綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用研究

楊鳳明 鄧麗麗 盧 燕 李志新

中信大錳大新錳礦分公司 廣西 崇左 532315

1 前言

隨著時(shí)代的迅速發(fā)展與變遷,社會對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的理念也逐漸發(fā)生了改變。人們對生活質(zhì)量的更高要求推動了現(xiàn)代工業(yè)的改革。為了保護(hù)環(huán)境,綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用成了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展主題。對于化學(xué)工業(yè)怎樣趨于綠色化,已成為工業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù),開發(fā)與應(yīng)用綠色化學(xué)工藝、減少化學(xué)污染對生態(tài)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

2 綠色化學(xué)工藝的開發(fā)

2.1 核心化學(xué)開發(fā)

綠色化學(xué)工藝開發(fā)的直接目的是提升資源利用率,降低化工生產(chǎn)帶來的資源損耗。綠色化學(xué)工藝核心開發(fā)是在傳統(tǒng)化學(xué)產(chǎn)品加工的基礎(chǔ)上,實(shí)行化學(xué)工業(yè)資源的綜合性轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)化學(xué)產(chǎn)品加工零排放。舉例分析,某化學(xué)產(chǎn)品中含有大量的甲烷、乙炔等化學(xué)物品。核心化學(xué)開發(fā)應(yīng)用于化學(xué)產(chǎn)品加工處理過程中,運(yùn)用甲酵碳化制醋酸、乙炔氧化環(huán)氧作為化學(xué)原子中和的主要輔助品,將甲烷乙炔等化學(xué)物品轉(zhuǎn)換為三苯基氧產(chǎn)物,降低甲烷、乙炔中含有的成本元素,實(shí)現(xiàn)化學(xué)產(chǎn)品降解的處理效果。

2.2 反應(yīng)性化學(xué)開發(fā)

綠色化學(xué)工藝的開發(fā)也運(yùn)用化學(xué)藥劑基礎(chǔ)反應(yīng)的特征,實(shí)行化學(xué)污染的分解。這一化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)能夠降低化學(xué)產(chǎn)品加工處理的實(shí)施難度。例如:氧化制苯時(shí),氧化制苯的容量越大,附著在容器表層的清除難度越大,后期氧化中苯的提取濃度就會也低。為了解決這一問題,提高氧化苯制作過程中純苯分離的效果,可以運(yùn)行烴類化學(xué)物質(zhì)作為氧化物的輔助部分,順利的將化學(xué)生產(chǎn)附著的碳復(fù)合類物質(zhì)集中性分離,實(shí)現(xiàn)有效處理化工產(chǎn)品中遺留化學(xué)元素的問題,從而達(dá)到了綠色化學(xué)產(chǎn)品的高效應(yīng)用。

2.3 化學(xué)添加物的開發(fā)

綠色化學(xué)工藝在生活中的開發(fā),在于社會資源開發(fā)時(shí),能夠充分利用化工產(chǎn)品研究新的產(chǎn)品,為社會化學(xué)資源的利用提供了來源保障,當(dāng)前綠色化學(xué)工藝開發(fā)的主要代表包括催化劑和溶劑兩種。

(1)綠色化學(xué)開發(fā)的催化劑用于果蔬產(chǎn)品成熟中,實(shí)行綠色化學(xué)產(chǎn)品運(yùn)用,將多重化學(xué)物品突破在果蔬產(chǎn)品上,能夠起到食品輔助成熟的作用。例如:酸堿催化劑,沸石催化劑,酶化合物催化劑等就是綠色化學(xué)催化劑的代表,綠色化學(xué)催化劑往往運(yùn)用化學(xué)中和反應(yīng)原理,在產(chǎn)品發(fā)展的過程中起到助推性作用。同時(shí),這種化學(xué)添加輔助,隨著輔助催化劑應(yīng)用實(shí)踐不斷延長,催化劑的化學(xué)作用也就自然而然的消失了。

(2)溶劑性綠色化學(xué)產(chǎn)品的運(yùn)用,主要借助二氧化碳作為其催化的過渡氣體,實(shí)施化學(xué)成分結(jié)合二氧化碳后生成水,使化學(xué)產(chǎn)品損耗后的環(huán)境污染比例效果大大降低。

