本文關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代化工科學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

可持續(xù)發(fā)展與現(xiàn)代化工科學(xué)

“ 可持續(xù)發(fā)展” 的觀念于19 8 7 年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展署在《我們共同的未來》中首先提出, 并于1 9 92 年6 月被發(fā)表在《里約熱內(nèi)盧宣言》上, 從那以后人類開始把減輕地球環(huán)境負(fù)荷作為共同的努力目標(biāo)�？沙掷m(xù)發(fā)展是指既滿足當(dāng)代的需求, 又不危及后代滿足其發(fā)展需求能力的發(fā)展�？墒侨藗冮L期以來單純的經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀, 導(dǎo)致了地球環(huán)境的全方位污染與生態(tài)平衡的嚴(yán)重失調(diào)。中國是世界第一人口大國, 面對總體環(huán)境日益惡化, 人均資源匾乏和不斷膨脹的人口等嚴(yán)峻的國情現(xiàn)狀, 中國政府于1 9 9 4 年制定了《中國21 世紀(jì)議程》, 開始實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。2 0 02 年8 月發(fā)表了《中華人民共和國可持續(xù)發(fā)展國家報告》, 黨的十六大又提出必須把可持續(xù)發(fā)展放在十分突出的地位, 可見其重要性。在全球10 大環(huán)境公害中, 與化工有關(guān)的占7~9個。美國TRI統(tǒng)計的結(jié)果也表明, 化學(xué)工業(yè)為最大的有害物質(zhì)釋放工業(yè), 超過排在前10 名的其他9 個行業(yè)的總和。因此, 大力發(fā)展現(xiàn)代化工科學(xué)及技術(shù)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

1.1中國資源與生態(tài)化環(huán)境的邊界條件

中國人多地少, 急劇增加的人口只會增加環(huán)境的負(fù)荷, 加劇資源、能源的枯竭, 加劇資源的供需矛盾。因此為了社會的永續(xù)繁榮, 一方面必須走資源節(jié)約型發(fā)展道路, 另一方面需要開拓新的資源,以期實(shí)現(xiàn)資源的生態(tài)化利用, 并且要求整個開發(fā)和利用過程都是環(huán)境友好的。

2.1資源生態(tài)化利用的目標(biāo)

遠(yuǎn)景——生態(tài)工業(yè)園區(qū)

目標(biāo), 需要國家科技能力的建設(shè), 社會發(fā)展能力的建設(shè), 及整體的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力等都要達(dá)到相當(dāng)高的水平。

2.2近期發(fā)展目標(biāo)

針對目前資源利用體系全過程研發(fā)目標(biāo)可考慮以下幾點(diǎn)。

(1) 科技創(chuàng)新加速使用生態(tài)化資源的利用過程與取代或改造非生態(tài)化的資源利用過程, 以建立生態(tài)工業(yè)。

(2 ) 提高對生態(tài)系統(tǒng)受到破壞后的修補(bǔ)能力,提高對各類有毒物質(zhì)的降解能力, 提高對人類活動所釋放的廢棄物的緩沖和再利用能力, 以解決中國嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

(3 ) 提高資源利用能力, 大力發(fā)展利用劣質(zhì)原料、廢棄資源、替代原料和可再生原料的過程技術(shù)和相關(guān)的工程學(xué)研究。資源的合理利用、再生利用和保護(hù)問題已成為國家的戰(zhàn)略問題, 也必須通過工程手段予以實(shí)現(xiàn)。

3可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化工過程工程基礎(chǔ)

化工可持續(xù)發(fā)展的基本理論與方法, 是一個涉及到自然科學(xué)與社會科學(xué)的多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)問題。

現(xiàn)代化工過程工程科學(xué)與技術(shù)是資源生態(tài)化利用的工程技術(shù)基礎(chǔ)中的重要組成部分�，F(xiàn)代的化工過程工程科學(xué)與技術(shù), 也可稱為生態(tài)化工或者綠色化工, 區(qū)別于傳統(tǒng)的化工科學(xué)與技術(shù)在于其優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)中, 必須涵蓋生態(tài)環(huán)境建設(shè)目標(biāo), 對于不同的

