柳繼成
摘 要:綠色精細化工是運用化學原理和化工技術,以“經濟性”為基本原則,從源頭上消除化學工業對環境的污染,實現化學工業綠色化,走資源——環保——經濟——社會協調發展的道路。文章提出精細化工綠色化發展的具體舉措。
關鍵詞:精細化工 綠色化發展 具體舉措
中圖分類號:F205 ?文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2015)11-294-02
一、走精細化工綠色發展道路
綠色化學是20世紀90年代出現的具有明確的社會需求和科學目標的新興交叉學科,成為當今國際化學化工研究的前沿領域,是實現經濟和社會可持續發展的新科學和新技術,已成為世界各國政府、科技界和企業最關注的熱點。
綠色化學研究的目標就是運用化學原理和新化工技術,以“經濟性”為基本原則,從源頭上減少或消除化學工業對環境的污染,從根本上實現化學工業的“綠色化”,走資源——環保——經濟——社會協調發展的道路。
落實節約資源和保護環境基本國策,建設低投入、高產出,低消耗、少排放,能循環、可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。因此,發展綠色精細化工具有重要的戰略意義,是時代發展的要求,也是我國化學工業可持續發展的必然選擇。
二、掌握先進的科學知識,優先發展關鍵技術
國外實踐證明,當今發展精細化工一要建立在石油化工的基礎上,二要掌握先進的科學技術,開發新品種,形成產品化成套技術。采取“結合國情,突出重點,擇優發展,講究效益”的發展戰略,要優先發展關鍵技術。
1.優先發展綠色合成技術和新催化技術。精細化工品種多,更新換代快,合成工藝精細,技術密集度高,專一性強。加快發展綠色精細化工,必須優先發展綠色合成技術。60%以上的化學品,90%的化學合成工藝均與催化有著密切的聯系,具有優勢的催化技術可成為當代化學工業發展的強勁推動力。例如,新型催化技術是實現高原子經濟性反應、減少廢物排放的關鍵。不對稱催化合成已成為合成手性藥、香料、手性功能材料等精細化學品的關鍵技術。又如生物工程技術具有清潔高效、高選擇性,可避免使用貴金屬催化劑和有機溶劑,反應產物易于分離純化、能耗低。應用生物工程技術可以將廉價的生物質資源轉化為化工中間體和精細化學品。電化學合成技術尤其是有機電化學合成是發展綠色精細化工必不可少的,因為有機電化學合成反應無需有毒或危險的氧化劑和還原劑,“電子”就是清潔的反應試劑,通過改變電極電位合成不同的有機化學品,反應在常溫下進行。例如對氨苯采用硝基苯進行電化學合成,比以對硝基氯苯為原料的化學合成法來說,是一個清潔高效的綠色合成過程。
新型催化技術的重點是開發能促進石油化工發展的膜催化劑、稀土絡合催化劑、沸石擇形催化劑、固體超強酸催化劑等,發展與精細化工新產品開發密切相關的相轉移催化技術,立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種技術。開發出若干具有高活性、高選擇性、立體定向、穩定性好、壽命長的高效催化劑和相應的催化技術。
2.優先發展新型分離技術。分離是化工生產過程中的關鍵技術,是獲得高質量、高純度化工產品的重要手段。開發工業規模的組分分離,特別是不穩定化合物及功能性物質的高效精密分離技術的研究,對精細化工產品的開發與生產至關重要。積極開展精細蒸餾技術在香精行業的應用;開展無機膜分離技術在超強氣體、飲用水、制藥、石油化工等領域的應用開發;重點開發超臨界萃取分離技術,研究用超臨界萃取分離技術制取出口創匯率極高的天然植物提取物,如天然色素、天然香油、中草藥有效成分等;著重發展高效結晶技術和變壓吸附技術等。
3.優先發展增效復配技術。發達國家化工產品數量與商品數量之比為1:20,我國目前僅為1:1.5,不僅品種數量少,而且質量差。關鍵的原因之一是復配增效技術落后。由于應用對象的特殊性,很難采用單一的化合物來滿足用戶的要求,于是配方以及復配技術的研究就成為產品好壞的決定性因素,因而加強增效復配的應用基礎研究及應用技術研究是當務之急。
4.優先發展精細加工技術。精細加工是化學工業,特別是精細化工行業的共性關鍵技術。我國現有精細化工產品多數品種牌號單一,產品質量差,配套性差。高、精、尖和專用品種少,導致此現狀主要是精細加工技術水平較低。近期應重點發展超真空技術,定向合成技術,表面處理和改性技術、插層化學技術,超細微體技術、納米技術、造粒技術、超細合成技術、超化物質的加工與純化技術等。
