Documento de revisión de productos químicos

Ejemplo 1: Prefacio a la investigación sobre conservación de energía y reducción de emisiones en la industria química.

La industria química ha promovido el rápido desarrollo de la sociedad humana y la civilización material, y también ha hecho grandes contribuciones a la sociedad humana. Al mismo tiempo, los problemas de contaminación ambiental son cada vez más graves, como lo demuestra la industria química. ¿contribuir? Entonces qué. ¿Problema de contaminación ambiental? La naturaleza dual de la industria química plantea desafíos a los investigadores y productores de la industria química. Reemplazar los procesos químicos tradicionales con procesos químicos ecológicos es un concepto propuesto por la ingeniería y la tecnología química ecológica. En el proceso de producción química, se utilizan materias primas no tóxicas e inofensivas y la reacción se lleva a cabo en condiciones de reacción no tóxicas e inofensivas. Al mismo tiempo, toda la reacción tiene una alta selectividad y minimiza la producción de subproductos. . Para lograr este objetivo, es necesario promover una producción más limpia en la industria química, lograr cero emisiones y eliminar la contaminación en el proceso productivo. Resumen: En vista del desarrollo de la industria química tradicional, este artículo analiza el papel de la ingeniería y la tecnología químicas verdes en la promoción de la conservación de energía en la industria química, proporcionando una referencia para la protección del medio ambiente y la conservación de energía en la producción de la industria química de mi país en el futuro. 1 Concepto de Industria de la Química Verde ¿Cómo se llama también la química verde? ¿Química respetuosa con el medio ambiente? ¿Química respetuosa con el medio ambiente? ¿Química de limpieza? La característica más importante de la química verde es el uso de medios científicos para prevenir la contaminación desde el principio, de modo que el proceso y la terminal sean cero emisiones o contaminación cero. El objetivo de su investigación es encontrar vías de reacción y procesos que aprovechen al máximo las materias primas y la energía y hagan que todos los enlaces sean limpios y libres de contaminación. La química verde es la introducción de ideas de química verde en la producción química tradicional y, sobre esta base, produce procesos químicos que son inofensivos para la salud humana, la seguridad de la comunidad y el medio ambiente ecológico.

2 Ingeniería química ecológica y desarrollo de procesos

¿Qué métodos solía utilizar la gente en los primeros días para lidiar con la contaminación ambiental causada por la industria química? ¿Gestión de terminales? Ha desarrollado diversas medidas de protección ambiental, como tecnología de tratamiento de agua, tecnología de prevención y control de la contaminación del aire, tecnología de tratamiento de desechos sólidos y tecnología de control de ruido, haciendo importantes contribuciones a la protección del medio ambiente ecológico. Sin embargo, con el continuo desarrollo y progreso de la sociedad humana y la civilización material, la velocidad de la contaminación ambiental es mucho más rápida que la velocidad del control de la contaminación ambiental. El costo del control de la contaminación ambiental es cada vez mayor y el tratamiento de los síntomas no cura. la causa raíz. La ingeniería y la tecnología química ecológica utilizan tecnología química ecológica para reemplazar la tecnología química tradicional. En condiciones de reacción no tóxicas e inofensivas, se utilizan materias primas no tóxicas e inofensivas para hacer que la reacción sea altamente selectiva y minimizar la generación de subproductos. Esto promoverá una producción más limpia en la industria química, logrará cero emisiones, implementará una producción química ecológica y evitará la contaminación desde la fuente. Los métodos de implementación específicos de la ingeniería y tecnología química ecológica en la industria química incluyen principalmente los siguientes.

2.1 Materias primas verdes

En la producción de productos químicos, la selección de materias primas es uno de los principales factores que determina el proceso de producción química y la tecnología de producción. La ingeniería y la tecnología químicas verdes toman materias primas no tóxicas e inofensivas como objetivos clave de investigación y desarrollo de la industria química verde, y seleccionan recursos renovables como materias primas químicas verdes. Por ejemplo, los recursos de biomasa, incluidas plantas, cultivos, productos forestales, mariscos (diversas algas) y desechos municipales (periódicos, fibras naturales), se convierten en alcoholes, cetonas, ácidos, etc. comunes mediante una serie de reacciones de transformación biológica. de materias primas químicas. Durante el proceso de conversión, se depende de varios microorganismos para producir diversas sustancias químicas que necesitamos en las células. Todo el proceso es limpio y libre de contaminación, y es una aplicación típica de materias primas ecológicas.

