EN
Шинэчлэгдсэн материалын ашиглалтыг нэмэгдүүлэх зорилгоор хэрэглэгддэг Катализерийн Үндсэн Систем
Полипропилен болон Формальдегид бүтээхэд Нанокатализер ашиглах
Полипропилен болон формальдегид үйлдвэрлэх зэрэг материал үйлдвэрлэлийн процессуудад нанокатализаторууд нь урвалын үр дүнтэй ажиллахыг сайжруулахад бүх лүгээ чухал ач холбогдолтой болоод байна. Эдгээр жижиг катализаторууд яагаад ч ийм үр дүнтэй байдаг юм бэ? Эдгээр нь энгийн хувилбаруудтай харьцуулахад гадаргуун талбайн эзлэхүүний харьцаа илүү сайн байдаг тул урвал хэр хурдан болохыг мөн үүсэх бүтээгдэхүүний төрлийг шууд нөлөөлдөг. Судалгаагаар нанокатализатор руу шилжих нь энерги хэрэглээг дунджаар 35 хувь бууруулж, гарц 30-40 хувь хүртэл нэмэгдүүлдэг байна. Энэ сайжруулалтын шалтгаан нь хуучин катализаторын технологитой харьцуулахад химийн урвалын идэвхтэй цэгийг илүү их үүсгэх чадвартай байдагт оршино. Эдгээр дэвшилтэт материалыг ашигладаг үйлдвэрлэгчид их хэмжээний үйлдвэрлэл явуулж байхдаа чанарын стандартыг хангах чадварыг алдалгүйгээр бүтээмжийг огцом сайжруулдаг.
Нано материалын хэмжээнд ажил хийх нь онцгой физик, химийн шинж чанаруудын тусам илүү сайн урвалд ордог тул гайхамшиг болгодог. Жишээлбэл, полипропилен үйлдвэрлэх үед эдгээр бага хэмжээний катализаторыг нэмснээр полимерүүд хурдан үүсдэг болдог. Энэ нь үйлдвэрлэгчдэд ямар төрлийн материалыг үйлдвэрлэхийг нь илүү сайн удирдах боломжийг олгодог. Формальдегид үйлдвэрлэхэд ч мөн адил байдаг. Компаниуд энэ химийн бодисыг үр ашигтай үйлдвэрлэхийг хүсэх үед наноматериалууд нь спиртэн шилжих процессийг улам сайжруулдаг бөгөөд энэ нь уламжит аргуудтай харьцуулахад илүү сайн байдаг. Олон салбарт явагдаж буй одоогийн хандлагыг харвал илүү олон уул уурхайнууд нанокатализатор руу эргэж буй шалтгаан нь тодорхой байна. Эдгээр микроскопын түвшний туслагчид нь орчин тойрны ашигтай тал, зардлыг бууруулах боломжийг олгодог мөн өмнөх технологийн аргуудын хийж чаддаггүйгээр үйлдвэрлэлийг хамгийн өндөр үр ашигтай байлгах боломжийг олгодог.
Энзимд амьдардаг томьёоллын хувьд ашиглагдах материалын хэмжээг бууруулах
Полимержүүлэх үед фермент ашиглах нь орчин үеийн хувьд орчин тойрныг хамгаалахад ихээхэн нөлөө үзүүлж байна. Ихэнхдээ уламжлалт аргуудад шаардагдах хүнд металлын катализаторууд болон хүчтэй бодисуудыг ашиглахыг орхиж, фермент дээр суурилсан арга нь эдгээр материалыг хэмнэж өгдөг. Мөн эх материал шаардагдах хэмжээ нь тодорхой хэмжээгээр буурдаг. Үйлдвэрлэлийн мэдээллээс үзвэл уламжлалт полимержүүлэх аргуудтай харьцуулахад ойролцоогоор дөрөвний нэгээр бага эх материал шаардагддаг. Энэ нь үйлдвэрлэлийн бүх циклийг илүү ногоон болгож, чанарыг алдалгүйгээр нүүрстөрөгчийн хэмжээг багасгахыг хүсэж буй үйлдвэрлэгчдэд чухал ач холбогдолтой байдаг.
