现代化学工业进展

摘 要：人类的生活是离不开化学的.化学牵涉到我们生活的许多方面.从现代的化学工厂中,有成千上万的物品制造出来,满足着人们的生活需要.化学工业已经成为现代工业生产中一个重要的部门.化学工业对当今世界经济的发展起着非常重要的作用,同时化学工业也给环境、生态和人类健康带来了许多的危害.走可持续发展的道路,实现清洁生产,是化学工业未来的根本出路.

关 键 词：化学工业；绿色化；工业技术；工艺

一、前言

化学工业简单来说就是通过采用化学的技术和方法将一种物质转化为另一种物质.现代的化学工业主要包括有：化学肥料工业、酸碱基本化学工业、农药工业、染料工业、基本有机合成工业、塑料工业、橡胶工业、油漆工业、合成纤维工业等等.

发展化学工业,对于改进工业生产工艺,发展农业生产,扩大工业原料,巩固国防,发展尖端科学技术,改善人民生活以及开展综合利用都有很大作用,它是国民经济中的一个重要组成部分.

当前,自然科学和技术科学的各门学科正在酝酿着新的技术突破,化学工业也将随着催化、分子设计、激光和化学仿生学等重大技术突破而进入一个崭新的时代.

二、绿色化学工业

目前化学工业使用的工艺技术,大多数是四五十年代研究开发的,很多技术存在着不同程度的环境污染问题.只有对现有化工技术进行变革,人类社会和经济的持续发展才有可能.革新现有技术的最好办法是大力研究和开发从源头根除环境污染的绿色化学工业技术.

绿色化学工业是利用化学工业的原理和方法,来减少或消除对人类健康、社区安全和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物以及副产物等,从源头阻止环境污染传统的化学工业虽然可以得到需要的新物质,但同时也产生大量排放物,严重污染环境,使资源不能得到有效的利用.随着人类环保意识的日益提高,从环保、经济和社会的要求来看,化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用,需要大力研究和开发能从源头上减少和消除污染的绿色化学.

化学工业能否洁净的生产化学品,其实质就是要利用化学原理从源头上消除污染.绿色化学是指化学反应过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零”排放,不产生污染.采用无毒无害的溶剂、助剂和催化剂生产有利于环境保护、社会安全和人身健康的环境友好的化学品.绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源,且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺.对生产过程来说,绿色化学包括节约原材料和能源；淘汰有毒原料,在生产过程排放废弃物之前,减少废物的数量和毒性.绿色化学是解决环境污染问题的一种方法与传统污染治理方法不同,它是通过改变化学品或生产过程的内在本质,来减少或消除有害物质的使用或产生,是非常科学的,是化学工业可持续发展的基础.

1.原料的绿色化

化学反应类型或合成路径的特性,在很大程度上是由初始原料的选择决定.这种选择也就决定了生产者在处理这种物质、生产制造及运输时的危险性,对人体健康和环境的影响起着重要的作用.

目前,许多的化学品都是由石油作为初始原料,石油炼制常常需要消耗大量的能源.炼制往往需加氧,而氧化过程是化学合成中污染最严重的.寻找替代的环境无害的原料是绿色化学的首要任务之一.生物质包括农作物、植物及其他任何通过光合作用生成的物质是理想的石油替代品,其对人类健康和环境的影响较石油原料要小得多.

2.化学反应过程绿色化

化学反应过程绿色化的目标就是要实现“原子经济反应”.理想的原子经济反应是原料分子中的原子全部转化成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”.

化学反应本质上是原子外层电子的重新排列组合形成新的化学键.在发生反应的条件下,存在多种排列组合方式,即存在多个平行反应.要使原料分子中的原子在反应的条件下全部转化成产物,反应的选择性必须达到100%.这在目前认识的化学反应中是很少的.

3.催化剂的绿色化

烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂.这些催化剂的共同缺点是,对设备的腐蚀严重,对人身的危害大和产生废渣,污染环境.为此,多年来国外正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化剂.现已开发的有：采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化工艺；采用沸石为催化剂的丙烯和苯烃化异丙苯工艺.在固体烷基化的研究中,还应进一步提高催化剂的选择性,以降低产品中的杂质含量；提高催化剂的稳定性,以延长运转周期；降低原料中的苯烯比,以提高经济效益.

4.溶剂的绿色化

溶剂在化学品生产过程中,广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂.在释放至环境或需处理的化学物质中,溶剂所占比重是大量的.减少溶剂的使用,改进传统的溶剂,采用环境无害的替代溶剂及开发无溶剂反应是绿色化学的任务.化学品制造中的污染问题不仅可能来源于原料和产品,而且也可能来源于制造过程中所使用的物质,最常见的是在反应介质、分离和配方中所用的溶剂.当前广泛应用的溶剂是挥发性有机化合物,它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,因此要限制这类溶剂的使用.

三、结论

化学工业在国民经济中起着非常重要的作用,不仅提供大量的本行业产品,还为其他行业提供原材料.随着世界经济的迅速发展和全球环境状况的不断恶化,化学工业既面临着严峻的挑战也面临着巨大的机遇.走可持续发展的道路,加强绿色化学的理论研究,加快绿色化学品的开发,是摆在化学科学和化学工作者面前的首要任务.