新型绿色化工分离技术及其应用

新型绿色化工分离技术及其应用
新型绿色化工分离技术及其应用

新型绿色化工分离技术及其应用

摘要:伴随着能源危机、环境污染,现在对资源利用与清洁生产提出较高要求,此也推动了新型绿色分离技术的快速发展。文章则主要介绍了膜分离技术、分子蒸馏技术及超临界萃取技术的原理及应用。

关键字:新型绿色分离技术膜分离技术分子蒸馏技术超临界萃取技术

前言

化工分离技术是化学工程的一个重要分支,石油炼制、塑料化纤、同位素分离,以及生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物, 需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯,它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。伴随着煤炭与石油危机引起的能源危机,对资源利用与清洁生产也提出了要求,这就对分离技术的要求越来越高。正是人们希望采用更高效的节能、优产的方法以及所采用的过程与环境友好,推动了新型分离技术的快速发展。文章对膜分离技术、分子蒸馏技术和超临界萃取的应用进行阐述。

1膜分离技术

近20年来膜技术发展及其迅速,已从单独的海水与苦咸水脱盐,纯水及超纯水的制备,工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品等领域中,发展前景备受关注。膜分离技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点,在水处理领域具有相当的技术优势[1],是现代分离技术中一种效率较高的分离手段[1,2,3]。目前常见的膜分离过程课分为以下几种:微滤(Microfiltration,MF),超滤(Ultrafiltration,UF),纳滤(Nanofilatration,NF),反渗透(Reverseosmosis,RO),电渗析(Electrodialysis,ED)等。

1.1微滤

1.1.1微滤原理

微滤又称精过滤,其基本原理属于筛网状过滤,在静压差的作用下,利用膜的“筛分”作用,小于膜孔的粒子通过滤膜,大于膜孔的粒子则被截留到膜面上,

使大小不同的组分得以分离,其作用相当于“过滤”。由于每cm2滤膜中约含有1000万至1亿个小孔,孔隙率占总体积的70%-80%,阻力很小,过滤速度较快。1.1.2微滤的应用

微滤处理的一般都是微米级的颗粒物。在工业发达国家,从家庭生活到尖端技术都在不同程度地应用微滤技术,其主要用于无菌液体的制备、生物制剂的分离、超纯水的制备以及空气的过滤、生物及微生物的检测等方面。目前,用于油田含油污水处理方面,微滤具有较大的通量和抗污染能力,过滤速率要高出超滤、反渗透的2~4个数量级,且更为经济。微滤膜根据其材质可分为有机(高分子或聚合物)微滤膜、无机微滤膜和复合微滤膜[4]。

1.2超滤

1.2.1超滤原理

超滤是在压差推动力作用下进行的筛孔分离过程,它介于微滤和纳滤之间,膜孔径范围是1nm~0.05nm。其分离机理主要是靠物理的筛分作用,即在一定的压力作用下,当含有大、小分子物质2类溶质的溶液流过被支撑的膜表面时,溶剂和小分子溶质(如无机盐类)将透过膜,作为透过物被收集起来,大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。

1.2.2超滤的应用

超滤的应用领域很广,但其主要应用还是在于溶液的净化、分离和浓缩方面,且多采用错流操作。具体应用有工业废水处理、城市污水的处理、水的净化、食品与医药工业的应用、生物技术工业的应用等[5,6,7]。

1.3纳滤

1.3.1纳滤原理

纳滤是根据吸附扩散原理以压力差作为推动力的膜分离过程。其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约200~2000,微孔结构可能在1nm左右,兼有反渗透和超滤的工作原理[8]。在分离过程中,水溶液中低分子量的有机溶质被截留,而盐类组分则部分透过非对称膜。纳滤能使有机溶质得到同步浓缩和脱盐,而在渗透过程中溶质损失极少。纳滤膜能截留易透过超滤膜的那部分溶质,同时又可使被反渗透膜所截留的盐透过。

1.3.2纳滤的应用

纳滤膜具有热稳定性、耐酸、碱和耐溶剂等优良性能,所以在工业领域有着广泛的用途。目前,纳滤分离技术越来越广泛地应用于食品、医药、生化行业的各种分离、精制和浓缩过程,其分离机理的研究也成为当今膜科学领域的研究热点之一。

1.4反渗透

1.4.1反渗透原理

反渗透是利用反渗透膜选择性地透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质,以膜两侧静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,是溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的过程。其传递机理众说纷纭,代表性的主要有:溶解—扩散理论、优先吸附—毛细孔流理论、氢键理论、道南(Donnan)平衡模型等[1]。

1.4.2反渗透的应用

反渗透过程主要用于低分子量组分的浓缩、水溶液中溶解的盐类的脱除等。目前,反渗透技术的大规模应用主要在海水和苦咸水的谈化。此外,还应用于纯水制备、生活用水处理以及乳品、果汁的浓缩、肾透析、生化和生物制剂的分离和浓缩等。今后的发展将优先发展抗氧化膜,耐细菌侵蚀的膜,透水性好、易清洗、消毒的膜[8]。

1.5电渗析

1.5.1电渗析原理

电渗析是在直流电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择渗透性(与膜电荷相反的离子透过膜,相同的离子则被膜截留)使溶液中的离子作定向移动以达到脱除或富集电解质的膜分离操作。它可使电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。它是一种特殊的膜分离操作,所使用的膜只允许一种电荷的离子通过而将另一种电荷的离子裁留,称为离子交换膜。

1.5.2电渗析的应用

电渗析的特点:在常温常压下进行;只对电解质的离子起选择迁移作用,而对非电解质不起作用;除盐过程中没有物相的变化,能耗低;不需要从外界向工作液体中加入任何物质,也不使用化学药剂,保证了工作液体原有的纯净程度,对环境没有清洁能源,属清洁工艺[1]。因此,电渗析主要用途有:把溶液中部分

电解质离子转移到另一溶液系统中去,并使其浓度增高,或参加反应等,如海水淡化[9];从有机溶剂中去除电解质离子;提取生物化学物质[10];电解质溶液中同电性但具有不同电荷的离子的分离。常见的电渗析技术有填充床电渗析,倒极电渗析和双膜电渗析等[11]。

2分子蒸馏技术

本世纪30年代,世界各国都开始重视并大力发展一种新的液液分离技术,用于对高沸点及热敏性物质进行提纯和浓缩。随着人们对微观分子动力学、表面蒸发现象研究的不断深入,学者们在分子平均自由程概念的基础上,提出了分子蒸馏的基本理论。人们从分子蒸馏基本理论出发,不断发展和改进分子蒸馏技术,并把它应用于食品[12,13,14]、医药、油脂加工、石油化工及造纸、生物工程、核工业等生产实践中。自90年代以来,随着人们对天然物质的青睐以及回归自然潮流的兴起,分子蒸馏技术得到了较为广阔的发展空间。

