时间:2023-09-25 11:30:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇有机化工的来源,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
前景:对石油获取基本有机化工原料的方法和发展提出建议。
关键词:石油、油田气、炼厂气、液体石油馏分。
中图分类号:TE626文献标识码:A 文章编号:
从石油获取基本有机化工原料,大体需要通过以下几个主要步骤,首先是开采石油,与此同时可以得到油田气或天然气。然后将石油进行加工,除得到石油产品外,还得到各种石油加工气体,称之为炼厂气:此外还得到液体石油产品。天然气、油田气、炼厂气和液体石油六份,他们是石油化学工业的三大起始原料。将它们进行分离,脱氢或裂解等操作可以得到各种烷烃、烯烃、二烯烃、乙炔、芳香烃等重要的基本有机原料,从石油获取基本有机原料的主要途径。
1 油田气
开采石油时,伴随石油从油井中采出的气体,称为油田气或石油伴生气。油田气和天然气的来源非常相似,主要成分是饱和烃,其中含有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷以及少量轻汽油。此外还含有杂质硫化氢、硫醇等。根据甲烷含量的多少,油田气也可分为干气和湿气两种。
油田气多为湿气,可用各种方法将其中的烷烃分离出来。油田气产量也很大,每开采1吨石油,可同时得到约50立方米的油田气。油田气是烷烃的重要来源,可用于生产各种基本有机原料。
2 炼厂气
炼厂气的组成。原油一般不直接使用,须经加工炼制,按沸点范围切割成不同的馏分。
炼厂气是石油炼制加工过程中副产气体的总称。主要是比碳四轻的烯烃和烷烃、氢气和其它杂质的气体,其组成因炼油厂的产品和工艺的不同而变化,没有固定组成。
各种炼厂气中比较容易加压液化的组成称为液化气。它们主要是C3 ,C4以上的烃类,经加压液化后可存放于储罐中作为燃料。也可以回收分离后得C5馏分、C4馏分和C3馏分。剩余气体,主要含甲烷、乙烷和少量乙烯、丙烯等,这些气体称为炼厂干气。
炼厂气的利用。将原油加工精制成各种石油产品的过程中都副产一定量的气体产品(包括H2C1C4的烷烃和烯烃以及少量C5烃类)
由炼油厂所得炼厂气,组成比较复杂,随加工装置的不同而有很大的差异。由炼油厂常减压装置所得的拔顶气,重整合加氢裂化所得的干气和液化气,均是以烷烃含量为主的:而焦化、热裂化和催化裂化所得的干气和液化气,则含有大量的烯烃。因此。当由炼厂气生产基本有机原料时,常将各种干气和液化气通入气体分离装置进行分离,再根据所得馏分的组成,分别进行进一步的加工处理。
由炼厂气可获得大量的丙烯、丙烷、丁烯和丁烷,此外尚可获得少量的乙烯和C5烃类。由此回收而得的烯烃和烷烃时石油化工基础原料的重要来源之一。
显然,随着炼油厂产量的增加和加工深度的提高,炼厂气的回收利用将是石油化工发展中的一个重要环节。
采用油田气或炼厂气等气态烃作为原料,价格便宜,产品成本低;裂解气态烃生产烯烃的生产技术较为成熟,烯烃收率较高。但是,一个年处理原油能力为250万吨的燃料-型的炼厂,副产的炼厂气才能满足年产乙烯万吨的裂解炉的需要,而且由于供气不稳定气体组成波动大,难以满足石油化工大型现代装置发展的需要。因此,必须根据具体情况作出详细的技术经济分析后才能确定。从综合利用的观点出发,尽可能利用炼厂气,除了充分利用气态烃原料外,还必须扩大技术经济更为合理的其它原来源。
3.液体石油馏分
石油化学工业发展初期,主要以石油炼制过程的炼厂气和天然气中的轻烃为原料,随着石油化学工业的高速发展,仅仅依靠轻烃裂解生产的烯烃和从煤焦油中回收的芳烃已远不能满足需要。因此,石油化工的原料很快扩展到石油馏分,即一方面从石脑油甚至柴油馏分为裂解原料,在大量生产烯烃的同时,副产一定量的芳烃;另一方面为满足对芳烃的需要,以石脑油为原料,用催化重整法大量生产石油芳烃。当前,除用直馏馏分油之外,由减压柴油或减压渣油进一步加工所得的石脑油也广泛用于重整制芳烃或裂解制乙烯;甚至二次加工所得的柴油馏分也可用作生产乙烯的原料;加氢裂化石脑油也广泛用作重整原料;加氢后的焦化汽油可用于生产乙烯。从而使石油馏分成为有机化学工业的主要原料。
馏分油裂解装置副产的裂解汽油,加氢后即可抽提出大量芳烃,其抽余油含量大量环烷烃,是重整的良好原料。而重整抽余油又可作为生产乙烯的原料。
用作石油化工的原料的液体石油馏分主要有以下几类
直馏馏分油
1、化学工程与工艺专业可以考研究生的专业有:
化学工程、化学工艺、精细化工、催化剂、电化学、高分子化学、无机化工工艺、有机化工工艺、精细化工工艺、高分子化工工艺、石油化工工艺、应用化学、化学制药工艺、高分子材料与工程、应用化学;
2、化学工程与工艺专业研究生培养方向:
掌握化工生产过程和设备的基本原理、设计方法和管理知识,具有化工生产、研究、设计、产品开发的基本能力,具有扎实的基础知识和求实创新能力、工程实践能力的综合型高级工程技术人才;
3、化学工程与工艺专业研究生就业前景:
毕业生能在化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。
(来源:文章屋网 )
丁烯是气体。丁烯(butylene,C4H8)有四种异构体:1-丁烯(CH3CH2CH=CH2);2-丁烯(CH3CH=CHCH3),其中2-丁烯又分为顺式和反式;异丁烯(CH3C(CH3)=CH2)。丁烯各异构体的理化性质基本相似,溶于有机溶剂。易燃、易爆。正丁烯有微弱芳香气味,异丁烯有不愉快臭味。
正丁烯主要用于制造丁二烯,其次用于制造甲基乙基酮、仲丁醇、环氧丁烷及丁烯聚合物和共聚物。异丁烯主要用于制造丁基橡胶、聚异丁烯橡胶及各种塑料。在许多场合,1-丁烯和2-丁烯无需分离,可一起进行化学加工生产许多重要基本有机化工产品,如水合为仲丁醇进而生产甲基乙基酮,氧化脱氢制丁二烯,催化氧化制顺丁烯二酸酐以及醋酸。1-丁烯在高分子化工中可聚合制成具有高温耐蠕变性、耐磨性及耐应力开裂性的聚1-丁烯,与乙烯共聚为线型低密度聚乙烯(见聚乙烯)。后者是一种新兴的聚合物。
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甲苯密度比空气小,甲苯相对密度0.866,空气密度约为1.29Kg/m³。
