化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(李偉，攀枝花學(xué)院，四川攀枝花)摘要:現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀主要集中表現(xiàn)在：能源、材料、醫(yī)藥、環(huán)境等方面。其中能源作為主要的發(fā)展方向。根據(jù)現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)在能源和環(huán)境兩方面可以得知：發(fā)展清潔、高效、全球化的能源是必由之路。這些能源我們可以在生物體內(nèi)提取。比如，我們就可以從不同的生物體中提煉出生物柴油等一系列的清潔能源。關(guān)鍵詞:能源、污染、材料、醫(yī)藥、生物柴油Abstract:Modernchemistryofthepresentconditionmainlyconcentratesperformanceat:Energy,Material,Medicine,EnvironmentEtc.Aspect,amongthem,theenergyisamaindevelopmentdirection.Canknowintheenergyandtheenvironmentbothsideaccordingtothemordernchemistryindustry:Thedevelopmentsweeps,effciently,theenergyofglobalizationisnecessarilyfromitsroad.Theseenergywecanwithdrawinthelivingcreaturebody.Forexample,wecanrefinebirththingdieseltowaitaseriesfromthedifferentlivingcreaturebodyofsweepenergy.KeyWords:Energy、Pollution、Material、Medicine、LivingCreatureDiesel一.化學(xué)工業(yè)的現(xiàn)狀從形式上看，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)正經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)工程這兩個發(fā)展階段后，正在孕育著一個新的發(fā)展階段的過程。從社會現(xiàn)狀看，隨著社會的快速發(fā)展，各行各業(yè)進行生產(chǎn)都接觸到能源和材料方面的問題，而在制藥方面則關(guān)乎到人類的健康的問題。而之下所影響最深遠(yuǎn)的是環(huán)境問題。正是這一系列的原因?qū)⒛茉?、材料、制藥、環(huán)境等推到了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的前言。（一）能源能源是人類活動的基礎(chǔ)。在某種意義上講，人類社會的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進能源技術(shù)的使用。當(dāng)今世界，能源的發(fā)展，能源和環(huán)境，是世界、全人類共同關(guān)注的問題，而從我國的能源結(jié)構(gòu)和儲量（表1—1）可以看出它也是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重大問題。我國的能源結(jié)構(gòu)和儲量數(shù)據(jù) 指標(biāo)項目原煤（億噸）原油（億噸）天然氣（億立方米）水能（億千瓦時）總資源量50592.20100038140059221.8世界總量1195748.451172.879330827.1413095我國占世界比（%）4.72.00.514.3探明量（可開發(fā)）100771602060619233（表1-1）根據(jù)EIA預(yù)測，世界能源消費總量在從2001年到2025年的24年內(nèi)將增加54%。全球能源消費總量預(yù)計將從2001年的404×1015Btu增加到2025年的623×1015Btu。(Btu:英制熱量單位,1Btu=1055.056焦耳。)由此可見解決能源問題是化學(xué)工業(yè)的首要問題。20460表來源于BP公司世界石油能源統(tǒng)計，2003年根據(jù)美國2004年12月公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2004年世界油的儲量及石油產(chǎn)量及其他地區(qū)構(gòu)成表有關(guān)我國石油、天然氣等的儲量相比中東等地區(qū)是很少的。而我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，使對石油、天然氣等優(yōu)質(zhì)能源的消費增加是很快的。從1996年起，我國成為石油進口國家，依賴度越來越高。根據(jù)2000年石油能源可能進口依賴度預(yù)測（表1-3），可以看出能源對于我國而言是一個挑戰(zhàn)。1997年2010年2020年OECD54．363．070．03北美洲44．652．458．0歐洲52．567．279．0亞太88．891．592．2中國22．361．076．9印度57．485．291．6南亞國家87．295．196．1東西方國家53．761．080．7（表1-3）根據(jù)美國能源信息署最新預(yù)測結(jié)果，隨著世界經(jīng)濟、社會的發(fā)展，未來世界能源需求量將繼續(xù)增加。預(yù)計，2010年世界能源需求量達到105.99億噸油當(dāng)量，2020年達到128.89億噸油當(dāng)量，2025年達到136.50億噸油當(dāng)量，年平均增長為1.2%。歐洲和北美洲兩個發(fā)達地區(qū)能源消費占世界總量的比例將繼續(xù)呈下降的趨勢，而亞洲、中東、中南美洲等地區(qū)保持增長趨勢。伴隨世界能源儲量分布集中度的增大，對能源資源的爭奪將日趨激烈，爭奪的方式也將更加的復(fù)雜，由能源爭奪而引起的沖突和戰(zhàn)爭的可能性依然存在。而且，我們還可以看出在這能源之下還有危機，那就是環(huán)境。