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浅谈绿色化工工艺的应用研究

更新时间 2011-8-9 23:18:16 点击数:

浅谈绿色化工工艺的应用研究马
玉春商庆伟
    摘要:随着我国科学经济的不断发展,绿色化工工艺技术也不断被人们所运用,本文旨是对绿色化工工艺的应用进行深入的研究。
    关键词:绿色化工;工艺;应用;研究
1绿色化工工艺的基本含义绿色化学的英文名是:Green Chemistry,这种绿色化学又被称为:环境友好化学(Environmentally Benign Chemistry),在其基础上发展的技术有以下几种:环境友好技术(Environmentally FriendlyTechnology)、绿色技术(Green Technology)或洁净技术(Clean Tech-nology)。
    绿色化学化工工艺的核心就是要利用化学原理从源头上消除化学工业对环境的污染。绿色化学化工工艺的理想就是采用“原子经济”(Atom Economy)反应,即也就是说原料中的每一原子都会转化成产品,以此来实现没有任何废物、副产品的社会,并且实现了废物的零排放;同时也不采用有毒、有害的原料、催化剂和溶剂,并生产环境友好的产品。特别需要说明的是“:绿色化学”与“绿色化学化工”概念相同,使用“绿色化学化工”是为了强调“绿色化学”与“化工”的关系。
    绿色化工是目前社会化学学科的研究前沿,绿色化工它综合了化学、物理、生物、材料、环境、计算机等学科的最新理论和技术,是一项具有明确社会需求,以及科学目标的新型的交叉学科。从科学观点来看:它是对传统化学思维方式的更新和发展;而如果从环境的观点来看:它是从源头上消除污染;那么,如果从经济的观点来看:它是综合利用资源,降低生产成本,符合经济条件,并且符合了可持续发展的要求,是一项主要的、先进的、科学的研究技术。
    2绿色化工工艺的应用
    绿色化学(化工)技术的应用正在不断增多,这些应用包括电池、溶剂、催化剂、多元醇,化妆品和医药,以及使用低能耗的工艺。
    2.1阿克苏诺贝尔公司最近在道琼斯公布的可持续发展性世界指数(DJSI)化学行业中排名第一。该公司于多年前就认定将绿色产品作为业务发展的机遇,并致力于此的研发。与同行相比,阿克苏诺贝尔公司在使用可再生原料、减少碳排放和改进能效方面位居前列。该公司生产过程使用能量的40%来自于可再生能源,到2020年将达到欧盟指定目标的2倍。
    2.2帝斯曼公司在化学行业的DJSI评分中位列第二。该公司正在加快发展可持续发展的化学工业,并推进工业生物技术加工(称之为白色生物技术)业务,以提高效益和减少公司对环境的影响。帝斯曼公司也将重点致力于食物和医药以及材料科学的发展,计划是到2010年放弃一系列业务,包括公司的弹性体、化肥、顺酐、嘧胺和特种产品业务。作为新策略的一部分,公司目标是使销售额年增长率从现在的3%~5%提高到20l0年的高于5%。
    2.3陶氏化学公司生产的产品越来越多地来自于天然材料,从而提高了“绿色程度”。公司旗下的陶氏聚氨酯分部开发了从大豆油生产多元醇,应用于聚氨酯泡沫和其他场合,包括涂料和弹性体。这种多元醇产生的温室气体排放少,与从石化生产多元醇相比,少用化石燃料60%。绿色技术在实现陶氏化学公司“进取性”的可持续发展目标中将起关键作用,这些目标包括2005~2015年间使温室气体排放每年降低2.5%。陶氏化学来自大豆生产的多元醇已有许多应用,其价格与石化生产的多元醇相比也具有竞争性。陶氏化学于2007年底将美国休斯敦的一套装置进行改造,商业化生产大豆基多元醇。
    2.4中国绿色化学科研工作已经走出学术研究的小圈子,更加注重探索工业化应用。目前,已有多项重要成果实现大规模工业化生产,还有一批科研项目正向工业化迈进,应用前景十分广阔。这些自主创新技术涵盖了绿色化工生产工艺、生物质合成新能源等领域。绿色化学改变了化学工业先污染后治理的传统模式,目标是从源头上根治环境污染。绿色化学创新的方向是在重大工业过程中取得应用,提高化学工业生产水平。目前,国内绿色化学成果丝毫不逊色于其他国家,甚至处于国际领先水平。
    中国石化集团公司已开发成功环己酮氨肟化制环己酮肟原子经济新工艺、喷气燃料加氢脱硫醇新工艺等,并实现了工业化应用。
    3绿色化工技术存在的问题与发展绿色化学以利用可持续发展的方法,把降低维持人类生活水平及科技进步所需的化学产品与过程所使用与产生的有害物质作为努力的目标,因而与此相关的化学化工活动均属于绿色化学的范畴。受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力,根据Crystal Faraday协会在2004年提出的路线图中给出的8个技术领域,即绿色产品设计、原料、反应、催化、溶剂、工艺改进、分离技术和实现技术。
    3.1绿色化工产品的设计。绿色化工产品的设计要求对环境的影响最小化,这包括设计过程中的生命周期分析和循环回收、回用设计等等。如果一个产品本身就对环境有害,仅仅降低其成本和改进其生产工艺对环境的影响是不够的,化学工业需要思考更多的是产品全生命周期中的成本和收益,特别是要考虑到社会和环境的成本。因此,国家在这方面的法律法规对产品设计的绿色化具有巨大的影响。其中发达国家对于化工产品“绿色化”要求,以及发展中国家受到“绿色壁垒”限制,使得化工产品的设计的绿色化成为必然趋势。在绿色化工产品设计时,要遵循全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术进行绿色化工产品的设计等原则。
    3.2溶剂的绿色化及绿色溶剂由于催化剂不仅能改变热力学上可能进行的反应速率,还能有选择地改变多种热力学上可能进行的反应中的某一种反应,选择性地生成所需目标产物,因此在实现化工工艺与技术的绿色化方面举足轻重。无论是改造催化剂,还是使用绿色原料和绿色溶剂等,均涉及到催化剂。高效无害催化剂的设计和使用成为绿色化学研究非常重要的内容,选择性对于催化剂的评价和绿色程度的评价来说尤为重要,选择性的提高可开辟化学新领域,减少能量消耗和废物产生量。通过在分子水平上构筑高活性、高选择性的固体催化剂,不仅可解决催化剂的循环回收、反复使用等问题,而且对资源的有效利用和环境的保护起着积极的作用。
    4结论
    “绿色化学”已被公认为是21世纪最重要的科学领域之一,是实现污染预防最基本的科学手段。尽管现在还很难对其未来发展趋势做出准确而全面的预测,但根据现在的研究进展可以断定,绿色化学在一些具体研究领域既具有科学研究价值,又将产生重要的社会和经济效益.。绿色化学是有效的,也是有益的21世纪绿色化学的进步将会证明我们有能力为我们生存的地球负责。绿色化学是对人类健康和我们的生存环境所作的正义事业。
    参考文献
    [1]刘国辉,章文.绿色化工发展[J].2009.
    [2]徐冰,谭宏.浅析当代我国绿色化工技术与工艺进展[J].城市建设,2010(23).
    [3]李会泉,张懿.绿色化工与循环经济技术[J].2008.

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