甲苯能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。蒸气能与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.2%~7.0%(体积)。低毒,半数致死量(大鼠,经口)5000mg/kg。高浓度气体有麻醉性。有刺激性。甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂,也是有机化工的重要原料,但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比,目前的产量相对过剩,因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。
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大碱的学名-碳酸钠,是一种重要的有机化工原料,主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产。还广泛用于生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。
玻璃是非晶无机非金属材料,一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料,另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸盐复盐,是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物,用来隔风透光,属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃,和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。
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1、风油精。用风油精少许涂抹在污点上,用双手揉搓数次,油漆就会脱落的,再用清水洗净即可。风油精的去污力是很强,而且是专门去油的产品,芳香持久散发。
2、猪油。尼龙织物如果被油漆沾污,可先涂上猪油揉搓,然后用洗涤剂浸洗,清水洗干净即可。尼龙布料的很适合这种方法。
3、橄榄油。家里如果有橄榄油的话,涂抹一些在手上油漆的位置轻轻搓几下,充分浸透一会,过几分钟用肥皂进行清洗,用这样的方法可以避免伤手。
4、花露水。用花露水涂在沾油漆的位置。过一会用肥皂清洗,即可清洗。
油漆是一种能牢固覆盖在物体表面,起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料。中国涂料界比较权威的《涂料工艺》一书是这样定义的:涂料是一种材料,这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面,形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜,又称漆膜或涂层。
涂料一般由成膜物质、填料(颜填料)、溶剂、助剂等四部分组成。根据性能要求有时成份会略有变化,如清漆没有颜填料、粉末涂料中可以没有溶剂。
属于有机化工高分子材料,所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类,涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料,是化学工业中的一个重要行业。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,油漆制造(职业暴露)在3类致癌物清单中。
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关键词:煤焦油 深加工 精细化工 发展前景
一、煤焦油简介
煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物,其产量约占装炉煤的3%~4%,是一种在炼焦工业煤热解生成的粗煤气中的产物。在常温常压下,煤焦油呈黑色黏稠液状,密度通常在0.95~1.10g/cm3之间,闪点100℃,具有特殊臭味,煤焦油又称焦油。它是许多有机化合物的混合物。在煤焦油中虽然化合物很多,但绝大多数化合物的含量是非常少,其中最重要的成分是萘,平均含量10%,含量在1%以上的仅有10余种化合物。
煤焦油深加工所得的苯酚、二甲酚、吡啶、精萘、蒽醌、咔唑等多种精细化工产品是生产塑料、合成纤维、合成橡胶、染料、农药、医药、碳素、有机燃料等的基础原料,也是冶金、建材、化工、国防、食品等行业的基础原料,部分多环芳烃还是目前无法从石油中提炼出的产品。随着石油化工的崛起,许多有机化工原料可以从石油中加工而得,但有些有机化工产品不能从石油中获得,如蒽、苊、芘等产品的90%以上仍需从煤焦油中提炼;咔唑、喹啉、噻吩等几乎100%来自煤焦油产品;萘的85%来自煤焦油。同时,随着我国经济的快速发展,化学工业也在朝着高、精、尖的方面发展。我国过去长期依赖进口的医药中间体、医药制品、农药、农药中间体、饲料和饲料原料、以及其它十分缺乏的精细化工产品,也已转向自己生产和开发。这一趋势日趋明显,产品的档次也在逐年提高,许多过去必须依赖进口的产品,近几年来逐步实现国产化。
煤焦油加工技术也在不断的提高,过去我国煤焦油加工单体装置最大年处理焦油量为10万吨,至今15万吨规模已投产,现我国煤焦油深加工技术正在向更大规模、更多品种的方向发展。
二、煤焦油深加工市场行情
煤焦油是一种资源性产品,主要来自炼焦过程,是煤干馏的主要副产物。焦油组分主要是分子量较大的稠环芳烃及其衍生物,这些复杂的化合物目前除部分可以人工提取外,其余大部分较复杂的芳烃及其衍生物尚无人工方法可以获得,只能以沥青形式加以利用。煤焦油加工产品的销售市场多年来一直表现较为平稳。虽也有波动,但基本没有发生大的涨落。煤焦油加工产品是制造冶金炭素制品不可替代的主要原料,也是生产各种高标炭黑的优良原料,从焦油中提取的化学品如萘、甲基萘、多烷基苯、蒽、苊等是用于精细化学品的合成原料。焦油下游产品很丰富、应用市场十分广阔,需求量呈快速、稳定增长的形势。近十几年来的实际情况表明,焦油加工产品的销售是顺畅的。
焦油产率相当于同过程焦炭产量的3~5%。2002年,我国焦炭统计产量1.12亿吨,焦油产量在275万吨左右。许多中、小型焦化厂没有配备加工装置,所产煤焦油作为燃料或直接外销;也有部分焦化厂虽有焦油加工装置,但由于加工能力不足,使部分富余焦油外销。煤焦油含有上百种组分,其中很多有机物是生产塑料、染料、合成纤维、橡胶、医药和耐高温材料的重要原料。基于中低温煤焦油货源稳定,其加工提炼而成的各类产品市场广阔,需要量大。根据市场分析与调研,就产品销售与原料供应来看,都已经有了广泛的市场和可靠的基础
