化工论文格式范文
导语:化学工程其实就是指一系列的化学生产活动,在现代的环保减排理念之下,化学工程的整个过程应该节能减排和低碳环保。下面是我分享的化工论文格式的范文,欢迎阅读!
题目:化学工程中的化工生产工艺
摘要:
化学工程其实就是指一系列的化学生产活动,在现代的环保减排理念之下,化学工程的整个过程应该节能减排和低碳环保。也正是随着这些理念的出现,一系列新型的化学工艺以及加工生产技术逐渐走进化学工程当中。综合生产效益和生产效率的两个点,化工生产应该在环保化的基础之上促进高效化发展。将对化学工程中的化工生产工艺进行全面的分析。希望对相关技术人员有所启发。
关键词:化学工程;化工生产工艺;化工技术
目前,化学生产工艺在化学生产中的发展一直处于开发阶段,而化学工艺的研发在近几年却变得逐渐火热起来,其护腰原因还是因为化工生产在一定程度上对我们的自然环境造成了污染。随着节能环保和低碳生活理念的持续火热,人们对环境的关注度也越来越重,因此,化工生产就应该及时做出改变。在过去,化工生产的污染排放问题一直得不到科学合理的解决,化工废料污染的排放,给我们的生活环境造成了较大的污染。
1我国化工生产的现状
机械工业、煤矿工业和化学工业是我国三大工业主体。之所以化学工业能够成为三大工业中的一部分,其主要原因就是因为化学工业能够生产出大量我们生活所需的物件,能够最大限度的满足人们的生活需求,进而推动了我国农业和工业的进一步发展。肥料是支撑我国农业不断发展的基础要素,在很多程度上维持这我国的经济水平稳定。但是,在化学生产过重,势必会产生一定的化学废料并对周围环境造成一定范围的污染,尤其是化工企业所排放出来的“三废”。
1.1化工生产效率较低
我国三大工业存在一个相同的问题,那就是整体生产效率较低。而在化学工业这方面,其主要的原因就是因为生产环境较为恶劣,再加上化工生产设备存在质量问题。例如,在生产化学肥料时,反应器皿往往不能达到正常化学反应所需的温度,进而导致化学反应不充分,最终导致废气问题出现。另外,如果化学反应不充分,那么最终形成的化学产品合格率就比较低,难以满足人们生活的使用需求。
1.2对自然环境污染较为严重
化工生产可以说是我国目前最为严重的污染源之一,尤其是重金属和化学废料的污染。从化工厂附近的水源当中抽取检测发现,水中的污染物严重超标,进而导致水源受到污染,间接影响到周围的土质,导致范围内的环境出现失衡问题。另外,化工企业为了节约生产成本,违反国家的环保法律,直接将一些化工废料排入到自然环境当中,进而造成大范围严重的化工污染。而在化学反应过程中,化学生产的连续性较低,进而导致整个化学工程反应迟缓,工程的进度受到严重的影响,进而导致整个生产环节出现脱节现象,这就会导致化工生产受到较大的影响。而导致脱节问题出现的主要原因还是应该化工生产工艺不合格所导致的。简单来说,我国的化工生产主要存在生产效率低、企业环境保护意识差“、三废”处理不科学和化工生产技术低下等问题。也正是这些问题的存在,严重阻碍了我国化工生产的发展。
2降低我国化工生产污染的措施
从分析我国化工生产现状发现,我国的化工生产技术和环境还不是很完善,各个工作环节都还存在缺陷。而针对这些问题的特点,我们就应该对化工工艺进行改进,而从化工工艺角度来看,我们又应该从哪几个方面做起呢?笔者经过实践工作总结了解,要想降低化工生产中的污染问题就必须做好以下几点:
2.1优化反应环境,强化反应条件
反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到最高效的化工反应,提高生产效率,降低废料的出现量,反应条件就必须做到最好。所以,提升化工生产质量的关键点就在于提高化工生产中的反应条件。所使用的催化剂必须在一定反应时间之后才能够使用,进而保障生产过程中的高效性,降低化学废料的产出量。
2.2做好废料环保处理工作
目前,我国法律明文规定,化工生产中产生的`重度污染物不能直接排放到自然环境当中。另外,还有我们常见的废气,这些化工生产废料都应该在经过处理之后才能够进行排放。化工生产废水的排放必须采用化学综合的方式来对其进行处理。其工作原理非常简单,就是通过化学反应的原理,将废水中的重金属物质通过沉淀的方式过滤出来,进而降低废水的污染度。
2.3从化工生产技术入手
只有从化工生产技术入手,才能够从化工生产根本上解决环境污染问题。例如,生产氧气的方式有很多,那么哪一种生产方式才是最有效和最环保的呢?因此,我们应该针对生产环境的不同,选择科学的生产方式,对于原料的选择更是应该灵活应对。
3结论
化工生产中的工艺问题还有待进一步的研究,更多的技术点还有待进一步的强化,自然和化工生产之间的平衡点我们还未找到,因此,则应该更加努力的加强研究,对传统化工工艺进行优化。
参考文献
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[4]高改轻.化学工程中化工生产的工艺解析[J].民营科技,2014(7):73.