2.2 Catalizadores Verdes

En los últimos años, con el rápido desarrollo de la industria química, la aplicación de reacciones químicas razonables en la producción química se ha convertido en uno de los factores importantes para el desarrollo sostenible. de la industria química moderna. En las reacciones químicas convencionales, el uso de catalizadores es fundamental. El uso correcto y razonable de catalizadores no sólo puede acelerar el proceso de reacción, mejorar la selectividad de las reacciones químicas, aumentar la tasa de conversión, mejorar la calidad del producto y reducir los costos de procesamiento, sino también reducir o eliminar fundamentalmente la generación de subproductos, reducir contaminación ambiental, y maximizar Hacer pleno uso de diversos recursos y proteger el medio ambiente ecológico. Actualmente se han desarrollado diversos catalizadores para la investigación de la catálisis de reacciones químicas. Por ejemplo, en la producción de productos químicos finos, se utilizan catalizadores sólidos seguros, como tamices moleculares y heteropoliácidos, para reemplazar catalizadores líquidos dañinos como el ácido sulfúrico concentrado, simplificando así el proceso y reduciendo los costos de producción. ¿Tres desperdicios? volumen de escape.

2.3 Disolventes y aditivos ecológicos

En el proceso de producción química, ya sea un proceso de reacción química o un proceso de separación de productos químicos, se utiliza una gran cantidad de disolventes o aditivos para superar el proceso de reacción o separación. Sin embargo, estos solventes y aditivos son tóxicos y a menudo tienen efectos negativos en la salud humana y el medio ambiente social. Por lo tanto, el desarrollo de solventes y aditivos no tóxicos e inofensivos es también una de las principales investigaciones y desarrollo. Objetivos de la industria química verde. Los disolventes y aditivos ecológicos adecuados no solo pueden acelerar la reacción, sino también hacer que la reacción consuma menos energía, lograr mejores resultados, tener mayor selectividad, hacer que el producto sea más fácil de separar y ser más propicio para la protección del medio ambiente. Por ejemplo, se han desarrollado diversos líquidos iónicos para proporcionar nuevos entornos de reacción para reacciones químicas en el proceso de producción de la industria química, y también se utilizan para separar productos y subproductos en el proceso de separación de la producción de la industria química.

2.4 Energía Verde

En la industria química, cada paso desde la obtención de materias primas químicas hasta las reacciones químicas y la separación y purificación de los productos de reacción va acompañado de la generación y consumo de energía. consumo enorme.

Sin embargo, en las reacciones químicas en la producción química, si la reacción es endotérmica, se requiere calentamiento al comienzo de la reacción para completarla; si la reacción es exotérmica, se requiere enfriamiento para eliminar el calor y controlar la reacción. De igual forma, en los procesos de separación y purificación química, se puede lograr mediante destilación, extracción, recristalización, ultrafiltración y otras operaciones, que también requieren una gran cantidad de energía. Por lo tanto, encontrar fuentes de energía adecuadas también es un objetivo clave de investigación y desarrollo de la industria química verde. Por ejemplo, la energía limpia incluye la energía eléctrica, la energía lumínica, la energía de microondas y la energía ultrasónica, entre las cuales la energía eléctrica es una de las fuentes de energía más utilizadas. En una reacción electrocatalítica que utiliza vitamina B12 quiral natural no tóxica como catalizador, la epoxidación de radicales libres se puede lograr en condiciones neutras suaves.

3. La ingeniería y la tecnología químicas verdes promueven la conservación de energía y la reducción de emisiones en la industria química.

En los últimos años, en la industria química nacional, la ingeniería y la tecnología químicas verdes se han utilizado principalmente. en los siguientes aspectos.

