趙寶(河北萬(wàn)全宏宇化工有限責(zé)任公司,河北 張家口 076250)
現(xiàn)如今,綠色化工技術(shù)進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展,該技術(shù)可以更加高效的利用化工企業(yè)資源,并能夠更加有效地保護(hù)社會(huì)生態(tài)環(huán)境。對(duì)于化工企業(yè)而言,要想獲得長(zhǎng)足的發(fā)展,必須強(qiáng)化精細(xì)化發(fā)展,若過(guò)于關(guān)注生產(chǎn)效率,而忽視對(duì)社會(huì)環(huán)境的保護(hù),那么其將會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)力。雖然目前我國(guó)精細(xì)化工技術(shù)的發(fā)展在進(jìn)一步完善,且各種配套設(shè)備也顯著提升,然而在具體應(yīng)用過(guò)程中依然具有一些問(wèn)題,所以精細(xì)化工發(fā)展必須向著綠色環(huán)保的方向進(jìn)一步改善?;て髽I(yè)向著綠色精細(xì)化、綠色環(huán)保的方向發(fā)展,不僅是大勢(shì)所趨,也能夠在極大程度上提升其生產(chǎn)效率和質(zhì)量,有效降低其生產(chǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn);特別是對(duì)于存在大損耗的化工企業(yè)而言,其實(shí)現(xiàn)綠色精細(xì)化發(fā)展,可以有效促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色持續(xù)發(fā)展。
關(guān)于精細(xì)化工的特點(diǎn),主要包括以下幾點(diǎn):
(1)較小的裝置規(guī)模,精細(xì)化工的精細(xì)化主要體現(xiàn)在:相較于大多是石油化工等領(lǐng)域中所用的設(shè)備設(shè)施,精細(xì)化工中所用的設(shè)備要小很多,隨著國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的不斷拓展,也在極大程度上拓展了精細(xì)化產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模,且展示出十分優(yōu)質(zhì)的發(fā)展成效;
(2)較為豐富的種類(lèi),現(xiàn)如今,我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展,且科技水平顯著提升,這也進(jìn)一步豐富和發(fā)展了精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域,除了通用型的精細(xì)化工產(chǎn)品,還涉及到一些專(zhuān)用品種、定制品種,在整個(gè)化工市場(chǎng)中精細(xì)化工產(chǎn)品呈現(xiàn)出不間斷多樣化的態(tài)勢(shì);同時(shí),即使產(chǎn)品類(lèi)型相同或者類(lèi)似,但也具備多規(guī)格的特征,加上當(dāng)前融入了更多現(xiàn)代高新科技,使得精細(xì)化工產(chǎn)品的品種和型號(hào)數(shù)量均得以不斷豐富;
(3)較高的技術(shù)密集度,化工產(chǎn)品在形式上具備豐富化的特征,且在這一基礎(chǔ)上所開(kāi)展的市場(chǎng)研發(fā)等相關(guān)工作必須順應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,工業(yè)技術(shù)的發(fā)展也更加嚴(yán)格地要求著精細(xì)化工應(yīng)用技術(shù),隨著實(shí)際開(kāi)發(fā)周期逐漸延長(zhǎng),不斷增大的開(kāi)發(fā)成本和應(yīng)用成本,需要不斷提升精細(xì)化工在產(chǎn)業(yè)技術(shù)的密集程度。
關(guān)于綠色精細(xì)化工技術(shù),主要指在化工生產(chǎn)中借助環(huán)保的方式來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的操作,以此來(lái)降低污染物的排放量,達(dá)到綠色環(huán)保的目的。在精細(xì)化工中種應(yīng)用綠色化工技術(shù),除了能夠讓化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的排放物不再污染環(huán)境,而是更加的綠色環(huán)保,還能夠?qū)ζ渲械牟糠之a(chǎn)品進(jìn)行回收利用,這樣就能夠在極大程度上提高資源的利用率。同時(shí),綠色化工技術(shù)的應(yīng)用,有機(jī)結(jié)合起了化工技術(shù)和高新技術(shù),進(jìn)一步創(chuàng)新了化工技術(shù),不斷完善化工生產(chǎn)流程及生產(chǎn)中所用的機(jī)械設(shè)備,在極大程度上提高化工企業(yè)的各方面效益?,F(xiàn)如今,我國(guó)化妝品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)中均已廣泛應(yīng)用綠色精細(xì)化工方式,相較于一般化工技術(shù),綠色精細(xì)化工所選用的化工材料更加綠色環(huán)保,可在極大程度上降低對(duì)周?chē)h(huán)境的影響,且該生產(chǎn)方式能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)更大化的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益[1]。
