化學(xué)工藝中的綠色化工技術(shù)探析

許雷軍　曹長(zhǎng)青

摘 要：由于當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題越來越明顯，對(duì)于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展在一定意義上有著一定的制約?，F(xiàn)階段，環(huán)境問題逐漸和人們的日常生活生產(chǎn)相聯(lián)系，在這當(dāng)中，最主要的就是化學(xué)工業(yè)當(dāng)中的污染問題。因此，在化學(xué)工業(yè)當(dāng)中加強(qiáng)綠色化工技術(shù)的研究非常重要，這對(duì)于化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程工藝；綠色化工；技術(shù)要點(diǎn)

1 化學(xué)工程工藝概述

化學(xué)工程工藝行業(yè)主要有冶煉以及藥物生產(chǎn)等行業(yè)，其主要就是采用化學(xué)相關(guān)理論來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，其所包括的理論體系中主要加強(qiáng)了對(duì)于環(huán)保理論的重視，在加強(qiáng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展中有著很重要的作用。現(xiàn)階段，環(huán)境保護(hù)越來越受到重視，人們對(duì)于自身生活要求也在提升，然而對(duì)于化學(xué)工程工藝的研究中，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的改善以及增加社會(huì)效益方面，能夠在確保減排節(jié)能的條件中使得經(jīng)濟(jì)效益增加。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)逐漸超前發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，因此在節(jié)能環(huán)保理念的支撐下，化學(xué)工程也能夠得到有效發(fā)展，這對(duì)于社會(huì)的進(jìn)步有著很大的意義。

2 在化學(xué)工程工藝中開發(fā)綠色化工技術(shù)

2.1 選用綠色化學(xué)原料

選取綠色化學(xué)原料是開發(fā)綠色化工技術(shù)的關(guān)鍵，只有選用合適的綠色化學(xué)原料才能從根本上解決傳統(tǒng)化學(xué)工藝所造成的污染。選取綠色、無害的化工原料，可以進(jìn)一步減少化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)、排放的過程中生成的污染物。

2.2 強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性

為了更好地降低化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)成本，降低能源資源消耗，減少化學(xué)反應(yīng)排放，在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)該強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)的選擇性，方便快捷地提取和凈化生成物。例如在石油化學(xué)工業(yè)中，應(yīng)該盡量避免烴類選擇性氧化，這是因?yàn)檫@種反應(yīng)的生成物極易發(fā)生氧化現(xiàn)象，從而對(duì)生成物造成破壞。通過提升化學(xué)反應(yīng)的選擇性，可以促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 化學(xué)催化劑選取

在當(dāng)前綠色化工技術(shù)在選擇和開發(fā)當(dāng)中，需要將重點(diǎn)放在一些無毒害的催化劑當(dāng)中，在使得化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)的作用中將有毒廢棄物進(jìn)行降低。同時(shí)，在對(duì)化學(xué)催化劑的選擇當(dāng)中，盡量選取一些無毒害或者毒害比較小的化學(xué)催化劑，以此使得其朝向綠色方向發(fā)展。在現(xiàn)階段化學(xué)工業(yè)當(dāng)中，很多開發(fā)人員對(duì)于無毒害催化劑的研究中，獲得了很好的成就，其主要就是加強(qiáng)了對(duì)于烷基化固相催化劑的重視，這種催化劑無毒害，對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染，因此值得有效推廣。另外，在這當(dāng)中需要重視的就是，在對(duì)無毒害催化劑進(jìn)行研究當(dāng)中，需要確保其排放能夠和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，同時(shí)確保所排放的廢棄物能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)應(yīng)用，從而將資源應(yīng)用率進(jìn)行提升。

3 化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)應(yīng)用

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)充分發(fā)揮清潔生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，其不僅在廢棄物處理、海水淡化以及冶金方面具有較為廣泛的應(yīng)用，由于不存在毒害反應(yīng)，這樣自然也沒有污染物的產(chǎn)生。比如，具體的海水淡化處理中，利用此技術(shù)進(jìn)行海水淡化，能夠有效提煉出海水中的鹽分或其他，能滿足日常生活的需求，并且在整體的應(yīng)用環(huán)節(jié)中，清潔生產(chǎn)技術(shù)并不會(huì)出現(xiàn)污染環(huán)境的問題，沒有任何的潛在危害情況。

3.2 生物化工技術(shù)

