一、化学平衡移动

　　化学平衡移动意义在于，当改变外界条件比如温度、压力和反应物、生成物浓度时，打破了原有化学平衡状态使其最大限度的向正方向进行，这在工业生产具有重要的意义。

　　（1）浓度对化学反应的影响

　　从化学平衡常数定义分析来看，当反应温度不变时，增加反应物浓度必然会使化学反应向正方向移动，从而引起生成物浓度的增加这样才能达到最终的平衡状态；同样将生成物移走，对于原有的平衡状态来看，相当于增加了反应物的浓度，反应也会向正方向移动，提高反应物的利用率，这在工业生产上应用比较广泛。例如，对于N2+3H2=2NH3可逆反应来讲，让化学平衡向生成NH3的方向移动，在其他条件不变的前提下，可以在反应容器中充入N2或者H2使它们的浓度增加。在实际的生产中为了获得多的NH3，需要将生成的NH3尽快的移走，降低NH3的浓度。这样反应就能向正方向移动。

　　（2）温度对化学平衡的影响

　　改变浓度是在化学平衡常数不变的情况下遵循的规律，但是当化学反应温度发生变化会引起化学平衡常数的变化。经过物理化学家们的潜心研究，终于发现了温度对化学平衡的影响，其满足克拉伯龙方程，即当升高温度化学反应向吸热的方向移动，降低温度化学反应向放热方向移动。所以，在工业生产中根据化学反应的吸、放热采取相应的措施，让其向着生成物方向移动。

　　（3）压强对化学平衡的影响

　　压强对化学反应的影响主要针对反应物中有气体或者是生成物有气体反应，由化学平衡常数来看，化学方程式中分子数增加和减少的反应，压强对其产生的影响也不同。经过试验证明，在其他条件时，增大压强有利于向化学分子数小的方向移动，减小压强有利于向化学分子数增大的方向移动。

　　二、化学反应速率理论

　　不同化学反应其反应速率有着明显的区别，比如，酸碱中和以及爆炸反应比较猛烈，部分氧化反应进行缓慢。为了将化学反应更好的为化工生产服务，需要对化学反应详细的研究，经过研究最终用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢。

　　1、浓度对化学反应速率的影响浓度对化学反应速率的影响，是通过影响化学平衡进行过程实现的。对于大多数化学反应，增加生成物或者降低生成物浓度有利于向正方向移动，但是并不是所有的化学反应都遵守这个规律。比如，某组分对化学反应速率的分级数是零，不管增加还是减少该组分都不会对化学反应速率造成影响；当某组分反应分级数是负数，增加其浓度不会提高原反应的速率，相反会降低其速率。对于某化学反应，当确定了催化剂和外界温度后，浓度就成为影响其反应速率是重要因素。

　　2、温度对化学反应速率的影响很早以前人们就发现温度对化学反应速率有重要影响。化学反应除了浓度对反应速率有影响外，和化学速率常数也有着密切的联系，温度对化学反应的影响主要通过影响反应速率常数实现。反应中如果整个体系的活化能降低，其反应温度就越高，反应速率也就越快。但是对于复杂的反应体系来讲，温度升高有利于向活化能高的方向移动。

　　3、催化剂对化学反应速率的影响催化性具有选择性，比如某种物质在一个反应中是催化剂，在其他反应中就不一定是催化剂。对于具有主副反应的体系，可以选择合适的催化剂达到促进主反应抑制副反应的目的。另外，在化工生产中需要研究影响催化剂中毒的因素，避免由于使用工业设施不慎，导致催化剂中毒情况的发生。催化剂中毒使催化剂不能发挥最佳的催化效果，影响反应的进行。

　　三、总结

　　化学是重要的基础学科之一，它和其它学科一起在促进国家经济快速发展上扮演者举足轻重的角色，是人类改造自然的重要手段，是人类文明进步的重要标志。很早以前人类就开始利用化学知识为生产服务，在当今社会化工行业的迅速发展与化学取得的研究有着重要的内在联系。通过对化学反应工艺因素进行分析，了解影响化学反应方向和速率的因素，对提高化工原料利用率，缩短化学反应时间具有重要的意义。现在化学应用的领域越来越广泛，大到国防科技、宇宙探索，小到食物的保鲜等。因此，我国要加强化学领域方面的研究，让化学为我国的经济发展做出更大贡献。