Олон нийтлэг шинжилгээнүүд нь ферментийн үйлчилгээгээр полимержүүлэх аргын үр дүнтэй байдлыг харуулж байна. Өнгөрсөн жил зарим эдлэлийн үйлдвэрүүд үйлдвэрлэлийн шугам дээр ферментийг ашиглаж эхэлсэнтэй холбоотой юу болсон бэ? Хаягдал нь гуравд нь буурч, энерги хэрэглээ нь ач холбогдолтойгоор багассан байна. Эдгээр ферментүүдийг ашигласнаар зүгээр л хүрээлэн байгаа орчныг хамгаалах асуудал биш, харин бүх үйлдвэрлэлийн процессыг цэвэр бүтээх боломжийг олгодог. Энэ нь олон улсын нөхөн сэргээгдэх эрчим хүчний аж ахуйн үйл ажиллагаатай уялдаж байна. Ийм ферментийн систем рүү шилжих нь орчин үеийн дэлхийг хамгаалахад тусалж байгаа нь ээ, гэхдээ компанийн хувьд өөр нэг ашигтай тал нь нөөцийг хэмнэж ашиглах замаар зардлыг бууруулах явдал юм.
Этилен глицерийн синтезээр сонгогдох катализ
Сонгомол катализ нь этиленгликолийн үйлдвэрлэлийг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд химийн урвалын үед удирдлагыг сайтар хянах боломжийг олгодог. Хүссэн бүтээгдэхүүнийг илүү их гарган авахын тулд хажуугийн олон хүссэнгүй бүтээгдэхүүн үүсэхгүйгээр удирдах нь маш чухал байдаг. Катализаторууд цаг тухайд сайжирч байснаар үйлдвэрлэгчид одоо өөртэй нь шаардлагатай бүтээгдэхүүн рүү чиглүүлэн технологийн процессыг нарийвчлан тохируулж, хаягдал материалыг үүсгэдэг энгийн урвалуудыг багасгаж чаддаг болсон. Этиленгликоль нь үндсэндээ ихэвчлэн пластмасс үйлдвэрлэхэд, мөн автомашины хөргөгч шингэнд ашиглагддаг маш чухал бодис юм. Иймээс үйлдвэрлэлийн процессыг зөв зохион байгуулах нь зөвхөн үр ашигтай байдал биш, харин олон салбарын бодит хэрэгцээнд нийцүүлэх чухлыг хангана.
Сүүлийн судалгаанууд катализын технологид сүүлд орсон зарим амжилттай шинэчлэлтийг зааж байна. Тухайлбал, шинэ хоёр металлт катализаторууд нь эрчимтэй үйл ажиллагаа, сонголтот байдлаа сайжруулснаар өмнөх загваруудаас илүү давуу талтай болж байна. Энэ шинэчлэлтийг тийм чухал болгож буй зүйл бол химийн үйлдвэрүүдийн хувьд хаягдал бүтээгдэхүүнийг бууруулах, үйлдвэрлэлийн хурдыг нэмэгдүүлэх хоёр зэрэг боломжийг хангаж байгаа явдал юм. Одоо орон нийтээр үйлдвэрүүдэд юу болж байгааг авч үзье. Зарим үйлдвэрүүд шинэ катализаторуудыг ашигланаасаа хаягдал гаралтыг нь бараг хагасаар бууруулсан гэж тайлагнаж байна. Ийм үр дүн нь чанарыг нь алдалгүй ашигтай байдал, орчин үеийн нөлөөг сайжруулахийг хүсч буй химийн үйлдвэрлэгчдийн тоглоомын дүрмийг өөрчилж байна.
Эрэлттэй катализ хийх нь дүндээ тогтвортой шинжлэх ухааны ач холбогдолоор багтаасан бөгөөд үйлдвэрлэлийн арга хэмжээнүүдийг өөрчлөх потенциалтай. Хөгжилтэй мэдээллийн сан болон зөвлөмжтэй катализаторын инженерлэлээр аж ахуйн нэгжүүд нь этилен глицеринийн бүтээгдэхүүнийг орчин, үр дүнтэй байдлаар хийх боломжтой.
