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什么是精细化工绿色化?
日期:2025-05-29 04:15
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摘要:
化学工程经过上百年的发展,目前已经成为四大基础工程之一,化学工业也成为世界经济的基础工业部门之一。然而,随着化学工业的发展,化工行业对环境的污染问题也日益受到重视,在可持续发展已经成为全人类共识的今天,人们认识到:传统的化学工业必须变革,以适应可持续发展的要求。正因为如此,国外有人提出了“绿色精细化工”的概念,认为精细化学品工业必须朝着低污染甚至无污染的“ 绿色”方向发展,本文试探讨有关绿色精细化工的一些问题。
1 绿色精细化工的涵义
正如无污染、无公害的食品被称为“绿色食品”,无氟电冰箱被称为“绿色电冰箱”一样,绿色精细化工指的是对环境无公害的低污染或者无污染精细化学品工业,故又可以称为清洁精细化工、环境无害或环境友好精细化工,其主要内容包括 :
1.1采用的生产工艺无污染
绿色精细化工所采用的生产工艺先进,能耗低,原料转化率高,过程选择性好,使用的生产原料来源广泛并且无毒无害,物料的回收利用率和循环利用率高,或者采用闭路循环生产技术,使所有的原料、副产物乃至“三废”都全部得以综合利用,不因排放到环境中而对环境造成污染。
1.2采用的原料无污染
尽量采用可以再生的原料,并且在原料的生产或者开采过程中不污染环境。
1.3采用的生产设备无污染
绿色精细化工所采用的生产设备密封性能好,不存在“跑、冒、滴、漏”现象,**性能优良。
1.4生产的产品无污染
绿色精细化工产品及其包装不对环境造成污染,产品在消费中和消费后不对人类健康和生态环境造成威胁。
2 绿色精细化工是精细化工行业的发展方向
**次世界大战以来,世界化学工业向着“精细化、专用化”方向发展。精细化工产品能够满足人们对其特殊性能的要求,并且产品的技术含量和附加值高,因而受到普遍重视,发展很快,目前,发达国家化学工业的精细化率(精细化工产值占化学工业总产值的百分比)已经达到70%~80%以上。
2.1当代环境保护对精细化工的要求
当代环境保护不仅包括对地球宏观环境(如气温、臭氧层)和生物圈生态环境(如森林、河流)保护,还包括对人类居住环境门口生活和生产垃圾、室内装饰材料要求)的保护,环境和生态保护是一个全球性的问题,世界各国为了协调一致,共同保护环境,国际标准化组织(ISO)提出了环境管理的国际标准,即ISO14000系列,它包括环境管理系统、环境稽核、环境绩效评估、环境标章、生命周期评析和产品的环境保护标准等六大部分,这是国际对环境和生态保护的统一标准和认证系统。绿色精细化工要求精细化工企业及其产品能够通过ISO14000认证。
2.2绿色精细化工是精细化工行业的发展方向
从根本上讲,降低精细化学品工业对环境的污染,走“先生产、后治理”的老路是行不通的,关键在于发展绿色精细化工,即开发化工新产品、新技术、新工艺和新设备,实现精细化工的绿色化,绿色精细化工不仅能减少污染,实现化学工业的可持续发展,还能降低能耗和物耗,从而降低生产成本,提高经济效益,目前,已经有人提出了“原子经济性”的概念,认为化工生产理想的转化率,是原料中的所有原子都转化为产品中的原子,而实现这一目的的手段,是采用精细化工的绿色技术,另外,从化学哲学的角度来看,化学工业的发展历史,就是不断满足社会需求。结合其它科学并创造发展自身理论体系的历史。在保护环境日益成为社会需要的今天,绿色精细化工成为精细化工行业的发展方向。
3 绿色精细化工技术介绍
