任國偉(江蘇奧克化學(xué)有限公司,江蘇 儀征 211400)
在化工企業(yè)發(fā)展過程中,不僅需要注重產(chǎn)品質(zhì)量的把控以及相應(yīng)技術(shù)的升級更新,更為重要的是貫徹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,在提升產(chǎn)品精細化程度和品質(zhì)的同時,還需要注重資源利用率、浪費率的控制,以及對環(huán)境的保護。本文探索綠色化工技術(shù)在精細化工中的應(yīng)用,旨在使化學(xué)反應(yīng)和化工過程從源頭起就不產(chǎn)生環(huán)境污染,將傳統(tǒng)的精細化學(xué)工業(yè)建設(shè)和改造成為可持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)工業(yè)。
綠色化工技術(shù)的研發(fā),主要目的是實現(xiàn)化工廠的零污染和廢物的零排放。隨著時代的不斷發(fā)展,我國逐漸強化自然保護,化工建設(shè)也以“可持續(xù)發(fā)展”為戰(zhàn)略核心。所以,順應(yīng)國家和時代的號召,化工行業(yè)一直難以解決的污染嚴重問題,通過綠色化工技術(shù)得到了改善甚至解決。綠色化工的出現(xiàn),使化工行業(yè)的廢物能夠變成對環(huán)境零污染,甚至經(jīng)過一系列的處理后,能夠變?yōu)閷Νh(huán)境有利的物質(zhì)[1]。除了保護環(huán)境,綠色化工技術(shù)的出現(xiàn)也極大地幫助國家節(jié)省有限的資源,實現(xiàn)了資源利用的最大化。所以,不管化工產(chǎn)業(yè)如何變革,綠色化工始終是發(fā)展的核心技術(shù)。
精細化工作為化工產(chǎn)業(yè)的一部分,其在化工行業(yè)的地位十分重要。目前,國內(nèi)很多密集型技術(shù)產(chǎn)業(yè),都是依靠精細化工在運行。精細化工主要特點有三個:一是精細化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)裝置都屬于中小型,所生產(chǎn)的產(chǎn)品也是具備著精致的特點;二是精細化工的類型極多,對于當(dāng)下融合性極強的社會來說,眾多的精細化產(chǎn)品能夠更適應(yīng)市場的發(fā)展;三是技術(shù)含量高,也是精細化工的特點之一,精細化工不屬于大眾型化工產(chǎn)業(yè),需要運用多種先進技術(shù)和裝置,才能支撐起整個產(chǎn)業(yè)的運行。
當(dāng)下,綠色化工技術(shù)飛速發(fā)展,很多方面都得到不同程度的改善。它不是一套固定化工程序,而是指在相應(yīng)的化工活動中,融合相應(yīng)的環(huán)保技術(shù),以實現(xiàn)資源利用率的提升和環(huán)保護境。所以,只有在精細化工生產(chǎn)中做到合理地融合綠色化工技術(shù),才能保障化工產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。
化工行業(yè)的發(fā)展對于國家和社會的發(fā)展推動是極大的,故而也是國家重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè),但是傳統(tǒng)化工行業(yè)的環(huán)境污染問題太過嚴重,故而制定了以綠色為核心的化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略。傳統(tǒng)的精細化化工技術(shù)早已定型,所以大的技術(shù)變革非常困難,要想實現(xiàn)綠色發(fā)展和經(jīng)濟發(fā)展的融合,只有將綠色化工技術(shù)與精細化工相融合,實現(xiàn)兩者的變革。在化工產(chǎn)業(yè)順應(yīng)時代變革的過程中,有兩個困難點[2]:一是傳統(tǒng)化工的資源利用效率低下,企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃與化工技術(shù)的發(fā)展不能相適應(yīng),所以化工生產(chǎn)的廢料問題嚴重。二是對于這些廢料的處理,傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)缺少一個完善的措施,更沒有一個能夠既保護環(huán)境又對廢物進行無害化處理的方案。
傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)的盈利,主要是在于原料加工后的價值,但是資源的低利用率又讓化工產(chǎn)業(yè)整體盈利并不顯著。綠色化工技術(shù)所帶來的資源利用率的提升,無疑可以減輕化工生產(chǎn)的成本,增加企業(yè)的盈利。在確保精細化工技術(shù)帶來生產(chǎn)效益外,綠色化工技術(shù)對周邊環(huán)境不會造成污染和破壞,更不對周圍的居住者造成健康危害。另外,綠色化工技術(shù)與精細化工相融合,還能增強企業(yè)的核心競爭力。精細化工的運行對設(shè)備有著一定的要求,再加上綠色化工的要求,化工企業(yè)的設(shè)備就需要更嚴格的監(jiān)管,所帶來的產(chǎn)品也會更加具備高質(zhì)量,以順應(yīng)時代和國家的要求,使化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景變得更加寬廣[3]。