3.1 Aplicación de Tecnología de Producción Más Limpia

En la industria química, la producción más limpia incluye tres aspectos: proceso de producción limpio, productos limpios y energía limpia. En la industria química, los procesos de producción más limpios son la principal forma de ahorrar energía y reducir emisiones. El proceso de producción limpio se refiere al uso de la menor cantidad posible de materias primas tóxicas y nocivas, utilizando nuevos procesos y equipos eficientes con menos desperdicio y sin desperdicio, mejorando los procesos de producción de productos convencionales minimizando diversos factores peligrosos en el proceso de producción, como las altas temperaturas; , Alta presión, inflamable, explosivo, ruido fuerte, vibración fuerte, etc. Adoptar operaciones y controles de producción confiables y simples. Los casos de aplicación existentes de tecnología de producción limpia en la industria química incluyen: tecnología de producción limpia en la industria de fertilizantes fosfatados, transformación verde de la tecnología de producción de anhídrido crómico, producción limpia de óxido de propileno, reciclaje de gas de cola de oxidación de tereftalato de dimetilo y producción limpia de dicloroanilina. Tecnología de producción limpia de benzaldehído, etc. Estas tecnologías de producción limpia promueven la conservación de energía y la reducción de emisiones en la industria química, logran la ecologización de la industria química y hacen importantes contribuciones a la salud humana y la protección del medio ambiente ecológico.

3.2 Aplicaciones combinadas con la biotecnología

En la producción química, la ingeniería y la tecnología químicas verdes a menudo se combinan con la biotecnología, y los recursos renovables se convierten en productos químicos a través de la tecnología de biorrefinería para sintetizarlos. químicos requeridos. En comparación con las materias primas industriales ordinarias, las materias primas químicas obtenidas mediante esta tecnología tienen mejores efectos de reacción y eficiencia catalítica, producen menos contaminantes y desechos en la reacción y también están libres de contaminación, son eficientes y ahorran energía. La biorrefinería es una tecnología innovadora pionera y un nuevo modelo industrial para la producción de energía, materiales y productos químicos. Por ejemplo, el método de biorrefinería de cultivos completos utiliza colza, soja, caña de azúcar, maíz, etc. como materias primas, y utiliza tecnología de fermentación y métodos de combinación de genes para generar el importante intermediario químico 1,3-propanodiol en condiciones aeróbicas.

3.3 Aplicación de productos químicos respetuosos con el medio ambiente

El desarrollo vigoroso de la ingeniería y la tecnología química ecológicas puede permitir a la industria química producir productos respetuosos con el medio ambiente que estén más en consonancia con el desarrollo sostenible de la sociedad y el Entorno natural. Hay muchos ejemplos de aplicaciones específicas en la vida. Por ejemplo, el trifluoroyodometano (FIC-1311), que ha sido catalogado como una nueva generación de refrigerante ecológico por las Naciones Unidas, reemplaza al refrigerante tradicional Freón, no agota la capa de ozono, tiene un efecto invernadero insignificante y. causa poco daño al medio ambiente; en 2005, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. aprobó un nuevo pesticida gaseoso para fumigación, el fluoruro de sulfurilo, para reemplazar el bromuro de metilo. Tiene mejor efecto insecticida que el bromuro de metilo y no tiene ningún efecto sobre el olor de nueces y frutos secos. Al mismo tiempo, su potencial de agotamiento de la capa de ozono es nulo y no tiene ningún impacto sobre la capa de ozono atmosférico.

4 Conclusión

En el proceso de producción química, el concepto y la tecnología de la industria química verde, materias primas no tóxicas e inofensivas, catalizadores, disolventes, etc. Desde la perspectiva de la fuente de producción química, la tecnología de producción que ahorra energía y reduce las emisiones y la tecnología de producción limpia pueden reducir el consumo de energía en el proceso de producción química, lograr la armonía entre el hombre y la naturaleza y proteger el medio ambiente ecológico. Por lo tanto, el desarrollo y la aplicación de ingeniería y tecnología químicas ecológicas son cruciales para el desarrollo de la industria química moderna y también son un requisito previo importante para promover el desarrollo sostenible de la industria química moderna.