开发精细化工绿色产品、绿色技术和绿色工艺,在于将其它科学与化学工业结合,开发化工高新技术,特别是将计算机技术和生物技术应用于精细化工。
3.1 生物技术在精细化工中应用
生物技术应用于精细化学品工业的主要领域是生物化工和化学仿生学,生物酶催化剂因其效率高、选择性好而在生物合成特别是手性合成中有着广泛的应用前景;化学仿生学的研究日前还仅**于富集仿生学,即膜化学,膜化学的研究包括膜分离工程、膜萃取、膜催化、膜反应等诸多领域,利用生物技术进行化工生产,可以利用可再生的生物资源,生产条件温和,产生的“三废”少并且易于治理。
3.2 计算机技术在精细化工中的应用
计算机技术应用于精细化工领域的技术开发、工艺设计、工厂管理、设备控制、科学配方信息获取等方面,能够实现化学工业的自动化并能减少环境污染。
3.3 耦合技术在精细化工中的应用
耦合技术就是把化工生产过程中的不同操作步骤耦合在一起的一种技术,因而能减少化工生产的设备及其操作步骤和物质、能量传递,减少能耗,降低污染。例如,反应精馏是将化学反应过程和精馏分离过程耦合在同一个塔中进行,因而能降低能耗和污染。
3.4 新化学反应的发现及其工业应用
现在有人认为,绿色化学总结起来可以归纳到一点,即发现新的化学反应。反应条件更容易控制、转化率更高的新化学反应的发现及其工业应用,将有可能对绿色精细化工的发展带来**性的突破。
其它新技术、新工艺和新设备的开发及其在精细化工中的应用,为实现精细化工的绿色化打下必要的基础。
4 对发展我国绿色精细化工的建议
目前,我国化学工业的精细率还不高(仅仅达到30%~40%),精细化工在我国有着广泛的发展前途。在加快发展我国精细化工的同时,新建精细化工企业和装置应符合ISO14000环境管理标准。
(1)努力开发符合环境保护要求的新技术、新产品、新工艺和新设备,以取代可能对环境造成污染的产品、技术、工艺和设备,如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料,以可降解材料代替不可降解材料,等等。
(2 )新建精细化工企业和装置以及精细化工企业的技术改造应当优先选用无污染的技术、工艺、设备等。
(3)发展化工环保,实现“三废”再利用。
(4)加口大资金和技术投入,加强科研与生产的结合,努力开发化工高新技术,提高精细化工的技术含量。
1 绿色精细化工的涵义
正如无污染、无公害的食品被称为“绿色食品”,无氟电冰箱被称为“绿色电冰箱”一样,绿色精细化工指的是对环境无公害的低污染或者无污染精细化学品工业,故又可以称为清洁精细化工、环境无害或环境友好精细化工,其主要内容包括 :
1.1采用的生产工艺无污染
绿色精细化工所采用的生产工艺先进,能耗低,原料转化率高,过程选择性好,使用的生产原料来源广泛并且无毒无害,物料的回收利用率和循环利用率高,或者采用闭路循环生产技术,使所有的原料、副产物乃至“三废”都全部得以综合利用,不因排放到环境中而对环境造成污染。
1.2采用的原料无污染
尽量采用可以再生的原料,并且在原料的生产或者开采过程中不污染环境。
1.3采用的生产设备无污染
绿色精细化工所采用的生产设备密封性能好,不存在“跑、冒、滴、漏”现象,**性能优良。
1.4生产的产品无污染
绿色精细化工产品及其包装不对环境造成污染,产品在消费中和消费后不对人类健康和生态环境造成威胁。
2 绿色精细化工是精细化工行业的发展方向
**次世界大战以来,世界化学工业向着“精细化、专用化”方向发展。精细化工产品能够满足人们对其特殊性能的要求,并且产品的技术含量和附加值高,因而受到普遍重视,发展很快,目前,发达国家化学工业的精细化率(精细化工产值占化学工业总产值的百分比)已经达到70%~80%以上。
2.1当代环境保护对精细化工的要求