三、煤焦油深加工和精细化工现状
1出口减少了国内供应,加剧生产成本提升
随着国内煤炭资源的紧张,作为焦炭副产品的煤焦油也开始供不应求。而我国煤焦油的大量出口,更加剧了国内煤焦油市场的紧张气氛,其价格持续上升。在2005年下半年,我国煤焦油价格连续翻番,甚至从最低时的600元/吨~700元/吨上升到最高时的2200元/吨。由于我国对煤焦油在国民经济中的重要地位认识不足,对其出口缺乏限制,造成一些下游企业由于煤焦油太贵而停产。
2企业规模和技术落后
近几年全国各地焦化企业纷纷开展煤焦油加工业务,但“小而散”和技术落后的加工现状令人担忧。目前,国际上较为成熟的煤焦油加工规模都在20万吨/年以上,技术较先进的德、最大规模已达75万吨/年。我国很多企业加工能力都在10万吨/年以下。由于利益驱使,近来国内煤焦油加工又出现了无序发展的局面,同时环境污染严重,非常不利于资源的有效利用。
3产品返销现象严重
煤焦油行业亟待产业调整结合我国煤焦油行业现状,目前国家对煤焦油行业的政策亟待调整,应加大在提升制造水平、控制滥烧和遏制出口等环节的力度。国家应加大扶持煤焦油加工业的力度,形成煤焦油加工产业联合体。改变企业“小而散”的状态,推动技术创新,同时尽快运用政策杠杆遏制煤焦油的出口,控制滥烧煤焦油的现象。
四、煤焦油行业亟待产业调整
结合我国煤焦油行业现状,目前国家对煤焦油行业的政策亟待调整,应加大在提升制造水平、控制滥烧和遏制出口等环节的力度。
首先,国家应加大扶持煤焦油加工业的力度,形成煤焦油加工产业联合体。改变企业“小而散”的状态,推动技术创新,通过建立远程煤焦油深加工联合研发技术网络,在制造环节大力提高资源利用率,促进煤焦油业向集中、节能、高效益、清洁化方向发展。虽然目前我国煤焦油行业与国外的差距约为10年,但相关改造技术已经成熟,技术改造投入相对较小,大型企业达到国内先进技术需要改造资金1亿元左右,达到世界最先进技术也只需要2亿元~3亿元,关键在于要引起企业的重视,促使其下大力气整合整改。
其次,国家应尽快运用政策杠杆遏制煤焦油的出口,控制滥烧煤焦油的现象。2005年,我国煤焦油出口退税率为13%,退税成为企业利润的主要来源。国家应采取原则上不鼓励出口的政策,继2006年1月取消出口退税后,可考虑适当增加从量税,降低企业出口利润,遏制出口增长的势头。同时,可以出台政策提高烧用煤焦油的门槛,避免浪费。
第三,我国目前尚无煤焦油行业组织,业内无序竞争严重。建议尽快建立相关行业协会,管理、引导我国煤焦油市场的正常运作。同时,引入有序竞争机制,形成信息共享制度,规范煤焦油市场,有效保护并合理利用资源
五、煤焦油深加工和精细化工的应用与发展前景
煤焦油的组成复杂而且含有许多共沸物和共熔体。这就导致它不能简单的一分为二实现两种物质的完全分离。今后煤焦油的研究重点应该放在其组分间的特性,以便于研发出低耗能、绿色环保的煤焦油深加工工艺。
由于近年来国际油价的不断上升,再加上我国煤焦油深加工行业的迅速发展,煤焦油的生产技术在不断改革。但是由于经济危机的全球性爆发,导致石油价格不断下降,这使得煤焦油深加工行业的发展空间被逐渐压缩。但是全球石油短缺的大形势是不可改变的,而煤焦油的深加工生产出的很多化工原料可以代替很多石油化工原料。由此可见,煤焦油行业的发展前景还是很可观的
六、结语
伴随着科学技术的发展,经济建设得到快速增长,但是不得不承认的是,环境的破坏也在日益严重。未来煤焦油深加工和精细化发展趋势势必会朝向“减少环境的污染,让资源的利用趋向最大化”方向发展。在石油资源日益紧张短缺的今天,煤焦油行业的竞争越来越激烈,企业要想在同行业的竞争中取得优势,拥有更好的发展空前,除了拥有高新技术,还要是生产污染降到最低,实现可持续化发展。由此可见,煤焦油的深加工的研发和应用显得尤为重要
参考文献
关键词:醋酸乙烯 生产技术 发展趋势
中图分类号:TQ325 文献标识码:A 文章编号:1003-9082 (2017) 04-0210-01
引言
醋酸乙烯是无色透明、具有强烈刺激性气味的液体,是化工生产过程中是一种重要的有机化工原料,主要用于聚醋酸乙烯生产,经醇解制得聚乙烯醇,同时还可以用于醋酸乙烯-乙烯共聚乳液或共聚树脂、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物等衍生物的生产,在很多领域都有广泛应用。对醋酸乙烯的生产技术进行开发具有广阔的前景,随着我国工业生产水平的不断提升,对醋酸乙烯应用领域也在不断拓展。
一、醋酸乙烯的生产技术
生产醋酸乙烯的技术有很多种,在工业发展过程中,醋酸乙烯的生产技术主要有乙炔液相法、乙烯液相法、乙醛醋酐合成法等,当前,受到工艺以及原材料的影响,醋酸乙烯生产主要采取的方法有乙炔法和乙烯法两种。其中乙烯法生产醋酸乙烯所需要的时间较短,而且生产过程环保达标,经济性高,因此在化工生产中占有主导地位。
1.乙烯法
利用乙烯法生产醋酸乙烯是将乙烯、醋酸、氧气在催化剂以及醋酸钾助催化剂的共同作用下,经过反应生成醋酸乙烯,其中醋酸乙烯的生产的温度条件为100~200℃,压强为0.6~0.8MPa。在醋酸乙烯生产过程中,最初采用乙烯法进行生产的是英国和日本,乙烯法中的催化剂中含有较多的氯离子,对装置设备的腐蚀性较大,传统的乙烯法生产装置已经被淘汰。在上世纪六十年代末期开发了乙烯气相法,并且在日本建成第一套乙烯气相法 Bayer 技术装置。乙烯气相法使用固定床作为反应器,催化剂的使用寿命大约为1年左右。同时美国也加强对乙烯法的研究,产生了USI技术,该技术与日本的生产技术类似,但是工艺条件更加温和,同时生产能力也相对较小,不适宜大规模的化工生产。随着醋酸乙烯生产技术的不断发展,还开发了Leap技术,这种技术与Bayer技术基本类似,但是采用流化床反应器,因此使得醋酸乙烯生产装置的投资相对减少,也提高了醋酸乙烯的生产效率和生产能力,而且催化剂的使用寿命得到了延长。
2.乙炔法
