試論化學(xué)工藝中的綠色化工技術(shù)要點(diǎn)

＊壽章燦

（330104196507154457 浙江 318000）

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到前所未有的發(fā)展，但隨之而來的環(huán)境問題也日益突出，其中化學(xué)工程行業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害也受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。因此，如何將綠色觀念與化學(xué)工藝進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，如何減少化工生產(chǎn)中有毒有害物質(zhì)的使用，如何處理排放的廢物是當(dāng)前化工行業(yè)亟需解決的重要問題之一。

1.綠色化工技術(shù)概述

綠色化工技術(shù)是化工生產(chǎn)的重要組成部分，主要是利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)當(dāng)前化工生產(chǎn)方式和模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程中化學(xué)原料、廢物、廢氣等對(duì)環(huán)境造成污染時(shí)進(jìn)行有效控制。因此，綠色化工技術(shù)以減少有毒有害廢棄物排放，提高廢棄物回收利用率，加強(qiáng)對(duì)污染物排放控制以及實(shí)現(xiàn)綠色化工可持續(xù)發(fā)展為最終目的。目前，綠色化工均采用生物技術(shù)將可再生資源合成為所需的化學(xué)用品，例如催化劑以自然界中的酶或工業(yè)酶為主。

2.化學(xué)工藝中綠色化工技術(shù)要點(diǎn)

(1)化學(xué)催化劑

化學(xué)催化劑是化工生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的重要材料，也是提高化工生產(chǎn)效率的最佳途徑。另外，化學(xué)催化劑也可以在一定程度上減少化工生產(chǎn)時(shí)有毒有害廢棄物的大量排放，也對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。因此，綠色化工技術(shù)研發(fā)要點(diǎn)之一就是對(duì)綠色化學(xué)催化劑的研發(fā)，以及如何利用化學(xué)催化劑對(duì)生工生產(chǎn)中廢棄物排放時(shí)進(jìn)行有效控制。

一般情況下，化學(xué)催化劑選取時(shí)必須立足于化工生產(chǎn)實(shí)際需求，以毒性小、危害低的催化劑為首選，并在生產(chǎn)全過程貫徹落實(shí)綠色發(fā)展理念。現(xiàn)階段，借助先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和國(guó)際經(jīng)驗(yàn)的借鑒在催化劑研發(fā)過程中嚴(yán)格控制廢棄物排放量，并重點(diǎn)對(duì)如何實(shí)現(xiàn)廢棄物循環(huán)利用進(jìn)行深層次研究。目前，我國(guó)綠色催化劑研發(fā)已取得一定成果，尤其是無毒無害催化劑研發(fā)成果已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，如烷基化固相催化劑等。

(2)綠色化學(xué)原料

綠色化學(xué)原料的科學(xué)選擇是實(shí)施綠色化工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，綠色化學(xué)原料不僅可以從根本上解決化學(xué)工藝中傳統(tǒng)原料對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響，減少化工生產(chǎn)過程中污染物排放生態(tài)環(huán)境的破壞。同時(shí)綠色原料無毒、無害、無污染的優(yōu)勢(shì)也對(duì)人類健康具有重要意義。例如合理使用天然農(nóng)作物或天然植物為化學(xué)原料等。

(3)化學(xué)反應(yīng)選擇性

化學(xué)工藝中應(yīng)積極強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性，以提高生成物的提取和凈化效率。同時(shí)也可以有效減少化工生產(chǎn)中生產(chǎn)成本投入和能源消耗，繼而減少化學(xué)反應(yīng)排放。例如在石油化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，為了避免生成物出現(xiàn)過度氧化對(duì)生成物造成不必要的破壞或浸染，應(yīng)盡量減少烴類選擇性氧化?？傊嵘瘜W(xué)反應(yīng)的選擇性是促進(jìn)綠色化工健康、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，解決環(huán)境污染的重要技術(shù)要點(diǎn)。

3.化學(xué)工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

(1)清潔生產(chǎn)技術(shù)

在化學(xué)工藝的廢棄物處理、海水淡化、冶金等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)化學(xué)工藝中綠色化工技術(shù)與清潔生產(chǎn)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可以借助清潔生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)化學(xué)工藝多領(lǐng)域的無毒生產(chǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。例如應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)海水淡化處理的綠色發(fā)展，不僅可以有效提高海水提煉鹽和其他成分的提煉效率，同時(shí)也在整個(gè)處理過程中不會(huì)對(duì)海洋資源和生態(tài)環(huán)境造成任何污染，可以從根本上杜絕了化學(xué)工藝對(duì)環(huán)境的潛在威脅。

