淺議綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進作用

【摘要】在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的推動下，相關(guān)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展也不斷取得新的突破，在化工材料環(huán)保性和節(jié)能性提出了更高的要求。綠色化學(xué)工程是為了促進化學(xué)工業(yè)的節(jié)能性而專門提出的一個項目。應(yīng)用相應(yīng)的科學(xué)方法對化工原料、溶劑、廢物等進行綠色處理，可有效降低化工材料對生態(tài)環(huán)境造成的污染，同時還可有效提高能源的利用率。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)工程；工藝；化學(xué)工業(yè)

工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對國民經(jīng)濟的提高具有重要意義，但在工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，國家能源及生態(tài)環(huán)境也面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，能源消耗、環(huán)境污染越來越受到關(guān)注[1]。工業(yè)污染物處理、生活廢品處理等已經(jīng)成為一個值得進行深入研究的重要課題。綠色化學(xué)工程是一個新型項目，其發(fā)展的主要目標為對化學(xué)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的資源浪費及環(huán)境污染現(xiàn)象進行處理，促進化工環(huán)境污染及資源浪費得到改善。

一、綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)

在傳統(tǒng)化學(xué)的生產(chǎn)過程中，在有毒、有害物質(zhì)的處理上存在較為嚴重的滯后性，因此導(dǎo)致化學(xué)工藝一直處于被動生產(chǎn)。應(yīng)用這樣的化學(xué)工藝對污染物進行處理無法取得理想的效果，資源優(yōu)化也無法得到有效實現(xiàn)?；瘜W(xué)工藝的應(yīng)用不但導(dǎo)致化學(xué)生產(chǎn)污染物成本提高，還導(dǎo)致污染物處理效率嚴重下降。綠色化學(xué)工程的應(yīng)用可有效彌補傳統(tǒng)化學(xué)工程中存在的缺陷，其通過對相關(guān)科學(xué)技術(shù)及先進方法的利用，對化工生產(chǎn)相關(guān)污染物進行除塵、脫硫等處理。綠色化學(xué)工程與工藝具體實施方法主要有以下幾種。

（一）采用綠色化學(xué)原料

在化工生產(chǎn)工藝及具體流程中，化學(xué)生產(chǎn)原料是起著決定性作用的主要因素，在傳統(tǒng)化學(xué)工程中，所用原料大部分為不可再生能源。采用這些原料不但大大提高國家不可再生能源的消耗，同時還導(dǎo)致污染物的排放量大大增加，加重生態(tài)環(huán)境污染程度。將綠色化學(xué)原料作為化工生產(chǎn)材料是綠色化學(xué)工程重要研發(fā)內(nèi)容之一。在化工生產(chǎn)過程中，可使用綠色化學(xué)物質(zhì)、自然物質(zhì)等無染污、可再生的化學(xué)原料。典型的綠色化學(xué)原料主要有蘆葦、苞米桿、纖維植物等。將這些作為原料投入到化工生產(chǎn)過程中，可使其轉(zhuǎn)化為酮、醇、酸類等多種化學(xué)品。在整個轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，這些原料僅會產(chǎn)生一定量的氫氣，而不會有任何一種有害、有毒的物質(zhì)產(chǎn)生。

（二）提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

在化學(xué)工程的物質(zhì)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)作為必不可少的重要組成部分存在。所有化學(xué)原料的轉(zhuǎn)化均是需要化學(xué)反應(yīng)才能得以實現(xiàn)。在化工生產(chǎn)過程中，合理選擇有效的化學(xué)反應(yīng)形式可有效促進化學(xué)工程生產(chǎn)效率及質(zhì)量得到提高[2]。對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響的因素有很多種，反應(yīng)原料、環(huán)境、時間、特點等均會對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生不同程度的影響。在化學(xué)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為普遍的反應(yīng)形式為氧化反應(yīng)。在氧化反應(yīng)過程中會有大量的熱產(chǎn)生，所有化學(xué)原料均會在熱的催化作用下發(fā)生變質(zhì)，因此會大大降低化學(xué)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在綠色化學(xué)工程中，應(yīng)用新型的反應(yīng)形式，這種新型反應(yīng)形式為烴類氧化反應(yīng)。這種反應(yīng)形式的應(yīng)用不僅可促進催化物反應(yīng)催化能力得到提高，同時還可有效促進生產(chǎn)物同分異構(gòu)反應(yīng)時間增加。

（三）使用無毒無害催化原料

隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，將化學(xué)反應(yīng)合理的應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中已經(jīng)成為促進工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。在化學(xué)反應(yīng)過程中均離不開催化劑的使用。將催化劑應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過程中，可有效加快反應(yīng)速度，縮短法寧時間。所以，在化工生產(chǎn)過程中使用無毒無害的催化原料成為推動綠色化學(xué)工程與工藝不斷深入發(fā)展的重要前提條件之一。目前，我國相關(guān)部門已經(jīng)高度重視對催化原料的選擇及應(yīng)用進行深入研究。越來越多的催化劑得到開發(fā)和研制，化學(xué)反應(yīng)過程中使用的催化原料不斷得到改善，分子篩除催化劑等優(yōu)良催化原料在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛。無毒無害催化原料的應(yīng)用可有效提高化學(xué)反應(yīng)效率，降低能源消耗量，同時也可減少環(huán)境污染。