乙炔法则是将乙炔、醋酸混合在一起,并且在醋酸锌的催化作用下,在常压以及温度为160~205℃的条件下进行反应生成醋酸乙烯的方法。第一套采用乙炔法进行醋酸乙烯生产的装置是德国研发的,该装置的工作温度一般在30~75℃之间,其中催化剂为硫酸汞,将过量的乙炔通入醋酸溶液中可以得到醋酸乙烯,但是这种装置生产过程中的副产物较多,而且可以选择的催化剂不多,催化剂对设备的腐蚀比较严重,因此当前已经淘汰。随着醋酸乙烯生产技术的不断深入研究,开发了乙炔气相法,而且德国某公司于上世纪二十年代末期建立了第一个工业化乙炔气相法合成b置,采用固定床列管作为各种原料制剂的反应器。上世纪六十年代日本对乙炔生产技术进行改造,使用了流化床反应器,使得乙炔气相法不断完善,而且将乙炔固定床工艺转变为流化床工艺。根据原料不同,采用乙炔法生产醋酸乙烯的方法主要有电石乙炔法和天然气乙炔法两种,电石乙炔法的成本较高、污染比较严重,当前也逐渐被淘汰。通过研究发现可以利用天然气氧化制取乙炔,并且用生产乙炔过程中产生的副产气合成醋酸乙烯,是一种经济、清洁的生产方法,这种技术在天然气资源丰富的国家比较适用,具有较强的竞争力。我国的天然气资源相对缺乏,因此我国化工生产中醋酸乙烯乙炔法还是主要采用电石乙炔法。
3.乙炔法和乙烯法比较
乙烯法和乙炔法各有优劣,通过整体比较发现,通过两种方法生产,产品中的醋酸乙烯气体的含量都可以达到99.5%以上,但是乙炔法中的副产物相对较多,尤其是醛类物质,其含量比乙烯法产生的要高很多,醛类物质对醋酸乙烯的聚合反应会产生较大的影响,如果为了生产聚乙烯醇产品,则乙炔法生产醋酸乙烯所得到的聚乙烯醇产品的质量不如乙烯法高。另外,从环保的角度来讲,乙炔法生产醋酸乙烯过程中的能耗较高,产生的环境污染比较严重,相对比起来,乙烯法的能耗低而且环境污染小,因此在醋酸乙烯生产过程中采用乙烯法居多。
二、醋酸乙烯的生产技术发展趋势
醋酸乙烯的生产发展应该要以提高醋酸乙烯产品质量、降低能耗为目标。在醋酸乙烯生产技术的发展过程中可以从以下几个方面着手进行考虑:
1.拓展原材料
乙烯和乙炔是醋酸乙烯生产过程中的主要原料,但是乙烯主要受到石油价格以及石油存储量的影响,乙炔则受到电石质量及环境问题的限制,因此两种方法各有利弊。因此可以考虑拓展原材料的来源,提高醋酸乙烯生产过程中的原材料供给量。当前岩气、煤层气等新型资源的技术研究已逐渐成熟,开采技术也不断提高,供应量不断提升,在未来的发展过程中可以加强对新型能源在醋酸乙烯生产过程中的应用技术,从而加强对各种新型能源的应用,以此提高醋酸乙烯的生产水平。
2.催化剂发展
催化剂是醋酸乙烯生产过程中的重要原料,催化剂的质量直接影响醋酸乙烯产品的质量,当前常用的醋酸乙烯生产法中的乙炔法主要采用醋酸锌负载活性炭作为催化剂,这种催化剂制作过程比较简单,而且容易得到,但是使用寿命较短,催化活性下降较快。乙烯法所采用的催化剂无论是在使用寿命还是催化活性方面都比乙炔法催化剂更占优势。但是在醋酸乙烯生产过程中对催化剂的回收处理是一个必须要考虑的重点问题,在今后的研究中应该要积极加强对催化剂的研究,尤其是对催化剂活性组分的优化、载体选取、制备工艺等方面要进行优化设计,从而使得催化剂的活性不断提升,催化剂的使用寿命不断延长。
3.工艺优化
醋酸乙烯生产过程中的副反应较多,副反应对产品质量影响较大,因此在醋酸乙烯生产过程中应该要加强对工艺的优化,降低或者完全消除醋酸乙烯生产过程中的副反应。例如采用粗分塔塔顶气相直接进入醋酸乙烯精制塔进行醋酸乙烯生产,可以提高醋酸乙烯产品的质量以及装置运行过程中的稳定性,是一种具有开发前景的基础。再比如超重力精馏技术也是一种新的化工分离技术,在应用过程中表现出强劲的优势。
结语
综上所述,醋酸乙烯生产过程中常用的方法有乙烯法和乙炔法两种,总体说来,乙炔法的投资相对较低、但是单位生产成本较高,能耗较大,环境污染严重,乙烯法的投资相对较高,但是能耗低,产生的环境污染较小,两者各有利弊。在未来的生产过程中应该要积极加强对醋酸乙烯生产技术的创新研究,提高醋酸乙烯生产水平。
参考文献
关键词 绿色化学 环境保护 生物技术
人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。
绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。
化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。
1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料
1.1 原料选择
工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。
以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。
我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。
1.2 溶剂的选择
大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。
1.2.1 固相反应
固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。
1.2.2 以水为溶剂的反应
由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。
水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。
1.2.3 超临界流体作为有机溶剂
超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7 477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
1.3 催化剂的选择
许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。
2
化学反应的绿色化
为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。
3
生物技术的应用
生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。
绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。
参考文献
1 朱清时. 绿色化学和新的产业革命[J]. 现代化工,1998(6)
2 闵思泽. 环境友好石油炼制技术的发展[J].化学进展,1998(1)
“我们生活的环境中,无处不有油漆的身影,而恰恰是太过于常见,它对环境与人体健康带来的危害很容易被轻视。”中国涂料工业协会副会长刘善江说。在他看来,作为当前最为广泛使用的涂料,油漆对环境、民生乃至能源安全带来的危害,远未被社会公众认知和重视。
晾不干净的PM2.5
