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        芻議化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)應(yīng)用

        2021-11-27 09:36:52黨法燕
        魅力中國 2021年23期
        關(guān)鍵詞:工藝流程催化劑化學(xué)

        黨法燕

        (陽煤平原化工有限公司,山東 德州 253100)

        引言

        近年來,化學(xué)工業(yè)迅速發(fā)展,規(guī)模不斷擴大,但在發(fā)展過程中,環(huán)境保護卻被忽視了。因此,化學(xué)工業(yè)在化工過程中需要考慮綠色環(huán)保問題,這一問題已經(jīng)受到社會的廣泛關(guān)注。要使化工企業(yè)從根本上實現(xiàn)綠色環(huán)保的目標,就必須實現(xiàn)技術(shù)手段的轉(zhuǎn)化,運用精確的技術(shù)協(xié)調(diào)手段,實現(xiàn)化工產(chǎn)品的綠色研發(fā)。綠色化工技術(shù)在化工過程中的作用十分重要,這也要求化工行業(yè)不斷完善綠色化工技術(shù),科學(xué)研究綠色化工技術(shù)產(chǎn)品,為推進化工過程提供更有效地幫助。

        一、深入了解綠色化工技術(shù)

        (一)綠色化工技術(shù)的概念

        化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)建設(shè)過程中,采用無公害或者污染較少的先進技術(shù),合理開發(fā)利用各種資源,能源,廢水、廢氣、廢渣(以下簡稱“三廢”)、噪聲、振動、煙(粉)塵、惡臭氣體、放射性物質(zhì)污染等,達到國家或者地方政府規(guī)定的排放標準和環(huán)境質(zhì)量要求。綠色化學(xué)技術(shù)是使傳統(tǒng)化學(xué)技術(shù)環(huán)境友善化,即設(shè)計環(huán)境友善化學(xué)過程,實現(xiàn)物質(zhì)和能量的有益循環(huán)[1]。

        (二)化工技術(shù)的現(xiàn)狀

        目前,化工企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的“三廢”。這些廢物大部分是有害的,濃度過高,有些是劇毒物質(zhì),當它們進入環(huán)境時會造成污染。一些化工產(chǎn)品在使用過程中會帶來二次污染,甚至比生產(chǎn)本身造成的污染更為嚴重,更為廣泛。原來冶金、焦化和有機污染有機化工產(chǎn)品,以后是對石油化工的污染,到現(xiàn)在化學(xué)污染是工業(yè)發(fā)展過程中面臨的最大問題,如不及時解決,將大大制約化工的可持續(xù)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境不利于改善,人們的健康將受到嚴重威脅[2]。

        二、化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

        (一)深化化學(xué)反應(yīng)

        發(fā)展綠色化工技術(shù),一方面要合理選擇化工原料,另一方面要合理應(yīng)用催化劑。同時,還應(yīng)注重深化化學(xué)反應(yīng)。加深化學(xué)反應(yīng)不僅可以減少污染物的產(chǎn)生量,還可以使化工原料得到更充分地利用,這不僅有助于降低化工生產(chǎn)成本,也減少了對環(huán)境造成的污染。例如,在生產(chǎn)石化產(chǎn)品的過程中,通常選用碳氫化合物作為氧化物來促進氧化反應(yīng)的效果,這將導(dǎo)致產(chǎn)生大量的污染物,對環(huán)境造成嚴重的污染。針對這種情況,在發(fā)展綠色化工技術(shù)時,應(yīng)注意深化化學(xué)反應(yīng),減少污染物的產(chǎn)生,減少環(huán)境污染。

        (二)環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)要點

        隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,一些嚴重的環(huán)境污染問題也逐漸出現(xiàn),對各行各業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了不利的影響。因此,采用科學(xué)的方法來改善環(huán)境問題勢在必行。在當今社會,綠色化工技術(shù)的廣泛應(yīng)用給人們的生活和工作帶來了積極的影響。它利用自身的特殊性,有效地解決人們工作和生活中的問題。生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品是當今現(xiàn)代社會各個行業(yè)為確?;ば袠I(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路而需要做的工作。因此,綠色化工技術(shù)受到高度重視。例如,結(jié)果表明,化學(xué)工程技術(shù)可以有效地替代氟利昂的使用,保護大氣臭氧層。傳統(tǒng)汽油的使用實際上對大氣造成了極大的污染。化學(xué)工程技術(shù)在這方面進行深入地研究,開發(fā)了新型汽油,在生活中得到廣泛地應(yīng)用,對保護大氣污染起到了作用。因此,在化工過程的實際生產(chǎn)中,必須不斷加強技術(shù)創(chuàng)新,加大對新能源無污染產(chǎn)品的研發(fā)投入。同時,在實際研發(fā)過程中,必須從研發(fā)開始,制定合理的綠色化工技術(shù)產(chǎn)品和環(huán)境友善產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃,技術(shù)人員應(yīng)積極配合國家綠色發(fā)展,積極配合政府和企業(yè)開展綠色化工技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)工作[3]。