2.1分子蒸馏的基本原理

由分子运动平均自由程的公式λm=K·T∕(√2ππ·d2·P)可以看出,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,其平均自由程也不相同,换句话说,不同种类的分子逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不相同的。

分子蒸馏技术正是利用不同种类分子逸出液面后平均自由程不同的性质实现的。轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,若在离液面小于轻分子的平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一冷凝面,使得轻分子落在冷凝面上被冷凝,而重分子因达不到冷凝面而返回原来液面,这样混合物就分离了。2.2分子蒸馏的特点

由分子蒸馏分离的基本原理可以看出,分子蒸馏具有以下特点:操作温度低、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高[15]。

2.3分子蒸馏的应用

分子蒸馏可广泛应用于国民经济的各个方面,特别适用于高沸点和热敏性及易氧化物料的分离。目前可应用分子蒸馏生产的产品在数百种以上[16],如石油化工上,碳氢化合物的分离,原油的渣油及其类似物质的分离,表面活性剂的提纯及化工中间体的精制等;塑料工业上,增塑剂的提纯,高分子物质的脱臭,树脂类物质的精制等;医药工业上,提取合成及天然维生素A、E,制取氨基酸及葡

萄糖衍生物等;香料工业上,处理天然精油,脱臭、脱色、提高纯度,使天然香料的品位大大提高。

分子蒸馏器集中体现了分子蒸馏技术的关键。分子蒸馏器的形式,大体可分为简单蒸馏型与精密蒸馏型,但现今采用的装置多为简单蒸馏型。简单蒸馏型有静止式、降膜式、离心式三种形式[17]。

3超临界萃取

超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction,简写SCFE)是一种新型的萃取分离技术,其起源于20世纪40年代,70年代投入工业应用,并取得成功。过去,分离天然的有机成分一直沿用水蒸汽蒸馏法、压榨法、有机溶剂萃取法等。水蒸汽蒸馏法需要将原料加热,不适用于化学性质不稳定成分的提取;压榨法得率低;有机溶剂萃取法在去除溶剂时会造成产品质量下降或有机溶剂残留;超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离方法的不足,它利用在临界温度以上的高压气体作为溶剂,分离、萃取、精制有机成分。

3.1超临界萃取的基本原理

超临界流体是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体,没有明显的气液分界面,既不是气体,也不是液体,是一种气液不分的状态,性质介于气体和液体之间,具有优异的溶剂性质,粘度低,密度大,有较好的流动、传质、传热和溶解性能。流体处于超临界状态时,其密度接近于液体密度,并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化,而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界流体萃取正是利用这种性质,在较高压力下,将溶质溶解于流体中,然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度,使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出,从而实现特定溶质的萃取。

3.2超临界萃取的特点

超临界流体技术在萃取和精馏过程中,作为常规分离方法的替代,有许多潜在的应用前景。其优势特点是:操作温度低;在高压、密闭、惰性环境中,选择性萃取分离天然物质精华;萃取工艺简单,效率高且无污染[18]。

3.3超临界萃取的应用

我国资源丰富,用超临界萃取有广泛的应用前景。许多都可以用超临界流体

技术进行加工[18,19,20]。目前,超临界萃取技术在食品工业中用于茶叶、咖啡豆脱咖啡因;食品脱脂;酒花有效成分提取;植物色素的萃取;植物及动物油脂的萃取。在医药工业中用于酶、维生素等的精制;动植物体内药物成分的萃取;医药品原料的浓缩、精制;糖类与蛋白质的分离以及脱溶剂脂肪类混合物的分离精制等。在化妆品工业中用于天然香料的萃取;合成香料的分离精制;化妆品原料的萃取、精制。

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分析化学中的分离技术课程论文。

离子液体及其在萃取中的应用 姓名: 许文洁专业: 物理化学学号: 030130248 摘要:环境问题日益成为人们关注的焦点。离子液体作为一种绿色溶剂可以较好的解决原有的挥发性有机溶剂造成的环境污染问题。本文阐述了离子液体在萃取分离中的应用进展。重点介绍了离子液体在萃取分离有机物、金属离子和生物分子及燃料脱硫方面的应用研究。 关键词:离子液体;绿色溶剂;金属离子;萃取;分离 Abstract:Environmental problem is increasingly become the focus of attention. As a green solvent, ionic liquid is a good solution to the original environment pollution problem caused by the volatile organic solvents. This paper expounds the application of ionic liquids in extraction and separation. Focus on the ionic liquids applied research in extraction and separation of organic matter, metal ions and biological molecules and fuel desulfurization aspects. Key Words:ionic liquid;green solvent;metal ions;extraction;separation 1.离子液体 离子液体是指呈液态的离子化合物,最简单常见的离子液体是处于熔融状态的氯化钠。由于一般的离子化合物都是固体,所以在以往的印象中离子液体必然是与高温相联系的。但高温状态下物质的活性大、易分解,很少可以作为反应、分离溶剂使用。室温离子液体是指在室温附近很大的温度范围内均为液体的离子化合物,它很好的解决了高温条件下的不稳定问题,因此室温离子液体具有很大的潜力作为溶剂使用。现在在研究当中称离子液体一般即指室温离子液体。离子液体体系中没有分子而均为离子,因此液体具有很高的导电性,常被用于作为电池的电解液[1,2]。由于离子液体是离子态的物质,挥发性很低,不易燃,对热稳定,这就保证了它对环境没有以往挥发性有机溶剂(VOC)所无法避免的污染。正是如此,它被称为是一种绿色溶剂,可以被用来替代原有的有机溶剂作为反应和分离介质来开发清洁工艺[2,3]。由于环境的压力在逐渐加大,室温离子液体的研究开发逐渐得到更多的重视。 2.离子液体的合成方法 离子液体的合成步骤一般包括阴离子和阳离子的合成以及阴阳离子的反应结合。以烷基咪唑类离子液体为例,合成时首先在咪唑的1,3 位上引入烷基基团变成氯化1-甲基-3-乙基咪唑,然后与目标阴离子进行阴离子交换反应形成所需产物。以往一般使用银作为与目标阴离子配对的阳离子,然后银盐和氯化1-甲基-3-乙基咪唑在水相或者在甲醇水体系中进行离子交换。这种方法的缺点在于它需要使用价格较高的银。现在的离子交换反应一般在非水相中进行,也就是采用将氯化1-乙基-3-甲基咪唑溶解在丙酮或乙腈中,然后将铵化阴离子再溶解到其中形成需要的离子液体化合物,这一步的关键是在于NH4Cl 在有机相中不溶,从而可以推动整个反应趋向平衡[5]。 3.离子液体的性质研究 室温离子液体研究的一个关键问题是如何降低体系的熔点,这直接关系到离子液体的使用温度范围。离子液体的熔点是通过选用不同的阴阳离子来调节的,为了削弱离子键,一般都使阳离子在结构上不对称,分子尺寸相对较大。对于烷基咪唑类和烷基吡啶类的离子液体,烷基侧链的分子数越多,则分子尺寸越大,熔点就越低,然而当分子数增加到一定时,不同的烷基链间的分子间作用力加强,有可能会抵消离子键的削弱,反而会导致熔点升高。J.D.Holbrey 等[4]对1,3-二烷基咪唑类离子液体中烷基的碳原子个数多少对熔点的影响作了研究。以[BF4]- 为阴离子的1-烷基-甲基咪唑,碳原子数目在5~9时熔点最低达到- 90。C,如果再增加碳原子的数目熔点反

