淺談綠色化學(xué)工程在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

一、綠色化學(xué)工程的概念

綠色化工是利用各種合成或天然高新技術(shù)，使用各種無(wú)毒、無(wú)公害的原料，或者以可再生資源為工藝原料，實(shí)現(xiàn)原料的綠色化；使用綠色化的原料在綠色化的催化劑、綠色化溶劑、綠色化助劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)綠色化；獲得不影響環(huán)境的綠色化工產(chǎn)品；并使原材料全部轉(zhuǎn)變成所需要的環(huán)保型化工產(chǎn)品，廢水、廢氣和廢渣零排放，避免影響環(huán)境，使化學(xué)工業(yè)環(huán)境污染的治理，從先污染后治理，轉(zhuǎn)向從源頭上根治環(huán)境污染。

綠色化工是指在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，從工藝源頭上推行源頭消減，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化集成、廢物再利用與資源化，從而降低了成本，減少?gòu)U棄物的排放，降低產(chǎn)品全生命周期對(duì)周?chē)鷳B(tài)的不良影響。

二、綠色化學(xué)工程的優(yōu)點(diǎn)

綠色化工通過(guò)技術(shù)革新的手段，使物料得到有效利用，將污染物消滅在生產(chǎn)過(guò)程中，從源頭上使廢物不再產(chǎn)生，從而消除污染，徹底改變以前先污染后治理的局面，使化工污染控制過(guò)程，實(shí)現(xiàn)由末端控制向生產(chǎn)全過(guò)程控制轉(zhuǎn)變。綠色化工是降低化工污染的最有效手段，它轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，保障經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。綠色化工不但環(huán)境效益高，而且能產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的同步增長(zhǎng)。綠色化工通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)和設(shè)備，能夠最大限度地提高資源和能源的利用率，合理利用資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。

三、綠色化學(xué)在生產(chǎn)中的體現(xiàn)

根據(jù)當(dāng)下的環(huán)境氛圍，我國(guó)綠色化學(xué)工程的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用都有了一定的發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國(guó)的綠色化學(xué)生產(chǎn)體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。

（一）選用無(wú)毒、無(wú)害化學(xué)原料。從化學(xué)原料的選擇入手，盡量選擇無(wú)毒、無(wú)害，并且可進(jìn)行再生利用的化學(xué)原料來(lái)進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和制作。原料的選擇是影響著化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)工藝重要原因之一。綠色化學(xué)工程與工藝是保證在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)污染操作，使用無(wú)毒無(wú)害的化學(xué)原料，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的起始就采取有效防治手段。

（二）采用綠色高效的化學(xué)催化劑

目前我國(guó)也正在積極的研究這樣技術(shù)，如采用綠色生物仿生催化劑。綠色高效的化學(xué)催化劑的使用是非常必要的。石油化工反應(yīng)中烷烴氧化反應(yīng)時(shí)碳?xì)滏I是相當(dāng)惰性的，通常情況下需要苛刻的反應(yīng)條件，如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)在溫和條件下對(duì)分子氧的活化，在烷烴的氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出很高的催化活性和選擇性，因此綠色仿生催化劑使用也是綠色工學(xué)工程與工藝所追求的方向之一。

（三）提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

采用先進(jìn)工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性，可以降低成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。如石油化工中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的反應(yīng)——如以上所說(shuō)的烷烴類選擇性氧化反應(yīng)，這一類反應(yīng)具有強(qiáng)放熱性的特性，其目的產(chǎn)物不穩(wěn)定，有時(shí)有些產(chǎn)品還具有異構(gòu)體形式，在各類的催化反應(yīng)中此反應(yīng)的選擇性最低，采用選擇性高的試劑，提高反應(yīng)選擇性，從而能夠獲得更多的最終產(chǎn)物。

四、綠色化學(xué)有效地推動(dòng)了化學(xué)工業(yè)行業(yè)的發(fā)展

如今，由化學(xué)及化學(xué)工業(yè)提供的各類產(chǎn)品對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康造成的危害越來(lái)越大。綠色科技通過(guò)將無(wú)公害、無(wú)毒性、無(wú)污染、綠色環(huán)保等技術(shù)融入產(chǎn)品的研發(fā)當(dāng)中，從根源上解決了化學(xué)工業(yè)給生態(tài)環(huán)境造成的污染，有效地推進(jìn)了化學(xué)工業(yè)向綠色化的發(fā)展進(jìn)程。

五、綠色化學(xué)在各個(gè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用

（一）綠色化學(xué)在污水處理技術(shù)中的應(yīng)用。隨著工業(yè)化進(jìn)程的大力推進(jìn)，水污染日益嚴(yán)重，污水處理已經(jīng)上升為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。由于水資源具有不同于其他自然資源的有限性及不可再生性，污水處理要求我們必須嚴(yán)格遵循綠色、可持續(xù)的特點(diǎn)。于是，清潔的水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電化學(xué)法等綠色的水處理新技術(shù)在眾多國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水處理技術(shù)中凸顯出來(lái)，表現(xiàn)出巨大的潛力。它們的出現(xiàn)，成功地解決了常規(guī)處理法存在的諸多問(wèn)題，同時(shí)，還具有適用性廣、設(shè)備簡(jiǎn)單、處理效果好、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。綠色化工在污水處理技術(shù)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其未來(lái)的發(fā)展前景十分廣闊。