通常而言,以往的化工技術(shù)在具體運(yùn)用過(guò)程中依然具有諸多問(wèn)題和不足,尤其是環(huán)境問(wèn)題,在化工生產(chǎn)中應(yīng)用一般的化工技術(shù),往往無(wú)法有效利用化工資源,還會(huì)嚴(yán)重影響周邊的環(huán)境,從而影響到人們的生活質(zhì)量?,F(xiàn)如今,我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了化工企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,也使得化工行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈,化工企業(yè)為能夠順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求,并在激烈的市場(chǎng)環(huán)境中站穩(wěn)腳跟,其逐漸認(rèn)識(shí)到精細(xì)化化工的必要性。基于此,更多的化工企業(yè)開(kāi)始注重綠色化工技術(shù)的研究,積極將綠色化工技術(shù)合理應(yīng)用到精細(xì)化工種,以此來(lái)對(duì)化工資源加以更加合理的利用,在一定程度上提高生產(chǎn)的工作效率,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和綠色環(huán)保[2]。
通過(guò)微化工技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效控制復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)進(jìn),達(dá)到高效、安全及清潔生產(chǎn)的目的,且能夠減少副反應(yīng)的發(fā)生和“三廢”排放,該技術(shù)具體指通過(guò)提高反應(yīng)裝置的反應(yīng)性能,使之具備諸多顯著優(yōu)勢(shì),包括:混合速率快、傳質(zhì)系數(shù)高、生產(chǎn)效率高且過(guò)程安全、控制簡(jiǎn)便、停留時(shí)間短、放大效應(yīng)小、產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險(xiǎn)低等。如:我國(guó)中科院大連化物所研發(fā)的微通道反應(yīng)技術(shù),該技術(shù)能夠達(dá)到8萬(wàn)噸/年磷酸二氫銨生產(chǎn)的工業(yè)運(yùn)行、萬(wàn)噸級(jí)石油磺酸鹽生等,這一技術(shù)不僅讓化工企業(yè)的安全、環(huán)保得以實(shí)現(xiàn),還能夠使產(chǎn)品收率和質(zhì)量大大提升,呈現(xiàn)出優(yōu)越的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。。
關(guān)于催化技術(shù),主要是指化學(xué)的基礎(chǔ)條件,也就是諸多化學(xué)反應(yīng)發(fā)生中至關(guān)重要的前提條件,因此催化技術(shù)在化工生產(chǎn)行業(yè)中具有非常關(guān)鍵的作用和地位。其中催化涉及到兩個(gè)方面,化學(xué)催化;二是生物催化,即借助酶或是微生物等生物材料來(lái)催化某種化學(xué)反應(yīng),該技術(shù)的特點(diǎn)是條件溫和、環(huán)境友好、能源節(jié)省及選擇率高,且能夠進(jìn)行手性化合物的合成等。對(duì)于催化的具體應(yīng)用,化工企業(yè)必須結(jié)合實(shí)際呈現(xiàn)的反應(yīng)來(lái)加以合理選擇,通過(guò)有效利用催化技術(shù)能夠促使化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)來(lái)更好地控制各種副作用,并更加有效地控制具體生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)用副產(chǎn)物的生成量,這樣就能夠較好地控制化工生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的不利影響,如:在丙烯酰胺的生存中,通過(guò)應(yīng)用生物催化法,相較于使用化學(xué)催化法,能夠更加節(jié)省工序,且能夠在常溫和常壓下進(jìn)行,轉(zhuǎn)化率更高,產(chǎn)品純度更高,能耗更低。此外,在精細(xì)化工中應(yīng)用催化技術(shù),能夠在極大程度上縮短反應(yīng)時(shí)間,降低反應(yīng)溫度和壓力,以此來(lái)有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)。
精細(xì)化工和傳統(tǒng)化工雖存在一定的區(qū)別,然而也存在相同之處,即兩者均使用了分離技術(shù)。精細(xì)化工中所用的綠色分離技術(shù)主要有3種:
(1)樹(shù)脂的吸附技術(shù),該技術(shù)主要適用于藥物中,可借助大孔樹(shù)脂來(lái)吸附出中藥在煎藥時(shí)產(chǎn)生的有效成分,再選擇洗脫回收來(lái)去除這些有效成分中存在的雜質(zhì),這樣就實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化工;
(2)膜的分離技術(shù),該技術(shù)主要適用于一些粒徑不一樣的分子混合物,通過(guò)利用來(lái)技術(shù)來(lái)獲取半透膜,而因?yàn)檎湛讖降拇笮〈嬖诓町悾虼税胪改ぞ哂蟹礉B透膜、超濾膜、微濾膜納濾膜等不同的種類(lèi);
(3)微波萃取技術(shù)。將綠色分離技術(shù)應(yīng)用到精細(xì)化工中,可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同成分物質(zhì)的精準(zhǔn)分離,經(jīng)分離后的各種物質(zhì)純度高,可實(shí)現(xiàn)由廢棄物向副產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的目標(biāo),增加重復(fù)利用的可能性,減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生,從而達(dá)到節(jié)能減排、綠色環(huán)保[3]。
