绿色精细化工可持续发展的关键技术

2022-09-11

引言

中国石化产业发展和结构调整、化工企业和绿色发展战略和可持续发展等问题, 受到各界人事的关注。当前, 国内石化产业迎来了千载难逢的重大发展机遇, 经过近年来的发展, 国内精细化工产业已经打下了良好的基础, 基础设施已经比较成熟, 各种大型炼化项目、基础设施、公共配套工程等, 具备了发展一流石化产业的优势和条件;行业内部牢固树立了环保理念, 普遍认为化工要发展, 环境要保护, 凡是不符合环保的项目, 企业都不能引进。政府不断提高项目准入门槛, 加大环保基础设施投入, 督促企业切实履行生态环境保护责任。在不久的将来, 随着优秀人才的引进, 产学研合作的推荐及政府的大力支持, 国内将会有更多的世界级绿色精细化工产业基地。

一、绿色精细化工发展现状

随着科技的发展, 精细化工已经成为化学工业发展的重中之重, 成为世界各国重视的工业之一。我国在20世纪末全球经济发展大环境下及对外改革开放的影响, 绿色化工新技术逐渐兴起并得到迅速发展, 在发展的同时面临着重重困难, 同时也给我国的精细化工技术带来巨大的发展机遇。近年来, 在全球经济危机及各国经济环境不稳定的大环境下, 精细化工技术仍然得到了比较快速的发展, 根据不完全统计, 精细化工产业以每年10%的增长速度递增。国内的精细化工技术在发展过程中已经走向成素, 形成了一套完整的体系, 体系内容布局合理, 具有比较齐全的分类, 产业规模逐渐壮大。目前, 国内的精细化学品种类多达5万种, 渗透到各个行业和人民的日常生活中。例如:装饰装修所用的染料、涂料, 农业生产所用的农药, 日常生活用品涉及的饲料添加剂、电子化学品等。

我国的基本国情是人口多, 人均占有资源相对较少, 资源环境承受的压力较大, 生态环境比较脆弱, 化工生产工艺复杂, 其生产过程对生态环境有一定的破坏作用, 因此, 为了社会的经济发展与生态环境的和谐发展, 为了实现化工产业的可持续发展, 必须大力发展精细化工、绿色化工技术, 该技术是时代发展的要求, 也是我国化学工业可持续发展的必然选择。

二、促进绿色精细化工发展的关键技术

精细化工涉及类型较多, 发展迅速, 技术精度高, 相关绿色化工技术有很多, 例如:绿色合成技术、酶催化技术等。

1. 催化剂绿色关键技术

化学反应应用于工业生产的关键技术之一是催化剂使用技术。在一定意义上说, 催化剂是实现化学反应的基础。催化技术通常分为化学和生物催化, 催化技术可以加速或延迟化学反应速度, 可以决定产生物的比例。在一定程度上能够抑制副反应的发生, 减少或消除副产物的生成, 使有限的资源产生最大化的资源。

酶催化技术:酶是一种特殊蛋白质, 主要存在于生物体内, 主要的功能是催化, 通常所讲的生物催化主要指酶催化。生物催化因其具有很多优点 (催化活性高, 反应条件温和, 能耗少, 无污染等) 已经成为绿色精细化工的关键技术之一。

相转移催化技术:互不相溶的两相体系中的反应物在相转移催化剂的作用下发生化学反应或加快其反应速度的一种有机合成方法。反应过程中表现出的特点有:反应过程低能耗, 具有温和的反应条件, 一般条件下不能进行的化学反应在这一条件下可以实现;该反映过程具有较少的副反映, 反应目的性强, 反映速率较大, 目标产物的产率较大;所用溶剂具有较便宜的价格, 并且反应残渣易于回收。此外还具有减少使用有毒溶剂, 抑制副反应, 提高反应的选择性, 减少废弃物的排放等技术指标。

2. 电化学合成技术

该技术是以电子转移为主的在电化学反应器内进行的清洁生产技术, 是绿色化学技术的重要组成部分常见技术有:燃料电池法、牺牲阳极电化学合成法、SPE法有机电化学合成等技术。

燃料电池法:燃料电池法能够合成许多有机化合物, 反应所生成的产物就是所需要的有机产品, 同时还产生了电能。

牺牲阳极电化学合成法:该方法的原料是卤代物, 通过无隔膜电解槽、牺牲阳极合成产物。使用过程中具有操作简单方便, 产率高等特点。

SPE法有机电化学合成:该法利用SPE复合电极进行电化学合成。SPE膜具有重要的作用, 能够将有机相电极室的水相溶液相互隔开, 起到隔膜作用的同时传递了带电离子, 此时, 以在SPE、金属催化剂和有机相溶液为基本介质的电解反应在三相界面中进行。该反应体系不需要电解质即可电解反应物, 反映过程效率高, 产物具有较高的纯度, 副反应少, 反映所产生废气物少。

三、绿色精细化工技术的发展趋势

精细化工已成为世界范围内新一轮竞争的焦点, 我国也十分重视精细化工的发展, 特别是新领域精细化工作为化学工业发展的战略重点之一。近年来, 我国精细化工行业的工业增加值每年保持20%以上的增长, 远远高于GDP增长速度。为展示我国精细化工行业科技成果, 为全国化工行业提供技术和装备, 满足市场需求, 加强行业信息交流, 推动国内精细化工行业持续、高速、有序地发展。

“绿色精细化工”是世界各国绿色精细化工技术发展的主要趋势, 绿色精细化工技术已经成为中国化工领域发展的主要趋势, 国内绿色精细化工技术所取得的最新成果及科研成就将深层次影响社会各个领域的发展, 同时精细化工领域会面临很多挑战, 因此, 只要加强沟通学术界与产业界的联系, 促进学术科研转化为产业的速度, 国家大力支持精细化工技术的发展, 我国必能走出绿色可持续的循环经济道路。

结束语

绿色精细化工实质上是一个化学反应过程, 在这个过程中体现了绿色精细化工的原理及最新技术, 运用了一些无害清洁的原材料, 开发出了对人类健康有益的绿色环保新型产品。总之, 明确绿色精细化工发展方向, 不断创新精细化工新技术, 加强化学材料管理, 努力实现原料绿色化、合成技术和生产工艺的绿色化, 产品绿色化, 最终使精细化工真正成为绿色生态工业, 成为国民经济的支柱产业。

摘要：绿色精细化工的主要特点是绿色、环保、精细, 主要目标是实现可持续发展, 是化工行业的必然发展趋势。在新形势下如何实现精细化工产业的可持续发展, 是国内外精细化工产业技术人员和管理人员重点思考的问题, 本文就绿色精细化工可持续发展的相关技术进行分析。

关键词：精细化工,持续发展,技术