正文 第15章 綠色工藝的設計(1 / 1)

三廢的處理過程不應產生新的汙染,這樣才能實現減少或消除汙染。更有實際意義的是綠色工藝的設計。化學工作者正是在探索汙染物的防治、轉化、處理及綜合利用的途徑,積極改革舊工藝,探尋無汙染或低排放的“綠色”新工藝中發揮著重要作用。

例如有機化學家在有機合成工業中,提出對合成途徑原子利用率和E-因子的分析和估價,以此綜合考慮對原料的選取、能量的耗損、以及廢料的環境商值等,探索新的合成工藝。

E-因子定義為每生產1kg期望產品的同時產生的廢物的量,即E-因子=廢料質量/產品質量。表2-4列出了不同生產部門生產中環境所能接受的E-因子的大小。

工業部門產品/噸E-因子

煉油166~108~0.1基本化工104~106<1~5

精細化工102~1045~50

製藥101~103KG100~525

從表中可看到,精細化工(如染料)和製藥工業的E-因子較大,主要廢料是在純化產品的反應過程中產生的無機鹽。一般步驟多廢料就多。因此,減少合成步驟、無機鹽的形成,即開發無鹽生產工藝,可減少廢料向環境的排放。

環境商值EQ是綜合考慮廢物的排放量和廢物在環境中的毒性行為,用以評價各種合成方法相對於環境的好壞。環境商EQ=E×Q。式中E即為E-因子,Q為根據廢物在環境中的行為給出的對環境不友好度,例如,無害的NaCl和(NH4)2SO4若Q定為1,則有害重金屬離子的鹽類基於其毒性大小,其Q為100~1000。環境商值愈大,廢物對環境的汙染愈嚴重,因此EQ值的大小是化學工程師衡量或選擇合理生產工藝的重要因素。

要降低EQ值,意味著要減少生產工藝過程中廢物的排放量,就是要提高合成工藝中的原子利用率。

為此,要選擇合適的途徑,提高原子利用率。除理論產率外,還需考慮和比較不同途徑的原子利用率,這是有關生產過程對環境產生的潛在影響的又一評價標準。下麵給出了環氧乙烷(C2H4O)生產中,經典工藝和新工藝(一步催化反應)不同原子利用率的比較。經典工藝的原子利用率為25%,新的一步催化法則為100%,即理論上沒有廢物產生。

經典氯代乙醇法

CH2=CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HClClCH2CH2OH+Ca(OH)2HClH2CCH2O+CaCl2+2H2O總反應C2H4+Cl2+Ca(OH)2C2H4O+CaCl2+H2O摩爾質量4411118

原子利用率=44/173=25%

現代石油化學工藝

CH2=CH2+1/2O2催化H2COCH2

原子利用率=100%

隨著人類生產和社會活動的增加,大量汙染物進入環境,衝擊生態環境和影響人體健康。人們對改善環境質量要求可持續發展的願望日益迫切。縱然,環境問題是多方麵的,也是全球性的。

聯合國於1972年6月5日至16日在斯德哥爾摩首次召開113個國家參加的人類環境會議。會議通過了一個全球保護環境的行動計劃和《人類環境宣言》,呼籲“為了這一代和將來的世世代代而保護和改善環境,已成為人類一個緊迫的目標”,“這個目標將同爭取和平和全世界的經濟與社會發展這兩個既定的基本目標共同和協調地實現”。會議通過了將每年的6月5日定為“世界環境日”的決議。每年的世界環境日都有一個主題,旨在通過宣傳,強化公眾的環境意識。每位公民要自覺保護環境,作為高等學校培養的各種層次的高素質人才,包括專門技術人員和管理人員更應努力學習有關知識,加強對保護環境,改善環境質量的責任感。創造一個清潔美好的生活環境是人類的共同願望,給後代留下一個良好的環境,也是我們這一代人所必須履行的道德責任!