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在我们以前普通的化学反应来看,对于反应后的副产物的处理是相当困难的,并且如果想处理,其治理成本是相当的高,所以以前那种普通的反应无法从根本上剔除化学工业中所带来的一系列危害。而我们所提到的绿色化学工程,就从根本上解决了上述问题。
1.1选择有益材料对于化学反应来说,最重要的还是选料的环节,它的好与坏直接影响着化学反应是否友好是否有益。有效的防范,以达到在过程以及结果的一种良性局面。
1.2采用高效高选择性的反应原料对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。
1.3使用绿色无公害的反应催化剂催化剂作为化学反应中能改变反应速率的的物质,在化学工业中应用广泛,绿色化学就是研究生产高效高质量的化学反应,不产生任何有害物质,无效产物可以做到循环利用,无公害。这项生产技术就是高度依赖化学反应过程中的催化剂,不断创新,不断推动绿色化学产业的发展,相关机构已经着手研究这些优良的催化剂.
2寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用
2.1化学工业中绿色化学的应用绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。
2.2化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物—地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。
3结语
关键词:绿色化学;工程工艺;化学工业节;应用
工业是国民经济的基础,随着社会经济的不断快速发展,对于工业生产也提出了更高的要求。然而,当前我国工业发展面临着资源价格飞涨,环境污染日益严峻的情况,这也使得全社会对于工业生产越来越关注。怎样有效的处理好工业污染物,防止其对环境的二次污染,怎么有效的利用好数量庞大的生活废品,是当前许多学者都在研究的问题。绿色化学工程是在社会迫切需要的情况下诞生的新型项目,这个项目的目标是:对日常化学生产当中的一些资源浪费及环境污染进行有效的处理,从而使得化工污染得到有效缓解,化工生产过程中的资源浪费得到很大的改善。
一、绿色化学工业的概念
绿色化学又被称为无污染化学,以此为理念而开发出的技术就是绿色化学工程技术,采用化学原理从根本上降低化学工业对环境造成的破坏。化工业发展的基础是绿色化学工程,它已成为了未来化学工业发展方向的重要研究目标之一,绿色化学具有以下两种特性:首先,绿色化学的根本思想在于保护环境,使自然资源可持续发展,让人与自然之间的关系和谐,人们对环境造成的破坏促使了对绿色化学的研究;其次,绿色化学是将环境改变的技术,发展下的绿色化学技术以逐渐可以应付各种环境下对自然的破坏。从根本上来说,绿色化学是预防环境污染;而环境化学则是对污染后的环境进行改善和治理。两者之间是根本不一样的,在最终目的上也是千差万别的。
目前,对绿色化学进行研究的重要发现和实践活动为绿色化工技术。基本原理是采用原料中的原子进行转化,这就使化学工业在进行工作时不会产生污染物,达到对化学工业污染物的零排放。并且,在进行化学工业工作时,不使用任何具有危害性和毒性的原材料,这样可以生产出对环境不造成破坏的产品。这种技术目前处于理论状况,但是在众多科研人员的努力探索下,还是可以逐渐实现此种设想的。
二、绿色化学工程与工艺的开发
在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。
(一)采用绿色化学原料
在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。
(二)提高化学反应的选择性
在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。
(三)使用无毒无害催化原料
随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的應用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。
三、结论
化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。
参考文献
[1]艾宁,计伟荣,项斌,等.化学工程与工艺专业人才培养模式改革的探索与实践[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35.
关键词:化学工艺;绿色化工;技术应用要点
0引言
近年,社会公众的环保意识逐步地提升,国家也大力地倡导在社会中发展绿色经济,建立友好型的工艺技术。在这种背景下,绿色的化工技术就被研发出来,其中绿色技术更多的是指在传统的化工产品生产期间,减少对外界环境的污染,降低资源的消耗,实现技术的可持续发展。
1绿色化工技术的重要性分析
化工企业在生产化工产品期间,应用绿色技术来避免生产过程给外界环境带来的破坏和污染。尽量地去降低能耗,使用节能环保的材料,这样才能够使公司在激烈的化工市场中,获得独特的竞争优势。从原材料运输到工厂,然后再将原材料运输到生产线上,在各作业环节加强控制,使化工产品的生产走向环保化。利用零污染、低耗能的技术,来减少污染物的排放,进而全面提高化工企业内部的制造技术水平。在印刷和药物的生产领域中,都会应用一些绿色化工技术,此时该技术就为国内的化工行业指明了未来的发展方向。
2绿色化工技术在化学工程中的应用分析
2.1合理地选择催化剂
在化工产品的生产领域中,使用大量的催化剂(如图1所示)会显著地提高化学反应的效率,进而加快化工产品生产的速度,可以明显提高整个化工产品的经济效益。因而,化工企业应该根据实际的化学反应状况,以及根据生产出来的化工产品特性,来选择催化剂。此外,还要避免化工产品所形成的副产物被随意地丢弃、排放,而造成化工产品的副产物危害到外界的环境。此时,要重点去管控好催化剂的使用,应用一些无毒无害催化剂。在此基础之上,还要加强对各废弃物排放管控,应该结合实际的要求,来选择催化剂材料,选择毒性不大,而且危害程度较低的材料,才能够保证化工产品的生产绿色化。
2.2应用没有污染的化工原材料
科学地选择化工材料是降低化工污染的一个有效的方法,通常情况下,社会公众都会认为化学合成物大多都是化工原料,并且认为大多数的化合物都有毒性,会对人体产生较大危害。随着近年国内科技技术的飞速发展,一些化工原料被研制出来,有些化工原料是从农作物和植物中提取出来,它可以替代化学的合成物,来充当化学产品的制剂。因而,选择危害较小、绿色环保材料,从源头上去抑制化工的污染。在生产期间,确保化学制剂使用合规,避免使用那些毒害较大、污染较大的化学药品。
2.3科学选择化学反应
在化工产品生产期间,要求能够使用一些高效的化学反应,才能够提高化学反应效率。通常化学反应都会产生副产物,而对外界环境带来污染破坏。此时,公司要综合考量化学反应经济性和环保性,来实现降低污染的目的,这也是当前绿色技术的一个重要组成和应用的目的。公司综合考虑经济成本、经济效益和污染问题,应用合理的化学反应方法,来实现控制化工污染的目的。
3绿色化工技术的应用分析
3.1应用清洁的生产技术
化工企业应用比较清洁的技术,能够有效地减少生产过程的污染,例如,通过一定的处理设备,来降低化工产品的粉尘、废气,对废弃物进行回收利用,这样会实现资源的高效使用,也能够减少固体垃圾的产生。当这些化工的污染物进入到地下水和土壤中,会扩大污染的范围。有些工厂内部有大量的悬浮颗粒物的粉尘,这些粉尘就会形成粉尘污染,空气中的固体离子增多,当吸入到人体内部会直接导致心肺病的产生。因而,要科学地处置生产现场的粉尘和废弃物,来实现环保生产的目的。
3.2应用生物技术
将新型生物技术运用到化学制品的制造中,例如可以运用基因工程技术、生物技术和细胞工程技术,利用生物体内部所产生的生物酶,来作为化学反应的催化剂。将生物化工的合成技术作为当前化工产品的一个主流技术,可以实现绿色生产的目的。生物技术中的膜技术是仿生学的一个重要技术组成,它也可以实现再生资源的循环利用,来形成化学品。绿色的生物技术需要从动植物内部提取相应的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物经过数万年的生物化学反应,而形成的能源原料。在当前的一些化学反应中,会使用生物酶作为催化剂,这种催化剂的催化效率显著地要高于化学试剂的效率,这样生物酶作为催化剂,可以实现环保生产、无污染生产的目的。并且化学的反应比较温和,形成的副产物对外界环境危害较小。
3.3利用友好型的环保产品
在化工生产过程中,产生的污染物会直接影响到人们的日常生活。因而,在使用环保产品期间,要尽量地避免使用那些高污染的产品。汽车在行驶中可以燃烧生物柴油、生物汽油,这些生物材料的生产制造不会对外界产生较大的污染。同时,生物酒精汽油燃烧时对外界的环境破坏力度较小,有些化石燃料内部有大量的硫化物,在燃烧之后,会产生二氧化硫,会直接危害到大气的平衡,以及会给国内的大气带来破坏。社会公众平时会使用一些塑料的产品,塑料的包装袋,这些塑料袋的使用会给人们的生活带来便捷。当人们使用完了之后,就会将这些塑料袋随意丢弃,塑料袋难以分解,分解时间会长达数百年,会给社会环境带来极大的影响,也会形成大量的固体废弃垃圾。因而,需要对现有的化工技术进行转型升级,生产一些环保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供为大众使用。例如,化工产品生产单位将其经营的重心转移到绿色产品生产上,大量的使用农作物植物,作为原料的提取材料。在生产期间,可以使用甘蔗来提取乙醇,作为稀有的原料物质。
3.4清洁生产技术的应用