绿色化学与可持续发展

绿色化学与可持续发展 摘要:绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,又称环境无害化学,环境友好化学或清洁化学。绿色化学吸收了传统化学化工.环境.物理.生物.材料和信息等学科的最新理论和技术,代表了化学化工科学理念的重大变革,具有可持续发展的意义。本文介绍了绿色化学的一般概念及绿色化学与环境保护的关系。从主要研究内容及发展现状和趋势等方面阐明了绿色化学是可持续发展的必由之路。 关键词:绿色化学,可持续发展,环境保护 当今时代,人类的生活与化学息息相关。无论是衣、食、住、行,都离不开化学。同时,对资源的开发利用成为了当今社会面临的制约经济发展、影响环境的重要因素。因此,可循环利用、、可持续发展、绿色化学生产被人们提上了议事议程。 绿色化学简介: 名词解释: 按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。 绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 重要性: 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。 绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

绿色化工环保技术与环境治理的关系 袁绪娜

绿色化工环保技术与环境治理的关系袁绪娜 发表时间:2018-12-15T13:17:31.813Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第26期作者:袁绪娜 [导读] 通过对新技术的开发与应用,在生产过程中合理应用新能源,在源头上防止污染产生。 河南晋开化工投资控股集团有限责任公司河南开封 475100 摘要:化工行业是我国国民经济的支柱产业之一,在化工企业生产过程中,需要消耗大量的能源,同时,由于化学反应不完全,还会产生大量的有毒有害等废弃物,使得化工企业成为环境污染最严重的因素。传统的化工污染治理采用的是末端治理方法,政府和企业投入大量的资金对治理方法、技术进行深人研究。但这种方法不能从根本上治理环境污染。如何在化工领域利用绿色环保技术,减少化工生产中的能源浪费及有害物质产生,成为治理环境污染的关键。 关键词:绿色化工;环保技术;环境治理;关系 1 绿色化工环保技术与环境治理 1.1 提高清洁能源利用率 其中,清洁能源是指在使用中不会造成污染的能源。通过对新技术的开发与应用,在生产过程中合理应用新能源,在源头上防止污染产生。然而,大规模生产往往需要在初期投入大量资源,对多数企业而言,这都具有很大的压力,需要通过协调分析尽快解决。 1.2 废弃物降解 因技术上存在缺陷与不足,在化工生产中难免会有废弃物产生,这些废弃物大多存在一些有害物质,必须在排放前进行有效处理,不允许直接排放,否则将造成严重的环境污染。比如,炼焦废气中存在有机物和无机物,如二氧化硫等。二氧化硫是大气主要污染物之一,吸入后会对人体健康造成损害。此时,可采用钙碱法对二氧化硫进行吸收,这样不仅可以去除二氧化硫,还能得到硫酸钙,用于其他化学反应。此外,也可以采用氧化技术对二氧化硫进行氧化处理,得到三氧化硫后,再与高温水蒸气反应,以此制得硫酸。 1.3 防腐装置 在化工成产过程中,很多反应都要用浓酸作为催化剂,如浓硫酸和浓盐酸等。因浓酸具有很强的腐蚀性,所以在反应中会对装置造成腐蚀,缩短装置使用寿命,增加维护成本,严重时将造成恶劣的环境污染。装置腐蚀机理主要包括以下几种形式:化学腐蚀形式、电化学腐蚀形式与环境气体腐蚀形式。按照不同的反应机理能采取对应的防治做法,比如采用瓷性防腐材料,使金属和空气完全隔绝,而且这种材料能长时间浸于酸性环境,表现出良好的防腐作用。 1.4 技术推广 企业想要进一步提高绿色环保水平,应设立专门的研发部门,构建技术创新机制,以此尽快提高自身技术水平。不同企业有不同的生产模式和方法,各大企业应充分结合自身实际情况,确定未来研发方向。以某生产企业为例,其生产时会产生大量副产物,为实现对这些副产物的回收利用,减少直接排放量,企业应加强人才培养,善于并积极培养新技术人才。只有这样才能实现技术方面的优化创新,增强企业竞争力。对政府而言,其主要职责在于严格落实环保的各项工作,对所有化工企业实施全面监管,一经发现违章问题,必须给予严厉的惩处。对污染超标的企业,应督促其进行整治,严重时要予以淘汰。监管的全面实施可以促进企业环保技术创新,加快对新技术措施的推广速度。 2 绿色化工环保技术与环境治理的关系 2.1 绿色化工环保技术是治理环境污染的有效手段 在当前社会发展形势下,化工企业只有积极发展和应用绿色化工技术,才能有效保障企业经济效益、环境安全,促进企业实现可持续发展。这是因为绿色化工是治理化工环境污染的重要方式,其倡导采用先进的科学技术手段,合理利用化工废弃用料,从而使化工生产的污染物彻底销毁,从根源上减少化工污染源和化工企业废物处理工作量。采用绿色化工技术进行环境治理,既能保证环境效能,也有助于促进企业降本增效,是实现化工企业可持续发展的必然选择。 2.2 绿色化工技术能推进化工企业与环境和谐共生 化工企业传统使用的末端治理方法,主要是在污染物排放到大自然之前进行治理。从本质上来说,这是一种事后补救的措施,对改善环境质量的作用有限。而且投人的费用又高,企业很难承受,导致偷排化工废弃物现象经常可见。近年来,相关研究发现,化工企业污染物主要是在生产过程中产生的,如果改进生产工艺,采用绿色化工技术来生产,将能有效提髙化工生产工作中污染物的控制与防治,实现资源的充分利用,可以彻底解决化工生产与环境关系紧张的问题,真正改善生存环境质量,达到用少的资源、最小的环境代价,来获得最大的经济效益和环境效益的目的。 3 绿色化工环保技术发展措施探析 3.1 扩大环保技术社会化宣传力度 当前随着社会工业经济的发展,以及国家可持续发展战略的全面实施,目前大多数工业企业在各项生产活动中对自然环境的重视程度不断提升,使得原有的工业化生产方式逐步趋向于绿色生产方式转变。化工产业在当前社会经济发展中扮演重要角色,不仅能够推动社会的全面发展,对人们日常生活水平的提升也具有重要影响。所以,当前相关部门需要对国家各项发展政策进行解读,重视绿色化工环保技术的应用,通过媒体平台加强社会化宣传,对工业企业进行引导,拟定各项扶助政策,更好的促进绿色化工环保技术的长远发展。 3.2 扩大技术研发力度 目前需要从工业化生产实践活动中加强绿色化工环保技术的研究,从根本上控制工业生产对自然环境造成较大破坏。在化学合成技术研究过程中,需要对理论产率进行分析,对原料分子系数有效转化进行研究。通过有效的转换方式能够实现生产零污染排放,从而满足绿色环保的要求。在开展化工生产活动时,需要通过世界先进的分析理论合成线路软件对生产活动进行分析,探究各类产品实际生产过程中形成的各项污染,而后再结合各项问题设计绿色合成路线,进一步优化生产工艺技术,提高绿色化工环保技术的应用价值。 3.3 强化国际合作 现阶段要想更好的推动绿色化工环保技术的全面发展,相关部门需要结合我国绿色化工技术实际应用情况^对技术中存在的各项问题