对于油漆的危害,人们其实已经有着一定的认知。比如,新装修的房屋要通风晾置一段时间,涂刷油漆时要做好呼吸防护等。但是,这仅仅只是油漆危害中最基本的一面。从另一方面看,在影响环境保护和国民整体健康的雾霾问题上,油漆可有着不小的“戏份”。
“传统油漆涂刷后挥发出来的VOC(挥发性有机化合物的英文简称),会形成PM2.5污染。”中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌表示。
VOC其包括的物质超过100种,VOC刚排放出来时候,主要呈气体状。进入空气后,VOC及其在大气中形成的半挥发性有机物,将会发生光化学污染,最终形成PM2.5。统计显示,当前PM2.5产生的主要来源中,汽车尾气排放占30%,日常发电、工业生产等过程中经过燃烧而排放的残留物占49%,而VOC则独占21%。
“人们不能只看到电厂、钢铁厂等形成雾霾的一次源。相当一部分PM2.5,是VOC等二次源在大气中经过一系列复杂变化之后形成的。”中国工程院环境与轻纺工程学部院士段宁说。
那么,油漆与VOC之间又存在什么关系呢?
此前一份雾霾成分分析的研究报告或许可以作为答案。报告显示,北京地区雾霾成因中,除了燃煤、机动车、工业用燃料以及扬尘外,来源于有机溶剂挥发所形成的PM2.5对于雾霾的贡献率达到了17%。而油漆进行稀释处理(俗称稀料)环节时必不可少的原料,就是有机溶剂。
“传统油漆的溶剂都是从石油和煤炭中提炼的有机溶剂,基本是汽油和芳烃化合物,比如苯、二甲苯、醚剂等。”金涌说。刘善江则指出,这些严重威胁健康的有毒有害物质在使用过程中要挥发近50%,剩余的挥发期则长达十几年。
因而可以说,生活在油漆包围的环境中,人们遭受的危害绝非“晾一晾”就可以摆脱。
以水漆替代油漆
针对有机溶剂的危害,国务院此前的《大气污染防治行动计划》已经明确提出治理举措,比如在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治,完善涂料、胶黏剂等产品挥发性有机物限值标准等。
然而,大到地产、装修,小到木器、玩具,油漆的使用目前是生活不可或缺的部分。再严格的限制似乎只能做到治标不治本。
这一疑问在专家们看来,其实早已有答案:油漆并非生活的必须,而方法就是以水漆替代油漆,以无害的“水”取代有害的“油”。
所谓水漆即水性漆,它以水代替有机溶剂为稀释剂,避免了苯、甲苯、二甲苯、甲醛等油漆含有的有毒物质。虽然目前在硬度和耐高温等某些方面,水漆与油性漆还是有一定的差距,但随着技术的更新,其主要性能也在逐渐接近甚至超越油漆。
在国外,水漆的使用在法律法规的促动下,已经成为常态。资料显示,欧盟自2004年1月1日起,就全面禁止在欧盟国家内生产、销售溶剂型漆,改用水性漆;从2007年1月1日起,欧盟又开始实施新的漆类标准《欧盟装饰涂料指导方针(2007―2010)》,溶剂型油漆被完全禁止在室内装饰中使用;美国在2004年,便开始限制中国油漆家具进入美国市场。
“水在挥发过程中不构成危害。水漆节能环保,其最终要代替油漆,这是全球行业的共识。”金涌说。
油漆终将告别历史舞台
以水性漆替代油漆,已经是全球涂料行业的大势所趋。然而在国内,水漆不仅作为一个行业尚未发展起来,在大部分消费者那里更几乎是闻所未闻。据统计,2013年我国将近1500万吨左右的涂装总量中,有1000万吨是油漆。水漆在市场中的占比仅有6%。
“水漆发展面临的问题,一是价钱依然很贵,其次是技术研发上还需要突破。”金涌表示,研发水漆看似简单,实则包含抗紫外线、抗腐蚀、多色彩等多种技术要求,都需要科技的支撑。段宁也认为,发达国家在环保材料方面有很深的认识和积累,国内对此方面的研究相比还很不够。
除了技术层面的问题,专家们还指出,行业的起步,需要以广泛的社会认知为基础。“要实现水漆大幅度代替油漆,就必须让更多的公众了解水性漆,使用水性漆。这需要政府、企业家、科学家乃至媒体的共同努力。”刘善江说。
可喜的是,《大气污染防治行动计划》等一系列国家政策,已经明确提出推广、使用水性涂料。环保部、税务总局和财政部也正在联合研究对特定溶剂型涂料增收消费税,以拉近水漆与油漆的价格,促进行业发展。可以预见,油漆终将告别历史舞台。
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受PM2.5影响的人体基因被列“清单”
南京医科大学张正东教授课题组在人类全部基因中进行比对筛查,列出了一份受到PM2.5影响的人体基因的“清单”。这是国内首次从全基因组水平上揭示PM2.5对细胞毒性作用的潜在分子机制。
课题组成员介绍,该研究揭示出PM2.5为什么会对细胞有毒性,以及是怎样产生毒性的。通过对人支气管上皮细胞在三组不同浓度的PM2.5培养液中培养,再分别将它们的基因提取出来,检测发现:受PM2.5影响,基因发生了不同程度的变化,某些基因的表达增高,有些则表达降低。
基因参与人体的生物学过程,基因表达的变化有的会影响人体的免疫力,有的会影响DNA损伤修复,从而引发各种症状,影响人体健康。
关键词:绿色化学应用;环境;三废
化学工业的发展对人类的生活有着一定的改善,但也造成了一部分的环境污染,使之成为人类面临的巨大问题。万事万物都是双刃剑,有利即有弊,最终要靠人类的智慧使其向着有利于人类生活的方向进展。一些重大的环境污染事件多数与化学有关,但也不全是化学造成的。现在人类面临的环境问题有全球变暖,冰川融化,海平面上升,臭氧层被破坏,生物多样性的减少,酸雨的蔓延,森林的锐减,土地荒漠化,全球大部分面临沙漠化,水体及海洋污染,垃圾围城等等。其中森林的减少,生物多样性的减少,是人类滥捕滥伐的结果,与化学无关。在最早期的化学工艺流程里面,人们没有意识到,没有考虑到废气和废渣的处理,大部分的化学生产工艺都伴随着废气废水废渣的产生,从而使化学对环境造成污染。绿色化学正是基于人与自然和谐的可持续发展的理论之上,其研究所追求的目标是:舍弃有毒的原材料从源头上消除污染,探求崭新的合成路线,使其产率更大,向人类所需的方向发展、采用无污染的反应过程和工艺,能最大限度地减少三废,并实行原材料筛选-产品生成-产品使用-循环再利用的“全过程控制”。绿色化学技术的发展和应用不但能提高生产效率和优化产品,而且也能提高资源和能源的利用率,减轻污染,从而大幅度提高生产的环境和经济效益。因此,绿色化学的技术推广应用使环境与经济性成为技术创新的主要推动力。近些年来,绿色化学在物质的利用、原子经济工艺设计等诸多领域取得了一系列重大研究成果。
1 绿色化学
