понедельник, 2 ноября 2015 г.

У "зеленой химии" обширные перспективы практически в любой отрасли


Для кровли сочинского стадиона "Фишт" использована сспециальная фторполимерная пленка. (Фото:Александр Демьянчук / ТАСС)
Природа дает добро
Наука помогает решить проблемы окружающей среды



У большинства обывателей слово "химия" вызывает ассоциации с чем-то вредным для здоровья и природы. Между тем именно химической науке и химической промышленности принадлежит главная роль в решении главных экологических проблем нашего времени.
Если посмотреть на экологические проблемы, стоящие перед любой другой
отраслью, то оказывается, что их решение невозможно без создания принципиально новых химических материалов. Увеличить энергоэффективность зданий? Как ни крути, понадобятся новые теплоизолирующие материалы. Создать экологически безопасный двигатель? Одними инженерными решениями не обойтись, нужны усовершенствованные виды топлива.
Вспомним, как мы любовались происходящим на Олимпийских играх в Сочи. А знаете ли вы, что сделать стадион "Фишт" таким легким и воздушным получилось потому, что для его кровли использовали фторполимерную пленку EFTE? Как объяснил Александр Швед, генеральный директор AGCChemicals в России, эта пленка легкий и очень прочный материал, который обеспечивает максимальную защиту от неблагоприятных погодных условий, не утяжеляя конструкцию. Другой материал кровли потребовал бы более массивных, а значит, материалоемких элементов. И это только один пример, как инновационная технология способна по цепочке оптимизировать всю систему.
Кроме того, именно химия может обеспечить утилизацию отходов самых разных отраслей, включая вполне "экологическое" животноводство, которое производит тонны вполне естественных, но токсичных субстанций.
Чуть более 30 лет назад появилось понятие "зеленая химия". Это не столько наука, сколько свод правил, с которыми ученые и технологи должны подходить к промышленным процессам.
Акцент: Один из принципов "зеленой химии" гласит: лучше предотвратить выброс загрязнений, чем потом от них избавляться
Как известно, "опасность" любого химического процесса есть произведения двух составляющих - "риска" и "экспозиции". Долгое время все усилия направлялись на уменьшение "экспозиции". Так появились различные санитарные нормативы и предельно-допустимые концентрации (ПДК) выбросов. Но теперь взялись за уменьшение рисков. Основные принципы "зеленой химии" были сформулированы Полем Анастасом и Джо Уорнером. Их двенадцать.
Лучше предотвратить выброс загрязнений, чем потом от них избавляться. Предпочтение надо отдавать такому процессу, при котором максимальное количество использованных материалов входят в конечный продукт. При прочих равных надо выбирать технологию, где реагентами и конечными продуктами являются малотоксичные вещества. Среди целевых химических продуктов следует выбирать такие, которые наряду с требуемыми свойствами обладают максимально низкой токсичностью. Необходимо по возможности избегать в синтезе вспомогательных веществ (растворителей, экстрагентов и др.) или выбирать безвредные. Стремиться проводить синтез при температуре окружающей среды и нормальном давлении. Следует использовать возобновляемое сырье там, где это обосновано. Необходимо сокращать число стадий процесса. При прочих равных каталитические процессы предпочтительнее. Химические продукты желательно применять такие, чтобы по окончании нужды в них они не сохранялись в окружающей среде, а разлагались до безопасных веществ. Необходимо развивать аналитические методики для мониторинга продуктов реакции в реальном времени. Вещества, используемые в химических процессах, следует выбирать так, чтобы свести к минимуму возможные аварии, включая разливы, взрывы и пожары.
Эти 12 принципов уже давно взяла на вооружение промышленность. Какие-то результаты заметили даже домохозяйки. Например, многие из нас давно пользуются лаками и красками на водной основе: запаха нет, а покрытия получаются ничуть не хуже. Биоразлагаемые пакеты, которые выдают в супермаркетах, тоже результат "зеленой химии".
Но многие перемены скрыты от глаз. Например, на заводе оконных профилей в г. Воскресенске "Профайн РУС" отказался от использования свинца в качестве стабилизатора ПВХ и заменил его на менее токсичный кальций-цинковый (CaZn).
Кстати, по прогнозам экспертов, сам ПВХ тоже может в ближайшее время быть вытесненным полиолифинами, при утилизации которых не будет проблем с образованием токсичных соединений хлора.
Одни из видов продукции, выпускаемой сегодня компанией "Химпром", это метиленхлорид и хлороформ. Сырьем служит метан. Однако в последние годы на предприятие стал поступать газ с большим количеством (до 15 процентов) примесей гомологов метана (бутан, пропан, этан). Результат - ухудшение качества продукции, повышенные энергозатраты. Кроме того, образующиеся нецелевые продукты приходится утилизировать, что также дает дополнительную нагрузку на окружающую среду. Специалисты "Химпрома" разработали установку, позволяющую гидрировать примеси и превращать их в метан, что благотворно скажется на качестве продукции и уменьшит негативное влияние на окружающую среду При единовременных расходах в 22 миллиона рублей ежегодная выгода составит почти 26 миллионов рублей.
Акцент: Перспективным направлением является получение различных видов топлива из растительного сырья
И, конечно, крайне перспективным считается получение биодизеля и биокеросина - то есть различных видов топлива из растительного сырья, отработанных масел. К сожалению, это та область, в которой Россия, как нефтяная страна, сильно отстает. Ведь в мире основные работы в этом направлении начались после нефтяного кризиса 70-х годов, который не затронул нашу страну. Кстати, еще на заре автомобильной эры Рудольф Дизель предрекал, что в будущем в качестве топлива будет использоваться именно растительное масло.
Еще один путь "озеленения" российской химической промышленности - это снижение энергетических потерь на производственных линиях. Чем выше энергоемкость объекта, чем более старой техникой он оснащен, тем выше потенциал экономии. Так специалисты компании Voltaware подсчитали, что только за счет активного мониторинга расходов энергопотребления можно снизить энергоемкость отечественной нефтеперерабатывающей промышленности на 20-30 процентов. Анализ энергопотребления помогает выявить случаи нерационального использования приборов и понять, какое оборудование стоит заменить на более экономичное.
Дальнейшей перспективой в России станет развитие проектов с нулевым потреблением энергии и нулевым выбросом углерода, поясняет Сергей Зюзя, генеральный директор компании Sika Россия. Для появления таких проектов потребуются масштабные системные изменения в системе сертификации, регулирования и контроля "зеленых" материалов. Должна быть создана законодательная база для производства экоматериалов. Кроме того, потребуются значительные инвестиции в производство - новые технологии потребуют нового оборудования и времени для обучения новым технологиям.