分析綠色化學工藝的開發(fā)與應用

任九勝

【摘 要】伴隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，現(xiàn)代人們享受到了經(jīng)濟大潮帶來的物質(zhì)回報，但是，同時也面臨著新的更重要的問題，那就是環(huán)境污染問題，環(huán)境污染問題已經(jīng)成為整個社會普遍關(guān)注的話題，已經(jīng)成為國際社會共同探究的亟待解決的一大全球性災難問題，化學工業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境問題更是不容忽視，如何研發(fā)與啟動新的綠色工藝，減少環(huán)境污染，已經(jīng)成為現(xiàn)代化學工業(yè)發(fā)展的新方向、新趨勢。本文針對這一問題展開討論，分析了綠色化學工藝的開發(fā)與應用。

【關(guān)鍵詞】綠色化學工藝；開發(fā)；應用

最近一段時間以來，很多大城市都籠罩在霧霾的世界里，空氣質(zhì)量嚴重下降，能見度差，甚至對人們的日常出行與交通車輛的正常通行都帶來了不同程度的影響，造成這種現(xiàn)象的一個重要原因就是化工企業(yè)的廢氣排放，面對這樣的形勢，綠色化學成為各大企業(yè)正在研究的項目，通過發(fā)展與優(yōu)化化學工藝，改善化學反應過程的內(nèi)在屬性來控制其產(chǎn)生的危害，實現(xiàn)對人類健康，社會安定的維護是化工發(fā)展的大勢所趨，綠色化學工藝已經(jīng)成為眾多企業(yè)研發(fā)的對象。

1.綠色化學工藝的研發(fā)

自從上個世紀，國際組織就已經(jīng)提出了“綠色科技”的概念，其內(nèi)涵表現(xiàn)為：要對環(huán)境污染進行控制，在源頭上免除生產(chǎn)帶來的污染，傳統(tǒng)化學工藝無法從根本上改善污染，污染仍然處于一個慘痛的境地。然而，綠色化學工藝體現(xiàn)為綠色生產(chǎn)、無廢物排放，這才是控制化工污染的最根本的方法。最佳的綠色化學工藝就是使用無毒害作用的反映材料與催化劑，追求原子經(jīng)濟，也就是說在反應過程中不會出現(xiàn)額外的廢物產(chǎn)品，達到反應原料的充分利用。

第一，研制“原子經(jīng)濟”反應。這一反應最早起于20世紀90年代，主要內(nèi)容為：化學反應中的一切原子都變化成生產(chǎn)物，達到反應物中原子的百分百利用，其實，原子經(jīng)濟與反應類別有關(guān)系，一些反應就沒有雜物的產(chǎn)生，例如：加成反應。一切反應物質(zhì)都會被利用。原子經(jīng)濟反應是綠色化學工藝首要研發(fā)的反應類型，要改善反應中的催化劑，這樣才能確保反應的節(jié)能、高效。

第二，確保反應的選擇性。在石化產(chǎn)業(yè)中會經(jīng)常選用烴類選擇性氧化反應，會產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的中間體，他們?nèi)菀妆贿M一步氧化，所以，這一類反應不會用作催化劑，最新的研究表明：不僅要依照各種烴類氧化反應類型來選取性能高，載氧能力好的新型催化劑，還要依照催化劑的反映特征，研發(fā)出對應的反應工藝。

例如：苯乙烯最廣泛用的工藝為：乙苯脫氫，一些企業(yè)已經(jīng)研發(fā)了丁二烯作為原料的苯乙烯工藝來替代乙苯工藝，其內(nèi)部的中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率為90%，采用的催化劑能夠把內(nèi)部的體驗轉(zhuǎn)化為苯乙烯單位的選擇性大于92%，另有一些海外企業(yè)所研制甲苯歧化工藝，也是利用了最新的硅改性催化劑，其中的選擇性也達到了98%以上。

第三，利用無毒害的原料。在化學反應中首要的選取原料，原料的性質(zhì)就在一定程度上決定了生產(chǎn)過程與方法。綠色化學工藝的一個要求就是杜絕使用毒害的原料，而是選擇化學物質(zhì)充當原料，國際知名企業(yè)研制了用二乙醇胺做原料，在催化脫氫的作用下生成氨基二乙酸鈉，這一最新工藝大大改善了曾經(jīng)的利用甲醛、鹽酸—作為原料的二步合成工藝，減少了毒害。