Ejemplo 2: Experiencia en la enseñanza de experimentos de química orgánica básica Los experimentos de química orgánica básica son uno de los cursos obligatorios en ciencias e ingeniería, ingeniería química, medio ambiente, materiales, biología, experimentos y otras especialidades en colegios y universidades. Son muy importantes para cultivar las operaciones prácticas de los estudiantes y el entrenamiento del pensamiento tiene un impacto importante. Con el desarrollo de la economía y la sociedad, la química orgánica desempeña un papel cada vez más importante en la producción y la vida de las personas. Como curso básico de química orgánica, los experimentos de química orgánica básica desempeñan un papel en sentar las bases para el desarrollo futuro de los estudiantes. Sin embargo, en la enseñanza experimental, el autor descubrió que existen muchos problemas en las ideas y métodos de enseñanza de la enseñanza experimental de la química orgánica y, combinado con su propia experiencia docente, propuso nuevas ideas de enseñanza y estrategias metodológicas para proporcionar referencia para la química orgánica básica. enseñanza experimental.

1 La importancia de la química orgánica y su conexión con la vida diaria

La química orgánica tiene una estrecha relación con la producción y la vida de las personas, que se refleja principalmente en los siguientes tres aspectos: primero, La vida humana es un organismo que está compuesto de diversas sustancias orgánicas, como proteínas, ácidos nucleicos, azúcares, etc. Estas sustancias constituyen las unidades básicas de la vida y también participan en diversos procesos anabólicos del organismo. En segundo lugar, los humanos no pueden vivir sin materia orgánica. Por ejemplo, todo tipo de ropa que usamos está hecha de diversas fibras sintéticas, y diversas proteínas y nutrientes orgánicos son indispensables en nuestra dieta. Por último, la química orgánica ha mejorado nuestra calidad de vida. Por ejemplo, varios fármacos sintetizados mediante la química orgánica no sólo han curado muchas enfermedades humanas, sino que también han ampliado la esperanza de vida.

1965, ¿la primera insulina artificial sintetizada por humanos? El nacimiento de la insulina bovina cristalizada en China ha traído buenas noticias a los pacientes diabéticos.

2 La importancia de los experimentos básicos de química orgánica para los estudiantes

(1) Cultivar el funcionamiento práctico de los estudiantes y su capacidad para integrar la teoría con la práctica. La química orgánica es una materia muy práctica. Solo la enseñanza teórica con los profesores como cuerpo principal no puede integrar todos los puntos de conocimiento de la química orgánica. Los experimentos de química orgánica brindan a los estudiantes la oportunidad de operar y resolver la falta de comprensión de los puntos de conocimiento de los estudiantes en clase. confusión de entendimiento. Por ejemplo, cuando aprenden extracción de materia orgánica, muchos estudiantes memorizan el proceso de extracción y las precauciones en las clases teóricas. Sin embargo, en las clases experimentales, los estudiantes completarán las tareas de forma independiente o cooperativa, comprenderán a fondo los principios de extracción y dominarán el uso correcto del separador. embudo. La química orgánica también es un tema muy práctico, como la preparación de aspirina. La aspirina es un antipirético y analgésico que desempeña un papel insustituible en la historia del desarrollo de fármacos humanos. La síntesis de este fármaco puede permitir a los estudiantes comprender la importancia de la síntesis orgánica y consolidar el método de purificación por recristalización.

(2) Cultivar el pensamiento de investigación científica y el espíritu de investigación especial de los estudiantes. Los experimentos de química orgánica, debido a su gran operatividad y profesionalismo, ponen a prueba las cualidades integrales de los estudiantes y también son útiles para cultivar el pensamiento de investigación científica y el espíritu de investigación científica especial de los estudiantes. Muchos químicos famosos, como Marie Curie y Mendeleev, lograron grandes logros gracias a los resultados experimentales obtenidos gracias a sus ideas de investigación científica y su formación experimental. Los experimentos de química a nivel universitario deben centrarse en el entusiasmo de los experimentos. Sólo después de estimular su entusiasmo podrán dedicarse verdaderamente a la investigación especial.