当前国内的清洁生产技术已经被应用到金属冶炼,海水淡化等各个行业中,应用的清洁技术生产的有害物质不多,而且清洁技术会直接将废弃物排放控制在环保的要求标准内。在海水淡化工程中,应用环保清洁的方法,来在海水中去提纯淡水。淡水是人们基本的生活用品,社会对于淡水需求量较大,然而国内淡水资源却偏少,这是利用海水淡化技术,为人们提供丰富的淡水资源。在生产淡水期间,利用环保型的化学制剂,来提纯淡水、蒸馏淡水,这种化学试剂的危害都较小。
3.5优化改善现有的化工工艺流程
在化工产品生产期间,企业要转变现有的生产方式,改变过去仅仅依靠一个装置给各个设备供热的模式,可以给厂房的顶层安装太阳能电池板,来利用太阳能为化工生产线提供电力来源。此时,化工产品的生产单位也可以购置余热的收集装置,利用该装置,可以将生产线上的各类热收集。然后,对这些能量进行转化,进一步地转化为电能,来为生产线进行循环的使用。
在生产化工产品期间,也可以利用电机驱动的方式,来作为生产线的电力来源。应用变频的电动机,会降低电能消耗,有些电机在开机时浪费的能源较多,此时应用变频电机控制电机中的频率,来减少电力能源的浪费消耗,也能够使整个生产线变得更加稳定。在生产环节中,会产生许多化工副产物,这些副产物对外界环境有一定的污染。但是通过将这些副产物的回收利用,可以提高公司的经济效益。
1化学工程中发展绿色科技的必然性
1.1是对我国可持续发展战略的响应
从理论上而言,经济可以无限量的增长,然而,自然资源存在限度,尤其是不可再生的化石能源。当我国不断以自然资源的大量消耗来推进经济发展,就会造成资源的过度消耗,这类生产资料的价格也会不断上涨,加大生产成本,反过来对原有的经济效益产生负面影响。据此,我国在经济发展战略制定时,必须对从长远的发展境况出发,把握关键所在,转变以往的经济发展观念,提升资源利用效率。主要是通过完善绿色科技来实现资源的高效利用和再次利用,以此缓解经济高速增长所带来的负面影响,通过低排放和高治理相结合的方式,实现经济发展的稳固性和持续性。
1.2是实现生态平衡和环境优化的重要途径
现阶段,我国已经逐步提高了对于绿色科技的重视程度,因为这不仅是改善生态环境的重要途径,也是对国科学发展观的契合。持续发展最重要的便是资源的持续化供给,这需要人类减缓对于不可再生资源的消耗,加快对于再生资源的研发速度,保障两者之间相互配合,以此达到持续利用性的目的。一旦出现资源过度开发而导致的资源断层,不仅会造成经济和科技的倒退,更会影响整个地球生态圈的和谐关系,直接威胁到人类未来的发展和生存。因此,人们需要对可持续发展战略提高认识层次,强化对于绿色科技的理解和应用水平,提高不可再生资源的利用率,加快再生资源的研发进度,对污染问题进行有效的控制,通过三者之间的结合来实现经济、社会和环境的和谐发展。
2化学工程中的绿色科技
2.1运用绿色科技降低温室气体的排放,改善生活环境
温室效应是威胁地球生态平衡的一个严重问题,引发包括海平面上升、虫害加剧在内多个连锁反应,加重了对人类社会的威胁程度。这种问题的出现主要是由于传统化工产业在生产过程所产生的大量二氧化碳气体,而对该现象究其根本就是因为当时国家并没有对温室效应形成完善的法律规范,化工企业排放没有得到有效的遏制,将人类社会的发展置于了严重的危机之下。直到南极臭氧层空洞的出现甚至扩大,包括中国在内的各个国家才真正认识到温室效应。就现阶段我国的情况而言,不少涉及化工产业的企业已经形成了良好的社会责任感,尤其是在维护生态平衡和绿色生产的问题上,通过对绿色科技的开发和利用来改进化工生产,对二氧化碳的排放问题进行一定的控制。比较常见的一个绿色科技应用过程就是CO2与碱性氧化物反应,并将生产的碳酸盐运用到随后的化学生产当中去,或是供给学校做相应的实验课程,其涉及的反应公式是:CO2+CaO=CaCO3。不但实现对于二氧化碳的排放进行了控制,更对二氧化碳资源进行了有效的利用,实现资源节约的目标。
2.2运用绿色科技进行海水淡化处理,丰富生活资源
水资源作为人类生产的三大要素之一,对于人类生活和社会生产都发挥着非常重要的作用。然而,人类所能运用的水资源并不丰富,而且淡水危机所引发的问题也已经十分严重了。以海水淡化为主的绿色化工技术是现阶段解决这个危机的主要方式,然而,海水淡化技术在推行之初所需的成本较高,难以投入当民用之中去。但随着海水淡化技术研发的推进,实施成本逐渐降低,在一些大规模的运用当中逐渐起到了一些作用,而这种技术也不断被各国所引入,包括不少发展中国家也已经有了很好的应用,并在不断创新之中发挥了日益重要的作用。现阶段,该项技术主要目标便是在利用海水获取淡水资源的同时又不造成环境危害,比较常用的做法就是利用氢氧化镁实现。而这项物质不仅环保可靠,而且成本低廉,而且操简单。更重要的是,这个过程不会产生二次污染,实验的实践效果让大多数人都十分满意,也显示出了相当的的应用前景。
2.3绿色科技对香料香精生产的改进作用
香精和香料是人类社会中比较常见的物质资源,也是我国进出口贸易的重要组成。然而,通过传统工艺来生产这类物质往往会造成较大的环境污染,而难以对产品品质进行保障。而造成这种现象的主要原因,是因为传统工艺在技术和理论上存在较大的缺陷,虽然操作简便,但是往往会造成巨大的资源浪费和环境污染,最终所生产的香精香料也存在不少的质量问题。据此,相关机构利用绿色科技的理念对香精香料的生产进行了改良,不仅在生产过程中降低了资源浪费和环境污染,更降低了包装所带来的材料浪费和污染,最终实现对于产品的质量保障,以此来实现社会经济与生态环境发展的协调性和持续性。
3结论
关键词:绿色;无机化工;化学与工艺
化学在人类发展过程中起着十分重要的地位,为人类的生存与发展提供了重要的物质保障。与此同时,化学生产带来的各种污染问题同样也给人类的生存与生活产生了严重影响,如何发展对人类健康和环境危害较小的生产工艺,成为化学家面临的新问题,绿色化学由此得到发展。绿色化学与工艺是指利用化学技术和化学方法,减少或者消除对人类及环境有害物质的使用和产生,使化工生产与环境友好共存。
1 绿色化学与工艺在无机化工过程中的应用
1.1 绿色化学与工艺介绍
1.1.1 原子经济理念下的绿色化学。原子经济理念提出较早,其含义是:在化工生产过程中,应将化工原材料中的分子最大化的转化为目标产物。虽然无机化工生产对社会经济的发展具有重要影响,极大地推动了社会经济的发展,但我们也应该清醒地认识到化工生产给环境带来的危害。为此,应在化工生产和研发中,充分发挥原子经济理念的作用,最大限度的将化工原材料转化为目标产物,降低化工生产对环境和人体健康的危害。
1.1.2 原料的绿色化。化工企业在生产过程中,由于工艺需要,通常会在化工生产中使用氢氰酸、光气等有毒原料,这些有毒原料在反应过程中会产生大量的有害物质,给作业人员人体健康带来极大危害,同时也给环境造成了严重污染。为保护工作人员的人体健康,使环境免受污染,化工企业应在化工生产中尽可能采用无毒无害的化学物质。
化工企业在生产中使用酸、碱或有机化合物替代有毒化工原料,降低了化工生产的毒性,但酸、碱性物质腐蚀性较强,在反应过程中会产生高浓度的酸性气体或碱性气体,不仅腐蚀化工生产设备,缩短设备使用寿命,还会对作业人员身体造成严重影响,这也是应尽量避免的。综上所示,化工企业应改进生产工艺,采用无毒、无害、无腐蚀性的化工原料,若必须要使用腐蚀性材料,应利用催化剂加快反应速率,降低反应条件,减少腐蚀性化学品对设备的危害。
1.1.3 溶剂的绿色化。化工生产过程中,需要使用大量的溶剂,其主要功能是反应介质、分离物质以及配置溶液等,部分溶剂会在反应后产生大量污染气体,为降低溶剂在反应过程中产生有毒有害气体,可使用绿色无污染的溶剂,如超临界二氧化碳(CO2)。超临界二氧化碳溶剂是指温度和压力达到临界点以上的流体,具有与溶剂一样的密度,而且具有气体的粘度和传质速度,该溶剂在化工生产反应中得到初步应用,已经取得了较为理想的效果。相对于其他传统溶剂而言,超临界二氧化碳具有无毒、不可燃,成本低等优势,因此具有十分广阔的发展前景。
1.1.4 可再生资源的利用。可再生资源生产化学产品是绿色化学未来重要的研究领域之一,也是无机化学企业未来发展的方向。可再生资源的使用不仅能有效缓解资源紧缺问题,还能将化工生产中产生的废弃物变废为宝。如化工生产过程中废弃物经过处理后,可用于动物喂养、燃料燃烧以及其他用途,这主要是通过生物或农业肥料进行聚合物再造工作完成的。可再生资源的利用,提高了化工生产的环境效益,降低其成本,可有效提升化工企业的经济效益和社会效益。
1.2 绿色化学与工艺应用实例
1.2.1 含汞废液微电解处理工艺。汞在化工生产商有重要用途,同时该物质也是对环境和人体具有危害的一种金属物质。上世纪五十年代日本水俣事件以后,世界各国开始加大了环境保护力度,并对工业废水中汞污染问题的处理进行了深入研究。在电池生产工艺中,工业废水含有大量的汞、锌、锰等重金属,对废水中的汞进行处理是一个关键环节。虽然除汞的方法较多,但各类方法的特点不同,而且适合应用于电池厂工业废水处理的方法并不多。较为常用的有混凝法处理工艺,该工艺是将三种重金属转化为氢氧化物或者氧化物污泥,从而达到降低污染物含量的目的。但该工艺在汞含量较高时难以达到量的处理效果,如某电池厂每天生产100t工业废水,其中汞、锌、锰的污泥含量大约为20-50kg,直接排放形成了巨大的资源浪费,同时还会污染环境。
新研发的微电解-混凝沉淀技术可用于电池含汞废水处理工艺中,试验结果表明,总含汞量低于1.765mg/L的工业废水经过该工艺处理后,其总汞含量达到排放标准,而且汞基本富集于汞泥当中,有效避免了锌、锰污泥的污染,为后期金属的回收利用提供了便利;该工艺操作简单,使经济效益和环境效益得到了同步实现。