Цаг ашиглалтыг ихээхүүн дээр үзүүлэх дижитал шинэчлэл
Өмчлөгч материалын зарцуулалын суурь AI-гаар тооцоолох
Хиймэл оюун ухаан нь бизнесүүд ямар ашиглалтын материалыг хэрэгтэйгээ таамаглах аргачлалыг өөрчилж байна. Энэ нь өмнөх өгөгдлүүдийг судалж байгаа нь гол шалтгаан юм. Эдгээр оюун ухаант системүүд нийтлэг өнгөрсөн зүй тогтол, дагуу явагдаж буй хандлагуудыг шүүж боловсруулж, ирээдүйн тухай илүү нарийн таамаглал хийх, материалыг илүү үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгодог. 2022 онд Global Commons Төвийн хийсэн судалгааг авч үзье. Химийн салбарт гарсан бодит үр дүнгээс харахад компаниуд хиймэл оюун ухааны багажийг ашилж эхлэхэд ашиглалтын материал хэрэглээгээ 20%-иар бууруулж, үйлдвэрлэлийн зардлаа дөнгөж 25%-иар бууруулж чадсан байна. Химийн үйлдвэрлэл нь бүхэлдээ үйл ажиллагаандаа хиймэл оюун ухааны шийдлийг нэвтрүүлэх зүгт явсаар байна. Бүх таамаглалын ажил процессыг гүйцэтгэлгүйгээр, хэт их хаягдал гаргахгүйгээр ажиллагаагаа гүйцэтгэхийн тулд бүхий л компаниуд энэ үнэ цэнэг харж байна.
IoT-г ашиглан полимер үйлдвэрлэлийг бодит үед шалгах
Полимер үйлдвэрлэлд IoT технологийг нэвтрүүлэх нь үйлдвэрийн менежерүүд үйл явцыг бодит цагт нь хянах, шаардлагатай үед засвар үйлчилгээ хийх боломжийг олгодог. Эдгээр оюун ухаант төхөөрөмжүүд үйлдвэрлэлийн бүх шатанд мэдээлэл цуглуулж, аж ахуйн нэгжүүд материал алдалтыг бууруулах, алдааны байршлыг тогтоох боломжийг олгодог. Европын судалгаагаар ийм системүүд машины зогсолтыг дунджаар 30%-иар бууруулж, хаягдлыг 15%-иар бууруулдаг байв. Компаниуд энэ мэдээллийг үйлдвэрлэлийн программтай хослуулан ашиглавал үйл ажиллагааг илүү оновчтой удирдах боломжтой болдог. Энэ нь түүхий эдийн зардлыг бууруулах, үйл ажиллагааг экологийн хувьд илүү ашигтай болгоход тусдаг ч бага хэмжээний бизнесийн хувьд санхүүгийн зардал их байдаг.
Полистер үйлдвэрлэлийн процессыг машин сургалтын аргаар зохицуулах
Полиэстер үйлдвэрлэлийн салбарт машин сургах алгоритмууд нь үйлдвэрлэлийн бүх төрлийн мэдээллийг боловсруулж, үйл ажиллагааг нарийвчлахад шаардлагатай багаж болон хөгжиж байна. Эдгээр оюунлаг системүүдийн ашиг оршил нь маш их бөгөөд үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх, зардлыг бууруулахад тусалдаг. Зарим компаниуд ML загваруудыг ажлын явцад нэвтрүүлснээр үйлдвэрлэлийн туршилтаас олонд 10%-иар дээш үр дүн гарч, өдөр тутмын үйл ажиллагааны зардлыг 15%-иар багасгасан гэж тайлагнаж байна. Тооцоолох чадвар нэмэгдэж, мэдээллийн сан баяжих тусам полиэстер үйлдвэрлэх арга барилд илүү том дэвшил хүлээж байгаа юм. Энэ нь үйлдвэрүүд бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулан үнэгүй бууруулж, стандартыг хэрхэн хангадаггүйгээр өөрчлөх боломжтой болохыг харуулж байгаа бөгөөд энэ нь эдийн засгийн хувьд энгийн хувьсгалыг төлөөлдөг.
