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摘要:近年来,随着我国经济水平的提高,化工生产也在快速的发展。而化学工程是生产化学品的重要环节,也是化工生产的重要环节。为了能够满足当前节能环保以及节能减排的主流理念,基于环境化以及高效化的原则,在化工生产中应该不断加深对化工工艺的研究与革新,开发许多最新的化学工艺以及化学加工技术。本文在此从化学生产中存在的问题出发,对化工生产的几个绿色工艺要点做了详细的研究。
关键词:化学工程;绿色工艺;生物技术
前言
化学工程是化学的一系列生产活动的组成。在发展化学生产工艺的时候,污染问题给人们的生活带去了很大程度上的影响。正是由此,伴随着科学技术的不断深化,化学生产工艺所造成的环境污染问题越来越多的被考虑进来,完善化学生产工艺已经刻不容缓。
一、化工生产过程中存在的几个问题
1、生产工艺不合格
化工生产工艺是保证化工生产质量的根本所在,而当前化工行业普遍存在生产工艺不合格的问题。化工生产不同于其他生产行业,其对生产的连贯性要求极高,而且其生产时间相对较短,一旦生产出现中断,那将破坏整个生产环节,造成生产进度和生产质量低下的问题。而生产工艺就是化工生产各个环节相联系的桥梁,若是这一桥梁出现问题,那将导致整个路段无法使用,由此可见生产工艺的重要性。
2、对环境造成严重污染
化工生产可以说是我国目前最为严重的污染源之一。化学污染占各类污染的百分之八十到九十。化工生产所所需的原材料和产品多是化学材料,如一些重金属和刺激性气体有机化合物等等。再比如说农药的化工生产,如果不仔细处理废料,导致流向有毒农药随着废料排向化工厂附近的水源,污染了水质,从而导致水源受到污染,由水间接影响到周围的土质,导致影响了这一范围内的环境。
二、化学工程中化工生产的几个重要的绿色工艺要点
1、采用绿色化学原料
化学生产原料是决定化学生产流程和工艺的主要因素,传统化学工程采用的绿色原料大多为不可再生能源,选取这种化学材料,不仅增大了我国不可再生能源的消耗量,同时也增加了化学生产污染物质的排放量,所以采用绿色化学原料是绿色化学工程重点研发项目,选用可再生、无污染的化学原料,如自然物质、绿色化学物质等。苞米杆、芦苇、纤维植物等农副产品废弃物,这些物质是典型的绿色化学原料,将其投入到化工生产中,可以转化成醇、酮、酸类的化学品,在转化过程中,这些化学原料只会产生氢气,不会产生任何有毒、有害物质。
2、提高反应技术以及反应装置
反应条件和反应技术是化工生产中最为重要的环节,也是提升化工工艺质量的关键所在,只有具备充分的化学反应条件,才能切实保证反应结果,提升反应效率,减少废料的产生。例如当精馏塔中的作用力发生变化时,回流比会减小。而运用热泵蒸馏之类的技术能够减少分离过程中的能量损失。当反应压力减小时,气态反应物的压缩作用会显著减小。吸热的反应温度下降时,供热温度也会减小,这样能限制副反应的发生,使产品的反应和分离过程中的能耗减少。通过高效填料和传热装置,能够提升传热性能和转换效率。新一代的隔热材料及其最合适的厚度可以大大地减小热损失,所以要尽量多使用高效的节能设备。并且,在提高反应条件的过程中,必须保证化学反应材料齐全,反应材料质量也必须符合规定标准,反应中所须的催化剂也要准备到位,反应器皿和设备等都不能有遗漏,只有这样才能保证在化工生产过程中高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。
3、优化化工生产的工艺技术