(2)生物化工技術(shù)

目前，生物化工技術(shù)在化學(xué)仿生學(xué)和生物化工等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，其主要由細(xì)胞技術(shù)、微生物基因技術(shù)和酶技術(shù)等多種技術(shù)組成。以具有高效性和轉(zhuǎn)移性為優(yōu)勢(shì)的生物酶為例，其作為一種生物催化劑不僅被廣泛應(yīng)用于生物化工各個(gè)合成階段，同時(shí)也在化學(xué)仿生學(xué)的膜化學(xué)技術(shù)得到應(yīng)用。另外，生物酶相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)酶和化學(xué)催化劑而言，具有無污染、溫和的反應(yīng)條件以及優(yōu)良的產(chǎn)物性質(zhì)等優(yōu)勢(shì)。尤其是綠色化工技術(shù)利用自然界原生酶合成的丙烯酰胺在降低技術(shù)能耗的同時(shí)也無任何污染物排放。早期生物技術(shù)主要利用動(dòng)植物等再生資源合成有機(jī)化合物原料，而當(dāng)今生物技術(shù)則主要以石油和煤炭等為原料。

(3)環(huán)境友好型產(chǎn)品

生態(tài)環(huán)境與人類生存息息相關(guān)，隨著綠色生態(tài)理念的推廣，社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)也在逐步向綠色化、節(jié)能化方向發(fā)展。因此，生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品對(duì)控制環(huán)境污染，改善當(dāng)前生態(tài)環(huán)境狀況具有重要實(shí)踐意義。眾所周知，傳統(tǒng)的汽油燃燒給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染問題，并給人類健康造成極大的傷害。在不斷的探索研究中環(huán)保型汽油、新型燃料和新型能源如雨后春筍般崛起，尤其是新型乙醇汽油以天然甘蔗為酒精主要生產(chǎn)原料，使汽油在生產(chǎn)和使用過程中對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染降至最低，同時(shí)也使人類生活環(huán)境得到明顯改善。

4.綠色化工技術(shù)發(fā)展前景

綠色、低碳、環(huán)保是未來化學(xué)工藝發(fā)展的主流趨勢(shì)：

首先，利用直接轉(zhuǎn)化技術(shù)可以有效提升“原子經(jīng)濟(jì)”的合成效率，而一般綠色產(chǎn)品的有機(jī)合成需要至少兩步操作，而原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)可以直接縮減為一步。例如傳統(tǒng)的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)采用反映方式時(shí)需要兩步完成，得到鈦硅分子篩后即可運(yùn)用催化氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟(jì)方法。當(dāng)然，在化工領(lǐng)域中完全實(shí)現(xiàn)直接轉(zhuǎn)化技術(shù)還需不斷完善原子經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)條件，并積極實(shí)現(xiàn)集成化學(xué)反應(yīng)，以及將化工排放的廢棄物轉(zhuǎn)化為其他反應(yīng)原料的技術(shù)?？傊?，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)零排放是未來綠色化工技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。其次，降低化工生產(chǎn)排放量和能源消耗將會(huì)一直是綠色化工技術(shù)研究的重點(diǎn)。在節(jié)能減排理念下積極探索新型熱能、氫能、太陽能資源的利用方法，在重視輸入端能量和過程能量管理的過程中還應(yīng)堅(jiān)持能源消耗循環(huán)利用的原則，以新工藝和新技術(shù)減少化工工藝碳排放量。最后，利用高效、先進(jìn)的催化材料研發(fā)具有高效活化且可以對(duì)二氧化碳實(shí)現(xiàn)定向轉(zhuǎn)化的新技術(shù)，利用電化學(xué)方法、光催化方法等先進(jìn)手段對(duì)輸出端二氧化碳進(jìn)行集中轉(zhuǎn)化，以減少化工生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放量。

結(jié)語

綜上所述，實(shí)現(xiàn)綠色化工技術(shù)在化學(xué)工藝中的廣泛應(yīng)用對(duì)解決當(dāng)前化工生產(chǎn)中原料、廢棄物排放對(duì)環(huán)境的威脅具有重要作用，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了化工領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)資源的回收利用。因此，加大綠色化工技術(shù)研究，將綠色化工技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分應(yīng)用到化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中是實(shí)現(xiàn)我國(guó)化學(xué)工藝可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

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