5.優先發展新型節能減排技術和環保技術。化學工業發展迅速,在繁榮經濟、提高人民生活水平的同時,也給環境帶來了污染,并造成資源的削減。隨著資源和能源的大量消耗,環境污染日趨嚴重。節約資源、保護環境、維護生態平衡是在經濟發展同時必須考慮的戰略任務。
實施節能技術和環保技術是提高精細化學工業整體競爭力和可持續發展的重要措施。近期在大力開發和推廣清潔生產工藝的同時,重點發展用于廢水處理的膜技術、生化技術、吸附技術、萃取技術;煙氣脫S、脫NOx及揮發性有機化合物(VOC)處理新工藝。在節能方面重點開發和推廣高效燃燒技術、冷凝水回收技術、高效蒸發和噴霧干燥技術、熱管技術、熱泵技術等。
為了實現節能減排的目的,必須在工業生產中采用清潔工藝,減少污染物排放直至零排放;大力發展處理廢棄物的綠色工藝,即對生產、消化化工產品過程中的廢棄污染物處理完全化,不伴生新的污染物,杜絕污染物在不同介質中轉移;對目前技術難以實現零排放的污染物,想方設法變廢為寶;對無法資源化處理的污染物,使其從有毒轉化為無毒,有害變無害。
6.優先發展電子信息技術。國家在確立的電子信息產業技術進步和技術改造投資方向中,明確將電子級多晶硅材料、高性能磁性材料、電子功能陶瓷材料、鋰離子電池高性能/低成本正負極材料、高性能膜材料等研發和產業化列為電子信息產業項目實施條目;全國精細化工行業負責人認為,“十二五”期間,戰略性新興產業的快速發展將為精細化工行業帶來新的機遇;具體來講,戰略性新興產業有新一代通信網絡、新型平板顯示、高性能集成電路和高端軟件等,精細化工企業需要關注的領域包括集成電路用材料、密封測試用材料、光盤材料、液晶顯示器用材料、辦公自動化設備用材料,以及含氟電子化學品等。
用現代電子技術、計算機技術、傳感技術和自動控制技術改造精細化學工業,是促進精細化學工業技術進步,提高行業整體競爭力的有效途徑。近期重點發展計算機在線控制、故障診斷、仿真、集成制造、分子設計及企業資源計劃及企業資源計劃管理和電子商務等方面的應用。
三、以技術開發為基礎,創造新的精細化工產品
利用新的科學成果進行技術開發,創造新型結構的功能性化學物質,經過應用和市場開發使其成為商品,推向市場。也可以利用已有化學結構的產品,采用化學改性、新的加工技術等多種方法改進其性能,開發生產新產品、新牌號。
涂料行業要重點發展水性涂料、粉末涂料、高固體分涂料、輻射固化涂料等環境友好型產品,以及建筑、橋梁、航空、汽車、船舶、重防腐等專用涂料,推廣溶劑型涂料全封閉式一體化生產工藝。
水處理劑行業要重點發展聚丙烯酰胺、聚天冬氨酸、殼聚糖等高性能、環保型水處理劑。食品添加劑行業要重點發展仿生態、安全型添加劑。表面活性劑行業要重點發展高性能含氟、含硅表面活性劑和脂肪酸類、葡萄糖類等天然產品為原料的表面活性劑。
鼓勵發展高性能環保型阻燃劑、高性能環保型橡膠和塑料助劑,高性能環保型皮革化學品,高性能環保型石油化學品及高性能環保型造紙化學品。
四、加快高素質的專業技術人才培養
科技是實現社會主義現代化的關鍵,教育是基礎,人才是根本。加快高素質的專業人才的培養,是大力發展綠色高新精細化工,實現化學工業戰略轉移的極其重要的任務。從工業特點比較,精細化工具有高技術、多品種、小批量、更新快等特點,從產品特點比較,與一般的基本化工產品不同,精細化工產品自身主要是一種多學科交叉的化學品。由于具有較強的商品性,受市場需求的直接制約。因此,作為一項產品,不僅需要不斷地進行技術開發,同時還應努力于產品的應用和市場開發。應用開發的跨度越大,產品的生命力和競爭力也就越強。由上述可知,精細化學工業的專業技術人才必須具有下列素質:專業基礎理論扎實、專業知識面寬、理論聯系實際的能力強,勇于探索、不斷充實和提高、創新能力強;思維敏捷、適應市場變化,隨機應變能力強;既懂技術又懂經濟的新型應用人才。
參考文獻:
[1] 貢長生.綠色化工過程的評估.現代化工,2005,25(2)
[2] 紀紅兵,佘遠斌.綠色化學化工基本問題的發展與研究.化工進展,2007,26(5)
[3] 姚克儉,沈紹傳,張傾紅,彭文平.減少化工過程對環境的影響——綠色化學工程的目標.化工進展,2004,23(11)
(作者單位:浙江瑞成珠光顏料有限公司 浙江溫州 325000)
(責編:李雪)