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新型绿色化工分离技术及其应用 摘要:伴随着能源危机、环境污染,现在对资源利用与清洁生产提出较高要求,此也推动了新型绿色分离技术的快速发展。文章则主要介绍了膜分离技术、分子蒸馏技术及超临界萃取技术的原理及应用。 关键字:新型绿色分离技术膜分离技术分子蒸馏技术超临界萃取技术 前言 化工分离技术是化学工程的一个重要分支,石油炼制、塑料化纤、同位素分离,以及生物制品的精制、纳米材料的制备、烟道气的脱硫和化肥农药的生产等等都离不开化工分离技术。化工生产中的原料和产物绝大多数都是混合物, 需要利用体系中各组分物性的差别或借助于分离剂使混合物得到分离提纯,它往往是获得合格产品、充分利用资源和控制环境污染的关键步骤。伴随着煤炭与石油危机引起的能源危机,对资源利用与清洁生产也提出了要求,这就对分离技术的要求越来越高。正是人们希望采用更高效的节能、优产的方法以及所采用的过程与环境友好,推动了新型分离技术的快速发展。文章对膜分离技术、分子蒸馏技术和超临界萃取的应用进行阐述。 1膜分离技术 近20年来膜技术发展及其迅速,已从单独的海水与苦咸水脱盐,纯水及超纯水的制备,工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品等领域中,发展前景备受关注。膜分离技术具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程度高等优点,在水处理领域具有相当的技术优势[1],是现代分离技术中一种效率较高的分离手段[1,2,3]。目前常见的膜分离过程课分为以下几种:微滤(Microfiltration,MF),超滤(Ultrafiltration,UF),纳滤(Nanofilatration,NF),反渗透(Reverseosmosis,RO),电渗析(Electrodialysis,ED)等。 1.1微滤 1.1.1微滤原理 微滤又称精过滤,其基本原理属于筛网状过滤,在静压差的作用下,利用膜的“筛分”作用,小于膜孔的粒子通过滤膜,大于膜孔的粒子则被截留到膜面上,

化工分离过程重点

1、相平衡:指混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态,从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小的状态;从动力学看,相间表观传递速率为零。 2、区域熔炼:是根据液体混合物在冷凝结晶过程中组分重新分布的原理,通过多次熔融和凝固,制备高纯度的金属、半导体材料和有机化合物的一种提纯方法。 3、独立变量数:一个量改变不会引起除因变量以外的其他量改变的量。 4、反渗透:是利用反渗透膜选择性地只透过溶剂(通常是水)的性质,对溶液施加压力克服溶液的渗透压,使溶剂从溶液中透过反渗透膜而分离出来的过程。 5、相对挥发度:溶液中的易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。 6、理论板:是一个气、液两相皆充分混合而且传质与传热过程的阻力皆为零的理想化塔板。 7、清晰分割:若馏出液中除了重关键组分外没有其他的重组分,而釜液中除了轻关键组分外没有其他轻组分,这种情况为清晰分割。 8、全塔效率:完成给定任务所需要的的理论塔板数与实际塔板数之比。默弗里板效率:实际板上的浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。 9、泡点:在一定压力下,混合液体开始沸腾,即开始有气泡产生时的温度。露点:在一定压力下,混合气体开始冷凝,即开始出现第一个液滴时的温度。10、设计变量:设计分离装置中需要确定的各个物理量的数值,如进料流率,浓度、压力、温度、热负荷、机械工的输入(或输出)量、传热面大小以及理论塔板数等。这些物理量都是互相关联、互相制约的,因此,设计者只能规定其中若干个变量的数值,这些变量称设计变量。 简答题: 1、分离操作的重要意义 答:分离操作一方面为化学反应提供符合质量要求的原料,清除对反应或者催化剂有害的杂质,减少副反应和提高收率;另一方面对反应产物起着分离提纯的作用,已得到合格的产品,并使未反应的反应物得以循环利用。此外,分离操作在环境保护和充分利用资源方面起着特别重要的作用。2、精馏塔的分离顺序答:确定分离顺序的经验法:1)按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分;2)最困难的分离应放在塔序的最后;3)应使各个塔的溜出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近;4)分离很高回收率的组分的塔应放在塔序的最后;5)进料中含量高的组分尽量提前分出。 3、精馏过程的不可逆答:精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起:1、通过一定浓度梯度的动量传递;2、通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合;3、通过一定温度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合。 4、填料塔的选择板式塔与填料塔的选择应从下述几方面考虑1)系统的物性:A当被处理的介质具有腐蚀性时,通常选用填料塔;B对于易发泡的物系,填料塔更适合;C对热敏性物质或真空下操作的物系宜采用填料塔;D进行高粘度物料的分离宜用填料塔;E 分离有明显吸热或放热效应的物系以采用板式塔为宜;2)塔的操作条件;3)塔的操作方式。 5、填料种类的选择:A填料的传质效率要高;B填料的通量要大,在同样的液体负荷条件下,填料的泛点气速要高;C具有同样的传质效能的填料层压降要低;D单位体积填料的表面积要大,传质的表面利用率要高;E填料应具有较大的操作弹性;F 填料的单位重量强度要高;G填料要便于塔的拆装、检修,并能重复利用。(简述)6.进料板位置的选择:答:从上往下计算时,如果 S j HK j LK R j HK j LK y y y y ? ? ? ? ? ? < ? ? ? ? ? ? + + + + 1 , 1 , 1 , 1 , ,式中下标R和S分别表示用精馏段和提馏段操作线计算的结果,则第j级不是进料级,继续做精馏段的逐级计算; 如果S j HK j LK R j HK j LK y y y y ? ? ? ? ? ? > ? ? ? ? ? ? + + + + 1 , 1 , 1 , 1 , ,则第j级是进料级。由精馏段操作线确定yi,j,再由平衡关系求出xi,j,而下一级的yi,j+1应由提馏段操作线计算; 当从下往上逐级计算时,进料位置的确定方法是: 如果S j HK j LK R j HK j LK x x x x ? ? ? ? ? ? < ? ? ? ? ? ? , , , , 和S j HK j LK R j HK j LK x x x x ? ? ? ? ? ? > ? ? ? ? ? ? + + + + 1 , 1 , 1 , 1 , 则第j级是适宜进料位置,xi,j+1应换成平恒精馏段操作线计算。第一章2、分离过程可以分为机械分离和传质分离两大类,传质分离又可分为平衡分离过程和速率分离过程。3、分离媒介可以是能量媒介(ESA)或物质媒介(MSA)。4、当分离组分间隔相对挥发度很小,必须采用具有大量塔板数的精馏塔才能分离时,就要考虑萃取精馏。5、如果由精馏塔顶引出的气体不能完全冷凝,可从塔顶加入吸收剂作为回流,这种单元操作叫做吸收蒸出(或精馏吸收)。6、能形成最低共沸物的系统,采用一般精馏是不合适的,常常采用共沸精馏。7、离子交换也是一种重要的单元操作,采用离子交换树脂,有选择性的除去某组分,而树脂本身能够再生。第二章1、相平衡热力学是建立在化学位概念基础上的,lewis提出了等价于化学位的物理量——逸度。3、Φi s为校正处于饱和蒸汽压下的蒸汽对理想气体的偏离,指数校正项也称普瓦廷因子,是校正压力偏离饱和蒸汽压的影响。4、若按照所设温度T和求得∑K i X i>1,标明K i值偏大,所设温度偏高。根据差值大小降低温度重算;若∑K i X i<1,则重设较高温度。 第三章 1、设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值,如进料流率、浓度、压力、温度、热负荷、机械功的输入量、传热面大小、理论塔板数等。2、N v是描述系统的独立变量数,N c是约束关系数,设计变量数N i,则有N i=N v-N c。3、约束关系式包括:1)、能量平衡式;2)、物料平衡式;3)、相平衡关系式;4)、化学平衡关系式;5)、内在关系式。 4、设计变量数N i可进一步区分为固定设计变量数N x e和可调设计变量数N a e。 5、不同装置的变量数尽管不同,其中固定设计变量的确定原则是共同的,只与进料物流数和系统内压力等级数有关。 6、轻关键组分:关键组分中相易挥发的那个组分;重关键组分:不易挥发的关键组分。 7、多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可归纳为:a、在多组分精馏中,关键组分的浓度分布有极大值;b、非关键组分通常是非分配的,因此重组分仅出现在釜液中,轻组分仅出现在流出液中;c、重、轻非关键组分分别在进料板上下形成几乎恒浓的区域;d、全部组分均存在于进料板上,但进料板浓度不等于进料浓度,塔内各组分的浓度分布曲线在进料板是不连续的。 8、由于分离作用主要取决于液汽比L/V,流量相当大的变化对液汽比的影响不大,而对分离效果影响也小。级间饿两流量越接近于相等,即操作越接近于全回流,则流量变化对分离的影响也越小。