题目:化学工程技术创新在石化工业装置实践研究
摘要: 化学工程技术是石油工业发展的重要基础,其技术的创新和发展对推动整个石化行业发展有着重要的意义。化学工程技术能有效解决石化工业装置建设中的问题,并且能对其进行改造,让石化工业得到更好的发展。本文主要通过讲述石化工业装置中关于工业炉的改造,以体现化学工程创新在其中的意义。
关键词:化学工程;技术创新;石化工业;装置建设
引言
化学工程是研究化学工业为代表的,是对石化工业的生产过程中有关化学过程与物理过程的原理和规律进行研究,并利用这些规律来解决工业装置的建设。随着石化工业的不断发展,石化工业所涉及的范围也越来越广,因此重视化学工程技术的创新,并在石化工业装置建设中得到实践与发展是非常必要的。而同时,随着石化工业装置建设的发展,化学工程技术创新提供了必要的条件。
一、石化工业装置建设中的主要改造的部分
在石化工业装置中,工业炉是整个生产工艺中的重点设备,无论是炼油、有机原料的炼成和合成树脂的工艺都需要借助不同工业炉完成。比如在炼油中,最为常见的石化工业装置有裂解炉、转化炉和加热炉等。它们能够按照不同的作用,不同的工艺要求,发挥不同的效果。但目前大多数的石化工业装置仍然是根据其外形将工业炉分为五类:
1.管式加热炉:按形状分为圆筒炉、立式炉、箱型炉。管式炉炉体一般由钢架及筒体(或箱体)组成,炉内衬有耐火材料和隔热材料,还有炉管系统、炉配件和烟囱等部分。根据其受热形式有纯辐射式和辐射-对流式。管式加热炉是石油化工行业最常用的炉型,以后各节主要围绕管式加热炉展开介绍。
2.立式反应炉:这类炉的炉体基本上是受压容器,如甲烷化炉、中(低)温变换炉、气化炉、二段转化炉等;另一部分类似平顶(底)或锥形顶(底)的常压容器,如沸腾炉、蓄热炉、煤气发生炉等,炉体多数均有复杂的内件和衬耐火材料,催化剂填料等。
3.卧式旋转反应炉:炉体呈卧式旋转筒体,内部装有螺旋输运器或加热炉管,外部有传动及减速装置,如HF旋转反应炉等。
4.带传动、升降投料装置的反应炉:这类炉设备类似容器,但外部有投料提升装置,炉内有内衬或砌筑耐火和隔热材料,如电热炉等。
5.其他工业炉:焚烧炉:用于废气、废液、废渣的焚烧。将其中有害物质经焚烧转化为无害物质排出。如污泥焚烧炉、硫磺回收装置焚烧炉。干燥炉:用于干燥工艺物料。热载体炉:塑料厂用的较多。当化学工程技术得到创新,石油化工装置也需要做出相应的改变,以发挥化学工程技术的作用,提升自我生产率。所以为了进一步提升我国石油工业事业的发展,并且配合化学工程技术的创新发展,石化工业装置的主体——工业炉也应该进行相应的改造。
二、化学工程技术创新在炼油方面的实践与进展
1.催化裂化技术
在炼油装置中的创新体现催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。催化裂化的主要工程需要在裂解炉中完成,裂解炉,主要以石油馏分为原料,进行热裂解生产烯烃,其结构特征为:立管加热裂解炉。裂解炉大多数为立式钢架结构炉体,将几种不同管径组合成一组,炉底有油气联合喷嘴;对流室在顶部,为卧式盘管,预热原料或燃料等。如今催化裂化技术已经成为石化工业装置建设中的核心技术,是石化工业炼油都需要用到的一种方式。在这项技术中就体现了许多化学工程技术的创新之处,如自动开发的高效雾化喷嘴,PV高效旋风分离器、油浆旋液除尘和烟气能量回收等。这些技术的创新与使用,很好的解决了炼油中长期存在的回收烟气压力、取出多余热量等难题。有效的提升了炼油的效率和环保性,让炼油取得了更好的经济效益。
2.炼油装置
炼油装置中的核心部分为常压装置,是处理炼油的重要装置。能有效提升其处理能力,降低能耗,提升拔除率。镇海炼化与SEI对炼油装置大型化开发应用了一系列化学工程创新技术,如在两段闪蒸、三级蒸馏节能型常压蒸馏技术应用其中,并使用真空技术来降低低压降、高减压的拔除率,是其研发出的炼油装置成为目前国内最大的长减压装置。经过实际的投入运用,该常减压设置的处理能力达到了102%,总拔除率达到了79.12%,整个装置的能耗量低至每吨11千克标油。
3.催化重整技术创新
