淺談化學與循環經濟發展

張強1 聶艷斌2 張明煜3 指導老師：赫文秀內蒙古科技大學化學工程學院化學工程與工藝

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淺談化學與循環經濟發展

張強1 聶艷斌2 張明煜3 指導老師：赫文秀
內蒙古科技大學化學工程學院化學工程與工藝

摘 要：化學工藝一直以來都是推動國民經濟發展的重要環節，經過一代代化學家們的努力，現在化學工藝已經日趨完善，我們的生活離不開化學，化學滲透到了每一個角落，工業生產、鋼鐵冶煉、輕工業產品等等方面都體現著化學的獨特魅力，化學也對經濟發展起到關鍵性的作用，在能源日益緊張的今天，可持續發展的理念必須貫穿于整個國民體系中，本文就化學與循環經濟發展淺談了一點意見。

關鍵詞：化學 發展 循環經濟

化學工業設計能源循環利用的多個過程，在整個國民經濟體系中占有重要的位置，2005國家統計數字顯示，中國化學工業從業人員數量已超過500萬人；化工行業實現的工業總產值約為120億元，占工業總產值的7%；實現利潤700 多億元。硫酸、燒堿、純堿、合成氨、磷肥、農藥、電石、燃料、涂料、合成橡膠等幾十種化工產品產量都高居世界第一位。從2000 -2005 年, 我國化學工業利潤年均遞增2313% ,遠高于GDP 的增長速度;2005化學工業利潤占全國總利潤的28%。隨著化學工業的發展和中國的日益繁榮和強大，國際電力也在不斷增加，人們的生活也越來越豐富和便宜。我國生產的典型高能耗產品, 其能源利用率比發達國家低15% 左右, 尚具有相當大的節能潛力。此外, 化學工業也是污染嚴重的行業之一。據統計，中國的化學工業廢水排放量在我國的工業廢水排放量在第一位,廢氣排放量占全國工業廢氣排放量的615%;固體廢物排放量占全國工業固體排放量的5%。因此，中國的化學工業的發展必須轉變發展模式，從粗放型向集約型，從市場需求驅動過渡到科學和技術進步，根據循環經濟的概念指導，化學工程與技術的發展與生態的協調，以實現第二十一個世紀的可持續發展。我國的任務是很艱巨的，從2000年開始我國實現了多年的GDP10%以上，雖然經濟得到了巨大的發展，但是這種發展是建立在犧牲眾多能源的前提下的，十八大以來，在以習近平為總書記的黨中央的領導下實現了經濟發展的新常態，經濟增速雖然放緩，但是無論從經濟質量還是經濟體量上都居世界前列，更多的趨向要素發展模式，不在以犧牲自然資源為代價獲得經濟發展，尊重自然，保護自然的社會態度蔚然成風，在化學發展方面也形成了綠色發展的模式。

一、低碳時代化學工業與化學品面臨大考驗

低碳時代化學工業與化學品面臨大考驗，這種考驗來自于很多的方面，政策的問題，法律的問題，管理的問題，技術的問題都亟待我們解決，任務雖然很艱巨，但是總是有突破點和新的道路的，十八屆五中全會指出的綠色發展之路就是一個嶄新的道路，一個具有指導性的道路。

隨著我國污染防治戰略的發展，從源頭上和全過程控制，都要借鑒國內外發展的經驗教訓，從簡單的公司治理，到調整產業結構，清潔生產和發展循環經濟都需要注意，現在，科技的水平已經大大的超過從前了，我們在尋求能源最大化利用的時候，當然也要考慮到各個負面問題，包括光化學污染，以及在化學合成各個方面的需要注意的問題。

二、化學對循環經濟的作用——以石油化工為例

（一）改變原用的反應原料

氨基甲酸酯是一種重要的精細化工原料，它必須使用光氣為原料合成：

光氣劇毒, 副產物HCl嚴重腐蝕設備。位于美國的Mnonaanto 和Riley?McGhee 曾經做過一項實驗，就是研究CO2和NH4成產產物的性質，Dowwan公司也參與過這項研究，并且已經實現了工業化生產。

我國走在科學前沿的是廈門大學研究機構的研究，研究人員制造出一種Pd網狀催化氧化劑，經過 催化效應加工，胺轉化率94%,氨基甲酸醋選擇性91 %。另一種研究方法是以異丙嗪和三氧化二鋁為原料，每生產一份產物都要消耗3分原材料，在這方面的研究中，日本三菱公司制造出了新方案。

新工藝采用甲醇脫氫制甲酸甲酯和丙酮基異丁酸甲酯和甲基鄰苯二胺生產輕基異丁酰胺氰醇水合反應。前期脫水得到的甲基丙烯酸甲醋, 后期脫水得到氫氰酸。這種方法可以被用來作為制備環狀氫氰酸丙酮氰醇原料。這種新工藝，氫氰酸只會有少量的損失，而且可以消除硫酸銨。

（二）改變原反應方式和/或試劑

在改變反應方式方面, 近年研究發展較快的是串聯反應; 并且是避免分離中體,從幾個原料經一步即可生成較復雜的產物。這方面工作以Torst等為代表, 如孟德公司和俄羅斯的Boreskov 催化劑研究院共同開發的苯和苯酚，并沒有都產生在同一個步驟的中，并且苯酚是作為苯的副產物。孟山公司經過研究在這一過程的收率可達98%，收率苯酚技術也達到了93%，并且經研究發現典型的異丙苯會高得多。該工藝沒有副產物或只有很少的廢料, 原料一氧化氮可由乙二酸生產的廢料得到, 大大有利于環保。因為工藝簡單，不需要經過冗余的的設計，不需要垃圾處理設備，因此基礎設施和運營成本都較低。此外，新工藝的設計，在確保不可燃氣體組成的操作下，克服了傳統工藝的碳氫化合物氧化安全問題。

化學與經濟是兩個永恒的話題，如何找到一個最佳的切入點即達到了經濟利益最大化的要求，又實現了循環綠色發展，這將是我們這代人以至于幾代人的共同的任務！

參考文獻：

[1] Sonia Y，Nicholas P L，Nathan C P. Assessment of Technologies to Meet a Low Carbon Fuel Standard[J]. Environ. Sci. Technol.，2009，43（18）:6907-6914.

[2] Pamela W，Daniel I，Andy A，Garvin H. Environmental and Sustainability Factors Associated With Next-Generation Biofuels in the U.S.: What Do We Really Know? Environ. Sci. Technol.，2009，43（13）:4763-4775.

[3] Brigitte S，Andreas R，Thomas S. Use of computer-assisted prediction of toxic effects of chemical substances[J]. Toxicology，2006，224（2）:156-162.