生物化工技術(shù)包含了細(xì)胞、微生物基因和酶等技術(shù)，在化學(xué)仿生學(xué)和生物化工兩個(gè)方面都有廣泛的應(yīng)用。例如，生物酶具有高效、轉(zhuǎn)移性的特點(diǎn)，作為一種生物催化劑，廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)生物化工的合成過程中。還有膜化學(xué)技術(shù)作為化學(xué)仿生學(xué)中的重要技術(shù)，也被廣泛應(yīng)用。生物技術(shù)可以利用再生資源合成化學(xué)品，這包括早期來源于動(dòng)植物的有機(jī)化合物原料，以及今天被廣泛應(yīng)用的石油和煤炭等原料。例如，與傳統(tǒng)工業(yè)酶和化學(xué)催化劑相比，生物酶作為催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn)：無污染、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良，當(dāng)前綠色化學(xué)工程與工藝?yán)米匀唤缰械拿柑娲╇娲呋铣杀０?，這一技術(shù)能夠大幅降低能耗，不產(chǎn)生任何污染物。

3.3 環(huán)境友好型產(chǎn)品應(yīng)用

考慮到人們?nèi)粘Ｉ钪械沫h(huán)境問題，應(yīng)充分重視環(huán)境對(duì)于人們生活的影響，所以，在各個(gè)方面對(duì)于環(huán)境有著更為苛刻的要求。對(duì)于環(huán)境友好型產(chǎn)品來說，則是在日益嚴(yán)重的環(huán)境污染背景下，提出有效控制措施。考慮到傳統(tǒng)化石類的煤炭、石油等資源的應(yīng)用，資源消耗中帶給了大氣的嚴(yán)重污染問題，引發(fā)人們身體健康的嚴(yán)重危害性，所以，應(yīng)該積極開展新型環(huán)保產(chǎn)品的研發(fā)，這也是符合人們?nèi)找嬖鰪?qiáng)的環(huán)保意識(shí)的需求。比如，以酒精的生產(chǎn)為例，主要是利用天然甘蔗為主的原料，能夠通過技術(shù)發(fā)展生成新型乙醇汽油，實(shí)現(xiàn)汽油替代，具有一定的應(yīng)用范圍。在越來越多實(shí)踐應(yīng)用中，環(huán)境友好型綠色產(chǎn)品能夠有效降低環(huán)境污染所帶來的難題。

4 綠色化工技術(shù)展望

4.1 保證輸出端CO2的集中轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)一步提升。利用高效的催化材料，滿足高效活化、定向轉(zhuǎn)化CO2等技術(shù)的突破，通過電化學(xué)方法、光催化等手段，盡量實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的CO2排放量最小的原則。

4.2 通過直接轉(zhuǎn)化技術(shù)，使得合成步驟的“原子經(jīng)濟(jì)”性有所提升。從實(shí)際的綠色角度來看，有機(jī)合成需要兩步或者三步才能完成，如果能將其縮短為一步的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，能充分體現(xiàn)出直接轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。比如，在進(jìn)行生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的過程中，傳統(tǒng)則是利用兩步法的反應(yīng)方式，在得到鈦硅分子篩后，可以滿足催化氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟(jì)新方法。然而，在化工領(lǐng)域中，滿足原子經(jīng)濟(jì)性的條件還比較困難，有些條件甚至還是不可能實(shí)現(xiàn)的，但是，應(yīng)該不斷優(yōu)化，充分利用化學(xué)反應(yīng)的集成，能利用好排出的廢物，可將其作為另外反應(yīng)的原料，滿足封閉循環(huán)的要求，實(shí)現(xiàn)零排放的需求。

4.3 保證輸入端能量和過程中能量的管理得到充分的重視，滿足整體循環(huán)過程中的能量消耗最低原則。在節(jié)能減排的指導(dǎo)原則下，不斷開發(fā)新技術(shù)和新工藝，替代傳統(tǒng)的排放量大、能耗高的技術(shù)，充分利用好新型的熱能、氫能以及太陽能資源，盡量減少碳排放。

結(jié)束語

當(dāng)前傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)在為人們提供重要產(chǎn)品的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了巨大的污染，損害著人類的身體健康。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用可以極大地提高傳統(tǒng)化工的環(huán)保性能，降低污染物排放，有效保護(hù)人類健康，有助于建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，提高我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展能力。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：1.青島科技大學(xué)化工學(xué)院；2.青島科技大學(xué)化工學(xué)院）