在炼油装置中的体现催化重整是在催化剂的作用下,对油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。石油在炼制的过程中需要在加热、氢压和催化剂发挥作用的共同环境中,让原油中蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油,并副产液化石油气和氢气的过程。催化重整中可以用作汽油调合组分,也可以使用芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯,副产的氢气是炼油厂中重要的氢气来源。需要注意的是,制氢装置转化炉的结果与其他工业炉的结构不同,炉管里都装有催化剂,并在关于制氢反应过程是在炉管内完成的。炉内温度较高,达到1000°C,反应介质出口温度为800°C左右。而催化重整技术的创新主要是在其中应用了新型再生器催化剂分布器,能均匀的分布下料,有效提升反应器的利用率和催化剂的再生治疗。该技术在进气方式及气体分配流动技术也有所创新改进,通过改善气体的轴向及径向分流的均匀性及提升了气体在径向床成内的压力降和气体在轴向的压力分布情况。这些技术方面的创新都有助于提升整个催化重整技术的效果。
4.新型塔板、填料和冷换设备
在改进炼油中相关的化学工程技术中,选择合适的材料能有效保证创新技术的效果发挥,并能帮助炼油厂的合理成本管理。新型规整的填料或乱堆填料已经成为催化裂化中吸收稳定塔和常减压塔的主要材料。高效换热器也已经成为常减压装置的主要构件,其能很好的回收烟气热能,将热炉热效率提升到90%以上。此外,表面蒸发冷凝器、表面多孔管换热器也已经在炼油装置中得到广泛的应用与普及。
三、化学工程技术创新在有机原料方面
1.乙烯成套技术
自“九五”计划以来,我国乙烯事业就开始快速的发展,仅2000年中国石化集团公司的乙烯产量就达到287×104t,并且在乙烯成套技术方面有了很好的创新和发展。石化股份公司对裂解炉和分离工艺技术进行了创新改进,通过在文丘里管流量控制技术对裂解原料在众多的辐射段炉管中的流量实现了精密的均匀分布控制;应用“湿壁”模型解决了废热锅炉结焦的问题。此外,在底部供热和侧壁供热中是由辐射段,建立有效的供热模式系统,让供热更快、更为均匀。乙烯分离技术一直是化学工程技术集中度非常密集的一个范围,并且对于乙烯大型化节能效果与深冷条件都有着非常严苛的要求。通过对该技术的不断研究与创新,在通过多种考虑后,石化公司选择中型乙烯作为乙烯分离技术创新、改进的切入点。如今该项技术已经成功的在石油化工中得到使用。
2.甲苯歧化和烷基转移成套技术
甲苯歧化和烷基转移技术是芳烃技术中的一个重要组成单元,是满足石油化工对二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究将HAT系列作为催化剂,并以此为基础研制出大型轴向固定床反应器和反应器进口气体分布器,以提升甲苯歧化反应的效率,并提升对二甲苯的回收率,满足了石油化工对二甲苯日渐增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基转移成套技术所使用的40×104t/a已经安全、稳定的使用了6年。
3.苯乙烯成套技术
在苯脱氢制成苯乙烯的成套技术中,乙苯脱氢轴径向反应器是该项技术的创新点。对反应器中的原料与反应物料流向进行更合理、更环保、更节约的改进,能降低对催化剂的使用量,并提升乙苯烯的制成率。华东理工大学在6×104t/a和10×4t/a的反应器中进行多次实验后,终于建立了两维气体的数学模型,并计算出反应器入口处轴向催化器的气封高度。另外,也有研究发现使用新型的高效静态混合器,是解决原有反应器入口处乙苯与水蒸气在高温和高速流动状态发生的质量偏离及乙苯脱氢转化率偏低的问题的最好方式。
4.化工型MTBE合成及裂解一体化成套技术