（二）綠色化學(xué)在環(huán)保涂料開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。眾所周知，涂料是裝修選材中的必需品，同時(shí)，它又是現(xiàn)代社會(huì)僅次于汽車(chē)尾氣污染的第二大污染源。傳統(tǒng)的涂料多為合成涂料，涂料中的 VOC 排入大氣后，還會(huì)與空氣中的氮氧化物作用，生成光化學(xué)煙霧，造成更加嚴(yán)重的二次污染，對(duì)人體健康帶來(lái)更嚴(yán)重的威脅。同時(shí)，涂料還會(huì)造成對(duì)水資源的污染，加大水污染治理難度。更為嚴(yán)重的是，合成材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞極為嚴(yán)重，其毒性、致畸性、致病性、致癌性正成為威脅人類社會(huì)發(fā)展的一大殺手。許多工廠都開(kāi)始積極地應(yīng)用綠色科技，以此來(lái)開(kāi)發(fā)綠色產(chǎn)品、改進(jìn)工藝和設(shè)備、優(yōu)化配置、降低 VOC、清潔生產(chǎn)、最大限度的減少污染。乳膠漆、固體涂料、無(wú)機(jī)礦物涂料等綠色涂料的誕生，正在使涂料生產(chǎn)向著無(wú)毒無(wú)害、產(chǎn)品更優(yōu)、科技含量更高的方向發(fā)展。

（三）綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。人類周?chē)鞣N用品的制造和擴(kuò)大化生產(chǎn)都離不開(kāi)化工生產(chǎn)，而要實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境無(wú)害的、原料和工藝優(yōu)化的、并且具有可行性的工藝流程，就必須在合成、催化、分離、提純和分析等多個(gè)環(huán)節(jié)采用綠色科技。其中，原料和產(chǎn)品的綠色化正成為當(dāng)今綠色化學(xué)研究的主流就以催化劑的發(fā)展為例，傳統(tǒng)的化工反應(yīng)，多采用較濃的酸、堿作為催化劑。雖然在一定程度上，加快了反應(yīng)速率，縮短了反應(yīng)到合成的時(shí)間。但是，其產(chǎn)生的廢料、廢渣嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，對(duì)設(shè)備的腐蝕大大增加了生產(chǎn)成本，加之其回收的不徹底性，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的效益，更對(duì)環(huán)境造成了不可估量的污染。為了解決這一矛盾，生物催化劑應(yīng)運(yùn)而生，膜技術(shù)廣泛應(yīng)用，離子交換樹(shù)脂、分子篩、納米管作為新的催化劑載體帶動(dòng)了催化劑的綠色化。為了順應(yīng)綠色科技的時(shí)代大潮，各工廠應(yīng)適當(dāng)應(yīng)用綠色科技，只有這樣才能生產(chǎn)出高質(zhì)量、低能耗的產(chǎn)品。

六、化學(xué)工程中發(fā)展綠色化學(xué)的必要性

（一）發(fā)展綠色化工有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。自然資源是有限的，如果我們一味堅(jiān)持現(xiàn)有的粗狂型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，必會(huì)造成各種重要的不可再生資源及能源過(guò)度消耗，從而導(dǎo)致生產(chǎn)資料的價(jià)格不斷上漲，這樣一來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然會(huì)受到一定程度上的制約。因此，必須一改這種傳統(tǒng)模式，對(duì)各種廢物進(jìn)行還原再利用，這樣能夠有效地緩解經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)帶來(lái)的資源過(guò)渡消耗的問(wèn)題，控制污染物的排放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

（二）發(fā)展綠色化工有利于生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。就可持續(xù)發(fā)展而言，綠色化工主要是依賴各種綠色資源的不斷供給，以此來(lái)達(dá)到持續(xù)利用性的目的。因此，必須按照科學(xué)發(fā)展觀中要求的可持續(xù)發(fā)展原則，降低自然資源的過(guò)度消耗，加大綠色科技的發(fā)展力度，提高資源的利用率，并采取有效措施控制和防范環(huán)境污染的發(fā)生。

（三）發(fā)展綠色化工有利于人類新文明的鑄造。為了實(shí)現(xiàn)人與自然之間協(xié)調(diào)、平等、和睦的新型關(guān)系這一目標(biāo)，人類必須改變以犧牲自然環(huán)境為代價(jià)的發(fā)展理念。應(yīng)著眼于發(fā)展綠色化工，以此來(lái)確保人與自然之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而為人類鑄造一個(gè)新的文明。

總之，由于我國(guó)資源和能源消耗呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，我們面臨的環(huán)保壓力日益增大。大力發(fā)展綠色化工，節(jié)約能源，降低污染，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。