要想從根本上免除環(huán)境污染，可以利用能夠再生的自然材料例如：野生植物作為化學原料，以及一些農(nóng)業(yè)廢物，如：秸稈、稻草等進行反應成為酸、醇等化學物質(zhì)。將糖類植物轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸，對谷物進行開發(fā)獲得葡萄糖。

例如：以往的乙二酸是用苯作為原料生產(chǎn)的，苯對人體的傷害極大，改為葡萄糖后，在通過微生物進行轉(zhuǎn)化，極大地提高了反應的綠化效果，減少了毒害物質(zhì)的出現(xiàn)。

第四，利用清潔工藝?；瘜W工藝的研發(fā)要想達到綠色環(huán)保的效果，就需要選擇情節(jié)工藝，要優(yōu)先設計出能夠有利于環(huán)境的化學反應途徑，形成物質(zhì)與能量的循環(huán)體系，在具體的生產(chǎn)中，不但要利用無毒害、無污染的原料，而且還要盡量利用高端、先進、低消耗的工藝流程，而且也要盡量避免廢棄物的出現(xiàn)。

2.綠色化學工藝的應用

2.1生物技術(shù)的應用

與化學工業(yè)不同，生物技術(shù)中涵蓋了基因、微生物等方面的科學技術(shù)，為了提高化工生產(chǎn)的綠化效果，近年來，生物技術(shù)被大量利用在化工生產(chǎn)中，因為生物酶作為催化劑具有高效、選擇性好的優(yōu)勢特征。將生物技術(shù)利用在化學合成中，可以說是綠色化學工藝發(fā)展的一大趨勢。

早期的化工合成都的利用生物自然資源，經(jīng)過發(fā)展煤、石油等礦物成為了化學生產(chǎn)的原料，但是這些礦物資源是不可再生的，要想有效節(jié)省能源，達到環(huán)保的效果就要減少對這些礦物資源的利用，而是要回歸到酶時代，繼續(xù)利用酶來作為催化劑。

2.2綠色生產(chǎn)技術(shù)的應用

綠色技術(shù)主要體現(xiàn)為清潔生產(chǎn)，它的特點是沒有毒害作用，沒有廢物的產(chǎn)生，常見的綠色生產(chǎn)技術(shù)體現(xiàn)為：煤氣化技術(shù)、脫硫或者脫碳技術(shù)，城市垃圾無害處理等技術(shù)，以及太陽能技術(shù)、沼氣等綠色節(jié)能技術(shù)。

常見的綠色節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)主要有：生物工程技術(shù)，其中的細胞、基因工程等工程技術(shù)。輻射加工技術(shù)，例如：離子束—他們的特征就是在一定的溫度與壓力下能夠引起化學反應，無需高溫與高壓的苛刻條件。

2.3生產(chǎn)綠色產(chǎn)品

綠色化學工藝利用的終極目標為：制造一些對環(huán)境有利的產(chǎn)品，其中的典型代表為：能夠取代氟氯昂的化學產(chǎn)品，減少對臭氧層的破壞，不含有磷的洗滌用品，不含鉛的化妝品，燃油代替品能夠控制對汽車對污染氣體的排放，可以利用價格低廉、質(zhì)量較好的二甲醚來代替汽油，來減少城市汽車污染物的排放，各個化工企業(yè)要盡量生產(chǎn)那些能夠達到國家環(huán)保標準的產(chǎn)品，來保護生態(tài)系統(tǒng)。

當今世界上，已經(jīng)生產(chǎn)出來了一系列的環(huán)境產(chǎn)品，其中已經(jīng)包括：高分子、有機以及精細化工等多種產(chǎn)品，例如：生物生產(chǎn)干擾素、費事催化技術(shù)合成醛、醇等產(chǎn)品都取得了良好的環(huán)保效果。

3.總結(jié)

要想有效降低化工污染對環(huán)境的破壞，達到?jīng)]有公害的綠色生產(chǎn)的目的，就要盡量選取一些節(jié)約資源，耗能低的化工工藝，以及一些無毒害作用的原材料，利用綠色環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高生產(chǎn)工藝。

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