1.2.2 液相法芒硝制碱中苛化废渣利用工艺。近年来,我国科研学者开始研究液相法芒硝制碱新工艺,并取得了显著进展。该工艺主要分为两部分,①通过加入中介质,将芒硝(Na2SO4・10H2O)转化为质量分数为12%的高浓度Na2CO3溶液;②将得到的Na2CO3溶液中的溶质直接苛化为NaOH溶液。在制取NaOH溶液的同时,产生大量的苛化废渣,其主要成分是碳酸钙(CaCO3),若将其弃掉,不但降低原料的利用率,而且还要占用大量的土地堆存,造成严重污染。
为解决制碱工艺中废渣对环境污染问题,科研工作者在回收利用方面进行了较为系统的探究试验。具体流程如下:第一步,废渣成分分析,主要对苛化钠组成进行分析;第二步,转化,利用碳化法将废渣中的碳酸钙成分转化为轻质的碳化钙;第三步,碳化钙的利用,试验证明转化后的轻质碳化钙可广泛用于冶金、有机合成、玻璃制造等制造工艺中,而且还能用于塑料、橡胶、油膜的填料。该处理工艺不仅减少了废渣对环境的污染,还使原材料得到了充分利用,降低了烧碱和塑料等产品的生产成本。
2 结束语
无机化工生产与我国社会经济发展密切相关,在促进经济发展的同时,也带来了一些问题,如环境污染问题以及人类健康问题,需要我们采取积极的应对措施。为促使化工生产能够健康持续发展,减少对环境的污染,保障工作人员健康,应充分利用现代生产工艺进行生产,从原材料、溶剂、生产工艺等多个方面进行改进,实现无机化工的绿色化生产,确保无机化工能够持久发展。
参考文献:
[1]郑会勤,李成未,李珂,张松平.绿色过程工程在化工和化学实验教学中的应用探索[J].河南教育学院学报(自然科学版),2011,04.
随着人民生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求也在不断提高,医疗模式已由单纯的疾病治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合的模式。大医院人山人海,小药店街头巷尾随处可见,医药工业迅猛发展,药学专业人才倍受青睐,现在除了传统的医学院校培养药学人才外,许多理工科院校也相继开办了药学专业(如重庆大学、西南大学、重庆邮电大学和重庆理工大学等),而基础化学是药学相关专业非常重要的专业基础课,目前我国药学专业的基础化学课程仍按照传统的四大基础化学开课。随着化学基础课学时不断压缩,每门课程的学时非常有限,特别是理工科高校的药学专业,学生的基础化学知识对后续专业课程和专业技能的学习非常重要。所以,在少学时的基础化学课程教学中教师更重视学生对基础知识的理解和掌握,而忽略了在教学中对学生绿色化学意识的教育和培养。随着环境问题的日益严峻,化学教育工作者一定要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程,让学生认识到从“粗放型”的传统化学转变为“本文由收集整理集约型”的“绿色化学”是历史发展的必然。
针对这些情况,当前一些普通高校进行了相关研究与实践,以提高基础化学教学效果,但是,大多数高校主要是根据学时来选择安排教学内容,利用改进教学手段来增加教学内容,着眼于局部,头痛医头,脚痛医脚,教学效果虽有所提高,但是效果不甚明显,没有找到从根本上提高基础化学教学效果的方法。本化学教学团队提出了《基于“绿色化学”理念的理工科院校药学相关基础化学系列课程整合与优化的研究与实践》课题,依托重庆邮电大学中药学专业和制药工程专业的学生进行了实践。
一 培养具有“绿色化学”理念的大学生是人类社会对高校化学教育的基本要求
“绿色化学”是一门从源头上阻止污染的化学,它用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的产生和使用,有利于引导学生热爱自然、尊重自然、与自然和谐发展,牢固树立绿色意识,自觉成为未来的绿色人才。“绿色化学”是人类与自然和谐的化学,是面向未来提出的化学新概念,同时也为化学教学提出了新课题。
因此,本化学教学团队在基础化学教别强调引入“绿色化学”理念,在绪论部分专门设有“建立绿色化学理念,推动经济和社会的可持续发展”这一部分,强调绿色化学的必要性,并且基于“绿色化学”理念选择教学内容。在教学过程中渗透“绿色化学”理念,将从源头上预防化学污染的新观点逐步深入学生心中。特别是实验教学中,化学教学团队根据专业特色与学生能力培养的需要,在实验项目的设置上渗透绿色化学理念,改革实验教学模式,实验项目中大大减少了独立的基本操作单元实验和验证性实验,将大部分基本操作实验和验证性实验安排在实验技术网络虚拟与仿真实验室中实施,同时大大增加实用性、综合性实验,将部分基本操作融入综合性和设计性实验中。实验原材料都是无毒或低毒的,删除了一些毒性高、污染大、效果差的合成实验。打造以“绿色化学”为特色的教学、科研实验平台,努力培养具有“绿色化学”理念的大学生。
二 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容的整合实践
1.教学内容的整合原则
第二军医大学药学院将无机化学和物理化学两门课程整合,很好地解决了这两门课程中的内容重叠问题,同时使无机化学的教学内容得到了引申,使知识的系统化更加显著。本化学教学团队基于“绿色化学”理念将四大基础化学进行整合,即将无机化学、分析化学、物理化学和有机化学四门课程进行整合,根据药学专业要求,立足理工科院校注重四大基础化学的关联,确保整个基础化学知识体系的完整,总课程名称设为基础化学,具体按照普通化学、有机化学和物理化学三门课程进行排课。本化学教学团队一起讨论、确定教学内容和相应的学时数,并且备有一些选学内容供学时稍充分的学校选用,或者供学生自学,但是紧密把握“面向药学专业的基础化学知识”、“知识点之间的连贯”及“难易程度循序渐进”这三个基本原则,使学生有兴趣学,更轻松地学。
2.整合后教学内容的具体安排
针对大学第一学期,新生入学较晚,学习时间较短,需要一段时间适应大学学习、生活等实际情况,第一学期的普通化学先介绍药学与化学的关系,强调化学在药学专业中的作用,让学生首先从思想上重视它,同时介绍“绿色化学”的基本概念和原则,突出绿色化学在医药工业和社会发展中的意义及必要性,站在整个基础化学角度强调绿色化学的重要性和必要性,先行建立“绿色化学”理念。具体内容是:先介绍简单且与中学化学衔接较多的气体和溶液,引入大学基础化学的教学;然后利用热化学反应方程式引入化学反应热、热力学第一定律和第二定律,引出判断化学反应自发性的吉布斯自由能判据;从吉布斯自由能变的符号判断反应方向和大小,表示反应限度,引入化学平衡,与中学化学紧密衔接,同时进一步衔接化学反应速率,使学生易于理解;有了平衡依据后,再分别介绍酸碱平衡与酸碱滴定,沉淀溶解平衡与沉淀滴定,氧化还原平衡与氧化还原滴定,配位平衡与配位滴定;作为含量测定的加深,再介绍比色法和分光光度法。最后,联系中学化学知识简单介绍原子结构和分子结构的基本概念和基本理论,并且在每部分都要说明它在药学中的作用。第一学期的理论学时经教学团队统一讨论并经学校批准后定为64学时。
基于现代药物大多是有机物的现实,有机化学在药学相关专业非常重要,经教学团队统一讨论并经学校批准后有机化学理论课程定为96学时,安排在第二学期和第三学期授课。并且根据结构与性质的关系按照官能团分类介绍有机化学的内容,注重与中学有机化学衔接,强调具有某一类官能团的化合物其理化性质,每部分都要介绍一些有显著药理活性的化合物和该类化合物的合成工艺,重点强调绿色合成工艺路线,以及该类化合物的构效关系。同时简单介绍一些波谱知识,如红外、质谱和核磁共振谱等,能够推导简单的有机化合物的化学结构,为今后的中药化学、天然药物化学和药物合成打下坚实的基础。同时,有机化学实验重在一些综合性、实用性的绿色化学合成,既增加了学生的学习兴趣,提高了教学效果,同时也践行了绿色化学理念。
经过一年半的大学学习后,在学生基本上都适应了大学学习、生活的情况下,而且具备了较好的数学和化学基础之后,第四学期将深入介绍基础化学难点部分的物理化学,在化学热力学、化学动力学基础上,加深对化学热力学和化学动力学的学习,最后引入新知识相平衡,包括表面化学与胶体化学和药学前沿知识,以及化学知识及其技术在药学专业中的应用,要求讲原理时必须讲它的应用,重点是在药学方向的应用上。最后提纲挈领,建立整个基础化学的基本框架和知识体系。这样就把基础化学知识点整合,避免了重复,同时按照知识的难易程度和前后关系安排教学内容,节约了学时、方便了学生理解、提高了教学效果,以适应少学时的理工科院校药学专业的基础化学教学。
三 基于“绿色化学”理念对四大基础化学课程教学内容整合的初步效果
1.学生成绩明显提高
2007级学生因成绩差,有2名学生留级,有近10人未获学位,2008级有95%以上的学生获得学位,2012年重庆邮电大学推免试研究生学生中,生物信息学院5个专业6名同学获得,制药工程和中药学2个专业占了3名,而且有不少同学进入绿色化学与制药工程科研平台参与实验锻炼,参与发表sci收录科研论文4篇,参与中国发明专利的申报1项,1人次参与重庆市药物催化氢化工程技术研究中心的申报,获得了一项重庆邮电大学大学生创新实验项目。
关键词:化学工业;绿色化学工程;节能生产;促进作用
20世纪80年代以来,化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为,“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句“本品不含任何化学添加剂”。“化学”似乎成了“有害”的同义词,殊不知,那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说,任何物质都是有毒的,物质的毒性与物质的“量”有关。分析绿色化学工程及工艺在化学工业生产中的应用,能够降低化学工业污染程度,提高化工节能效果,对化工行业的发展意义重大。
一、绿色化学概述