Татсан Цуглуулгаар Химийн Шингээхийн Зөвлөмж
Этилен Гликольийн Үйлдвэрлэлд Сольвент Ачааллах Систем
Уусгагчийг дахин ашиглах систем нь жирэм боловсруулах үйл ажиллагаанд онцгой ач холбогдолтой байдаг бөгөөд этиленгликоль үйлдвэрлэхдээ тус систем маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үндсэндээ эдгээр систем нь уусгагчийг нь барьж авч урсгалд дахин оруулж, хаягдал болгон хаяхгүйгээр ашигладаг. Энэ нь хаягдлыг бууруулж, мөнгөн дэмжлэг хэмнэхэд тусалдаг. Орчин үеийн байдлын хувьд эдгээр систем нь гаднаас шинэ уусгагч оруулах шаардлагыг бууруулдаг тул томоохон ялгаа гардаг. Европ болон бусад бүс нутгуудын зохицуулалт нь үйлдвэрлэгчдийг эдгээр системийг нэвтрүүлэхийг дэмжих болж байгаа бөгөөд компанийн хууль ёсны дүрмийн хүрээнд үлдэхийг хангаж, үйлдвэрийн ажлыг үр дүнтэй явуулж байна. Илүү их компанийн ногоон байгууламжийн талаарх асуудалд илүү их анхаарал тавьж байгаатай холбоотойгоор уусгагчийг дахин ашиглах технологи нь ашиг орлогоо орчин тойрны хариуцлагатай байдлаар тэнцвэртэй байлгахыг хүсдэг химийн үйлдвэрлэгчдэд стандарт тоног төхөөрөмж болон хувирч байна.
Полиэстерийн хөрөнгө оруулалтыг нь үнэ цэнэтгэхийн тулд деполимеризацийн чиглэл
Полиэстерийн хогийг задлах нь хогийг дахин ашиглагдах болгож байгаа чухал арга юм. Үндсэн санаа нь энгийн бөгөөд урт полимерийн гинжин бүтцийг мономер эсвэл жижиг хэсгүүд болгон задлах юм. Тэдгээрийг дахин ашиглан шинэ полиэстер бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх боломжтой. Цаасан дээрх Журнал of Environmental Management-ийн судалгаа нь энэ аргаар орчин үеийн эдлэлийн хогийг багасгах, орчин үеийн хогийг орчуулахад тусалж байгааг харуулж байна. Ихэнх аргууд нь халууны эсвэл тусгай химийн бодис ашиглан задлах систем дээр суурилдаг. Энэ төрлийн дахин боловсруулалт нь олон улсын тойрог эдийн засгийн зорилготой нийцдэг боловч үйлдвэрлэлийн салбарт сайжруулах боломж ихтэй байна.
Холбогдох полимерийн стриймүүдийн катализаторын хуурайл
Каталийн крекинг нь холимог полимерийн хаягдлыг боловсруулахад ашиглагдах түгээмэл арга болон хувирч, үйлдвэрлэгчдэд үнэт зүйлсийг дахин ашиглах боломжийг олгож байна. Үндсэн санаа нь маш энгийн: катализааторуудыг ашиглан нарийн полимерийн гинжин бүтцийг задлан, мономер эсвэл гидрокарбон шиг энгийн бодис болгон хувиргах юм. Сүүлийн үед катализаторын технологид орсон шинэ ололтууд энэ төрлийн системийн үр ашигт ажиллагааг нэмэгдүүлж байна. Крекингийн процессын хурд хурдасна, эргэн төлбөрийн түвшин дээшилснээр боловсруулалтын үр ашиг 50%-иар нэмэгдсэн байна. Харин сайжруулах боломж нь хэвээр байгаа ч орчин тойрны ашиг нь тодорхой бөгөөд компаниуд хаягдлыг дахин ашиглан эдийн засгийн хэмнэлттэй болно. Олон үйлдвэрлэгчдэд каталийн крекинг нь хаягдлыг менежментийн хувьд ирээдүйгээр хамгийн амжилттай арга гэж үзэж байна.