二、綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能產(chǎn)生的促進作用

目前，在各工業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程中均已廣泛應(yīng)用到綠色化學(xué)工程與工藝。該工程中具有的應(yīng)用性能不僅可有效改善化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的資源浪費和環(huán)境污染問題，同時還可有效促進化工生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)不斷得到優(yōu)化。綠色化學(xué)工程與工藝在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在如下幾點。

（一）清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

清潔生產(chǎn)技術(shù)是一種具有較高價值的綠色技術(shù)，該種技術(shù)主要是通過對化工原料進行無害、無毒、無廢處理，實現(xiàn)原料利用率得到提高，進而促進化學(xué)工程的生產(chǎn)質(zhì)量得到提高。在清潔技術(shù)中，應(yīng)用最為普遍的技術(shù)分別為脫硝和脫硫兩種技術(shù)。應(yīng)用該兩種技術(shù)對存在較為嚴重的污染的化學(xué)廢物、生活垃圾等進行綠色處理，經(jīng)過相關(guān)技術(shù)的處理后，生活垃圾可有效轉(zhuǎn)化為沼氣。應(yīng)用自然發(fā)電技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電技術(shù)。太陽能、風能的開發(fā)和應(yīng)用是清潔生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展的重要標志。在生物工程中合理應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，可有效促進細胞及基因工程的發(fā)展效果得到顯著提高。在輻射加工中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，可促進催化劑的作用得到顯著提高。

（二）與生物技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用

在生物技術(shù)領(lǐng)域中，其技術(shù)范疇具體包含細胞、微生物、基因、酶等多種技術(shù)。其在各化工生產(chǎn)中的應(yīng)用主要包含有生物化工合化學(xué)仿生學(xué)兩個方面的內(nèi)容。在生物體內(nèi)，生物酶作為催化劑存在，其具有顯著的專一性和高效性，在生物合成的每個過程中均無法脫離酶的作用。在綠色化學(xué)工程與工藝中對生物技術(shù)進行合理應(yīng)用，通過相關(guān)技術(shù)處理，可使再生資源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的化學(xué)品。早期所應(yīng)用的有機化合物原料大部分是直接源自動物和植物，后來才逐漸發(fā)展為將煤炭、石油作為原材料使用。在綠色化學(xué)工程與工藝中，通常情況下均是應(yīng)用工業(yè)酶或存在于自然界中的酶作為催化劑。將酶與通常應(yīng)用的化學(xué)催化劑進行比較，酶在應(yīng)用過程中的優(yōu)點主要表現(xiàn)為無污染、產(chǎn)物性質(zhì)好、反應(yīng)條件溫和等。例如通常情況下均是應(yīng)用丙烯腈進行丙烯酰胺制備，當使用酶作為催化劑后，能耗消耗量大大降低，反應(yīng)具有徹底性，并且在反應(yīng)過程中無任何副產(chǎn)物產(chǎn)生。

（三）生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

綠色化學(xué)工程與工藝的主要發(fā)展目的之一即為為社會生產(chǎn)處環(huán)境友好型產(chǎn)品，如清潔汽油、磷洗衣粉等無毒無害產(chǎn)品。通過綠色化學(xué)工程可以生產(chǎn)出與社會、自然環(huán)境發(fā)展相符合的友好型產(chǎn)品。綠色化學(xué)工程生產(chǎn)的出現(xiàn)在很大程度上起到了保護環(huán)境的作用。在社會生產(chǎn)、生活中，人們的購買的產(chǎn)品均為綠色產(chǎn)品，不僅有效保證了人們身體健康，同時也可促進社會健康、和諧發(fā)展。因此，在化工生產(chǎn)過程中，如能夠促進綠色化學(xué)工程與工藝對的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，可有效降低生態(tài)環(huán)境的染污，促進國家自然環(huán)境和社會經(jīng)濟得到可持續(xù)發(fā)展，對國家的長遠發(fā)展及社會的進步具有重要意義。

三、結(jié)束語

在綠色化學(xué)工程與工藝中，應(yīng)用無毒、無害的物質(zhì)作為原材料，使用節(jié)能減排的生產(chǎn)工藝，應(yīng)用清潔生產(chǎn)的技術(shù)，可有效降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗，減輕生態(tài)環(huán)境污染，促進人與社會和諧發(fā)展、產(chǎn)品與生態(tài)互補得以實現(xiàn)。因此，對綠色化學(xué)工程與工藝進行開發(fā)和研究是對當代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生嚴重影響的主要因素之一，是促進化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件。

參考文獻

[1]紀紅兵，佘遠斌.綠色化學(xué)化工基本問題的發(fā)展與研究[J].化工進展，2012，4（33）：418-419.

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