现代分离技术论文

分离技术的发展现状和展望 摘要: 简要阐述了分离技术的产生和发展概况,各主要常规和新型分离技术的发展现状、研究前沿及未来的发展方向,并讨论了分离技术将继续推动现代化工和相关工业的发展,并在高新技术领域的发展中大显身手。 关键词:分离技术;发展现状;展望 Development Status and prospect on separation technology Abstract:The history of produce and development on separation engineering is briefly introduced. The status and study advance of most traditional and new separation techniques and its developing direction in future is briefed. In the past, separation technology brought into important play in chemical engineering.It is discussed that it will also impel modern chemical engineering and relative industries in future. Moreover it will strut its stuff in high technology. Key words: separation technology; development; prospect 本文从分离技术的产生和发展概况入手,综述了精馏、吸附、干燥等常规分离技术和超临界流体分离、膜分离、耦合分离等新型分离技术的研究,并分析了各种技术在现代化工中的重要作用。

绿色化工环保技术与环境治理的关系

绿色化工环保技术与环境治理的关系 发表时间:2018-11-06T14:18:59.483Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第19期作者:王彬 [导读] 随着化工工业的快速发展,一方面带动了我国经济的快速发展。 枣庄市峄城区环境保护局山东枣庄 277300 摘要:近年来我国经济发展十分迅速,人们的生活水平不断在提高。人们对环境问题越来越重视。人们不断的研究环境污染治理的方法,环境是以人类为主体的客观物质体系,环境质量的下降直接影响着人们的生活品质,绿色化工环保技术的出现有效地解决了环境污染的问题。本文主要介绍绿色化工环保技术与环境治理的关系以及绿色化工环保技术在环境治理过程中的应用。 关键词:绿色化工环保技术;环境治理;关系 引言 随着化工工业的快速发展,一方面带动了我国经济的快速发展,另一方面也对我国环境造成了严重的污染。环境污染造成的主要原因是化工生产过程中化学反应不完全,会产生大量的的废弃物,化工行业是造成环境污染的主要原因。目前,人们急需寻求一种方法解决化工生产带来的环境污染,绿色化工环保技术的出现可以有效解决这一问题。 1绿色化工环保技术的意义和特点 近年来,环境问题日益凸显,人们对环境问题越来越重视,人们的环保理念不断加强,在化工生产的过程中化工企业也逐渐意识到了绿色化工环保技术的重要意义。绿色化工环保技术本质是一种新型的科学环保技术,指导化工企业在环保理念下开展化工生产活动,同时,必须保证在化工生产过程中化工企业不能使用有毒有污染的原材料进行生产。绿色化工环保技术的推广与应用解决了化工生产造成的环境污染,将逐渐取代我国高污染、高耗能的化学生产技术,成为我国主要的化工生产手段。绿色化工环保技术的重要意义企业之间的竞争,归根结底是科学技术的竞争,一个企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就必须应用先进的科学技术。尤其是化工企业,绿色化工环保技的应用一方面可以解决环境污染问题,另一方面还降低了成本、提高了利润。生产环保产品是人类的需求,因此,环保经济的产品在市场份额中会占据很大的优势,具有比较高的市场竞争力。绿色化工环保技术的显著特点第一,与污染,低耗能。绿色化工环保技术生产的产品无毒、与污染,设计的化学反应安全环保,改变了原来的、传统的工艺生产路线,采用清洁的工艺生产路线,从而减少了有害物质的产生。第二,生产效率高、经济实惠。众所周知,化工生产的原料大部分都是有毒有害的危险物品,绿色化工环保技术可以实现对短缺资源的高效利用。绿色化工环保技术减少了化工生产过程中的化学副反应,大大地提高了原料的选择性以及能量的转化率,从而降低了消耗水平,减缓了资源的消耗,提高了生产效率。 2绿色化工环保技术在环境治理中的具体应用 2.1在化工生产的过程中使用清洁能源 清洁能源指的是没有污染物排放的资源,绿色化工环保技术可以将再生能源与新能源运用到大规模的生产中。绿色化工环保技术是从源头遏制污染的产生,同时渗入到化工生产的各个环节。 2.2防腐变质装置 在一些化工生产的过程中会用到浓酸作为催化剂,但是浓酸具有强烈的腐蚀性,会破坏实验装置,缩短实验装置的使用寿命,造成不必要的资金投入,同时,还会对环境产生严重的影响。绿色化工环保技术根据这种情况,采取了相应的解决措施,一种瓷性的防腐涂料,可以防止金属与空气接触发生氧化,这种材料可以长期浸没在酸性环境中,具有比较好的防腐蚀性。 2.3在处理废物降解的过程中做到无毒、与污染 传统的、落后的化工生产工艺,在化工生产的过程中不可避免会产生一些有毒有害的中间体以及半产品,这些排放物中含有大量的有毒有害物质,必须对废弃物进行降解,降解之后才能排放。比如炼焦过程中会产生含有二氧化硫的有毒气体,二氧化硫对人类的眼睛和呼吸道会产生强烈的刺激作用,严重影响人类的身体健康,我们可以利用绿色化工环保技术对二氧化硫进行降解,通过绿色化工环保技术钙碱法吸收二氧化硫,调节PH值,可以产生一种新材料,这样的降解过程,不仅使废气得到了有效处理,资源也得到了回收利用,即经济又环保。 3如何大力推广普及绿色化工环保技术 3.1政府要颁布相应的政策加大对绿色化工环保技术研究的资金投入 绿色化工环保技术在我国的发展前景是比较好的,但是如果没有政府的政策以及资金支持是很难发展的,所以,政府部门可以加强对绿色化工环保技术的项目征集,进行可行性、经济性以及环保效应等方面的分析,对于一些优秀的项目可以进行政府支持也可以吸引其他企业的投资。 3.2设立监督管理部门 政府监管政府应针对化工企业制定相应的环保制度和政策,并不断修改完善。政府的关键职责在于将环保工作落实,做到对化工企业进行严查监管,违章必究。对于环境污染严重以及环保工作不合格的企业,进行整治甚至淘汰。政府监管的有力实施能够激发企业的环保创新,实现环保技术的推广。 3.3推动技术创新 化工企业想要实现绿色环保技术,需要设立科技研发部门,建立可靠的创新系统,达到协同作战的效果。企业的生产方式都有差异,每个企业应根据自身情况设定不同的研发方向,例如企业的生产过程副产物多,则应在副产品循环回收方面实现技术突破。要想实现创新化工企业必须注重高级人才的培养,人才是核心技术的发明创造者,善于发现和吸收人才,才能实现技术创新,提高企业的核心竞争力。 3.4加强废弃物物质处理及有害化工物质的绿色化工处理技术 绿色化工过程以“减量化”、“再利用”、“再循环”为原则,以减少或消除有毒物质的使用与生成,减少废弃物的排放,使废弃物最大限度地转化为可再生资源,所以对反应材料、催化剂、试剂、溶剂及反应条件的筛选是非常重要的。像把废弃物质转化成动物饲料、工业化学