　　1发酵过程中的化学工程问题

　　1.1动力学与放大问题

　　乙醇发酵过程前期主要的活动内容是乙醇原料的液化、糖化等，在初期阶段结束以后进入到乙醇的应用特性控制阶段。这一阶段解决的主要问题是其发酵反应的动力学问题，也就是发酵反应能否继续下去的关键问题，主要包括有两个层次，一是本征动力学，主要是指从一种物质形式的本质属性出发对发酵生物反应固有速率的研究；二是宏观动力学，主要是从乙醇制备的反应器整体角度出发，充分考虑反应器中原料物质之间的能量传递情况的动力学研究。其中酶催化反应是应用最广泛的一种动力学模型。

　　1.2发酵罐多场问题

　　在具体的乙醇发酵过程中发酵罐是发酵功能实现的主要设备，而乙醇的发酵过程是一个复杂的过程，发酵过程中受各种因素的影响，温度、浓度等各种反应特性的传递会受到限制，从而在罐内形成不同的反应场，这种不规则分布的反应场会对反应的正常进行产生影响，例如对氧在发酵液中的传递速度、固定化酶传播等反应应有的过程产生影响，进而影响发酵反应的质量。但是正是发酵罐中的这种多场现象，为研究人员提供了干预发酵罐中发酵反应的契机，通过对反应罐中多场化现象的研究和有效利用，可以实现对乙醇发酵过程的人工干预，为乙醇质量的提升奠定了基础。

　　2提纯过程中的化学工程问题

　　使用发酵方法制作乙醇制得的发酵液中，乙醇的含量较低，通常情况下只有5%到12%之间，这种浓度的乙醇是无法用作燃料的，所以在乙醇发酵工作完成后对乙醇溶液进行提纯是一个必要的环节。当前应用最广泛的乙醇提纯技术是蒸馏技术，通过精蒸馏的方法将乙醇中的水分有效排出，通常情况下使用这种提纯技术只能将乙醇的含量提升到90%左右，在这种纯度基础上再使用蒸馏技术进行提纯，其提纯效率已经极低。所以为了保证乙醇溶液实现有效的工业应用，应该使用综合提纯方法对其进行提纯，提纯活动中首先以精蒸技术对乙醇溶液进行粗提纯，在提纯形成的90%乙醇溶液基础上再应用萃取、共沸和吸附等精提纯工艺做进一步提纯，形成工业应用需求的相应浓度乙醇产品。

　　3生物发酵反应与分离过程的耦合

　　从乙醇发酵工艺角度来看，现代乙醇制作工艺研究的内容还是一些基础性的内容，涉及到乙醇制作的具体工艺步骤，而生物发酵反应与分离的耦合并不是一种单纯的乙醇发酵制作工艺的完善，而是从乙醇制造整体角度出发对乙醇制造过程中的能量传递和化学反应的优化。从当前的乙醇制备角度来看乙醇制造存在着一个乙醇分离和提纯的过程，这两个过程的分离导致了整个制备过程制备资源和能量的浪费，如果能够将乙醇的分离过程和提纯过程结合在一起，也就是说提升发酵分离过程产生的乙醇溶液浓度，就能够减少乙醇提纯过程的负担，甚至可以实现化学反应结束以后直接制得符合浓度要求乙醇的目标。这种生物发酵反应与分离过程的耦合极大的提升了乙醇制备的效率，是乙醇制备工艺发展的未来技术。

　　4结语

　　燃料乙醇是当前实用性崔强的清洁能源技术形式，其制备工艺的发展对我国能源危机的化解、能源结构的优化具有鲜明的现实意义。本文从发酵过程中的化学工程问题、提纯过程中的化学工程问题和生物发酵反应与分离过程的耦合三个角度对这一问题进行了简要分析，认为当前燃料乙醇技术存在的主要问题集中在发酵反应过程的控制、分离提纯技术的应用两个方面，针对这一问题应该从乙醇制备的整体角度出发，切实将发酵过程与提纯过程结合在一起，从二者耦合的层面出发去解决。