化工型MTBE合成及裂解一体化技术为制出高纯度的聚合级异丁烯,上海石油化工研究院就以下两点进行了创新:(1)使用带有环柱形催化剂装填构件,以实现深液层塔盘的催化蒸馏技术的使用;(2)在预反应器中是由外循环工艺,改变床层抽出的位置。这两点的创新抓住了化工型MTBE合成及裂成一体化技术的关键所在,因此其所发生的效果也是颠覆性的。在MTBE裂解单元中使用固体酸裂解工艺技术,并适当的放大固定床反应器,并对裂解产物分离和精馏塔系进行合理的设计。目前该项技术已经得到很好的使用,以燕化公司为例,其所生产的高纯度异丁烯很好的与丁基橡胶合成。
结论
化学工程技术的创新对石化工业装置建设的发展发挥着重要的促进作用,但也正是因为石化工程装置建设要不断满足市场的需求,不断自我发展,自我突破,才为化学工程技术提供了良好创新环境。二者相辅相成,相互促进。所以只有不断注重化学工程技术的创新,重视合理的引进、吸收国外的经验,并根据本国的国情与条件进行合理的研究,是能有发现好的创新点,大大提升化学工程技术的效率。
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浅谈高分子材料的绿色化发展 摘要:高分子材料从二十世纪到今天,发展迅猛,在人们的日常生活中扮演着重要的角色,而其在环境上的影响日益受到人们的关注。本文从发展现状,处理及循环利用技术,新技术的发展几个方面对其绿色化发展作一个大致的阐述。 关键词:高分子材料 绿色 循环利用 环境保护高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。在二战以前,由于天然高分子材料来源丰富,人工合成高分子工业发展缓慢。但随着战争的爆发, 天然橡胶,棉花等天然高分子材料开始紧缺, 迫使人们去探索合成人造高分子的途径。从1930到1945年, 尼龙(Nylon)、氯丁橡胶、丁苯橡胶、聚乙烯等相继问世,并成功地取代了天然高分子材料。由于高分子材料具有许多优良性能,适合现代化生产,经济效益显著,且不受地域、气候的限制,因而高分子材料工业取得了突飞猛进的发展,成为对人类最为重要的材料。但是,高分子材料的化学稳定性使其消费产物对环境造成了巨大的压力。就重量而言[1],世界上每年的橡胶废弃物约是其产量的60%-70%,橡胶废弃物约占其产量的40%,我国每年的塑料废弃物和橡胶废弃物总计达700万吨。1.高分子材料的环境影响概述1.1 高分子材料废弃物的增加造成环境污染的现状[3.4]以应用范围最为广泛的塑料废弃物而言,以塑料农用地膜(年需求量约500kt,消费量居世界之首)和塑料包装材料为最多。据不完全统计,至1996年,我国乡镇以上生产塑料包装材料的企业超过8000家,其中薄膜生产企业2240家,丝、绳、编织制品生产企业4300家,泡沫塑料生产企业500家,包装箱及容器生产企业697家。1999年我国塑料包装材料产量为2030kt,按社会需求量的发展速度估计,至2005年为3600kt,至2010年将达到5000kt。地膜和塑料包装材料属于塑料的“短寿命”应用范畴,使用后大多成为固体废弃物进入垃圾处理系统,有的被随意丢弃,如一次性塑料消费品聚苯乙烯快餐餐具、农贸市场及超市滥发的超薄塑料袋等。由于其量大、分散,很难回收利用;而高分子材料废弃物绝大部分不能自然降解、水解和风化。即使是淀粉/聚合物共混物的降解制品要降解到无害化程度,至少也需要50年。于是,废弃物日积月累便成了触目惊心的“白色污染”,对环境造成严重污染,甚至危害人类健康和动植物的生存,影响生态平衡。据有关部门的调查数据显示:上海每年排入环境的废塑料总量为29万吨,北京每年为13.1万吨,广州每年为28.6万吨。这些废弃塑料大多进入城市垃圾处理系统,而我国传统的垃圾消纳倾倒方式是一种“污染物转移”方式。侵占大量土地,并严重污染空气和水体。同时,为优化高分子材料性质而添加的助剂在与环境长期接触与作用的过程中,也会带来一些破坏因子。1.2 高分子材料废弃物的回收利用过程对环境的影响大多数塑料因其有机物含量高,具有较高的热值,可回收用作燃料,但在燃烧过程中会产生二次污染及对设备的腐蚀。如:聚氯乙烯(PVC)燃烧过程中会产生氯化氢、氰化氢、氮氧化合物等有害气体,同时氯化氢会对设备腐蚀;聚苯乙烯(PS)燃烧时会产生大量有害气体与黑烟。