(3) Sentar las bases para que los estudiantes accedan a futuros trabajos. Los experimentos de química orgánica son una condición necesaria para que los profesionales de la química orgánica accedan a puestos de trabajo futuros. Sólo dominando las habilidades operativas básicas podrán estar calificados para el trabajo. Cada vez hay más estudiantes universitarios en China y la situación laboral es cada vez más grave. La principal razón de la desconexión entre el mercado y la dirección de la formación de talentos es que los estudiantes tienen pocas habilidades operativas y pueden obtener altas puntuaciones en los exámenes teóricos, pero quedan desprevenidos cuando se trata de aplicaciones prácticas. Pero para aquellos estudiantes que no se dedican a trabajos profesionales relacionados con la química, el experimento de química orgánica es un experimento básico y una preparación importante para futuros conocimientos relacionados con el trabajo.

3 Los principales problemas existentes en la actual enseñanza experimental de química orgánica básica

(1) Los métodos experimentales están atrasados ​​y el equipo experimental está desactualizado. El contenido de los libros de texto experimentales de química orgánica son generalmente aquellos experimentos básicos aprobados. Aunque estos experimentos son clásicos, debido a métodos experimentales atrasados, mucho tiempo y operaciones engorrosas, algunos experimentos tardan más de 6 horas en completarse, lo que desanima a algunos estudiantes que originalmente estaban interesados ​​en la química orgánica. De hecho, después de décadas de desarrollo, los métodos experimentales de la química orgánica mejoran constantemente. El uso de métodos experimentales avanzados puede acortar en gran medida el tiempo experimental y es muy útil para mejorar el interés de los estudiantes en aprender. Además, muchas universidades nacionales tienen el problema de contar con equipos experimentales de química orgánica obsoletos. La razón principal por la que muchos experimentos no se pueden llevar a cabo es la falta de equipo experimental. Generalmente, varios estudiantes utilizan una plataforma experimental o un instrumento operativo. En términos de métodos experimentales, aparte del contenido básico tradicional, las nuevas tecnologías utilizadas en la sociedad no se introducen una vez que los estudiantes las aprenden, no saben dónde usarlas, por lo que, naturalmente, no pueden motivarse. Sin embargo, muchas teorías que no se utilizan en absoluto en la sociedad moderna todavía se reflejan en los libros de texto experimentales, lo que no sólo consume el precioso tiempo de estudiantes y profesores, sino que tampoco ayuda a los estudiantes a adaptarse al trabajo futuro.

(2) Existen riesgos de seguridad durante el experimento. Los peligros para la seguridad de los experimentos incluyen tres aspectos: ① En la actualidad, muchas universidades nacionales tienen ciertos peligros ocultos en la seguridad del laboratorio, como la falta de gabinetes de operación segura en los experimentos y la aparición frecuente de reactivos experimentales vencidos o no calificados. ② Algunos experimentos orgánicos presentan riesgos para la seguridad, como la preparación de acetoacetato de etilo. Este experimento utilizó arena de sodio, y el sodio metálico se quemará cuando entre en contacto con el agua. Durante el proceso de derretir en caliente el bloque de sodio y agitarlo para convertirlo en arena, si no se hace correctamente, el sodio saldrá de la botella, lo cual es muy peligroso. De hecho, el autor nunca ha utilizado arena de sodio en el proceso de investigación de síntesis orgánica durante tantos años. ③Durante el experimento, muchos estudiantes carecían de conciencia de seguridad y no usaban máscaras ni gafas protectoras. Una vez que ocurre un accidente, como que se rocíe el reactivo en los ojos o el cuerpo, no se puede solucionar de manera rápida y efectiva.

Cuatro visiones sobre la enseñanza de la química orgánica básica

(1) Clarificar el propósito de la enseñanza experimental de la química orgánica básica. En la actualidad, existen muchos problemas en la enseñanza experimental de la química orgánica básica en nuestro país. Esto se debe a que el verdadero propósito de la enseñanza experimental no está realmente claro. Las universidades chinas ahora brindan educación de calidad en lugar de la educación de élite de hace 20 años, por lo que imponer demasiadas exigencias a los estudiantes hará que se cansen de estudiar o tengan miedo. Muchos estudiantes se han visto disuadidos por los difíciles requisitos previos a la realización de experimentos, que no pueden inspirar su entusiasmo por los experimentos y la investigación. El autor cree que el objetivo principal de la enseñanza experimental de la química orgánica a nivel universitario debería ser estimular el entusiasmo de los estudiantes por aprender. Sólo cuando tengan el entusiasmo y el deseo de aprender podrán aprender más y superar el miedo a las dificultades y la fatiga.