根據(jù)EIA統(tǒng)計，1990年世界二氧化碳的排量約為215.6億噸，2001年達到239億噸，預(yù)計2010年將為277.2億噸，2025年達到371.2億噸，年增長1.85%。面對以上的挑戰(zhàn)，未來世界能源供應(yīng)和消費將向多元化、清潔化、高效化、全球化和市場化方向發(fā)展。這樣才能走可持續(xù)發(fā)展路線，才能讓人類走得更遠(yuǎn)更長久。在18世紀(jì)以前世界一次性能源消費結(jié)構(gòu)中長期占首要地位的是薪柴。19世紀(jì)下半葉開始，煤取代薪柴，從而加速了近代工業(yè)的發(fā)展。1965年以后石油取代了煤，世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨變。雖然石化能源為現(xiàn)代工業(yè)的進步做了重要的貢獻，而在這種外表迅猛的發(fā)展背后是我們在做一個自我滅亡的游戲。根據(jù)2002-2003年我國“兩控區(qū)”二氧化硫污染現(xiàn)狀統(tǒng)計（表1-4），表明2002-2003年酸雨控區(qū)106個城市中，降水平均酸度：3-6。出現(xiàn)酸雨的有95個城市，占89.6%。雖然酸雨控區(qū)污染基本穩(wěn)定，但是污染嚴(yán)重的地區(qū)還在進一步的加重。而在世界不同的區(qū)域的可吸入顆粒的排放量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（表1-5）?？梢钥闯龌剂显谌紵嗅尫诺目晌腩w粒物對人類會造成多么大的影響。而中國在這方面卻遠(yuǎn)高于世界其他國家。二氧化硫的污染調(diào)查（單位：%）二氧化硫濃度的分級二氧化硫控制區(qū)酸雨控制區(qū)2002年2003年2002年2003年二級城市比例40．639．179．595三級城市比例31．325．013．714．7劣三級城市比例28．135．56．810．3（表1-4）不同區(qū)域的PM10排放量（單位：百萬噸/年）區(qū)域1990年2004年區(qū)域1990年2004年高線低線高線低線美國2242.622.5印度12.549.422.8日本8.210.05.3其他地區(qū)68.6216129西歐23.536.718東歐17.133.320.5中國46.426189.6注：不含生物質(zhì)燃燒和二次氮氧有機物。（表1-5）通過以上的一些文字和數(shù)據(jù)表明了我國以及世界的能源發(fā)展的方向和趨勢是：高效化、清潔化、全球化等路線。開發(fā)利用高效節(jié)清潔能源能很必要。隨著社會的不斷的發(fā)展，高效清潔能源的前景十分的大。此種能源有很多的途徑可以得到，以下就介紹一種十分重要的一種——生物柴油。生物柴油的開發(fā)利用迫不及待。西方國家生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，促使我國的生物柴油的發(fā)展。近年來，西方國家加大生物柴油的商業(yè)化投資力度，使生物柴油的投資規(guī)模增大，開工項目增多。美國、加拿大、巴西、日本、印度等國家都在積極的發(fā)展這項產(chǎn)業(yè)。我國隨著石油進口的依賴度的加大，這使我國的能源安全已面臨挑戰(zhàn)。與國外相比，我國發(fā)展生物柴油方面有一定的距離，但就我國的條件和資源而言發(fā)展生物柴油是十分要緊的國家發(fā)展大計。而我國加入WTO之后，在如何面對經(jīng)濟高速發(fā)展和環(huán)境保護的雙重壓力背景下，加快高校清潔的生物柴油產(chǎn)業(yè)化進程顯得更為迫切了。在我國生物柴油有豐富的源材料：麻風(fēng)樹、綠玉樹、續(xù)隨子、油桐、橡膠、烏桕、花生、大豆、苦參、米糠、東京野茉莉、玉米、向日葵、蒼耳、苦苣菜、紅花、光皮樹、紅瑞木、歐李、山杏、椰子、油菜、海甘藍、微孔草、黃連木、色林戚、亞麻、芝麻、天仙子、桉樹、木棉、油茶、沙棘、山桐子……在我國生物柴油研究進展前景很大很寬：我國政府為解決能源節(jié)約替代和綠色環(huán)保問題制定一些政策和措施。早有一些專家學(xué)者已致力于生物柴油的研究，倡導(dǎo)工作。而且，各大院校及科研單位都分別在進行實驗室的開發(fā)和小型的工業(yè)試驗，但產(chǎn)業(yè)化還要一段時間才能實行。正是這前人栽樹后人乘涼的優(yōu)勢之下，我們這一代人更有信心在前輩的肩上將他開發(fā)利用。而從環(huán)境言環(huán)境的優(yōu)化作用這些更加促使生物柴油的開發(fā)利用。（二）現(xiàn)代生物柴油的一些制備方法一）直接混合法或稀釋主要是為降低其黏度、提高揮發(fā)度。通過對其天然油脂類的提取后與柴油的溶劑或醇類按一定比例混合而行成的一種混合油。二）微乳液法通過對動植物油的高黏度的解決，進行與甲醇、乙醇等溶劑的混合成為一種透明、熱力學(xué)穩(wěn)定的膠體分散系。如：Neuma等使用表面活性劑（主要成分為豆油皂質(zhì)、十二烷基碳酸鈉及脂肪酸乙醇胺）、助表面活性劑（成分為乙基、丙基和異戊基醇）、水、煉制柴油和大豆為原料，開發(fā)可替代柴油的新的微乳狀液體系，其中組成為柴油：3.1609，大豆：0.7909，水：0.0509，異戊基醇:0.3389,十二烷基碳酸鈉：0.6769。三）高溫?zé)崃呀夥ǜ邷責(zé)崃呀庵冈诟邷兀ń柚呋瘎┗驘o催化劑）的條件下將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為一種物質(zhì)的過程。將大分子烴轉(zhuǎn)化為小分子的烴類有機物。如：1933年對植物油裂解，將椰油和棕櫚油以二氧化硅或氧化鋁為催化劑，在450度的溫度下裂解，之后得到的液體與普通柴油的性質(zhì)非常相近。四）酯交換法通過對各種天然植物油和動物脂肪以及食品工業(yè)的廢油，都可以作為酯交換法生產(chǎn)生物柴油的原料，其中酯交換法的醇基用低成本的甲醇，催化劑主要是酸和堿。五）生物技術(shù)生產(chǎn)生物柴油通過有關(guān)生物方面的技術(shù)生產(chǎn)生物柴油，這種方法可以避免化工生產(chǎn)過程的用量多、能耗大、工藝復(fù)雜、污染大等缺點。（注：其余討論有機化工的發(fā)展必定影響世界糧食危機的