除了这些工艺以外,我们还要真正改善化工生产中的工艺,对化工反应的一系列的反应条件和反应原理进行研究。例如,乙烯的合成方式有很多种,可以裂解石油品也可以将乙醇脱水,还可以将长的碳链断裂成短的碳链。出现多种方式时,我们就需要研究哪种方式更为节省能源,哪种方式的原料来源更广,怎样的工艺流程设计能取得最大的经济效益已经最高的产率。不同的原料,所需要的化工原料和生产方式都是不一样的,我们需要针对不同的情况采取不同的工艺流程,使得这些流程能更好的适应工业化生产,来提高化工生产过程的有效性并且达到绿色环保高效的目的。换句话说,我们应该深刻研究化工生产的现状,除去弊端开发新工艺。
4、化学工艺分离工技术
分离工程就是使物质从无序向有序转变的一种非自发的过程,在一些重力、压力还有一些温度、电的影响下由外力的作用,这是一个消耗能量的过程,并且这也是化学工程与化学工艺分离工程研究的重要内容之一。现今使用比较多的分离工程方法就是蒸馏法,我国在蒸馏分离方法方面的研究已经有了非常深厚的理论依据跟实践经验,但是蒸馏分离方法在速度方面还是要进一步的改善。并且在一些蒸馏设备上也值得改进,蒸馏分离法如果在设备上采用现今新型的材料会取得较好的经济效益。并且对于提高蒸馏吸收的效率,降低蒸馏分离时间上,可以采用新型的吸收剂,吸收剂对蒸馏时间的长短也有很大的影响,因此,吸收剂的研究开发也是值得关注的。
膜分离技术也是现今比较流行的分离技术,膜分离具有节能、高效、易于清理等一些特点,被许多国家的科学家认为是当下最有发展潜力的分离技术。膜分离就是吸附分离,这种吸附分离的办法被广泛运用一些气体的干燥、废水等污染物的处理等等。膜分离的研究重点在于新型吸附剂的开发,膜分离的主要问题就是膜的污染还有防治。膜分离的研究必须要实现膜使用的长寿还有高效。
5、超临界的化学反应技术
所谓的超临界反应是指反应过程中的温度和压力都处在临界点之上,这样的状态往往是介于液体和气体之间。而超临界流体就是指具有液体和气体双重性质的物质。这种超临界流体的应用十分广泛,在生物化工、化学工业、医药工业以及食品工业等表现出巨大的研究价值,具有十分光明的发展前景。虽然目前我国的超临界化学技术已经取得了巨大的进步,但近年来这一技术的探究和发展阶段仍处于初级阶段,待进一步深入研究。
6、生物技术要点
生物技术属于绿色化工技术的重要组成部分,在实际的应用过程中,加大了对微生物、细胞及酶的应用,被广泛的应用于绿色化工中。生物技术在实际的应用过程中,使可再生资源在实际的生产过程中转化为有用的化学产品,将其作为自然界中一种普遍的催化剂,有效的防止了化学工业生产过程中出现大量的污染物排放现象,生物技术在使用过程中,化学反应条件较为温和,在化学行业中进行应用取得了良好的应用效果,对推动化工行业的发展具有重要作用。
三、化学工程与工艺发展展望
随着科学技术的发展和化学行业的不断进步,专业人员已经把化学专业的研究重点从单一研究化学过程、设备等单一方面转而研究化学行业与其他行业的融合方面。最大限度地节约地资源、能源,实现绿色化学的目标,实现可持续发展。探究化学工程技术的热点分析与发展趋势,通过对现有的化学工程技术的分析,研究其技术热点,从而经过理论分析,判断未来的化学工程技术的发展态势。化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。
四、结语
综上,新的化工生产技术以及化工生产工艺的应用,能够提高生产效率,并能满足节能减排以及环保的要求。因此实际中应保持化学生产过程的有效性,设计好化工生产的工艺,提高生产设备的水准,从而增加生产过程中原料的利用率及产量,进而保证化工行业的健康、有序发展。
参考文献
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[2]张燕.化学工程在化工生产的应用探析[J].技术与化学工程.2013(09).