        (三)化學(xué)催化劑選取分析

        化學(xué)催化劑在化工領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用。催化劑實際上是催化某些物質(zhì)的反應(yīng),或催化某些反應(yīng)的過程,這可以顯著提高化學(xué)生產(chǎn)的效率。然而,在化學(xué)過程中添加催化劑不會減少產(chǎn)生的廢物,也不會減少對環(huán)境的污染。這就需要在綠色化工技術(shù)的發(fā)展中對無毒無害化學(xué)催化劑進行一系列的研究,以便有效地做好廢物排放工作。在每個項目中,必須根據(jù)項目的實際情況選擇最合適的催化劑。通常應(yīng)優(yōu)先選擇低毒、低危害的催化劑,這樣不僅可以減少對環(huán)境的污染,而且可以減少對生產(chǎn)工人健康和安全的影響。目前,我國在無毒無害催化劑的使用方面取得了一定的進展,如烷基化固相催化劑,它是一種無毒催化劑,使用過程中不會對環(huán)境造成污染,適合在化工實際生產(chǎn)過程中廣泛使用,使用時應(yīng)注意是否符合有關(guān)技術(shù)標準的要求。另外,在使用催化劑的過程中,要按最高標準使用,控制廢物排放,注意廢物排放的回收問題,進一步提高資源利用率[4]。

        (四)優(yōu)化和改進工藝流程

        化工工藝流程是有若干個具有獨立的化工工序組成,其結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜,并且每一工序都有可能產(chǎn)生“三廢”。如果對整個工藝流程優(yōu)化或改進,涉及的工序和因素太多,不容易迅速編制出最優(yōu)工藝流程。整個過程可以根據(jù)設(shè)備工藝或介質(zhì)的使用進行分解,優(yōu)化單一或系列化學(xué)工藝,將所涉及的工藝范圍縮小到合理的范圍,利用理論和試驗進行分析,從而制定出更加綠色、更加合理的工藝。在優(yōu)化改進過程中,需要從經(jīng)驗、形態(tài)分析和整體調(diào)整三個方面進行綜合考慮,研究化工工藝和操作問題中存在的問題,分析設(shè)計和操作參數(shù)的敏感性。要不斷吸收國內(nèi)外先進的化工技術(shù),挖掘設(shè)備的最大潛力,合理鋪設(shè)管道,實現(xiàn)高工效、低廢物排放、低環(huán)境污染。要不斷優(yōu)化和完善工藝流程,大力推廣綠色化工技術(shù),實現(xiàn)綠色工藝流程,創(chuàng)造有利于人們生活和生產(chǎn)的生態(tài)環(huán)境[5]。

        (五)提高廢棄物的再利用

        生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢熱、壓差、可燃尾氣、不參與化學(xué)反應(yīng)或過量反應(yīng)的化學(xué)介質(zhì),必須回收利用,作為工業(yè)或民用燃料或其他用途。對于較高濃度的廢酸、廢堿液、殘余液體或有機溶劑,必須盡一切努力實現(xiàn)工廠的分類和循環(huán)利用,以供生產(chǎn),不得隨意排放。生產(chǎn)用水必須經(jīng)過凈化、分離、循環(huán)再用。一水多用,必須提高水的回用率。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣,如果有利用途徑,就必須充分利用,如果沒有利用途徑,就必須盡快開辟利用途徑,避免二次污染。最大限度地綜合利用和循環(huán)利用,化“廢”為寶,實現(xiàn)“三廢”資源綠色化[6]。

        結(jié)語

        綠色化學(xué)技術(shù)對我國化學(xué)工業(yè)具有重要意義,對化學(xué)工業(yè)的未來發(fā)展也有著深遠的影響。為了保證化學(xué)工程的有效利用,提高居民的生活和工作質(zhì)量,更好地保護我們的生活環(huán)境,采用先進的綠色化工工作理念,不僅可以提高綠色化工技術(shù)的利用率,而且可以減少對生態(tài)資源的浪費。結(jié)合化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和未來現(xiàn)在綠色技術(shù)發(fā)展下的深入分析:首先,利用直接轉(zhuǎn)化技術(shù),使相關(guān)性能在合成過程中得到改善,一般需要兩三個步驟才能完成合成的過程,但在合成過程中,如果能夠?qū)⑵浜喕浆F(xiàn)在的發(fā)展階段,在化工行業(yè)中,使縮小的步驟能夠被原子經(jīng)濟所實現(xiàn)必然是困難的,這需要不斷改進才能達到相對較好的水平,利用相關(guān)應(yīng)用才能實現(xiàn)更好的廢物排放。第二,在一定程度上保證輸入端能量和過程中的能量管理,滿足整個過程所需能量的最小化原則。不斷發(fā)現(xiàn)新的節(jié)能減排工藝和技術(shù),為傳統(tǒng)技術(shù)不斷完善,為新能源充分發(fā)揮作用。三是確保末端二氧化碳濃縮轉(zhuǎn)化技術(shù)的進一步完善。高效催化劑用于在二氧化碳相關(guān)技術(shù)方面取得突破,以盡量減少工業(yè)生產(chǎn)中的二氧化碳排放。

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