資源利用過程可能用不同的函數(shù)表達(dá)。

3.1生態(tài)化工過程的主要基礎(chǔ)研發(fā)方向

實(shí)現(xiàn)資源的生態(tài)化利用, 其目標(biāo)不僅要使原材料的資源全部轉(zhuǎn)化為符合要求的產(chǎn)品, 而且實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)及使用全生命周期都應(yīng)該是安全、清潔、高效、無污染的環(huán)境友好過程。要達(dá)到這個目標(biāo),化工工作者需從兩方面交叉研究: 一是通過開發(fā)新型催化劑和新的合成與分離途徑(流程) 人手, 這是化學(xué)與化學(xué)工藝者的任務(wù); 二是由強(qiáng)化化學(xué)工程技術(shù)出發(fā), 采用新型高效的綠色化工技術(shù)與裝備,通過強(qiáng)化化工過程, 優(yōu)化化工系統(tǒng)集成的角度來實(shí)現(xiàn), 這又需要化學(xué)工程與化工機(jī)械工程技術(shù)界共同努力; 而且只有從事這兩方面工作的研究開發(fā)者在研發(fā)過程中實(shí)現(xiàn)早期的產(chǎn)品設(shè)計和全程的合作才能達(dá)到理想的目標(biāo)。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是在復(fù)雜系統(tǒng)中, 對于反應(yīng)、質(zhì)量、能量、流量轉(zhuǎn)化的理論機(jī)理與規(guī)律必須在加速揭示的前提下, 化工信息學(xué)和化工系統(tǒng)工程的策略與方法還必須貫徹于研發(fā)過程的始終, 實(shí)現(xiàn)資源的生態(tài)化利用過程才能成功。

一個理想的化工過程, 應(yīng)該是全生命周期都是環(huán)境友好的過程, 即由原料到產(chǎn)品生產(chǎn)過程, 由產(chǎn)品使用到其廢棄過程, 還包括該生產(chǎn)過程裝置與設(shè)備由投產(chǎn)到報廢周期的實(shí)現(xiàn), 全部是環(huán)境友好的,目前基礎(chǔ)研發(fā)的內(nèi)容有以下三個方面。

3.2.1開發(fā)綠色化學(xué)與化學(xué)工藝

(l) 產(chǎn)品目標(biāo)確定后, 選擇無害、無毒的原料與中間品。

例如用非光氣法生產(chǎn)雙酚A, 避免了劇毒物的產(chǎn)生; 日本住友和旭化成公司以異丁烯取代用劇毒的氫氰酸為原料的丙酮氰醇法合成聚甲基丙烯甲醋, 先一步氧化成甲基丙烯酸, 再醋化為該產(chǎn)品; S he l 公司則開發(fā)出以甲基乙炔為原料在把催化劑作用下經(jīng)撥基化醋化生產(chǎn)MM A 的綠色工藝, 此法原料價格低, 產(chǎn)品收率高。

(2 ) 盡量不用、少用有毒、有害的溶劑和助劑, 或采用環(huán)境友好的溶劑和助劑。

固態(tài)化學(xué)反應(yīng)；無溶劑的液態(tài)反應(yīng)；以水為介質(zhì)的有機(jī)反應(yīng)；超臨界流體；近臨界水溶劑；離子液體

(3) 發(fā)展高選擇性, 高效的新型催化劑及新的合成工藝, 向生態(tài)過程與理想的原子經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)靠攏, 從而簡化反應(yīng)步驟, 提高經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

簡化工藝步驟；用固體酸催化劑取代傳統(tǒng)酸催化劑；兩相催化；催化的不對稱合成；生物催化；仿生合成

3.2.2發(fā)展綠色化學(xué)工程技術(shù)

(l) 強(qiáng)化藕合化工技術(shù)將是解決資源利用流程長, 效率低等非綠色過程的關(guān)鍵技術(shù)。

a .反應(yīng)與分離的禍合把反應(yīng)與分離結(jié)合起來, 以使一臺設(shè)備同時具有反應(yīng)和分離的功能, 如催化精餾、反應(yīng)結(jié)晶、膜反應(yīng)器、超臨界反應(yīng)分離技術(shù)等。作者等開發(fā)的一個反應(yīng)結(jié)晶器在多場協(xié)同作用下可以將反應(yīng)結(jié)晶速度提高1 0 倍。

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