2.现有高分子材料废弃物的处理方法2.1土地填埋这是在许多国家尤其是发展中国家被普遍采用的方法,它往往会侵占大量土地面积,给土地、水源带来很大的破坏。所以未来随着处理技术的提高和材料本身的绿色化,填埋方法终会销声匿迹。2.2焚烧转化焚烧法是垃圾(包含塑料废弃物)资源化利用的方法。焚烧技术就是利用焚烧炉及其设备,使垃圾在焚烧炉内经过高温分解和深度氧化的综合处理过程,以达到垃圾能源化、减量化的目的。焚烧技术在国外已经得到广泛应用,建成了许多垃圾焚烧发电厂,而在我国则刚刚起步。垃圾的直接焚烧会产生两大问题:一是在垃圾焚烧过程中会产生二恶英的超标排放,严重污染环境;二是由于垃圾中各组分组成的差异性很大,因此,垃圾直接焚烧会对焚烧炉的设计造成困难,导致垃圾的焚烧效率降低。用焚烧技术处理的垃圾,一般要求热值[2]大于3000kJ/kg。我国塑料人均消费量虽然还较低,但据相关数据表明:垃圾中塑料所占比例越大则垃圾的平均热值就越高。欧洲塑料制造联合体的试验证明,用焚烧技术处理垃圾来发电或供热是可行的。在焚烧过程中要控制二恶英的形成,常采用活性炭吸附二恶英的方法以防止环境污染。目前,我国已经建成或正在筹建垃圾焚烧厂的城市有[2]:深圳、广州、上海、北京、珠海、厦门、合肥等。2.3循环利用废旧高分子材料资源化是处理废旧高分子材料,保护环境的有效途径。无论是从环境科学的原理着眼,还是从环保和节约资源的角度看,废塑料资源化不仅可以消除环境污染,而且可以获得宝贵的资源和能源,产生明显的环境和效益。大致可分为两种方法:物理循环利用和化学循环利用(也有学者又从中分出能量循环,即将高分子废料直接制成固体燃料,或先液化成油类, 再制成液体燃料)。2.3.1 物理循环利用 物理回收循环利用技术主要是指简单再生利用和复合再生利用(或改性再生)。简单再生系指回收的废旧塑料制品经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工。如聚氯乙烯废旧硬质板材、管材等硬制品经过上述处理后可直接挤出板材,用于建筑物中的电线护管。这类再生利用的工艺路线比较简单,且表现为直接处理和成型。因为未采取其他改性技术,再生制品的性能欠佳,一般只作档次较低的塑料制品。改性再生利用指将再生料通过机械共混或化学接板进行改性。如增韧、增强并用,复合活性粒子填充的共混改性,或交联、接板、氯化等化学改性,使再生制品的力学性能得到改善或提高,可以做档次较高的再制品,这尖改性再生利用的工艺路线较复杂,有的需要特定的机械设备。2.3.1.1塑木技术使用木粉式植物纤维高份额填充聚乙烯和聚丙烯树脂,同时添加部分增粘及改性剂经挤出、压制或挤压成型为板材,可替代相应的天然木制品,除具有木材制品的特性外,还具有强度高、防腐、防虫、防湿、使用寿命长、可重复使用、阻燃等优点。近年来国内外塑木板材制品的技术开发和应用发展迅速。木粉填充改性塑料国外早已开始研究,但高份额的木粉填充则是近几年才有较大发展。在日本,有名的“爱因木”就是该产品;加拿大的协德公司也已开发出类似的塑料制品;奥地利辛辛那提公司及PPT模具公司开发出各种塑木板材制品;我国唐山塑料研究所、国防科技大学、广东工业大学等在早些时候在低份额木粉改性填充树脂体系中进行塑木产品专用设备的开发。目前,塑木板材主要使用在如下场合;公园、建筑材料、隔音材料、包装材料、围墙以及各种垫板广告地板等。比利时先进回收技术公司将混杂塑料合金化[5],生产出塑料木材制成栅栏、跳板、公园座椅、道路标志等。2.3.1.2土工材料化土工材料只要求某些物理性能和化学性能的技术指标,因此利用废塑料生产土工制品的经济效益和社会效益较好。例如利用废PP或HEPE加工成降低地表水位的盲沟或防止滑坡塌方的土工格栅等。美国得克萨斯州大学采用黄砂、石子、液态宠物和固化剂为原料制成混凝土[6];日本一家公司利用废塑料制成园艺用新型培养土[7]。用废橡胶可以制成人工鱼礁、水土保持材料、缓冲材料和铁路路基。在许多国家,废车胎用来作山区或沙岸、堤坝的水土保持材料。