(一)绿色化学概念。色化学又称环境友好化学,是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。从这定义上来看,绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防,把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法,既通过改变化学方应与化工过程,从而从根本上减少或消除危害物质的产生,并进而解决环境问题。
(二)绿色化学特点。第一,绿色化学考虑社会可持续发展,促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源,充分利用生物质,即植物、农作物,以及其他通过光合作用产生的有机物,它们是理想的石油品替代原料。此外,还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等,促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学,是更高层次的化学。第二,绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术,特别是新的催化工程技术,在选择原料路线时,尽量使用低污染、无污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物,能够实现化学反应技术的绿色化。第三,绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防环境治理则是对已被污染的环境进行治理,即“末端治理”。时间表明,这种“末端治理”的粗放式经营模式,往往治标不治本,只注重污染的净化和处理,不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放,既浪费资源和能源,治理费用投资又比较大,综合效益差,甚至造成二次污染。因此,绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。
二、G色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用
(一)清洁生产技术的应用。清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术,比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等,这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广,主要有以下几种技术:生物工程技术,这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术,如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术,这里有多种催化剂,比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术,这里有超临界H2O和超临界CO2都能阻燃并且无毒。
(二)生产环境友好型产品。发展绿色化学工程与工艺,其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例,比如寻找替代品来替代氟利昂,这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染,近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料,大大减少汽车尾气造成的污染。
三、绿色化学工程与工艺对化学工业节能起到的作用
烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应,石油化工工业中时常发生这种反应,但是,它的生成物不稳定,很容易被进一步氧化,生成H2O和CO2。在各类的催化反应中,此反应一般不会被选择,因为有时生成物中还会存在同分异构提,不利于得到最终产物,所以,为了简化生产,一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度,还提高了反应的选择性,还能够起到降低成本,节约资源,减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性,比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂,就可以应对不同的烃类氧化反应。
四、结语
总而言之,绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料,选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程,应用清洁的生产技术,实现生产与环境相协调,产品和生态友好,开发和应用绿色化学工艺,已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术,是建设环境友好型社会的关键所在。
参考文献:
[1]乔昱.阐述绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的作用[J].山东工业技术,2014(16):147-147.
关键词:化学工程工艺 绿色化工技术 应用
前言
随着我国工业科技的进步,人们对化工材料的要求越来越高,例如节能性、环保性等方面的要求不断提高,近年来,我的能源及环境因为工业的发展带来了严峻的挑战,特别是近几年,我国的环境污染问题及能源消耗问成为备受关注的领域,我国化工研究人员也在重点研究关于不可再生能源的保护问题、生活垃圾的处理问题及工业污染物的合理排放问题。众所周知,在化工工程工艺中,很多有害、有毒的物质会被产生,如果这些物质处理不当,便会排放到大自然中,久而久之会对生产平衡起到严重的影响,绿色化工技术是提高化学工程工艺的先进技术,化工材料对生态环境的污染问题可以有效解决,提高化学工业的能源利用效率。本文将重点对绿色化工技术在化学工程工艺中的应用展开深入研究。
一、绿色化学技术的发展
在传统化学生产过程中,很多有害、有毒的物质会被产生,严重的滞后性使得化学工程工艺长期处于被动的生产状态下,因此,这种传统的化学工程工艺无法得到资源优化的目的,对于污染物的处理工程效果较差,污染物处理效率低下,同时提高了对化学污染物处理的成本。而绿色化学技术的出现,可以有效解决传统化学工程工艺中对污染物处理的问题,可以通过先进的技术,对污染物进行脱硫、除尘等方面的处理,具体实施方法如下:
1.采用绿色化学原料
在化学工程生产过程中,其流程及工艺直接由化学生产原料决定。在传统化学工程中,大多数采取的生产原料是不可再生的能源,选择这种化学材料增加了污染物质的排放量,同时增加了我国对不可再生能源的消耗量,因此,化学工程工艺中,选择绿色的化学原料是重点研发的领域,例如使用苞米杆、芦苇等农副产品废弃物,便是典型的绿色化学原料,这些物质无污染,直接投入化学生产中,可以直接转化成醇、 酮、 酸类的化学品,不会产生任何有毒或有害其物质,只会产生氢气等物质。
2.提高化学反应的选择性
化学原料通过化学工程工艺,产生相应的化学反应,产生相应的化学品,因此,在化学工程中物质反应的重要组成部分便是化学反应,在提高化学工程的生产效率及生产质量时,利用合理、有效的化学反应途径意义重大。反应环境、原料、时间、特点等因素都会影响化学反应。在化学工程中,氧化反应是最常用的反应形式之一,在整个反应过程中会产生大量热,很多化学原料会因为热催化产生变质现象,这也是直接导致化学品生产质量低下的主要原因。而新型反应形式―烃类氧化反应可以增加生产物的同分异构反应时间,同时提高催化物反应催化能力。
二、绿色化工技术在化学工业中的应用
1.清洁生产技术
辐射热加工技术、临界流体技术、绿色催化技术等无毒、无害、无污染的绿色化工技术统称为清洁生产技术。该项技术可以广泛应用于冶金、印染、垃圾处理等各个行业。此外还有很多先进的脱硝脱硫技术、煤气化技术及利用风能太阳能灯自然发电技术也都利用清洁生产技术。例如,在海水淡化技术的应用中,有效利用了我国海水资源,将海水中的盐与水的成分分离,在处理过程中不会对环境状态产生任何不利影响,还能有效解决我国淡水资源匮乏的现状。此外,海水淡化处理工艺所产生的氢氧化镁等物质的处理工艺成本低廉,工艺简单,并且 不会产生二次污染,因此此项技术未来发展的前景非常广泛。
2.生物技术
生物技术主要应用于化学仿生学及生物化工两个方面,其中技术范畴主要包括细胞、基因、微生物等。作为一种高效、转移性强的生物体内催化剂――生物酶,可以广泛参与到各个生物化工的合成过程中。另外,膜化学技术也是化学仿生学中被广泛应用的生物技术。通过生物技术可以使再生资源合成化学品,这是绿色化工技术经常沿用的方式。动植物中提取的有机化合物原料或石油、煤炭等作为原料都是绿色化工技术的原料。例如,在绿色化学工程工艺中,制备丙烯酰胺,可以利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,这样可以将能耗大大降低,并且没有污染环境的物质产生。与化学催化剂中的工业酶相比,自然界中的酶做催化剂更加环保,无污染,其反应条件相对较为温和,产物的性质也优良。
结束语
综上所述,在传统的化学工程工艺为人类创造了丰富的物质基础和能源,但是其生产过程中产生的残留物给环境污染产生了众多问题。绿色化工技术的出现对我国化学工程工艺产生了积极的影响,大大减少了化学产品生产加工过程中产生的有毒、有害物质,对我国整个化工产业及环保事业意义重大,能够真正实现绿色环保、节能减排的目的,是当今化学工业发展中的重要环节。
参考文献
[1]井博勋,莒菲.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].天津化工,2015,03:10- 11.
