化學(xué)工程技術(shù)論文
時間:2022-05-05 03:47:44
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1超臨界流體工程技術(shù)的應(yīng)用
超臨界流體技術(shù)一般是控制溫度和壓力的條件下,或者加入其他物資的情況下改變體系的傳質(zhì)系數(shù)、傳熱系數(shù)及化學(xué)反應(yīng)特征的,這能更加高效清潔地進行化學(xué)生產(chǎn),有的在超臨界的狀態(tài)下能節(jié)省能耗,所以超臨界流體技術(shù)也被稱為超級綠色化學(xué)技術(shù)。超臨界液體技術(shù)(SCF)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用到了材料制備中。早在上世紀九十年代該技術(shù)就已經(jīng)開始應(yīng)用,把二氧化碳制備成超臨界的狀態(tài),以它為介質(zhì)來制取特氟龍;還有聚丙烯工藝中也應(yīng)用了SCF技術(shù),利用丙烷的特點來做稀釋劑,該技術(shù)也是做PE的升級版。當下,超臨界流體技術(shù)則更多地應(yīng)用在了高分子材料,復(fù)合材料,不易粉碎的無機物材料,以及提取不太容易溶解在單一超臨界液體中的有機物?,F(xiàn)在應(yīng)用的超臨界流體技術(shù)的方法主要有一下幾種:
1、快速膨脹法,該方法主要用于固體顆粒狀的物質(zhì)的制備;
2、壓縮抗溶劑發(fā),主要用于制備微孔、微球類的物質(zhì),所以在藥物分子及聚合物共沉上應(yīng)用較多,也較成熟;
3、抗溶劑法,通常該方法會應(yīng)用在制備爆炸性物質(zhì)和不溶于單一超臨界流體的有機物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻,超臨界流體技術(shù)還在分析化學(xué)中大展拳腳。它與色譜技術(shù)相結(jié)合,能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效,比液相色譜更精準的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術(shù)在石油化工、環(huán)境保護還有醫(yī)藥化學(xué)等多個領(lǐng)域得到廣泛使用。
2綠色化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用
綠色化學(xué)指用化學(xué)的技術(shù)和方法,再結(jié)合其他學(xué)科的知識來減少或者消除化學(xué)對于人類的危害、社會的危害以及環(huán)境的危害。從源頭的原材料開始,到生產(chǎn)過程中的試劑和介質(zhì)還有催化劑,到最后的產(chǎn)物及副產(chǎn)物都要求綠色、環(huán)保、無毒害,還有就是“原子經(jīng)濟性”的“零排放”。像在綠色無毒原料控制方面,石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料,改成生物原料,生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸,這樣一樣可以制作尼龍,而且對人體和環(huán)境都危害極小。再比如在反應(yīng)過程中對介質(zhì)、溶劑等的控制,也要求無毒無害,在有機反應(yīng)中水就是很好的溶劑,不僅對環(huán)境無害還能節(jié)省到有機反應(yīng)中的官能團的保護還有去保護等環(huán)節(jié),所以也省工藝省時間了。還有反應(yīng)中用的綠色催化劑,綠色催化劑能更加正對性,更加高效地參與化學(xué)反應(yīng),并且得到的副產(chǎn)物少。在有機合成反應(yīng)中,綠色催化劑的應(yīng)用顯得尤為重要。像不對稱合成反應(yīng)中,催化劑不僅為化學(xué)農(nóng)藥和精細化工提供反應(yīng)需要的中間體,有的還能為反應(yīng)提供綠色的合成技術(shù)。比如酶催化反應(yīng)、氫酯化反應(yīng)、還有不對稱酮反應(yīng)等。
3化學(xué)工程技術(shù)中的傳熱研究
化學(xué)反應(yīng)中傳熱的研究是化學(xué)工程的重要內(nèi)容,因為它嚴重影響著一個反應(yīng)的能耗,反應(yīng)的進程等。在微細尺度傳熱研究中,由于尺度微細,原有的傳熱假設(shè)及會發(fā)生變化,其流動還有傳入的規(guī)律也會發(fā)生變化。目前在納米、微米、集成電子設(shè)備還有微型熱管領(lǐng)域中該傳熱研究交深入,取得了較不錯的成果。而我們在改進傳熱工藝和設(shè)備上也做足了研究,為了提高傳熱效率,我們可以改進設(shè)備的性能,使其持續(xù)對外傳熱的能力提高,改變里面的傳熱材料和工藝的設(shè)計來實現(xiàn)傳熱的效率。然而我們現(xiàn)在投入很多精力的滴狀冷凝技術(shù)的研究還沒能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質(zhì)在滴狀的時候冷凝,同時冷凝表面壽命延長,所以目前這個難題還很難突破。還有就是我們在計算沸騰時的傳熱存在很多弊端,復(fù)雜的沸騰狀態(tài)不適用目前所有的傳熱計算方式,就研究沸騰傳熱的計算方法也是一大塊難題的,所以就滴狀傳熱技術(shù)的研究也將會是我們傳熱研究領(lǐng)域的一個重要課題,如果該研究獲得進展必將改變現(xiàn)在很多的化學(xué)生產(chǎn)工藝形式,將會帶領(lǐng)化學(xué)生產(chǎn)進入一個新的時代。
4結(jié)語
在這個科技日新月異的時代,我們化學(xué)生產(chǎn)的改革必定是依賴于化學(xué)工程的創(chuàng)新和改變的,所以化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)研究中從源頭到過程到控制結(jié)果上面的研究對于化學(xué)生產(chǎn)的意義是機器重大的。我們要高效、清潔、環(huán)保地進行化學(xué)生產(chǎn),才能使得我們的社會,我們的環(huán)境能夠承載日益增多的人類及人類的各色需求,才能使我們在這個環(huán)境中可持續(xù)的循環(huán)發(fā)展。所以我期待每一個化學(xué)人都能在化學(xué)研究中盡綿薄之力,幫助化學(xué)生產(chǎn)的改進。
作者:尹小社單位:中藍連海設(shè)計研究院
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