分离技术论文

分离技术论文 目录 一.超临界萃取技术的简介 二.超临界萃取技术的原理 三.超临界萃取技术的特点 四.超临界萃取技术的技术应用 五.超临界萃取技术的装置 六.综述 一.超临界萃取技术的简介 超临界为超临界流体,是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态,这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大,与液体相仿,而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。 超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性,只需改变萃取剂流体的压力和温度,就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小,先后萃取出来,在低压下弱极性的物质先萃取,随着压力的增加,极性较大和大分子量的物质与基本性质,所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分,同时还可以起到分离的作用。 温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素,在低温区(仍在临界温度以上),温度升高降低流体密度,而溶质蒸汽压增加不多,因此,萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出,温度进一步升高到高温区时,虽然萃取剂的密度进一步降低,但溶质蒸汽压增加,挥发度提高,萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。 除压力与温度外,在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10%,且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂,可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。二.超临界萃取技术的原理 所谓超临界流体,是指物体处于其临界温度和临界压力以上时的状态。这种流体兼有液体和气体的优点,密度大,粘稠度低,表面张力小,有极高的溶解能力,能深入到提取材料的基质中,发挥非常有效的萃取功能。而且这种溶解能力随着压力的升高而急剧增大。这些特性使得超临界流体成为一种好的萃取剂。而超临界流体萃取,就是利用超临界流体的这一强溶解能力特性,从动、植物中提取各种有效成份,再通过减压将其释放出来的过程。 超临界流体萃取法是一种物理分离和纯化方法,它是以CO2为萃取剂,在超临界状态下,加压后使其溶解度增大。将物质溶解出来,然后通过减压又将其释放出来。该过程中CO2循环使用。在压力为8--40MPa时的超临界CO2足以溶解任何非极性、中极性化合物,在加入改性剂后则可溶解极化物。该技术除可替代传统溶剂分离法外,还可以解决生物大分子、热敏性和化学不稳定性物质的分离,因而在食品、医药、香料、化工等领域受到广泛重视。超临界流体的萃取流程 三.超临界萃取技术的特点 (1)、超临界萃取可以在接近室温(35~40℃)及CO2气体笼罩下进行提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此,在萃取物中保持着药用植物的有效成分,而且能把高沸点、低挥发性、易热解的物质在远低于其沸点温度下萃取出来; (2)、使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留的溶剂物质,从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染,保证了100%的纯天

泡沫分离技术综述论文

泡沫浮选分离技术--曹肖烁 摘要:综述了泡沫浮选技术的定义、分类以及原理,介绍了泡沫浮选分离技术中使用的试剂(捕收剂、起泡剂、活化剂、无机调整剂、有机调整剂)、浮选机械等因素对分离效果的影响,并介绍了泡沫浮选分离技术的应用,指出了泡沫浮选分离技术的发展前景。 一.泡沫浮选的定义与分类 泡沫浮选是以气泡分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术,主要特点是利用气泡的气-液界面,分离被水润湿性不同的物料。疏水的物料随气泡漂浮到水面上,形成含某种成分很高的泡沫层;而被水润湿的物料,沉于水中,因而可以把它们分开[1]。人们通常把凡是利用气体在溶液中鼓泡,以达到分离或浓缩目的的这类方法总称为泡沫浮选分离技术,简称泡沫浮选技术。 根据被分离物质的不同,它可以分为两类:一类是本身具有表面活性物质的分离以及各种天然或合成表面活性剂的分离,例如医药生物工程中蛋白质、酶、病毒的分离;另一类是本身为非表面活性剂,但可以通过配合或其它方法使其具有表面活性,这类体系的分离被广泛地用于工业污水中各种金属离子如铜、锌、铁、汞、银等的分离回收。 根据被分离物质的溶解性,泡沫分离也可以分为不溶物的浮选和溶解物的浮选两大类。矿物浮选在不溶物浮选中最重要,也是最成熟的。表面活性剂在固体颗粒的表面形成半胶束单分子吸附层,且呈亲水基向里憎水基向外的状态,从而降低固体表面的润湿性,表现出疏水性吸附至气泡界面的倾向,使浮选得以进行。离子浮选是溶解物浮选的一类。其过程和前述过程十分相似,所不同的是表面活性剂并非吸附在被浮选物的表面。气泡形成时气液界面有表面活性剂吸附层,被浮选的离子通过静电吸引被束缚在气泡的界面上而随气泡上升。分子浮选是溶解物浮选的另一类别,是将少量溶解的分子如点白纸、醇等有机物从水中分离的过程。被分离物被气泡气液界面表面活性剂半胶束单分子层增溶富集而随气泡上升,得以浮选[2]。