[2]张忠平,薛建跃,王新运,程乐华.地方院校应用化学专业绿色化学人才培养模式探索[J].巢湖学院学报,2011,03:142-145+164.
[3]纪红兵,佘远斌.绿色化学化工基本问题的发展与研究[J].化工进展,2007,05:605-614.
关键词:化学工程节能;绿色化学工程;促进作用
0引言
我国近年对于环境保护和能源保护的意识逐渐增强,在某种程度上来说,节能环保可以更好地保护环境,同时也能够对有效的资源进行合理利用,使其最大限度地发挥出作用,并且也能够缓解人与自然之间的矛盾。这对于保证人类的生存,保护地球具有重要意义,同时这也是可持续发展的要求和重要体现。绿色化学工程主要在化学工程的基础上将绿色节能环保理念合理的进行融合,其最终目标是可以达到生产无公害的效果。虽然从某种意义上来说,这属于一种理想化的设想,但是这也更加符合化学工程自身发展和实践工作的目标。
1化学工程节能中绿色化学工程工艺开发的分析
1.1绿色化学工程工艺开发的意义
分析传统的化学工艺,传统的化学工程所使用的工艺在对有毒污染物进行处理的时候,往往都存在着非常明显的滞后性,这在一定程度上为有毒污染物提供了必要的时间准备。很多化学工艺都是当污染物产生之后才着手进行有针对性的处理,这在某种程度上加重了其污染物处理的成本,同时也达不到具体治理的效果。举例来说,传统工艺当中的烟气除尘,虽然在某种意义上进行了相关的气体净化,但是其污染物却能够直接地转化为废水或废渣,这样就需要再继续进行一道工序来作清洁处理,无疑增加了相应的成本。而将绿色化学工艺引入其中,能够直接在生产过程中或排放的过程中将清洁工作完成,这样可以通过相关的化学反应达到预防的效果,进而可以有效地对污染情况进行控制。从另一方面来说,化学工程的基础资源便是化学原料,化学原料对于化学生产过程中的相关工艺选择具有重要决定作用,而绿色化学工艺能够从源头上对原料生产而造成的各种化学污染进行根治,通过化学工程与绿色化学工艺的结合,可以更加高效地对各类自然资源进行利用,从某种程度上能够实现深度开发和清洁无污染的效果。
1.2绿色化学工程工艺开发的重要性
在化学反应当中,为了促进绿色工艺的合理利用,需要应用选择性较高的试剂进行相关的工作。比如石油化工,在其生产的过程中,烃类选择氢化反应的比较多,这是一种比较典型的强放热反应,其最典型的调整为生成物性质活跃,而且可能会出现进一步的氧化反应。所以催化过程中这类反应并非是最佳的选择,而且其生成物不稳定,更加不利于相关产物的提取工作。因此,对这种情况进行改善,必须选择具有较高选择性的试剂来进行催化。这样就能够更好地降低成本,同时可以达到节约资源的效果,在某种程度上还能够有效地确保生成物的纯度。在绿色化学工程当中,通过这方面的实践可以为具体的生产工作提供重要的基础技术支持,并且在未来的时间内,随着越来越多的化学反应被逐渐的应用到研究课题之中,绿色化学工程也将会成为更加热门的课题。虽然当前在化学工艺领域中,对于无毒、无公害的高效催化剂的研究工作其主流方向存在差异,但是这些工作对于推动全局、对于绿色化学的深入研究具有重要的意义,而这也是确保建立环境友好型和资源节约型社会的一个重要体现。
2化学工程节能中绿色化学工程工艺的促进作用
2.1绿色化学工程工艺的应用
当今社会,绿色化学工艺对于实现节能减排具有重要的意义,而对于绿色化学工艺的重视和开发也能够显示出全社会、全国乃至全世界对于绿色生活和节能环保的重视。分析化工历史,在一百多年的时间里,人们对于自然的危害正在不断地加剧和蔓延,特别是我国这样的工业大国,此时正面临着19世纪英国那样的生活,甚至这种危害程度比那时还要严重,被扣上了“三废”问题头衔。在这种背景下,资源枯竭、环境污染、生态失衡、水土流失、人口压力巨大等问题逐一地摆在了人们的面前,使人们逐渐地认识到了节能环保的重要性,而化学工程则是造成环境污染和资源浪费的一个重要的产业之一,同时其又是保障和促进人类发展必不可少的一个产业。因此,在化学工程节能中利用绿色化学工程将是一个重要的选择。
2.2绿色化学工程工艺的促进作用
从当前环境来分析,节能环保工作的实现途径有如下几点:①开发新技术;②源头上控制污染;③打造可循环的绿色生态产业链;④发展循环经济。从绿色化学工程和化学工艺的发展来说,其工艺的实现能够为节能减排的实现提供重要的保障,而且能够被广泛地应用到诸多的领域当中。从当前的角度来说,其主要体现在三个方面:其一是清洁生产技术;其二是利用生物技术;其三是创造环境友好型产品。清洁生产技术也就是无毒、无公害的技术,这是一种绿色的技术,从目前正在发展的情况来看,脱磷脱硫技术就属于此。在城市化建设过程中对于相关城市垃圾的处理等必须遵循无公害原则,比如可以循环利用和可回收利用相关垃圾,通过对生物垃圾的回收利用能够制作沼气。从某种意义上来说,清洁生产技术所涵盖的范围比较广,其这不仅涉及到了生物工程技术等范围,同时也涉及到了辐射加工技术和绿色脆化技术,其对于超临界瘤体技术也具有较好的表现。因此在不同的环境中和领域内,这都将是一场新的环保节能革命。利用生物技术就是对细胞工程和基因工程等进行合理高效的应用,当前生物技术的应用主要涉及到生物化工领域和生物仿生领域两个主流。生物酶是一种非常高效可行的催化剂,因此这种物质被广泛地应用到了医药生产的各个方面。在绿色化工产业当中对于生物技术的应用能够有效地促进可再生能源的合成,比如有机化合物原料的使用是从动植物范畴发展到了石油与煤炭的范畴之中,而今天在各行各业都开始广泛地使用有机合成的原料进行相关的生产和生活。绿色化工产业当中,所有涉及到的催化剂大多都是酶类,分别是工业酶或自然界中的酶,和其他的化学催化剂比较,酶类催化剂的特点更加突出,其反应条件比较温和、生成物比较优良、污染物比较少,因此也更加适应当前的环境发展需要。环境友好型产品对于绿色化工工艺也具有促进作用,在现实生活当中涉及到很多应用实例。在空调制冷过程中一般都会涉及到氟利昂的使用,而氟利昂则会对臭氧层造成一定的影响,同时影响紫外线,容易造成全球气候变暖等情况出现,因此需要积极地寻找可以代替氟利昂的产品,这可以有效地推动节能环保的政策;无磷洗衣粉的使用,在某种程度上减少了其对于河流的污染,也降低了其对于人类身体的伤害,这些都是绿色化学工艺在现实生活中的体现,说明环境友好型产品既是绿色化学的保障,也能够促进绿色化学工艺的进步。
3结语
笔者主要就化学工程节能中绿色化学工程工艺的开发和促进作用作了简要的分析。绿色化工是建设资源节约型和环境友好型社会的必然选择,其对于生产和生活具有深远的意义,同时也有助于人类的可持续发展,因此需要予以充分的重视。
参考文献:
[1]蔡永宏.浅论绿色化学工程与工艺,创建高效、节能、清洁的未来化工厂[J].化工管理,2013,14(24):142-143.
