化工考研哪个学校好_可持续发展与现代化工科学 南京廖华

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可持续发展与现代化工科学

“ 可持续发展” 的观念于19 8 7 年联合国环境与发展署在《我们共同的未来》中首先提出, 并于1 9 92 年6 月被发表在《里约热内卢宣言》上, 从那以后人类开始把减轻地球环境负荷作为共同的努力目标。可持续发展是指既满足当代的需求, 又不危及后代满足其发展需求能力的发展。可是人们长期以来单纯的经济发展观, 导致了地球环境的全方位污染与生态平衡的严重失调。中国是世界第一人口大国, 面对总体环境日益恶化, 人均资源匾乏和不断膨胀的人口等严峻的国情现状, 中国政府于1 9 9 4 年制定了《中国21 世纪议程》, 开始实施可持续发展战略。2 0 02 年8 月发表了《中华人民共和国可持续发展国家报告》, 党的十六大又提出必须把可持续发展放在十分突出的地位, 可见其重要性。在全球10 大环境公害中, 与化工有关的占7~9个。美国TRI统计的结果也表明, 化学工业为最大的有害物质释放工业, 超过排在前10 名的其他9 个行业的总和。因此, 大力发展现代化工科学及技术是中国经济发展的当务之急。

1.1中国资源与生态化环境的边界条件

中国人多地少, 急剧增加的人口只会增加环境的负荷, 加剧资源、能源的枯竭, 加剧资源的供需矛盾。因此为了社会的永续繁荣, 一方面必须走资源节约型发展道路, 另一方面需要开拓新的资源,以期实现资源的生态化利用, 并且要求整个开发和利用过程都是环境友好的。

2.1资源生态化利用的目标

远景——生态工业园区

目标, 需要国家科技能力的建设, 社会发展能力的建设, 及整体的经济技术实力等都要达到相当高的水平。

2.2近期发展目标

针对目前资源利用体系全过程研发目标可考虑以下几点。

(1) 科技创新加速使用生态化资源的利用过程与取代或改造非生态化的资源利用过程, 以建立生态工业。

(2 ) 提高对生态系统受到破坏后的修补能力,提高对各类有毒物质的降解能力, 提高对人类活动所释放的废弃物的缓冲和再利用能力, 以解决中国严重的环境污染问题。

(3 ) 提高资源利用能力, 大力发展利用劣质原料、废弃资源、替代原料和可再生原料的过程技术和相关的工程学研究。资源的合理利用、再生利用和保护问题已成为国家的战略问题, 也必须通过工程手段予以实现。

3可持续发展的现代化工过程工程基础

化工可持续发展的基本理论与方法, 是一个涉及到自然科学与社会科学的多学科交叉的复杂系统问题。

现代化工过程工程科学与技术是资源生态化利用的工程技术基础中的重要组成部分。现代的化工过程工程科学与技术, 也可称为生态化工或者绿色化工, 区别于传统的化工科学与技术在于其优化目标函数中, 必须涵盖生态环境建设目标, 对于不同的

资源利用过程可能用不同的函数表达。

3.1生态化工过程的主要基础研发方向

实现资源的生态化利用, 其目标不仅要使原材料的资源全部转化为符合要求的产品, 而且实现转化的生产及使用全生命周期都应该是安全、清洁、高效、无污染的环境友好过程。要达到这个目标,化工工作者需从两方面交叉研究: 一是通过开发新型催化剂和新的合成与分离途径(流程) 人手, 这是化学与化学工艺者的任务; 二是由强化化学工程技术出发, 采用新型高效的绿色化工技术与装备,通过强化化工过程, 优化化工系统集成的角度来实现, 这又需要化学工程与化工机械工程技术界共同努力; 而且只有从事这两方面工作的研究开发者在研发过程中实现早期的产品设计和全程的合作才能达到理想的目标。

应该强调的是在复杂系统中, 对于反应、质量、能量、流量转化的理论机理与规律必须在加速揭示的前提下, 化工信息学和化工系统工程的策略与方法还必须贯彻于研发过程的始终, 实现资源的生态化利用过程才能成功。

一个理想的化工过程, 应该是全生命周期都是环境友好的过程, 即由原料到产品生产过程, 由产品使用到其废弃过程, 还包括该生产过程装置与设备由投产到报废周期的实现, 全部是环境友好的,目前基础研发的内容有以下三个方面。

3.2.1开发绿色化学与化学工艺

(l) 产品目标确定后, 选择无害、无毒的原料与中间品。

例如用非光气法生产双酚A, 避免了剧毒物的产生; 日本住友和旭化成公司以异丁烯取代用剧毒的氢氰酸为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, 再醋化为该产品; S he l 公司则开发出以甲基乙炔为原料在把催化剂作用下经拨基化醋化生产MM A 的绿色工艺, 此法原料价格低, 产品收率高。

(2 ) 尽量不用、少用有毒、有害的溶剂和助剂, 或采用环境友好的溶剂和助剂。

固态化学反应；无溶剂的液态反应；以水为介质的有机反应；超临界流体；近临界水溶剂；离子液体

(3) 发展高选择性, 高效的新型催化剂及新的合成工艺, 向生态过程与理想的原子经济性目标靠拢, 从而简化反应步骤, 提高经济和环境效益。

简化工艺步骤；用固体酸催化剂取代传统酸催化剂；两相催化；催化的不对称合成；生物催化；仿生合成

3.2.2发展绿色化学工程技术

(l) 强化藕合化工技术将是解决资源利用流程长, 效率低等非绿色过程的关键技术。

a .反应与分离的祸合把反应与分离结合起来, 以使一台设备同时具有反应和分离的功能, 如催化精馏、反应结晶、膜反应器、超临界反应分离技术等。作者等开发的一个反应结晶器在多场协同作用下可以将反应结晶速度提高1 0 倍。

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