將所需計(jì)劃與開(kāi)發(fā)的精細(xì)化工產(chǎn)品,結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù),依據(jù)產(chǎn)品在分子層次的實(shí)際性能、生產(chǎn)加工進(jìn)程所呈現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律以及產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)等,實(shí)現(xiàn)對(duì)精細(xì)有機(jī)材料技術(shù)及其反應(yīng)全過(guò)程做出有效帶動(dòng),在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,需要將創(chuàng)新性和綠色性作為其基本原則,找到其中能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)化的那部分有利因素,確保生產(chǎn)過(guò)程的順利推進(jìn),同時(shí)在最大程度上實(shí)現(xiàn)無(wú)廢物排放的效果[4]。此外,大多數(shù)精細(xì)化工產(chǎn)品都具備高沸點(diǎn)、高相對(duì)分子質(zhì)量、預(yù)熱不穩(wěn)定、高粘度的特點(diǎn),在精制時(shí)往往選擇普通的真空蒸餾,然而難以滿(mǎn)足相關(guān)藥物;基于此,人們發(fā)現(xiàn)了一種新型液液分離技術(shù),也就是分子分餾技術(shù),該技術(shù)具有蒸發(fā)器與冷凝器之間間隔距離小、高真空操作及暴露時(shí)間短等特點(diǎn),與普通的真空蒸餾相比,分子蒸餾屬于一種完全非平衡蒸餾,在分離目的產(chǎn)物時(shí)非常溫和,且物料受熱時(shí)間比較短,蒸發(fā)溫度比較低;該技術(shù)當(dāng)前主要適用于天然物質(zhì)的提取中,如:植物芳香油分離提取、天然色素提取、天然維生素提純、天然抗氧化劑的制取等;因該技術(shù)能夠滿(mǎn)足短時(shí)、低溫及最終產(chǎn)品提純度高的要求,所以在精細(xì)化產(chǎn)品生產(chǎn)中得到有效應(yīng)用[5]。
在精細(xì)化工技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中,往往離不開(kāi)先進(jìn)的科技水平的支持,其中生物化工技術(shù)是較為關(guān)鍵的一部分;其中生物化工技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)所用原料主要是可再生能源;
(2)反應(yīng)條件溫和,主要是常溫和常壓,效率較高,能耗較低,具有良好的選擇性;
(3)設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少;
(4)污染環(huán)境較少。
關(guān)于精細(xì)化中生物化工技術(shù)的應(yīng)用,具體包括:
(1)對(duì)乙醇和丙酮等基礎(chǔ)化工原料進(jìn)行大批量成功制備;
(2)殺蟲(chóng)劑和農(nóng)用抗生素等生物農(nóng)藥的生產(chǎn);
(3)借助細(xì)胞等微生物或是其內(nèi)部的酶來(lái)對(duì)化學(xué)品助劑、生活用劑等進(jìn)行生產(chǎn)??梢哉f(shuō),將生物化工技術(shù)應(yīng)用到在精細(xì)化工生產(chǎn),不僅能夠有效促進(jìn)精細(xì)化工的生產(chǎn),還能夠有效降低安全風(fēng)險(xiǎn),降低職業(yè)健康危害,減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境造成的影響,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
超臨界流體技術(shù)主要適用于天然的精細(xì)化工產(chǎn)品的提取,該技術(shù)能夠有效提高生產(chǎn)效率。同時(shí),對(duì)于藥品提純、有毒物質(zhì)的脫酸與脫臭等生精細(xì)化工生產(chǎn),也可選擇超臨界流體技術(shù),且能夠獲得良好的效果,如:在油脂、色素及天然香料等產(chǎn)品的提取中,應(yīng)用這一技術(shù),能夠獲得較高的提取率,并確保產(chǎn)品色味的純正。現(xiàn)如今,超臨界流體技術(shù)的研究和應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛,其中最為經(jīng)典的是在生理活性物質(zhì)的提取過(guò)程中,超臨界二氧化碳流體技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到非常理想的成績(jī)。同時(shí),將超臨界二氧化碳應(yīng)用到某些物理材料的生產(chǎn)中,也獲得了較好地效果[6]。
綜上所述,在精細(xì)化中強(qiáng)化綠色化工技術(shù)的應(yīng)用是至關(guān)重要的,化工企業(yè)必須立足于自身發(fā)展現(xiàn)狀,積極將更好地新技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)之中,著力于節(jié)約能源,提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量,減少污染物的排放等,從而更好地滿(mǎn)足當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需求。同時(shí),通過(guò)有效應(yīng)用微化工技術(shù)、催化技術(shù)、綠色分離技術(shù)、生物化工技術(shù)、分子設(shè)計(jì)技術(shù)等,可為企業(yè)的綠色發(fā)展與環(huán)境保護(hù)提供更好地技術(shù)支持,從而推動(dòng)我國(guó)綠色精細(xì)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。