(2) Desarrollar estrategias de formación docente de pregrado basadas en las condiciones locales. La enseñanza experimental de la química orgánica debe adoptar diferentes estrategias para diferentes estudiantes y establecer diferentes objetivos para los estudiantes que se especializan en química y especialidades relacionadas. De lo contrario, la enseñanza experimental de la química orgánica será muy onerosa para los estudiantes que tienen pocos conocimientos teóricos básicos. La educación de pregrado se centra en una educación de calidad, por lo que se centra en cultivar su entusiasmo por la experimentación.

Sólo sobre la base del entusiasmo podrán seguir experimentando y estudiando para estudiantes de posgrado.

5. Estrategias de reforma de la enseñanza experimental de la química orgánica básica

(1) Ideas y objetivos para la reforma de la enseñanza experimental. El problema esencial en los experimentos de química orgánica a nivel universitario es la desviación entre los conceptos y objetivos de la enseñanza. Por lo tanto, el departamento de educación debe reformar completamente el sistema educativo existente y no puede aplicar los objetivos e ideas de hace 20 años al presente. Los conceptos y objetivos deben combinarse con las realidades de los estudiantes y las escuelas, así como con las necesidades del mercado social. El autor cree que el concepto y el objetivo de la enseñanza experimental de química orgánica básica a nivel universitario debería ser cultivar el entusiasmo de los estudiantes por los experimentos y mejorar la calidad de la educación.

(2) Mejorar los métodos y equipos experimentales según las necesidades sociales. En la actualidad, los experimentos universitarios de química orgánica de nuestro país no pueden seguir el ritmo de los tiempos y las tendencias de las necesidades sociales. Por lo tanto, se deben introducir experimentos que sean necesarios en el trabajo social y se deben eliminar los experimentos que la sociedad no necesita ni utiliza. El requisito previo para mejorar los métodos experimentales es tener fondos suficientes para comprar equipos experimentales. Por lo tanto, podemos adoptar la estrategia de gestionar escuelas conjuntamente con las empresas, y las empresas pueden invertir en la introducción de equipos. Al mismo tiempo, las empresas pueden excluir a profesionales para que los orienten y llevar a los estudiantes a visitar la empresa. Sólo comprendiendo la utilidad de lo que han aprendido se puede estimular el entusiasmo de los estudiantes por aprender y garantizar el empleo. Al mismo tiempo, debemos hacer todo lo posible para utilizar métodos y medios modernos de síntesis orgánica para aumentar la practicidad de los experimentos. También podemos encontrar experimentos que tienen fenómenos obvios, son fáciles de lograr y son de interés obvio para los estudiantes para reemplazar los peligrosos. y experimentos malolientes.

(3) Plan de formación docente por fases. A nivel universitario, existen tres estrategias de formación: en primer lugar, cultivar el entusiasmo de los estudiantes por el aprendizaje. Los profesores pueden llevarlos a visitar empresas de aplicaciones químicas o grandes institutos de investigación científica, o los profesores pueden estimular el entusiasmo práctico de los estudiantes mediante experimentos sencillos. En segundo lugar, los estudiantes interesados ​​en las operaciones experimentales pueden incorporarse a los equipos de investigación científica de los profesores para ampliar los horizontes de los estudiantes y mejorar sus capacidades de diseño, operación y investigación experimentales. Finalmente, se dan diferentes sugerencias basadas en la propia situación de los estudiantes. Por ejemplo, los estudiantes con un espíritu de trabajo duro pueden ser objeto de protección para la investigación, y los estudiantes con una gran capacidad práctica pueden ser recomendados a empresas cooperativas.

6Conclusión