绿色化学的定义是:应用化学的技术、原理和方法去解决对人体健康、安全和生态环境有毒有害的化学污染,因此也称环境友好化学或洁净化学。其核心内容之一是“原子的经济性”,即百分之百的利用反应物中各个原子,因而不但能充分利用资源,而且也能防止化学污染。用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。绿色化学的核心内容之二,其内涵主要体现在五个“R”上:第一是Reduction-“减量”,即减少“三废”排放;第二是Revuse-“重复使用”,诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,这是降低成本和减废的需要;第三是Recycling-“回收”,可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求;第四是Regeneration-“再生”,即变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径;第五是Rejection-“拒用”,指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的,有毒副作用及污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用,这是杜绝污染的最根本方法。
2 绿色化学的应用
绿色化学的应用包括对医药、农药等精细化学品的“原子经济”反应;大型石油化工品的绿色化技术的发展;新的或非传统的“洁净”反应介质的开发利用;可再生物质资源生产大型有机化工品和超清洁生物柴油的生产;废合成材料的回收利用等等。在化学制药工艺方面为了减少污染进行重新设计少污染或无污染的生产工艺,尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料,以降低或消除污染物的毒性;优化工艺条件,改进操作方法,在生产工艺确定的前提下,从改进操作方法入手,减少或消除污染物的形成;采用新技术显著提高生产技术水平同时也十分有利于污染物的防治和环境保护;进行循环套,以为反应往往不完全,因此分离母液常含有一定数量的未反应的反应原料,可以通过工艺设计任意周密而细致的安排实现反应母液的循环套用或经适当处理后套用,可节约原料,提高产率,可减少环境污染;从排放的废弃物中回收有价值的物料,进行综合利用。改进生产设备,加强设备管理。
2.1 开发“原子经济”反应
化学反应的“原子经济性”则是指在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到产品之中。我们常用原子利用率来衡量化学过程的原子经济性。在合成反应中,要减少废物排放的关键是提高目标产物的选择性和原子利用率,即化学反应中,到底有多少反应物的原子转变到了目标产物中。
开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。1997年的新合成路线奖的获得者BCH公司的工作即是一个很好的例证。该公司开发了一种合成布洛芬的新工艺(布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物),传统生产工艺包括6步化学计量反应,原子的有效利用率低于40%,新工艺采用三步催化反应,原子的有效利用率达80%,如果再考虑副产物乙酸的回收利用,则原子利用率达到99%。此外还有一个生产聚氨酯塑料的重要原料之一是环氧丙烷,传统上主要采用二步反应的氯醇法,不仅使用可能带来危险的氯气,而且还产生大量污染环境的含氯化钙废水,国内外均在开发催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济反应新方法。
2.2 采用无毒、无害的原料
尽可能选用无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的原辅材料,以降低或消除污染物的毒性。但为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性,在现有化工生产中仍使用剧毒的光气和氢氰酸等作为原料。为了人类健康和社区安全。需要用无毒无害的原料代替它们来生产所需的化工产品。
2.3 采用无毒、无害的催化剂
近年来越来越多利用杂多酸代替浓硫酸做催化剂,杂多酸是由不同的含氧酸缩合而制得的缩合含氧酸的总称,是强度均匀的质子酸,并且有氧化还原的能力。杂多酸H3PW12O40通过改变分子组成,可调节酸强度和氧化还原性能。它不但具有很高的催化活性和酸性,而且稳定性好,是一种多功能的新型催化剂,可作均相及非均相反应,甚至可作相转移催化剂,对环境无污染,是一类大有前途的绿色催化剂。
2.4 采用无毒、无害的溶剂
大量的与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物(VOC)。其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成。有的会引起水源污染。因此。需要限制这类溶剂的使用。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。
在无毒无害溶剂的研究中。最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF)。特别是超临界二氧化碳作溶剂。超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点(3llC、7477.7gkPa)以上的二氧化碳流体。它通常具有液体的密度。因而有常规液态溶剂的溶解度;在相同条件下。它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且。由于具有很大的可压缩性。流体的密度、溶剂溶解度和粘度等性能均可由压力和温度的变化来调节。超临界二氧化碳的最大优点是无毒、不可燃、价廉等。
除采用超临界溶剂外。还有研究水或近临界水作为溶剂以及有机溶剂/水相界面反应。采用水作溶剂虽然能避免有机溶剂,但由于其溶解度有限,限制了它的应用,而且还要注意废水是否会造成污染。在有机溶剂/水相界面反应中。一般采用毒性较小的溶剂(甲苯)代替原有毒性较大的溶剂,如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醋酸等。采用无溶剂的固相反应也是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向,如用微波来促进固、固相有机反应。
2.5 利用可再生的资源合成化学品