化工分离技术

化工分离技术的若干新进展 吉林化工学院化工1202 游海洋12110210 [摘要]化工分离技术是人类发展不可或缺的一门技术,随着现代化进程加剧,对其相关技术有了越来越高的要求。文章主要就最近几年化工分离的新方法及应用情况进行阐述,并对其发展前景进行了展望。 [关键词]化工分离萃取膜分离耦合 化工分离过程是将混合物分离成各组分组成各不相同的两种(或几种)产品的操作。一套标准的化工生产装置,应包括一个反应器和具有提纯原料、中间产物与产品以及后处理的多个分离设备构成。首先,分离过程必须能够去除原料杂质,为化学反应提供纯度达到工业生产要求的原料,减少杂质带来的影响(副反应增加,催化剂中毒等);再者,分离过程能够对反应产物进行处理,获得所需产品的同时分离出未完全反应的反应物,循环利用;此外,分离过程还需要在工业废水处理与环境保护方面发挥作用,减少工业三废的排放。因此,我们看到化工分离过程在化学工业生产中占据着非常重要的地位。下面文章主要就最近几年化工分离技术的若干新进展进行简单阐述。 1超临界流体萃取技术 1.1煤的热解SFE 近年来,对煤的边热解边进行SFE技术取得一定进展。使用轻有机溶剂,如己烷、苯、甲苯、甲苯四氢化萘,可以使煤热解生成有机组分,同时将生成物直接萃取出来。例如,在653 K, 14. 8MPa 压力下,以甲苯四氢化萘为溶剂时,煤的一次转化率可达42. 9% 。本法的基本工艺是将溶剂升压并打入预热器,然后送入装有煤的萃取器内。系统保持一定的萃取温度和压力,经抽提后的萃取物,分离出溶剂即得液化油产品. 1.2利用SCF技术促进化学反应与改善化工过程 利用SCF作化学反应溶剂,可以在保持高转化率前提下,提高反应的选择性、可以使非均相反应转变成均相反应、可方便地将产物和反应溶剂、催化剂及副产物分开。此外,由于反应速度常数对压力非常敏感,以及溶解在SCF中溶质的非理想性质,当操作区处于混合物的临界区域时,可以大大加快反应速度。例如,在纤维素的热裂解反应中使用超临界丙酮作反应介质时,降低了反应温度,增加了产率。此外在某些反应中, SCF既可作反应溶剂,又可作催化剂,反应与分离纯化可以一步完成,可使流程简化,也节省能量。 1.3在工业废水处理中用SCF萃取有机物 用SFE处理含酚废水时, 常使用夹带剂, 当夹带剂苯的加入量为6% 摩尔浓度时,苯酚在CO2 中的溶解度可以提高两倍。与此相反,若用甲醇为夹带剂,因为甲醇是一种极性化合物,它能无限溶于水中,从而使苯酚(极性化合物)也保留于水相中,而用非极性化合物(如苯)作夹带剂,它能高度溶解在超临界相中,有助于使苯酚从水相转移到超临界相,。但苯是有毒物质,须控制苯的浓度,低于毒性指标( 0. 2×10- 6 )。除了苯以外,还可以用烷烃、1 戊烯、甲苯、氯烷烃、氯苯等作夹带剂。实线是LCVM模型[用于处理含共溶剂的CO2 /H2O /有机污染剂(芳烃,苯酚,甲酚)体系的热力学模型的计算值[1]。