2.3.2 化学循环利用化学循环利用是近年来对废旧高分子资源化研究的最为活跃的发展趋势。它的二次污染也是比较小的或可以避免的。化学循环一般都是裂解过程,产生气体、液体和固体残留物,它们都可加以适当的利用。总的来说,化学循环既可节省和利用资源,又可消除或减轻高分子材料对环境的不利影响。2.3.2.1油化技术废塑料油化技术有热解法、热解—催化改质法、催化热解法3种基本方法。废塑料催化裂解制燃料油技术在世界范围内已有成功的先例,德国、美国、日本等国均建有大规模的工厂;在我国的北京、西安、广州等城市也建立了一些小规模的废塑料油化工厂。日本已建成多条连续裂解生产线,可连续地将烯烃类废塑料高温#催化裂解成汽油等。我国北京石油大学、中国科学院大连化物所、山西煤炭所等开展烯烃类塑料热裂解催化剂的研究,并在催化裂解聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)等回收汽油领域取得一定的进展。油化技术的优势:废塑料催化裂解制取汽油、柴油技术,原料来源广泛,生产安全、污染少、技术可靠,具有较高的社会效益和经济效益,市场前景广阔。2.3.2.2焦化、液化技术采用煤与废塑料共焦化的想法,目的是利用现有焦炉处理设备在生产合格焦的同时处理大量废塑料,从而也避免了已有治理方法的不足。Collin等[8]将废塑料先与煤焦油沥青共热解制得所谓的活性沥青,再将其与煤共焦化,所得焦炭性质得到改善;Ishiguro[8]等将废塑料加入焦炉底部,上面再盖上焦煤共同炼焦;李东涛、田福军8等已进行了单一的八一焦煤与塑料树脂的共焦化。通过煤和废塑料共处理液化制取液态燃料,利用废塑料中的富含的氢,降低煤液化的氢耗量,使废塑料得以资源化利用,同时改善煤液化反应的条件,降低粹化油的生产成本,这对合理有效利用煤炭资源,变“脏”资源为“洁”资源,改善了人类生活环境都具有积极意义。国外学者Hodekw,Miurak和Palmer1S1R等[8]在90年代初期已开始了共液化的理论性研究;我国研究者赵鸣、田福军等[8]在这方面都做了大量的工作,同时也取得了可喜的成果。2.3.2.3超临界流体技术[8]超临界水、二氧化碳、甲醇、乙醇等都是超临界流体的代表。水是自然界最重要的溶剂,在超临界状态下具有许多独特的性质,用超临界水(SCW)作为化学反应的介质已受到人们的广泛重视和研究。尤其是它可以使废塑料发生降解或分解,从而回收有价值的产品如单体等,同时也解决了能源、二氧化碳、和二次污染等环境问题。因此超临界水特别适宜于环境良好化学工艺过程的开发。用超临界水进行废塑料的化学回收,其目的主要是为了避免结焦现象,提高液化产物的产率,循环回收或作为燃料。近年来,日本、美国等在这方面都进行了大量的研究,并获得了一定的成果。陈克宇等于1998年进行了超临界水中聚苯乙烯泡沫降解初步实验;东北电力和三菱重工于1996—1998年进行了利用超临界水技术的初步试验,取得了明显的突破。Dakuradahideo和KimuraKazuaki等于1997年研究了废塑料在超临界水中的液化过程,开发了废塑料在超临界水中油化新工艺,并进行了PE、PP的中试验。Watanabe等于1998年用聚乙烯和正十六烷在SCW和氩气(011MPa)中进行了实验;徐建华等废塑料(PE、PP、PS)的降解回收工艺;美国专利报道了用超临界水部分选择性的氧化废塑料回收单体和其它有用的低相对摩尔质量有机物的工艺过程。 用SCW进行废塑料的降解有以下优点:①由于采用水为介质进行低分子油化,因而成本低;②可以避免热分解时发生的炭化现象,油化率提高;③反应在密闭系统中进行,不污染环境;④反应速度快,效率高。 3.绿色高分子的发展概述3.1绿色高分子概述 绿色高分子材料源自于绿色化学与技术,包括高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用两个方面,前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好,后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用。 