[关键词]绿色化工技术 化学工程 应用
中图分类号:T655 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)11-0064-01
0.前言
众所周知,地球是我们人类目前唯一的、赖以生存的地方。当代工商业的迅猛发展,着实为我们的日常生活带来了极大的便利,但是与此同时,环境问题已然成为威胁人类健康的头号杀手。诸多行业的发展共同导致了当今比较恶劣的环境问题,其中,化学工业的生产发展带来的影响不容小觑。例如我们熟知的工业三废:即废气、废水、废渣,由此带来的环境恶化和生态破坏的题就极为严重。在此背景下,为了环境友好型、资源节约型社会的建成,我们必须要落实绿色化工技术在化学工程中的应用和实施。
1.当前化学工业的生产发展中存在的问题
化工产业的生产和发展惠及我们生活和工作的各个方面这点毋庸置疑,更新颖、更先进、更高端的技术使得先前貌似不可能的事情成为可能,一而再的刷新人类技术可抵达的上限。但是,不可否认的是,随着化学工业的进一步发展,越发严重的问题的产生成为了化工产业发展的“替罪羊”。
1.1 环境恶化
近几年来,尤其是在某些重工业城市的冬季,频繁而严重的雾霾天气引起了社会各方的广泛注意,人们对此非常恐慌。雾霾,很大一方面是由于日常的生产生活产生的废气导致的,其危害程度不言而喻,而肺癌、呼吸道感染等是其对人类最主要的危害。同时,工业废水和废渣的排放使得原本肥沃的土壤、干净的河流面临威胁,生物种类锐减,进一步加剧了生态的破坏。而且,据气象部门不完全资料统计,恶劣天气的发生频率也因此增加。
1.2 资源短缺
化工产业生产发展面临的资源短缺的问题也愈演愈烈。我们都知道,虽然我国的自然资源总量很大,但是对一个有着14亿人口的发展中国家来讲,其人均占有量就显得极为贫乏了。再加上工业生产对原材料的利用率比较低、浪费严重、缺乏回收再利用技术等实际问题的存在,导致当前资源相对匮乏的问题只会愈来愈严重。
2.绿色化工技术概述
鉴于化工产业当前存在的以上两点问题,如果再不设法改变这一现状的话,资源短缺、环境破坏的问题将会成为阻碍我们当前化学工程发展的主要因素。因此,发展绿色化工技术就显得尤为重要。所谓绿色化工技术,核心是绿色,即全面协调可持续的化工技术,这是科学发展观的基本要求,也是为了促进人与自然的和谐,实现经济发展和人口资源环境相协调,坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。要实现绿色化工技术,就是要通过对现有的化学生产技术和方法进行更进一步的改良和提高,利用最新研究的化学原理成果,旨在降低或减少在化学工业生产的各个环节中产生的化学废物或能够污染环境的化工产品,力争做到零排放,以此来降低化学生产作业对生态环境的污染和可能的危害。同时,对化学生产过程中产生的废弃资源的再利用也要加大力度,应用最新的技术,用可循环的再生资源这种全新的物质代替先前的化学生业中产生的有害废物,从而使得资源的利用率得到充分高效的提高。
3.如何在化学工程中应用绿色化工技术
在目前的化学工程中利用高级而先进的绿色化工技术,对自然资源进行更加充分而高效利用的同时,也可以尽可能的降低对环境造成的危害。鉴于绿色化工技术以上诸多优点,我们必须在开发和研究绿色化工技术上苦下功夫。
3.1 积极寻找洁净新能源
化学原料对化工生产的重要性不言而喻。所谓洁净新能源,无非就是对环境污染较小、利用率高的化学原料。这类能源有着如下特征:1.方便易获取:如果原料的获取方式就很复杂的话,那么成本自然很高,反而得不偿失;2.可循环利用:从而使得提高原材料的利用率成为可能;3.环境危害小:在当前严峻环境下,使用无毒无害、对环境污染小的原材料,才符合绿色可持续发展的要求。例如,天然植物,农作物等就是比较理想的洁净能源。
3.2 革新先进的生产技术
利用先进的清洁生产技术,使得整个化工生产的流程尽可能变得无毒、无害、无污染、无废弃物排放,即使做不到,也至少要对环境造成的危害达到最低。此技术中包括有辐射热加工技术,以及绿色催化技术等,在冶金、印染、废弃物处理等领域已取得较显著的成果。更广为人知的一个例子就是海水淡化技术:针对目前水资源的严重污染和匮乏问题,人们利用先进的设备对储量巨大的海水进行淡化,一方面有效地弥补了淡水资源的短缺,另一方面更是产生了低廉清洁的化工原料--氢氧化镁,完美的做到了一举两得。
3.3 生产出环境友好型的产品
近些年来爆发的各类环境污染的例子不胜枚举,因此人们保护环境的意识也在不断提高,无磷洗衣粉、新型乙醇汽油、低排量汽车等都成为人们购物的首选,有机、绿色成为了一种消费时尚,对此我们应该感到欣慰。同时,生产出对环境友好的产品也是我们反馈社会、回报自然最好的方式。
4.总结
综上所述,积极倡导绿色化工技术在化学工程中的应用具有非常重要的社会意义。为了保护人类赖以生存的生态环境,更好的落实社会主义科学发展观的具体要求,绿色发展的理念应该深入到每个人的内心。通过本文的分析,希望能够起到一定的作用,保障化学工程的可持续发展。
参考文献
[1] 井博勋,莒菲.浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].天津化工,2015,03:10-11.
[2] 高明江.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用研究[J].化工设计通讯,2017,01:35+76.
[3] 桂腾刚.化学工程技术在化学生产中的应用分析[J].化工管理,2016,11:110+112.