绿色化工环保技术与环境治理探讨

绿色化工环保技术与环境治理探讨 发表时间:2019-05-20T16:09:26.593Z 来源:《防护工程》2019年第3期作者:戴东明 [导读] 目前,人们急需寻求一种方法解决化工生产带来的环境污染,绿色化工环保技术的出现可以有效解决这一问题。 杭州汉隆复合材料有限公司浙江省杭州市 311400 摘要:传统的化工工程对环境造成很大污染,在当今倡导绿色发展的主流下,对化工行业形成巨大挑战,为了改善化工工程工艺,使绿色化工技术真正的在化工工程工艺中有效的应用,因此要做到节能减排,要积极体现出化工工程的绿色、节能,对化工原料、废物及溶剂等材料进行绿色处理,有效避免化工材原料对生态环境造成污染。 关键词:绿色化工;环保技术;环境治理 一、引言 近年来,随着化工工业的快速发展,一方面带动了我国经济的快速发展,另一方面也对我国环境造成了严重的污染。环境污染造成的主要原因是化工生产过程中化学反应不完全,会产生大量的废弃物,化工行业是造成环境污染的主要原因。目前,人们急需寻求一种方法解决化工生产带来的环境污染,绿色化工环保技术的出现可以有效解决这一问题。化工企业在日常管理中要意识到绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用,严格管理生产过程。合理的利用工业原料,认真做好资源保护,制定合理有效的工业节能管理措施,强化主体责任,积极营造绿色,节能的氛围,给人们创造一个优良的生存环境。 二、绿色化工环保技术的概述 1、绿色环保技术的定义。近年来,环境问题日益凸显,人们对环境问题越来越重视,人们的环保理念不断加强,在化工生产的过程中化工企业也逐渐意识到了绿色化工环保技术的重要意义。绿色化工环保技术本质是一种新型的科学环保技术,指导化工企业在环保理念下开展化工生产活动,同时,必须保证在化工生产过程中化工企业不能使用有毒有污染的原材料进行生产。绿色化工环保技术的推广与应用解决了化工生产造成的环境污染,将逐渐取代我国高污染、高耗能的化学生产技术,成为我国主要的化工生产手段。 2、绿色化工环保技术的显著特点。第一,与污染,低耗能。绿色化工环保技术生产的产品无毒、与污染,设计的化学反应安全环保,改变了原来的、传统的工艺生产路线,采用清洁的工艺生产路线,从而减少了有害物质的产生。第二,生产效率高、经济实惠。众所周知,化工生产的原料大部分都是有毒有害的危险物品,绿色化工环保技术可以实现对短缺资源的高效利用。绿色化工环保技术减少了化工生产过程中的化学副反应,大大地提高了原料的选择性以及能量的转化率,从而降低了消耗水平,减缓了资源的消耗,提高了生产效率。 3、绿色化工环保技术的重要意义。在科学技术不断发展进步的背景下,石油化工行业也迎来了发展的新契机,为了摒弃传统工业污染带来的社会问题,在行业发展进程中积极融入绿色化工技术十分关键。借助绿色化工技术能从根源缓解污染严重的现状,并且能推进社会有序发展。常规化的绿色化学产品就是在化学反应过程中对原料绿色化进行的控制和处理,能避免环境的破坏和污染,整体化学结构和运行机制更加有效。也就是说,在石油化工项目中运行绿色化工技术体系,能为后续化工产业的绿色化发展奠定坚实基础。在石油化工项目中应用绿色化工技术,能最大限度地发挥资源和能源的实际机制,建构完整的化工项目和运维体系,优化管控效果和管理水平,为后续项目的全面发展提供保障。 企业之间的竞争,归根结底是科学技术的竞争,一个企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地,就必须应用先进的科学技术。尤其是化工企业,绿色化工环保技的应用一方面可以解决环境污染问题,另一方面还降低了成本、提高了利润。生产环保产品是人类的需求,因此,环保经济的产品在市场份额中会占据很大的优势,具有比较高的市场竞争力。 三、绿色化工环保技术的应用分析 1、微化工技术。化工行业的发展需要先进的科学技术支持,微化工技术是绿色化工技术中的一种,是利用现代物联网技术的发展和先进的科学技术对化工生产进行有效的控制,对提高生产效率,保护生态环境起到重要作用。微化工技术是指利用卫星单元操作设备、微型传感器技术、微型执行器装置和微型构造设备等进行化学研究和生产的一整套微化学工艺体系总称。现在科技不断发展进步,在化工生产中利用传感器、卫星等技术在一定程度上提高化工企业的生产效率,同时对保护生态环境起到促进作用。 2、绿色化学和现代生物的有效结合。在催化剂应用的过程中还涉及到了现代生物技术和绿色化学技术,将这两种技术进行融合应用,充分体现出了高科技和前沿技术的有效融合,绿色化学与现代生物技术具有互为促进的关系。深刻的意识到化学工程中的生物技术还包括了胚胎工程,基因工程以及细胞工程,将生物化学及时应用在化学工业生产中,有关操作人员必须要积极选用有机的动植物材料,同时也可以使用动植物材料的时代产物:地下煤炭等,这样一来不仅实现了对现有资源的合理利用,还最大限度避免了环境污染的问题,这对化工产业未来发展来说,具有深远意义。 3、清洁生产技术应用。在当前冶金工艺、海水淡化技术以及废物处理中,都对环境保护有着非常高的要求,这在一定程度上催生了清洁生产工艺的研发及在这些领域的应用,清洁生产技术使其在生产过程中最大限度地降低了污染物的产生,减少有毒有害物质,这不仅从源头上减少了对环境的污染,而且降低了处理污染物的成本,通过清洁生产工艺来进行淡化海水的处理,不仅有效的将海水进行分馏,取得生产生活中不可缺少的淡水资源,还可以提取海水中的盐分和其他的成分。区别于其他工艺,在这个过程中,对环境没有造成任何的损害,由此可见,清洁生产工艺是实现绿色化工技术在化工工程工艺中应用的关键所在。 4、计算机分子设计技术。计算机技术尤其计算机分子设计技术,在绿色催化剂的作用下,对精细化工有机物的合成能有效的形化学反应,促进精细化工生产的完成。计算机分子设计技术对提高精细化工的生产效率,节约成本,减少有害物质的排放,保护生态环境等起到重要作用。 四、如何大力推广普及绿色化工环保技术 1、政府要颁布相应的政策,鼓励支持绿色化工环保技术,加大对绿色化工环保技术研究的资金投入。绿色化工环保技术在我国的发展前景是比较好的,但是如果没有政府的政策以及资金支持是很难发展的,所以,政府部门可以加强对绿色化工环保技术的项目征集,进

节能新技术在化工分离工程中的应用

节能新技术在化工分离 工程中的应用 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

论文题目节能新技术在化工分离工程中的应用

摘要 近年来,随着市场经济的快速发展,化工行业也迅速崛起。但是,由于化工行业巨大的污染性,而使其成为我国环境污染的源头之一,在当前追求低碳经济和绿色经济的大环境下,化工行业的发展受到了一定的限制。 关键词 化工分离节能新技术研究进展 引言 当前,随着社会的发展和进步,越来越多的人认识到节约资源、保护环境的重要性。国家的“十二五”规划纲要指出:“十二五”期间要大力开发和积极推广低碳技术,节能减排工作不断深入,“十二五”末高耗能产品单耗达到国际先进水平,能耗在“十一五”末的基础上再下降10%,主要产品实现清洁生产,主要污染物排放总量在“十一五”末的基础上再下降10%。进一步提高高耗能、高排放和产能过剩行业准入门槛。这就意味着当前高污染、高耗能的化工行业的节能减排进程必须加快。 正文 我国化工行业主要是从事化学工业生产和开发的能源工业以及基础原材料工业。化工行业是我国国民经济体系中的一个重要部门,它对经济发展、国防事业以及人们的社会生活都发挥着极其重要的作用。改革开放以来,我国的石油化工产业取得了巨大的成就。但是由于化学工业本身的缺点和局限,导致在生产过程中排放的污染物种类多、数量大、

毒性高,严重影响生态环境和人类的身体健康。当前,由于在节能减排技术开发上的滞后,导致我国化工行业节能减排和环保技术水平落后,也使得化工行业生产过程中的高耗能、高污染现状持续得不到缓解。从而导致我国化工行业的能耗量始终排在全国工业领域的前列。而化工行业的废水排放量甚至长期高居全国工业领域的第1位。 化工分离过程是将混合物分离成各组分组成各不相同的两种(或几种)产品的操作。一套标准的化工生产装置,应包括一个反应器和具有提纯原料、中间产物与产品以及后处理的多个分离设备构成。首先,分离过程必须能够去除原料杂质,为化学反应提供纯度达到工业生产要求的原料,减少杂质带来的影响(副反应增加,催化剂中毒等);再者,分离过程能够对反应产物进行处理,获得所需产品的同时分离出未完全反应的反应物,循环利用;此外,分离过程还需要在工业废水处理与环境保护方面发挥作用,减少工业三废的排放。因此,我们看到化工分离过程在化学工业生产中占据着非常重要的地位。 膜分离技术是利用特定膜的渗透作用,在外界能量或化学位差的推动下。对气相或液相混合物进行分离、分级、提纯和富集,膜分离过程大多尤相变,常温操作,高效、节能、工艺简便、污染小。20世纪80年代以来我国膜技术跨入应用阶段,同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期,膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。 离子膜烧碱不但能生产出高纯度烧碱和氢气,而且节能效果显着,比隔膜法节约能耗约30%。因此,离子膜法将逐步取代隔膜法生产烧

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