3 綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用

3.1 綠色化技術(shù)的應(yīng)用

綠色化技術(shù)也就是清潔生產(chǎn)技術(shù),體現(xiàn)在無毒無害,沒有廢物的產(chǎn)生,生產(chǎn)過程對人體沒有危害。現(xiàn)在的綠色化技術(shù)主要有,清潔的煤氣化技術(shù);利用風(fēng)能、水能、太陽能等技術(shù)發(fā)電;生物制造沼氣技術(shù);生活垃圾分類無害化處理以及目前的脫硫、脫碳技術(shù)等都是典型的綠色化技術(shù)。在工程技術(shù)上比較顯著的還有輻射加工技術(shù)、生物工程技術(shù)、超臨界流體技術(shù)等綠色化技術(shù),應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)去獲得產(chǎn)品,不但產(chǎn)品為綠色化,而且從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過程對環(huán)境和人體沒有危害。

3.2 生物工程技術(shù)的應(yīng)用

生物工程技術(shù)主要包括細(xì)胞、基因、酶、微生物等綠色科技、為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的綠色化,很多化學(xué)工業(yè)將生物技術(shù)應(yīng)用在化工生產(chǎn)。酶催化劑在化工生產(chǎn)中使用已經(jīng)很廣泛了,它具有良好的選擇性、無毒無害、具有廣闊的應(yīng)用前景的生物合成物質(zhì)。生物技術(shù)合成的化學(xué)物質(zhì)來大都來自可再生資源,是綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展方向之一。早期化學(xué)材料大多是來自可再生植物、動物,后來發(fā)展石油和煤炭等不可再生資源為原料,對環(huán)境和人類健康造成巨大威脅,生物化學(xué)反應(yīng)技術(shù)可以利用酶作為催化劑,以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)有機(jī)化合物,可以緩解礦產(chǎn)資源耗竭的壓力,也可以減少對環(huán)境的損害。例如利用酶催化劑制備丙烯酰胺,丙烯腈反應(yīng)完全,沒有副產(chǎn)物。

合成洗滌劑中三聚磷酸鈉在使用過程中具有很好的作用,它是比較理想的助劑,洗滌劑中加入這種物質(zhì)可以大大的提高了洗滌效果,但是磷洗滌劑對富養(yǎng)化有一定推進(jìn)作用。酶作為一種生物制品無毒并能完全降解,對環(huán)境無污染,同時(shí)對人體沒有健康威脅。近年來開發(fā)的包裹技術(shù)、保護(hù)劑技術(shù)、微膠囊技術(shù),進(jìn)一步提高了酶對人體的安全性和酶活力的穩(wěn)定性。酶的作用越來越得到廣泛關(guān)注,已然發(fā)展與表面活性劑、助劑等具有同等的作用,并且對環(huán)境沒有污染,是合成產(chǎn)品綠色化。

3.3 生產(chǎn)綠色產(chǎn)品

綠色產(chǎn)品指的就是環(huán)境友好型產(chǎn)品,目前有很多典型的例子,例如能夠取代氟氯昂的化學(xué)產(chǎn)品,可以保護(hù)大氣臭氧層;防止白色污染的生物降解塑料;植物殺蟲劑,清潔汽油等。日常生活中使用的聚苯乙烯發(fā)泡塑料餐盒,使用后成為垃圾,而且需要很久的時(shí)間才能降解,對環(huán)境帶來嚴(yán)重中污染。為了加速它降解,在生產(chǎn)時(shí)可以加入光敏劑,化學(xué)助劑等,餐盒使用后幾個(gè)月內(nèi)就可以完全降解成無害物質(zhì)。目前的化妝品種類繁多,主要的產(chǎn)品都是從天然的原料,例如從植物提取有效成分,利用生物技術(shù)生產(chǎn)和制造化妝品。天然綠色生物材料甲殼素/甲殼胺的降解形成甲殼低聚糖,具有獨(dú)特的生理活性,把它合成化妝品對皮膚毛發(fā)具有很好的效果,而且無公害,不污染環(huán)境。

4 結(jié)語

當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展背景下,對于環(huán)境的保護(hù)愈發(fā)的刻不容緩,我們應(yīng)當(dāng)重視綠色化學(xué)的推廣和發(fā)展,從源頭上消除化工業(yè)產(chǎn)生的污染。推動化工業(yè)改革,對當(dāng)前的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn),對國內(nèi)來說,經(jīng)濟(jì)較弱的地區(qū)需要借助經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的工業(yè)改革流程,并因地制宜,進(jìn)行改良。而更多的國內(nèi)企業(yè)則應(yīng)該學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)理念和技術(shù),認(rèn)真學(xué)習(xí)其綠色化學(xué)工藝建設(shè)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)知識,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí),提升自己的經(jīng)濟(jì)效益,使整個(gè)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)跟進(jìn)時(shí)代的步伐。