孫加欣(杭州楊利石化股份有限公司,浙江 杭州 311231)
綠色精細化工關鍵技術探究
孫加欣(杭州楊利石化股份有限公司,浙江 杭州 311231)
在社會經濟飛速發展的今天,不斷進步的化學工業技術使得化工行業得到了長足的進步與飛速的發展。隨著環境污染造成的地球生態形式越來越嚴峻,綠色環保理念也被廣泛的普及與接納。當前,我國精細化工行業普遍存在著環境污染問題。綠色精細化工是行業可持續發展的需要,也是順應時代潮流的趨勢。一系列綠色精細化工關鍵技術的推廣與普及,在助力行業可持續發展的同時,也促進了化工產業向環境友好型產業發展。
精細化工;綠色環保;關鍵技術;可持續發展
精細化工是現代化學工業的桂冠,是助力化工行業發展的重點驅動力。一個國家的精細化工水平往往代表著國家的整體工業技術水平。在能源問題日益嚴峻的今天,對化石能源原料進行簡單的加工生產初級的化學工業品已經無法給企業的發展帶來足夠的動力。因此,對石油等化石能源原料進行精細加工,利用高科技手段生產高附加值的化工產品,既符合企業對經濟利益的訴求,也符合當前對有限資源進行充分利用的趨勢。精細化工是化工行業實現結構轉型與產業升級的方向,對促進我國的工業體系發展有著至關重要的作用。但在利用精細化工技術提高產品附加值的同時,同時極易會對環境造成污染。因此,環境的容量問題往往制約著精細化工行業的發展。綠色精細化工技術的出現,使高收益與低污染能夠實現兼得。
環境污染一直是困擾著我國精細化工行業發展的主要問題。因精細化工的生產工藝復雜,副產物較多、易產生對環境造成嚴重污染的有毒有害物質,加之我國在社會經濟發展初期經歷一段長期的出礦石發展,對環境保護不重視,造成化工生產中大量的有毒有害物質沒有得到有效的監管,對環境產生了極其惡劣的影響。生態環境的惡化引起了居民對化工行業的不滿及對精細化工技術的誤解,這一度成為阻礙化工行業發展的主要問題。因此,發展綠色精細化工技術迫在眉睫、勢在必行。綠色精細化工技術的中心思想就是通過技術改進的手段,是現在精細化工生產過程中,降低反應條件限制,減少能源的浪費,提高反應的反應率,減少有毒有害副產物的生成,降低化工過程對環境的不良影響,從而實現精細化工生產的清潔化、綠色化。通過綠色精細化學技術的普及,實現精細化工的產業結構轉型與產業升級改造。使精細化工行業向環境友好型產業的正確道路前行,實現我國精細化工產業的可持續發展。
2.1 綠色催化技術
催化劑技術是化工生產過程的關鍵性技術,往往決定著生產工藝的生產成本、生產難度及利潤空間。綠色催化技術的中心思想即為通過對工藝中催化劑的改良升級,得以減少反應過程中產生的副產物,降低副產物對環境得危害,提高生產率,是在資源的最大化利用,貫徹綠色精細化工的理念。通常催化技術可分為化學催化與生物催化。
目前,在工業應用中常用的生物催化技術即指酶催化技術。酶是生物體內中具有催化作用的一種蛋白質,具有很強的催化活性,且反應條件十分溫和,使得化工生產過程中大大降低能源的消耗。酶催化技術的應用還可以大大降低化工生產過程中污染物的生成,因此,酶催化技術在綠色精細化工技術的普及中擁有很好的應用前景。
綠色催化劑的化學催化技術主要是相轉移催化技術。該技術的應用,使得反應物可以在不相溶的兩相體系中在催化劑的作用下發生化學反應、提升其原有反應的反應速率。在相轉移催化劑的作用下,反應的能耗可以顯著降低,使得反應條件變得溫和。同時,利用該種催化劑是,可以有效抑制副反應。減少副產物的生成,提高反映的選擇性,增大反應速率,實現精細化工生產過程的綠色化。
2.2 電化學合成技術
電化學合成技術的核心思想就是依靠電子的轉移,得以在電化學反應器中實現清潔生產。電化學合成技術是綠色精細化工技術的一種常見技術,主要方式有燃料電池法、犧牲陽極電化學合成法、SPE法有機電化學合成等。通過這些電化學合成技術的應用可以有效提高反應效率,減少反應副產物,降低反應中污染物的生成,實現精細化工的清潔綠色生產。
2.3 超臨界流體技術
目前在科學領域一般所指的超臨界流體技術一般是指超臨界二氧化碳流體技術。該種技術發展迅猛、環境又好、成熟度高、在精細化工生產中應用前景十分廣泛。超臨界二氧化碳萃取技術目前在活性物質的分離提純領域得到了較為廣泛的應用,超臨界二氧化碳作為反應介質可以有效降低反應的難度,大幅提升萃取效果,且無毒無害對環境十分友好。同時,超臨界流體技術在高分子合成材料的制備領域也取得了令人矚目的成就,在納米材料生產與薄膜材料制備上均取得了巨大的突破。因此,超臨界流體技術作為一種綠色精細化工關鍵技術,其應用價值巨大,前景十分廣泛。
2.4 計算機分子模擬設計技術
計算機分子模擬設計技術即指利用計算機,針對處理研發階段的新型精細化工產品,對其分子結構在化工生產過程中進行的合成、反應、提純的工藝進行模擬,結合產品的分子性能、內部結構、生產工藝等諸多因素,找出在精細化工生產過程中影響產品質量與生產效率的關緊因素,并針對通過計算機模擬所發現的問題進行針對性的優化升級,利用計算機模擬設計技術的清潔、綠色的特點,實現精細化工生產的清潔化、綠色化。
精細化工企業應針對自身生產過程中存在的問題,加快推進綠色精細化工關鍵技術的研發與應用,使綠色精細化工技術在行業的得以推廣與普及,完成精細化工的產業結構轉型與產業升級改造,攜手助力我國精細化工產業實現可持續發展。
[1]趙云雨,蔡芳.綠色精細化工可持續發展的關鍵技術[J].牡丹江大學學報,2010,05:95-96.
[2]余正萍.淺談綠色精細化工關鍵技術[J].中國石油和化工標準與質量,2011,05:17.
姓名:孫加欣(1988-);性別:男籍貫:河南省永城市學歷:本科,畢業于麗水學院;現有職稱:助理工程師;研究方向:化學工程與工藝