Халуун хими ухааны аргаар хамгаалагдах бичиг
Биологийн эрэлттэй петрохими ухааны зам
Түрүүлээр нь тосны суурьтай материалыг ихээр ашилдаг байсан салбарууд одоо эрчимтэй өөрчлөлт орж байна. Олон салбарт байгууллагууд уурхай эх үүсвэрт суурилсан түүхий эдэд бага тулгуурлан ургамлын гаралтай полимер, биологийн эх үүсвэрээс гарган авсан этиленгликоль шиг зүйлсийг ашиглаж эхэлсэн юм. Жишээлбэл, автомашины үйлдвэрлэлийн салбар нь эдгээр шинэ материалыг ашиглах эхний үед байсан бөгөөд нийт нүүрстөрөгчийн гаралт болон нийт ресурсын ашиглалтыг ихээр бууруулсан. Дэлхийн олон улс энэ шилжилтийг татан түрүүлэхийн тулд санхүүгийн дэмжлэг, татварын хөнгөлөлт, ногоон бизнесийг шууд санхүүжүүлэх замаар дэмжиж байна. Үүний үр дүнд ихэнх салбаруудын үйл ажиллагаа цэвэршсэнээр зэрэг нь зардлыг бууруулж чадаж байна, одоо тэд илүү хэлбэлзэх петролиум химийн зах зээлд тулгуурлахгүй болсон.
Полистер текстайлд ашигладаг цэвэр усны дэвсгэрлэлийн бодлогууд
Текстилийн будаг үйлдвэрлэлийн шинэ технологиуд нь полиэстер даавуу үйлдвэрлэхэд шаардагдах усны хэрэглээг бууруулж байгаа бөгөөд энэ нь орчин тойрны хувьд том амжилт юм. Усгүй будаг технологиудын нэг болох шүлгэн цэгийн CO2 будаг нь будалтын чанарыг хангаж байхдаа усны хэрэглээг болон процессод шаардагдах химийн бодисын хэмжээг резко бууруулдаг. Мэргэжлийн мэдээллээр эдгээр аргуудыг ашиглаж эхэлсэн компанийн усны хэрэглээг ойролцоогоор 90% бууруулж, цахилгааны зардлыг бас бууруулж чаддаг. Худалдан авагчид ногоон бүтээгдэхүүн худалдан авахыг илүүд үзүүлж байгаа болон бизнесийн салбар эдгээр аргын ашигтай талаар ойлгож эхэлснээр дэлхийн төгсгөлд текстилийн үйлдвэрлэгчид эдгээр практикийг эхлэн хэрэглэж эхэлсэн юм. Илүү их хүмүүс устөрөгчийн будаг орчин тойрныд хэрхэн сөргөөр нөлөөлж байгааг мэдэрч эхэлснээр хэрэглэгчдийн дунд эдгээр солих боломжийн талаарх дэмжлэг өсөж байгаа бөгөөд энэ нь салбарын хүрээнд эдгээр технологиудыг илүү өргөн хэрэглэхэд хүргэдэг.
Шинжээс гаргасан формальдегидын бүтээгдэхүүн зам
Хожуу боловсруулалтаас үүсэх формальдегидийг түүхэн аргаар гаргахын оронд ашиглах нь бодит орчин үеийн давуу талыг олгож байна. Одоо ихэнх компаниуд сүүлийн үеийн үлдэгдэл материалыг химийн бодис болгон хувиргах аргыг судалж байгаа бөгөөд энэ нь зүгээр л хаяхын оронд цахилгаан эргэлтийн процессийг бий болгодог. Цөөн хэдэн туршилтын төсөл нь бас амжилтанд хүрсэн байгаа тухай мэдээлэл байгаа бөгөөд тодорхой тохиолдолд энгийн материалын хэрэглээг дунджаар тал болгон бууруулж чаджээ. Гэсэн хэдий ч энэ технологийг том масштабаар нэвтрүүлэх нь хүндрэлтэй хэвээр байна. Үйлдвэрүүд шинэ тоног төхөөрөмжийн байрлуулалт хийх, мөн эдгээр процессуудын бүх насны мөчлөгт хэр зэрэг нөлөөлөхийг сайн хянах шаардлагатай байдаг. Хэдийгээр тэгсэн ч үйлдвэрлэгчид энэхүү формальдегидийг үйлдвэрлэлдээ ашиглах боломжийг харж байгаа бөгөөд энэхүү техникийн саадыг давж чадвал химийн үйлдвэрлэлийн талаарх индустрийн хандлагыг өөрчлөх боломжтой.