在通常的高分子合成过程中,需要大量使用溶剂、催化剂等对环境产生危害的物质,这些物质一般难以除尽,常常会残留在高分子产品中对环境造成长期危害。另外,聚合需要的压力高,时间长,同时会产生大量的热量,为保证反应的顺利进行,就需要大量的水和能源。而高分子的绿色合成则正是要规避这些缺陷。 对高分子进行绿色合成有几点要求:一是合成中不产生毒副产物或者有毒副产物的无害化处理;二是采用高效无毒化的催化剂,提高催化效率,缩短聚合时间,减少反应所需的能量;三是溶剂实现无毒化,可循环利用并降低在产品中的残留率;四是聚合反应的工艺条件应对环境友好;五是反应原料应选择自外界中含量丰富的物质,而且对环境无害,避免使用自然界中的稀缺资源。当前,高分子绿色合成的主要方法有三种,即改变聚合反应中传统的能量交换方式、改变催化剂和改变反应条件。 作为绿色高分子的又一研究内容,绿色高分子材料的合成与应用也很重要。绿色高分子之所谓绿色,通常是指高分子材料的可降解性。根据可降解高分子的降解机理对其作出明确的定义,再经分子和材料设计合成高分子,并进行加工制备降解塑料,然后对它作出评阶。根据评价结果,修正分子、材料的设计,再加上新的降解塑料,如此循环往复,最终得到理想的降解材料。 根据降解机理的不同,可降解高分子可划分为光降解高分子、生物降解高分子以及光-生物双降解高分子三类。 高分子光降解是指聚合物吸收紫外光,使聚合物发生水解、胺解、酸解、氧化等化学反应,致使聚合物分子链断裂,分子量变小。其机理[9]主要是反应生成自由基活性中间体,分为添加型与合成型两类。合成型光降解,是在聚合物合成过程中引入一些低能易断开的弱链,或接上一些见光分解的感光基团和转移的原子,这样遇到光的作用就会发生化学反应,导致聚合物大分子的降解,其长链断裂为易被微生物吞食的小分子碎片。乙烯与一氧化碳共聚物是典型的合成型光降解高分子,早在20世纪70年代就已开始商品化。添加型光降解,是在塑料的配料中加入一定量的光敏剂,遇到光的作用同样发生降解,方法较为简单,成本也较低。 生物降解高分子是在微生物,或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。目前研究和开发的生物降解高分子,以其来源不同可分为三类,即化学合成可降解高分子、天然高分子和微生物合成可降解高分子。 生物降解高分子具有良好的生物降解性、易加工性和机械性能等,在许多领域得到广泛应用,并因而受到国内外研究人员的高度重视。生物降解高分子材料在医学领域的应用研究尤其活跃,其在临床的应用主要是作为手术缝合线、人造皮肤、骨固定材料、药物控制释放体系等。 光-生物降解高分子光-生物降解高分子是全面结合光和生物的降解作用,实现高分子材料的完全降解。这将是未来可降解高分子的重要研究方向之一。在生物降解高分子中添加光敏剂可以使高分子同时具有光和生物降解的特性,美国EcostarInternational公司开发的Ecostar Plus现已工业化生产[10]。我国中科院长春应用化学研究所、天津大学、四川大学、上海有机所等也在此领域开展研究并取得良好进展[10]。 3.2绿色高分子材料的发展方向绿色高分子材料的应用广泛,在农业、食品包装、电子电器、一次性日用杂品、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景。今后一段时期,绿色高分子的研究将向两个主要方向发展。 一是聚合单体的选择。在高分子材料的制备方面,理想的绿色技术是在单体的选择、合成等初期阶段,就考虑材料使用后的可回收利用性。要制备易于解聚、降解及可循环利用的高分子材料,在分子链中引入对光、热、氧、生物敏感的基团,为材料使用后的降解提供条件。同时应拓宽可聚会单体的范围,减少对石油的依赖。 二是利用新的合成方法制造绿色高分子。自然界中存在的许多高分子材料都是生物合成的,如蛋白质、淀粉、DNA、纤维等,它们合成的过程对环境没有污染,而且生物合成的高分子一般也可以生物降解,使用后也不会对环境产生危害。