利用生物量(生物原料)(Biomass)代替当前广泛使用的石油,是保护环境的一个长远的发展方向。1996年美国总统绿色化学挑战奖中的学术奖授予TaxaA大学M・Holtzapp教授,就是南于其开发了一系列技术。把废生物质转化成动物饲料、工业化学品和然料。
物质主要由淀粉及纡维素等组成。前者易于转化为葡萄糖。而后者则由于结晶及与木质素共生等原因,通过纤维素酶等转比为葡萄糖。难度较大。Frost报道以葡萄糖为原料,通过酶反哎可制碍己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统的苯讦始采制运作为尼龙原料的己二酸取得了显著进展。由于苯是已知的治癌韧质,以经济和技术上可行的方式,从合成大量的有机原料中取除苯是具有竞争力的绿色化学目标。
2.6 环境友好产品
在环境友好产品方面。从1996年美国总统绿色化学挑战奖看,设计更安全他学品奖授予RohmHaas公司。由于其开发成功一种环境友好的海洋生物防垢剂。小企业奖授予Donlar公司。因其开发了两个高效工艺以生产热聚天冬氨酸,它是一种代替丙烯酸的可生物降解产品。
柴油是另一类重要的石油炼制产品。对环境友好柴油。一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂;二是要开发低压的深度脱硫/芳烃饱和工艺。国外在这方面的研究已有进展。
3 绿色化学在处理工业三废中的应用
任何一项工业所排放的废料量都没有化学工业排放的多,化学工业所排放的废料总量甚至超过了其他行业排放的总和。绿色化学的科研工作主要是围绕化学反应、原材料、催化剂、溶剂和产品的绿色化工展开的,达到从源头上尽量减少甚至杜绝化学化工生产中对环境污染,实现三废的零排放。化学工业排放的污染物通常具有毒性、刺激性和腐蚀性,在污染物中,以废水的量最大,种类最多,危害最严重,对可持续发展的影响也最大。过程中还产生大量的废气、废渣并产生一定的噪声,因此加强三废处理尤为重要。必须采用科学的处理方法对其进行处理。如:用地球磁能和大自然产生的雷电的电能等代替现用的污染能源,这样就可以有效的从源头解决工业三废对环境的污染。绿色化学可以从源头上解决污染问题,实现零排放。
3.1 工业三废的来源及特点
化学工业废水主要来源于工业生产过程,其中含有种类繁多的有机物、金属及废酸废碱等。生产过程本身大量使用各种化学原料,但由于多步反应,原料利用率低,大部分随废水排放,对环境影响大。该类废水的水质差并且排放量多,其中含有许多有机物,难降解物和微生物生长抑制剂等。
废气主要为机械过程所产生的粉尘,以及锅炉燃烧所产生的烟尘。废气中主要含固体悬浮物,无机污染物,有机污染物废气。这类废气通常会导致温室效应,空气质量降低,对人类身体产生危害。
化学工业的废渣在生产过程中,每一步环节都会产生。工业废渣会破坏环境卫生,污染水和空气等。废渣有高炉矿渣、钢渣、煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铬渣等,这些也是一种资源,要想方设法利用,以开辟新的原料来源,减少对环境的污染。
总结其来源具体有以下几点,其一,工艺反应不完全产生的废料。工业生产过程中,一般的反应转化率只能达到70%~80%,未反应完的原料一部分可以回收再利用,但最终有一部分因回收不完全或不可回收而环节转入废水、废气或废渣中。其二,副反应所产生的废料。工业生产再进行工艺主反应的同时,往往还伴随着一些副反应,副反应的产物数量一般较少,有些可以回收,但有些成分复杂,回收困难或回收费用很大,因此,只能将其作为废料排弃。其三,工业物料储存、运输以及生产过程中的“跑”、“冒”、“滴”、“漏”现象,不仅会造成经济损失,而且也可能造成严重的污染。其四,许多生产工艺中都需要大量的冷却用水,如炼钢、炼油等。冷却的方式一般有直接冷却和间接两种,直接冷却是使冷却水直接与冷却的物料接触,很容易成为工业废水;间接冷却的冷却水虽然不与物料直接接触,但因为其中往往需要加入防腐剂、杀藻剂等化学物质,故也受到一定的污染,但间接冷却水相比其他工业废水较为清洁,可通过一定的处理后循环使用。
3.2 当前工业三废处理方式及存在的不足
工业企业一般避免布置在城镇居民区的上风向和水源上游;一些污染较大的工业如冶金、化工、造纸要远离城市中心;大工业企业与生活区间要有适当的隔离带以减少环境污染的影响等。大力采用无污染或少污染的新工艺、新技术、新产品,开展“三废”综合治理,是防治工业“三废”污染,搞好环境保护的重要途径之一。不同物质会有不同影响,三废治理不是一两句话能说清楚。废气、废水、废渣种类各有不同。以固体废弃物来说就分为危废和一般废物,危废处理方法一般是焚烧或者是深度填埋等,填埋场的要求很高,建一个大型的填埋场要几个亿投资。
由此我们可以看出,现在三废处理耗费的人力、物力等都特别大,并且得不到好的效果。其特点:一、不能从源头上解决,生产过程中还会产生;二、没有有效的将三废重新利用变废为宝。
3.3 应用绿色化学处理工业三废的方法
用新型的能源代替有污染的能源,现有的新型能源如太阳能、风能、潮汐能等已经被人们开发利用。但是大自然存在很多丰富的资源还有待开发。我们经过调查分析研究认为雷电、地球磁场存在着很大的开发利用价值。将雷电和地球磁场利用某些技术转化成我们需要的能源从而可有效的从源头解决“三废”对于环境所造成的污染问题。
4 结束语
绿色化学在获得物质的转化过程中充分利用原料中的每一个原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用有限的资源,又不会产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学充分体现了能源节约型和环境友好型。减少了工厂上“三废”排放,消除污染物的形成;显著提高生产技术水平同时也十分有利于污染物的防治和环境保护。降低成本和循环利用,变废为宝,使经济效益大大提高。绿色化学已在全世界发展,不但有重大的社会、经济、环境效益,而且也说明了化学的负面作用是完全可以避免的,显现了人类的自我保护性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物,对化学本身而言是一个新的历史。作为新世纪的一代,不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学做出应有的贡献。
参考文献
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[4]高兆林,谭丕亨.绿色化学浅说[J].山东化工,1999(2).