化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展,也为人类社会作出了重大的贡献,同时伴随而来环境污染问题越来越严重,因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想,通过在化学工业生产过程中,在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应,同时使整个反应具有高选择性,进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的,必须在化工行业推行清洁生产,实现零排放,把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题,通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨,从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”,绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中,并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。
2绿色化学工程与工艺的开发
早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”,开发了多种环境保护手段,如:水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等,对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步,环境污染的速度远远快于治理环境污染速度,并且治理环境污染的费用不断增加,而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺,采用无毒、无害的原料,在无毒、无害的反应条件下进行,使反应具有高选择性,最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产,实现零排放,实施绿色化工生产,从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。
2.1原料的绿色化
在化学产品生产中,原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一,绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标,选用可再生资源作为绿色化学原料,如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料,在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品,整个过程清洁无污染,这都是绿色原料应用的典型。
2.2催化剂的绿色化
近几年来,随着化学工业的快速发展,采用合理的化学反应应用在化工生产过程中成为了现代化学工业可持续发展的重要因素之一。在常规的化学反应中都离不开催化剂的使用,正确合理的使用催化剂不仅可以加速反应进程,改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低加工成本,而且从根本上减少或消除副产物的产生,减少环境污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境。目前,针对化学反应催化研究已经研发出各种催化剂,例如,在精细化工生产中,已使用安全的固体催化剂分子筛、杂多酸等来替代有害的液体催化剂浓硫酸,从而简化了工艺过程,减少“三废”的排气量。
2.3溶剂和助剂的绿色化
在化学工业生产过程中,无论是化学反应过程,还是化学产品的分离过程,都会使用大量的溶剂或者助剂来克服反应或分离过程中的特殊障碍,但是这些溶剂和助剂都是有毒的,往往会对人类健康和社会环境造成负面影响,所以开发出无毒无害的溶剂和助剂也是绿色化学工业重点研发目标之一。合适的绿色的溶剂和助剂不仅仅能使反应加速进行,也能使反应能耗低、效果更好、选择性更高以及产品更容易分离,更有利于环境保护。例如,现已开发出各种离子液体来应用于化学工业生产过程中的化学反应提供新的反应环境,也应用在化学工业生产过程中的分离过程进行产品与副产物的分离。
2.4能源的绿色化
在化学工业中,从获取的化学原料到发生的化学反应以及反应产物的分离和纯化等各个环节均伴随能量的产生和消耗,而且耗能巨大。然而,在化工生产的化学反应中,若反应是吸热的,则需要在反应开始时加入热量来使反应进行完全;若反应是放热的,则需要冷却以移出热量来控制反应进行。同样在化工过程的分离与纯化中,可通过精馏、萃取、再结晶、超滤等操作来实现,也需要消耗大量能量。所以找到合适的能源也是绿色化学工业重点研发目标。例如,比较清洁的能源有电能、光能、微波以及超声波等能量,其中电能是运用较多的一种,在利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂的电催化反应中可以实现在温和中性条件下的自由基环氧化。
3绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排中的促进作用
近些年来,在国内的化学工业中,绿色化学工程与工艺主要应用在以下几个方面。
3.1清洁生产技术的应用
在化工行业清洁生产包括清洁生产过程、清洁的产品以及清洁的能源等三个方面。而在化学工业节能减排中,主要以清洁生产过程为主。清洁生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料,采用少废、无废的新工艺和高效设备,改进常规的产品生产工艺;尽量减少生产过程中的各种危险因素,如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等;采用可靠、简单的生产操作和控制。已有的化学工业中清洁生产技术应用案例为:磷肥工业清洁生产工艺、铬酸酐生产工艺的绿色化改造、环氧丙烷的清洁生产、对苯二甲酸二甲酯氧化尾气的回收利用、二氯苯胺的清洁生产以及苯甲醛的清洁生产工艺等,这些清洁生产技术对化学工业节能减排有促进作用,实现了化学工业的绿色化,对人类健康和生态环境的保护作出了重要的贡献。
3.2与生物技术相结合的应用
在化学工业生产中,绿色化学工程与工艺常常与生物技术相结合,采用生物炼制技术将可再生资源转化化学原料,进而合成出所需要的化学品。通过这种技术得到的化学原料相对于一般的工业原料来讲,反应效果和催化效率较好,反应产生的污染物和废弃物较少,还具有良好的无污染性、高效性、节能性。生物炼制是开拓创新型技术,是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。例如,全作物生物炼制方法以油菜、大豆、甘蔗、玉米等为原料,采用发酵技术,用基因组合方法在有氧条件下生成1,3-丙二醇重要的化工中间体。
3.3环境友好型的化学品的应用
大力发展绿色化学工程与工艺可以使化学工业为我们生产出更符合社会、自然环境可持续发展的环境友好型产品,在生活中有许多具体应用实例。例如,已被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N、Si的三氟碘甲烷(FIC-1311)来替代传统制冷剂氟利昂,FIC-1311不损耗臭氧层,温室效应可以忽略,对环境破坏作用较小;2005年美国环境保护署已批准的新型熏蒸气体杀虫剂硫酰氟来替代溴甲烷,杀虫效果比溴甲烷好,对坚果和干果气味无影响,同时对臭氧耗损潜能值为零,对大气臭氧层无影响。
4结束语
化学工程技术简称化工技术,在化学生产领域中有着非常重要的地位。利用化学反应理论技术基础,进行大规模的化学工程生产,从而生产满足化学领域需求的产品。在农业方面,化学工程技术就起到了非常重要的作用。农作物的农药,化肥等都是化学生产的产品。这些产品对于人们的生产与生活都有着非常重要的联系。因此化学工厂成为了市场化学产品的主要生产基地,而化学工程技术也成为了化学生产的技术基础。那么,对于化学工程技术而言,其有着哪些核心优势呢?化学工程技术的技术理念又是什么呢?
1.1化学工程技术的技术理念分析
化学工程技术是基于化学反应以及化学元素等理论基础进行的大规模的生产性技术,利用先进的设备与反应环境,实现对某种产品的大量批量生产,以此来满足人们对于化学产品的需求。在化学工程技术中,理论基础是必不可少的,但是,在生产的过程中,反应设备等的建筑也非常重要。因此反应设备也有可能是反应物质,因此为了能够追求最高的生产效率,满足人们的生产需求,化学工程技术在技术完善性方面做了非常大改进。在废物处理方面,也有了完善的体制,从而减少了因为化学生产而对环境方面造成的伤害。
1.2化学工程技术的核心优势分析
化学工程技术以化学反应以及化学元素理论为基础,通过大规模的化学反应来生产市场所需的化学产品。由于在自然界中,很多化学产品不是自然形成的,即便在自然界中存在,其存量也无法满足需求。因此,为了能够满足人们对于某些化学产品的使用。就可以通过化工生产,来进行批量的生产,保证足够的供应。因此,对于化学工程技术而言,其技术核心可以概括为以下几个方面:第一,完善的技术理论基础;化学反应原理,原子守恒等化学理论技术,成为了化学工程技术的完善的理论基础体系。如果在生产的过程中,对于某一种元素物质产品需求量较大,那么就可以通过化学技术进行实现。例如,在现代社会中,为了能够呼吸到新鲜的空气,很多人开始喜欢吸收纯氧。那么,就可以利用化学理论进行纯净氧气的生成,从而满足人们的需求,当然,这也在一定程度上实现了市场的拓展。第二,高效的生产效率,化学工程技术为化学产品的生产奠定了强大的技术基础,为了满足市场的需求,化学工程技术在高产出,以及高效率等方面做出了非常大的改进,在原料提取以及生产加工的流程方面也有了十足的进步。因此,在技术优势方面,满足了市场化的生产模式。通过化学工程技术的引入,让化学生产领域实现了模式化,一体化以及车间化的生产模式,不仅仅实现了高效的化学生产,更在一定程度上实现了成本压缩等。总之,化学工程技术的核心优势非常明显,对于市场的发展而言,也有着推动性的作用。
2绿色化工技术在化学生产中的应用
虽然在化学生产领域中,化学工程技术起到了非常重要的作用,也让人们的需求得以满足。但是,由于化学生产过程中,容易产生大量的污染物质或者是废弃物质,在传统的化学生产以及化学工程技术中,并没有完善合理的治理措施。甚至在一些化学工厂中,这些污染物或者废弃物是直接进行无处理排放的。长期以往,对于环境造成的伤害是非常大的。近年来,我国的雾霾以及化学烟雾,癌症村等现象的出现,也就在一定程度上说明了化学生产中出现的问题。因此,为了能够保证化学生产的良性发展,也是为了能够符合当前节能环保技术的理念。绿色化学工程技术开始得以研发,并逐步应用到化学生产领域,从而从根本上改变了化学工程技术的面貌。绿色化学与绿色化学工程技术,是代表未来化学生产的方向性理念。在化学生产的过程中,建立完善的生产体系,尤其是在反应的过程中,杜绝传统的为了结果而不惜代价的生产方式,采用绿色型与节约型的生产方式,在技术方面,也需要不断进行技术改革,尤其是废物处理技术中的一些设计中,要充分体现绿色化学的特点,并能够做到真正意义上的节能减排,废物有效处理。总之,化学生产领域中,绿色化学的理念一定要深入其中,绿色化学工程技术的研发也应该继续,生产需要满足市场,也同样要保证环境的安全。