但这些合成方法存在会成时间长、产量低、受气候等外部因素的影响较大以及价格高等缺陷,而且产品在机械性能、加工性能等方面也有不足,需要进行改性才可以使用。因此应以生物基因工程为基础,改善和提高生物合成高分子的合成方法。4.小结在高分子材料大显身手的今天,为了让它更好的为整个世界的快速、健康、可持续发展服务,我们应该一方面探寻最高效最经济的循环利用的途径和工艺,一方面要在绿色高分子的研究和开发上不断做到更好。5.参考文献1 卓玉国,高分子材料在环境中的危害及其对策,中国环境管理干部学院学报,2004.14。2 郑巧东,塑料废弃物综合治理的现状分析,湖州职业技术学院学报,2003.3。3 杨惠娣,回顾与展望———中国塑料工业发展现状与动向,中国塑料,2001.15。4 赵延伟,包装废弃物综合治理研究,包装工程,2000.21。5 王颖, 废塑料有再生与利用,环境保护,2002.16。6 王永耀,废塑料回收利用进展,国外石油化工快报,2000.13。7 黄汉生,日本废塑料回收技术发展动向,现代化工,1999.11。8 袁利伟、陈玉明、李旺,高分子材料的循环利用技术,攀枝花学院学报,2003.20。9 周开明、冯梅,绿色包装及其系统设计,中国印刷物资商情,2004.11。10戈明亮,高分子材料探寻绿色发展之路,中国化工报,2003.1.16.
我想自己写是比叫好的只有着样才是自己的文化
在城市化进程中,垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担,世界上许多城市均有过垃圾围城的局面。而如今,垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”,是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化,也是城市发展的必然要求。 中国垃圾处理行业起步晚,但通过近年来的发展,我国垃圾处理产业初具规模,垃圾处理市场容量有了显著增加,市场渗透率迅速提高,进入环卫行业的企业数量也在迅猛增加。现在我国的垃圾处理市场已经从导入期进入到成长期,并正向成熟期迈进。 随着环境问题逐渐被重视,节能、环保成为各国的发展主题,已经开始为垃圾处理提供产业发展的机会。全世界垃圾年均增长速度为8.42%,而中国垃圾增长率达到10%以上。全世界每年产生4.9亿吨垃圾,仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。中国城市生活垃圾累积堆存量已达70亿吨。在如此巨大的垃圾压力下,有理由相信,垃圾处理产业会成为未来国内的明星产业。 再生资源成为资源循环的新起点,同时成为循环经济的重要组成部分。另外,在废弃资源和废旧材料回收利用加工过程中,不但解决了资源短缺问题,同时降低了垃圾排放,正可谓“一举两得”。我国不断出台政策支持垃圾处理行业的发展,各地政府领导也开始高度重视垃圾填埋场建设,加大了投入,可以预测垃圾处理行业的前景十分广阔。 目前我国城市垃圾处理的技术对策是:以卫生填埋和高温堆肥技术为主,提倡有条件的城市特别是沿海经济发达地区发展焚烧技术。近几年各城市开始进行垃圾焚烧处理的基础研究和应用研究工作,开发了包括NF系列逆燃式、RF系列热解式、HL系列旋转式小型垃圾燃烧炉及一批医院垃圾专用焚烧炉,并建设了一批中小型城市简易焚烧厂(站)。1985年,深圳引进日本三菱公司焚烧成套技术与装备,建成了我国第一座大型(300t/d)现代化垃圾焚烧发电一体化处理厂,为我国开展城市垃圾焚烧装置国产化工作打下了基础。 客观分析近几年我国城市垃圾构成变化,可以说,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾中可燃物、易燃物含量明显增加,热值显著增大,一般经过分类、分选等预处理后,垃圾热值已接近发达国家城市垃圾的热值。因此我国一些城市,特别是沿海经济发达地区等已具备了发展焚烧技术的基础。
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