各地热上甲醇制低碳烯烃项目的状况,已经引起国家有关部门的高度关注。不久前,国家工信部组织专家组对各地甲醇制低碳烯烃项目情况进行调查摸底,对西部富煤省区建设甲醇制低碳烯烃项目的水--资源、环境容量、生态情况等支撑条件进行了重点调查,其调查结果将成为国家布局甲醇制低碳烯烃项目的主要依据。
甲醇制低碳烯烃,在“十二五”中,能够成为搅动产业变革的一匹黑马吗?
打破垄断的突破口
中科院大连化物所新兴能源科技有限公司总经理吕志辉认为:“由于石油路线往往是1000万吨炼油配套100万吨乙烯,而我国90%的炼油化工又掌握在中石化、中石油等少数企业手中,导致我国烯烃行业成了事实上的垄断行业。甲醇制低碳烯烃技术的推广应用,将从根本上改变这种格局。”
据吕志辉介绍,作为一种危险化学品和基础化工原料中间体,国家对烯烃的生产、经营、进出口都有严格的限制。多年来,我国烯烃的生产。经营、进出口业务几乎由中石油、中石化两大巨头控制,加之炼化能力有限,使得我国烯烃长期产不足需,年供需缺口达2000多万吨。其中,最常用的基础化工原料聚丙烯、聚乙烯,自给率分别只有67.3%和54.5%。甲醇制低碳烯烃技术推广应用后,由于所用原料为市场化程度很高的甲醇产品,只要国家政策放开,各地就可根据水资源、环境容量、市场供需状况酌情规划和建设烯烃装置。从目前的情况看,一旦国家政策放开,我国甲醇制低碳烯烃产能3~5年内可达上千万吨。“十三五”期间,甲醇制低碳烯烃产能甚至会超过石油路线烯烃产能,成为国内烯烃市场的主导产品。
中科院大连化物所研究员、甲醇制低碳烯烃首席科学家刘中民博士列出甲醇制烯烃3大优势其一,甲醇装置没有废气排放,属环保项目。其二,甲醇制烯烃原料甲醇来源广泛、竞争力很强。其三,甲醇制烯烃可大量替代日益宝贵和稀缺的石油资源,实现能源多元化,保障国家能源战略安全。因此,他认为,无论从节能减排的角度,还是从调整和优化产业结构、减少污染物排放、减少我国石油对外依存度和打破石油路线烯烃产品垄断格局的角度,甲醇制低碳烯烃产业化都是大势所趋。
滋养下游产品的源泉
甲醇制低碳烯烃技术的推广应用,将对哪些化工子行业产生重大影响?吕志辉表示:“精细化工产业无疑受益最大。”
据介绍,此前,由于我国烯烃产品严重产不足需,价格高企,且主要控制在中石化、中石油两大集团手中,使得其下游精细化工产品生产成本高,原料来源无保证。而两大集团对生产精细化工产品的积极性不高,导致我国精细化工产业规模小、技术落后。产品品种少,不少产品不得不长期依赖进口。甲醇制低碳烯烃技术推广应用后,经营垄断一旦破除,相关企业不仅可以多渠道获得烯烃产品,甚至可以自建工厂,以甲醇为原料生产烯烃,然后用乙烯、丙烯作原料,进一步加工生产乙二醇、丙烯醇、聚苯乙烯、氯乙烯等上千种精细化工产品。这样的趋势,也将迫使两大石化巨头将更多精力转移到发展高附加值、高科技含量的精细化工产品上。
国家化工行业生产力促进中心总工程师方德巍则透露,由国家化工行业生产力促进中心,清华大学、中科院成都有机所合作开发的以硅铝磷酸盐为催化剂的固定床甲醇制低碳烯烃技术,已经完成中试,正在进行工业化试验。一旦业化试验成功并推广应用,可为精细化工产品生产企业提供更加廉价的烯烃原料,促进精细化工产业大发展。更为重要的是,该工艺技术可同时生产烯烃、芳烃。烷烃等十几种有机化工品,如果将其与醋酸、苯或甲苯等原料进一步反应,又会衍生聚乙烯醇、醋酸乙烯,对二甲苯等更多精细化工产品。
专家们的预测正在变为现实
9月27日,陕西渭河煤化工集团与
据了解,借助甲醇制低碳烯烃技术带来的机遇谋划发展精细化工产品的企业绝不止渭化集团一家。大连某公司计划以进口甲醇为原料,在江苏建设的两套60万吨/年甲醇制低碳烯烃项目,其终端产品就是乙二醇、环氧乙烷等精细化工产品;山东一家企业拟上的甲醇制低碳烯烃项目,终端产品则锁定为异丙醇、环氧乙烷和丙烯酸酯:总投资100亿美元的神华陶氏榆林煤化工项目,其产品包括环氧乙烷、乙撑胺、聚醚多元醇、丙烯酸等20多种精细化工产品。
产品结构调整的推手
业内专家还透露了一个重大信息