納米技術(shù)一直占據(jù)世界科研的前沿領(lǐng)域,納米技術(shù)已經(jīng)運用到各個方面。相比傳統(tǒng)材料而言,納米技術(shù)支持下的納米材料,其各方面的性能都大大提升。傳統(tǒng)的金屬銅,在經(jīng)過納米技術(shù)開發(fā)后,全新的納米銅具備了相比以前六倍的硬度,這讓得銅的應(yīng)用范圍能夠得到極大地提升。又如經(jīng)歷了納米技術(shù)處理的金屬鐵,其韌性更是比以前提高了十二倍。我們都知道,材料的特性決定了材料的運用,也決定了產(chǎn)品的質(zhì)量,在有著最適合產(chǎn)品的特性上具備以往不具備的堅韌等特性,能夠極大程度地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。各種納米材料的研發(fā)成功,也使得化工產(chǎn)業(yè)的設(shè)備能夠更加精細,對于精細化工來說,也更能容易控制住細節(jié),以支持綠色化工的發(fā)展[4]。
傳統(tǒng)的化工材料,有的對于環(huán)境和人體的危害性極強,故而需要極為繁瑣的處理方式才能將其進行拋棄,這樣不僅耗時耗力,又造成了資源的浪費。而以納米技術(shù)處理產(chǎn)出的材料,即使是到了需要丟棄的程度,也可以經(jīng)過一系列過濾分離步驟,使得材料達到回收利用的地步。其主要應(yīng)用是對于水和空氣的提純,同時,對于萃取生物酶等也有著相應(yīng)的應(yīng)用,且獲得了極大的成功。納米技術(shù)的過濾分離,可以從碳氧化合物中直接脫離氧分子,達到制取液態(tài)氧的目的,成功地跳過了傳統(tǒng)制取方法中的以深冷液化工藝為基礎(chǔ)的復(fù)雜操作。不僅節(jié)省了成本費用,還控制了資源的浪費,減少了設(shè)備的建造。當(dāng)然,化工過濾及分離技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣,這得益于納米技術(shù)的超小微粒精準控制特性。
除了過濾及分離技術(shù)的應(yīng)用,納米技術(shù)的絕強催化能力和化工轉(zhuǎn)化優(yōu)勢,也是一個應(yīng)用廣泛的特性。在催化劑領(lǐng)域,更多的產(chǎn)品采用納米級別多孔性微粒材料。同時,因為“沸石”材料的存在,納米級多孔材料的催化劑應(yīng)用也十分廣泛,在甲烷的轉(zhuǎn)化程序中,如果應(yīng)用這種催化劑,就能夠?qū)⒓淄橥暾剞D(zhuǎn)化為液體工業(yè)燃料。
化工行業(yè)精細化持續(xù)性發(fā)展,需要與綠色化學(xué)技術(shù)進行融合。而作為綠色化工技術(shù)的核心內(nèi)容之一,生物化工技術(shù)能夠結(jié)合精細化工產(chǎn)業(yè),從而加快綠色化工精細化工的發(fā)展。生物化工技術(shù)應(yīng)用廣泛,結(jié)合精細化工產(chǎn)業(yè)后,更適用于各行各業(yè)中。如生產(chǎn)化學(xué)殺蟲劑、農(nóng)藥抗生素等,這些產(chǎn)品淘汰了傳統(tǒng)的有害農(nóng)藥,減少了毒素在農(nóng)作物中的成分,也減少了對人體的危害。但是,保護農(nóng)作物效果卻沒有減弱。將生物化工技術(shù)運用于精細化工產(chǎn)業(yè)中,不僅能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量,還能在此基礎(chǔ)上,減少對環(huán)境的污染。
前文所述催化劑是指以納米技術(shù)所制材料的多孔型催化劑,綠色催化技術(shù)則是指選用本身便是綠色化學(xué)的催化劑,以達到對于化工生產(chǎn)的催化作用,又在這些化工活動中減少污染廢料的產(chǎn)出[5]。
現(xiàn)階段化工分離技術(shù)已處于成熟階段,結(jié)合綠色化工的分離手段主要有膜分離、樹脂吸附、微波萃取等。這些化工分離技術(shù)的運用,都不會導(dǎo)致產(chǎn)生嚴重污染的廢料。同時,還會在分離物質(zhì)的過程中,回收一些有用的資源,進行資源的再利用。
隨著時代的不斷發(fā)展,有限的資源終究會被消耗殆盡,故而綠色可持續(xù)發(fā)展策略是各行業(yè)發(fā)展的主流。綠色化工在精細化工中應(yīng)用的發(fā)展前景也是巨大的,當(dāng)然,當(dāng)前階段下的兩者結(jié)合還存在著許多問題,在未來的發(fā)展過程中,我們還需要對其進行不斷地完善和改革[6]。創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,在不斷的發(fā)展中,不斷創(chuàng)新技術(shù)、實踐技術(shù),才是運用綠色化工技術(shù)發(fā)展精細化工產(chǎn)業(yè)的核心。
綜上所述,綠色化工技術(shù)的主要內(nèi)容就是把傳統(tǒng)的化工綠色化,使化學(xué)反應(yīng)和化工過程從源頭起就不產(chǎn)生環(huán)境污染,將傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)建設(shè)和改造成為可持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)工業(yè)?,F(xiàn)階段,精細化工生產(chǎn)與綠色化工技術(shù)的結(jié)合是順應(yīng)時代發(fā)展的需要,能夠為化工產(chǎn)業(yè)帶來全新的未來。