当代环境保护不仅包括对地球宏观环境(如气温、臭氧层)和生物圈生态环境(如森林、河流)保护,还包括对人类居住环境门口生活和生产垃圾、室内装饰材料要求)的保护,环境和生态保护是一个全球性的问题,世界各国为了协调一致,共同保护环境,国际标准化组织(ISO)提出了环境管理的国际标准,即ISO14000系列,它包括环境管理系统、环境稽核、环境绩效评估、环境标章、生命周期评析和产品的环境保护标准等六大部分,这是国际对环境和生态保护的统一标准和认证系统。绿色精细化工要求精细化工企业及其产品能够通过ISO14000认证。
2.2绿色精细化工是精细化工行业的发展方向
从根本上讲,降低精细化学品工业对环境的污染,走“先生产、后治理”的老路是行不通的,关键在于发展绿色精细化工,即开发化工新产品、新技术、新工艺和新设备,实现精细化工的绿色化,绿色精细化工不仅能减少污染,实现化学工业的可持续发展,还能降低能耗和物耗,从而降低生产成本,提高经济效益,目前,已经有人提出了“原子经济性”的概念,认为化工生产理想的转化率,是原料中的所有原子都转化为产品中的原子,而实现这一目的的手段,是采用精细化工的绿色技术,另外,从化学哲学的角度来看,化学工业的发展历史,就是不断满足社会需求。结合其它科学并创造发展自身理论体系的历史。在保护环境日益成为社会需要的今天,绿色精细化工成为精细化工行业的发展方向。
3 绿色精细化工技术介绍
开发精细化工绿色产品、绿色技术和绿色工艺,在于将其它科学与化学工业结合,开发化工高新技术,特别是将计算机技术和生物技术应用于精细化工。
3.1 生物技术在精细化工中应用
生物技术应用于精细化学品工业的主要领域是生物化工和化学仿生学,生物酶催化剂因其效率高、选择性好而在生物合成特别是手性合成中有着广泛的应用前景;化学仿生学的研究日前还仅**于富集仿生学,即膜化学,膜化学的研究包括膜分离工程、膜萃取、膜催化、膜反应等诸多领域,利用生物技术进行化工生产,可以利用可再生的生物资源,生产条件温和,产生的“三废”少并且易于治理。
3.2 计算机技术在精细化工中的应用
计算机技术应用于精细化工领域的技术开发、工艺设计、工厂管理、设备控制、科学配方信息获取等方面,能够实现化学工业的自动化并能减少环境污染。
3.3 耦合技术在精细化工中的应用
耦合技术就是把化工生产过程中的不同操作步骤耦合在一起的一种技术,因而能减少化工生产的设备及其操作步骤和物质、能量传递,减少能耗,降低污染。例如,反应精馏是将化学反应过程和精馏分离过程耦合在同一个塔中进行,因而能降低能耗和污染。
3.4 新化学反应的发现及其工业应用
现在有人认为,绿色化学总结起来可以归纳到一点,即发现新的化学反应。反应条件更容易控制、转化率更高的新化学反应的发现及其工业应用,将有可能对绿色精细化工的发展带来**性的突破。
其它新技术、新工艺和新设备的开发及其在精细化工中的应用,为实现精细化工的绿色化打下必要的基础。
4 对发展我国绿色精细化工的建议
目前,我国化学工业的精细率还不高(仅仅达到30%~40%),精细化工在我国有着广泛的发展前途。在加快发展我国精细化工的同时,新建精细化工企业和装置应符合ISO14000环境管理标准。
(1)努力开发符合环境保护要求的新技术、新产品、新工艺和新设备,以取代可能对环境造成污染的产品、技术、工艺和设备,如以水性涂料、粉末涂料代替溶剂涂料,以可降解材料代替不可降解材料,等等。
(2 )新建精细化工企业和装置以及精细化工企业的技术改造应当优先选用无污染的技术、工艺、设备等。
(3)发展化工环保,实现“三废”再利用。
(4)加口大资金和技术投入,加强科研与生产的结合,努力开发化工高新技术,提高精细化工的技术含量。