3结语
关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用
所谓的绿色化工技术就是经过改善已有的化学技术,以及通过对化学理论的使用与工程技术运用减少化工原料与溶剂等污染环境的物质,从而达到零排放的目的,降低对人和环境的危害,构建良好的生态环境。因而,下面就此分析了绿色化工技术的运用。
一、化学工程和工艺中绿色化工技术研发
(一)提高化学反应选择性
在绿色化工技术详细研发的过程中,应当提升化学反应选择性,以此来达到事半功倍的效果。在保证环境污染减少的标准规定条件下,还应当大大降低化学工业生产成本,提升资源使用率。例如,石油化学工业里面,一般会采用烃类选择性氧化物,由于烃类选择性氧化物化学反应很容易产生氧化,在生成物产生这一方面有着一定的损害与污染程度。因而,对于深化化学反应选择性,应当将有效预防出现损害生成物的反应当成是核心关注点,从而让化学工业进行绿色生产,减小对环境污染的危害。
(二)合理选择化学原料
随着绿色化工科学技术的持续发展,假设不从化学反应的源头以及化工污染方面下手,则一直是治标不治本且非常被动的举措。那么化工科学技术和工艺发展的时候,选取没有害或者没有毒的物质、原材料、催化剂等原料开展化工产品制作、化工生产达到零污染以及零排放的清洁生产与加工准则,预防与控制化学污染问题出现。而近期很常见的没有害的物质的化学原料就是农作物以及野生植物等物质。把树木等自然野生植物纤维、麦秸、稻草等农业副产品的废弃物当成是原料,进而加工酸、醇化工原料等。再者采用生物质气化产生氢气,均是绿色化工技术里面原料挑选运用的经典案例。
二、化学工程和工艺中绿色化工技术运用
(一)运用环境友好型产品
随着环境污染问题日趋加重,从而影响到了各个行业的发展,因此,需要增加对环境友好型社会的构建,是现如今亟待解决的问题之一,是社会发展的需求。绿色化工技术在生活与工作中的广泛运用,帮助人们解决了生活和工作中难题,体现出了自己的优点。环境友好型产品在进行生产的时候,不会对环境造成严重的污染,可以减轻环境污染。比如汽油燃烧对于空气造成了很大的污染,还会威胁到人们身体健康,不益于保护环境。生活中部分产品里面有很多的氟利昂,造成大气的臭氧层被损坏,直接影响到了人们的安全,进而产生安全事故问题。塑料产品在生活中是非常常见的,给人们带来了方便之处,与此同时也污染了环境。而环境被污染就会影响大气质量,必须要实时处理好大气污染的问题,研制出可以替代污染的产品。
(二)生物技术的采用
生物技术行业包括的技术范围一般有细胞、微生物技术、基因技术等,而生物技术最主要使用在化学仿生学以及生物化工这样几个方面中。而生物酶是生物体内的一种催化剂,具备一定的转移性与高效性,能够参加到每个生物化工合成过程中。除此以外,化学放生学里面的膜化学技术同样是生物技术领域中运用比较广泛的一种生物技术。在化学工程与工艺中绿色化工技术之中使用生物技术,能够采用再生资源将化学品进行合成。在早年来自动植物里面的有机化合物材料,到之后将石油以及煤炭当成原材料。打个比方,在绿色化学工程以及工艺之中,制作和准备丙烯酰胺,采用大自然中的生物酶来代替丙烯腈催化剂,进而合成丙烯酰胺以后,可以将能源消耗大大减少。从这里可以了解到,采用广泛存在于大自然中的生物酶作为催化剂,和工业酶与普普通通的化学催化剂比较起来自然中的酶更加有优势。
(三)清洁技术的运用
清洁技术就是没有污染、无害、没有废物排放的一种绿色化工技术,包含了辐射热加工技术、临界流体、绿色催化技术等等。在印染工业、煤气化行业、冶金行业、垃圾处理行业等均得到了广泛的使用。除此以外,先进的垃圾制沼气、清洁煤气化、风能太阳能技术等均是采用了清洁技术。打个比方,海水淡化技术的采用不但处理好了中国淡水资源紧缺的问题,并且还采用了高效的化学方式把海水里面的盐水分离。在海水淡化的预处理时候不会出现任何对环境的不良影响,也未对生态环境造成不好的影响。并且,在海水淡化预处理时候所出现的氢氧化镁是一种非常廉价并且工艺简单,不会出现二次污染的清洁产品,有着很好的发展前景。
三、结语
化学工程与工艺可以促使各个行业高速发展,给每一个行业提供所需能源与资料,可是同样地也会带来不好的影响,比如污染环境。伴随着社会经济的持续发展,人类意识到了环境污染的危害性,通过使用绿色化工技术,解决了环境污染问题。
参考文献:
[1]杨贺勤,刘志成,谢在库.绿色化工技术研究新进展[J].化工进展,2016.
关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用
在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。
1绿色化工技术阐述
绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。
2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓
(1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为核心,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。
3化学工程工艺中的绿色化工技术应用
(1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。
4结语
总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。
作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司
关键词:化学工程与工艺 环保 发展趋势
化学工程与工艺就是对材料进行加工处理,然后进行再次利用实现能量的传递,这样高效环保完成资源的优化配置,优化产品加工生产的过程。化学工程与工艺的发展由来已久,它以化学工程相关理论还有实际的一些运用为指导,利用这一学科知识对各种产品进行研究、开发跟生产。化工工程领域的相关行业非常多,比如石油化工、生物化工、材料化工、冶炼化工等相关行业。化学工程领域相关的行业都是关乎我国经济发展的重要领域,化工工程还与一些高新科技领域相互影响作用,共同推动着科技的发展,促进社会的进步。目前化学工程领域正向着自动集约化、高效精细化方向发展。总而言之,化工工程涵盖的专业领域范围非常广,因此,加强对化工工程与工艺发展研究时非常有必要的。
一、化学工程学科的发展特点趋势
1.化学工程与工艺特点
化学工程简称化工,是研究以化学为代表的相关工业的,化学工程与工艺这门学科是一门工业特色十分显著学科,化学工程与工艺的研究范围广,是一门应用十分宽泛的专业。如一些食品加工业、印刷业、冶炼业、医药生产、材料化工等都是建立在化学工程与化学工艺的基础之上。化学工程与工艺这门课就是培养学习化学工程与化学工艺方面的理论知识,想要在这一门学科能够为我国各个行业都做出贡献,就必须要组织构建一个能够发展化学工程与工艺学科的研究基地。构建适合专业特点的,有利于人才培养的创新型体系。
2.化学工程与工艺研究对环境保护的意义
化学工程与工艺这门学科是一门工业特色明显的专业,它覆盖了原有的各种化学相关的专业。现阶段,环保已经是人们普遍追求的一种生活方式跟生活态度。化学工程与化学工艺的相关研究是实现环保节能这一理念的重要实现途径。对于化学工程跟化学工艺的研究发现,人类在降低污染节约能源的时候可以实现利益的最大化,这样的前提条件下,人们都愿意进行节能环保方面的尝试。很多跨国大型企业都针对这种情况成立专门的科研小组,进行相关绿色环保方面的研究。社会的发展离不开科技的发展,科技发展不能以牺牲环境为代价。这就要求绿色环保的概念。科技的发展过程中化学工程与化学工艺的发展一定会占据重要位置。针对这样的情况,应该积极改变策略加大对化学工程与化学工艺方面的研究。
二、相关新兴化学工程与工艺的技术研究
1.绿色化学工程
绿色化学也就是现今的人们所说的环境友好化学,这种化学方面的术语是现如今最为流行的术语。绿色化学就是环保,降低污染,用一些化学方面的技术还有方法来减少对生态环境的影响,降低环境污染对人类健康的影响。运用化学工程与化学工艺减少一些有害的原料还有催化剂等的生产还有使用。从根本上杜绝环境污染的产生,绿色化学的技术就是从源头来阻止污染的产生,用无毒无害的原料,并且对一些废弃物进行回收再利用。
2.化学工程与化学工艺的分离工程
分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程,在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用,这是一个消耗能量的过程,并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法,我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验,但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进,蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率,降低蒸馏分离时间上,可以采用新型的吸收剂,吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响,因此,吸收剂的研究开发也是值得关注的。
膜分离技术也是现今比较流行的分离技术,膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点,被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离,这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发,膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。
3.Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)
Supercritical Fluid,SCF(超临界流体)是一种温度还有压力都在临界点之上的无气体液体的相界面,同时具有液体跟气体性质的一种流体。这一技术在化工、食品加工还有生物医药工程中都有非常广泛的应用。SCF质量高、工艺要求高。开发附加值高使其有着广阔的发展前景十分诱人的发展利润。近几年来,SCWO(超临界水氧化法)用于环境治疗保护方面的研究比较多,在化学工程与化学工艺方面的研究较少,还处于研究试验期。
三、结束语
当今世界面临着资源还有能源的短缺,全球国家都指出社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,并且提出资源的节约还有保护环境的要求,这就需要化学工程与化学工艺的配合共同发展,我国在此基础上提出了转变可持续发展经济的概念,所以,相关的化学工程与化学工艺的行业领域应该要积极配合,对于化学工程与化学工艺的相关技术研究必须要重视其发展的环保性,推动传统的化学工程与化学工艺成为绿色的工艺。最大限度的减少环境污染,节约资源,积极研究开发新能源,走科技发展与环境友好的道路。
参考文献:
[1]艾宁,计伟荣,项斌等.化学工程与工艺专业人才培养模式改革的探索与实践[J].化工高等教育,2009,26(6):28-31,35.