試論綠色化工技術(shù)在傳統(tǒng)化學(xué)工藝中的應(yīng)用

杜娟

（貴州開磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550302）

化工工業(yè)雖然為人們創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)資源，但是同時(shí)也帶來(lái)了大量的污染，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深化，生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國(guó)大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用在這樣的背景下，就成為化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。因此，探討綠色化工技術(shù)在傳統(tǒng)化學(xué)工藝中的應(yīng)用，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、綠色化工技術(shù)概述

通過改良傳統(tǒng)的化工技術(shù)，針對(duì)化工技術(shù)的化學(xué)原理，采用合理的措施來(lái)消除化工原料中污染環(huán)境的物質(zhì)，這種技術(shù)方法就被稱為綠色化工技術(shù)。綠色化工技術(shù)的物質(zhì)流動(dòng)方式為：資源--產(chǎn)品--再利用，而傳統(tǒng)的化工技術(shù)物質(zhì)流動(dòng)方式為：資源--廢物。由此可見，綠色化工技術(shù)能夠有效減少?gòu)U物排放，實(shí)現(xiàn)零廢物生產(chǎn)以及清潔能源生產(chǎn)，從而有效減少化工生產(chǎn)對(duì)周邊自然環(huán)境造成的影響[1]。

二、綠色化工技術(shù)的開發(fā)

綠色化工技術(shù)的開發(fā)、發(fā)展，必須從化學(xué)反應(yīng)的源頭入手。選擇無(wú)毒的原料、催化劑，來(lái)進(jìn)行化工生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)零污染、零排放。目前，化工行業(yè)較為常見的綠色化工技術(shù)為：農(nóng)作物、野生植物，將樹木、蘆葦?shù)鹊戎参锢w維以及稻草等等農(nóng)產(chǎn)品肥料，通過加工制作為化工原料；利用生物技術(shù)來(lái)生產(chǎn)氫氣等等。這些技術(shù)都是綠色化工技術(shù)的典型應(yīng)用案例[2]。

催化劑是提高化學(xué)反應(yīng)速率，提高化學(xué)生產(chǎn)效率的重要必需品，因此無(wú)毒害的催化劑研發(fā)就成為了綠色化工技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容。比如，分子篩催化劑（石分子篩催化劑）利用分子篩的離子交換性能、酸催化活性，制成的高活性化學(xué)催化劑；利用雜多酸，借助氧原子橋制成含氧多元酸；借助光的激發(fā)作用而制成的催化反應(yīng)催化劑（ZnOCuO-H2O2）；能夠加速特殊反應(yīng)的生物分子--酶催化劑等等。

三、綠色化工技術(shù)在傳統(tǒng)化學(xué)工藝中的實(shí)際應(yīng)用

（一）清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

所謂清潔生產(chǎn)技術(shù)，就是指無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)廢物排放的綠色化工生產(chǎn)技術(shù)，目前應(yīng)用的較為廣泛的有：綠色催化技術(shù)（酶催化）、輻射熱加工技術(shù)、臨界流體技術(shù)等等。這些技術(shù)在印刷行業(yè)、冶金行業(yè)、甲醇制造行業(yè)、垃圾處理行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并且起到了良好的應(yīng)用效果。舉個(gè)例子，氨基酸甲酸酯是一種重要的農(nóng)藥，在水果、棉花、蔬菜等等百余種作物種植病蟲害防治方面得到了廣泛應(yīng)用。不過氨基酸甲酸酯中所用化學(xué)原料的性質(zhì)非常活潑，且易溶于水，毒性大。1984年，印度某農(nóng)藥廠的生產(chǎn)閥門故障，導(dǎo)致氨基酸甲酸酯原料外泄，致使2500人死亡，周邊20萬(wàn)居民中毒，57萬(wàn)人的生命健康受到危害。自該事件發(fā)生之后，逐漸開始對(duì)氨基酸甲酸酯安全綠色生產(chǎn)進(jìn)行研究，利用多段隔熱反應(yīng)器，用空氣來(lái)氧化化學(xué)原料，減少設(shè)備中MIC的留貯量，實(shí)現(xiàn)了綠色化的生產(chǎn)。

（二）生物化工技術(shù)的應(yīng)用

生物化工技術(shù)主要體現(xiàn)為細(xì)胞、微生物、酶的應(yīng)用，生物化工技術(shù)無(wú)污染、反應(yīng)溫和。比如，生物酶目前在化工生產(chǎn)中就得到了廣泛應(yīng)用，生物酶結(jié)合傳統(tǒng)的催化劑，利用自然界中的酶替代催化劑中的合成丙烯酰胺，實(shí)現(xiàn)了綠色化的化學(xué)催化。膜化學(xué)技術(shù)目前在化學(xué)仿生學(xué)中也得到了應(yīng)用，生物技術(shù)可利用再生資源來(lái)制造化學(xué)品，利用動(dòng)植物的有機(jī)化合物原料以及煤炭石油等原料來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)[3]。

（三）環(huán)境友好型產(chǎn)品生產(chǎn)

所謂環(huán)境友好產(chǎn)品，就是指產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用的過程中，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響，這也被稱為環(huán)境無(wú)害化的產(chǎn)品。比如無(wú)毒涂料、節(jié)能設(shè)備、生態(tài)產(chǎn)品、可降解塑料等等。比如，尼龍?jiān)谏a(chǎn)的過程中，就需要應(yīng)用到己二酸，各個(gè)國(guó)家為滿足尼龍生產(chǎn)需求，己二酸年產(chǎn)量高達(dá)220萬(wàn)噸。但是己二酸在生產(chǎn)的過程中，要將苯通過還原制作為環(huán)己烷，然后將環(huán)己醇、環(huán)己烷結(jié)合在一起得到己二酸，在合成過程中會(huì)釋放出N2O，從而對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響。通過研究，發(fā)現(xiàn)二元酸在焚燒之后，產(chǎn)生的酯能夠替代常用的氯烴，就此為切入點(diǎn)，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者野依良治，利用氧化鎢以及相轉(zhuǎn)移催化劑，利用NHO3、H2O2氧化，和環(huán)己烯反應(yīng)可得到己二酸。相較于傳統(tǒng)的工藝方法，該方法有效降低了傳統(tǒng)化學(xué)工藝的污染，不過仍舊不夠全面，因?yàn)樵谥圃炷猃埖倪^程中仍舊需要用到“苯”。而后，該方法得到了進(jìn)一步改良，利用生物化學(xué)技術(shù)來(lái)合成己二酸。主要是利用大腸桿菌的突變體作為催化劑，從葡萄糖中制備化工產(chǎn)品，利用莽草酸路線來(lái)處理生物資源。該方法不僅僅改善了傳統(tǒng)的化工工藝方法，同時(shí)還搭建了農(nóng)業(yè)、化工業(yè)之間的橋梁，為綠色生物化工技術(shù)的發(fā)展指出了方向。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，化工行業(yè)雖然創(chuàng)造出了豐富的物質(zhì)、能源，但是生產(chǎn)遺留的污染問題卻對(duì)人們的生命健康以及周邊自然環(huán)境造成了極大影響。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效減小化工生產(chǎn)所帶來(lái)的污染，達(dá)到綠色環(huán)保、無(wú)排放的現(xiàn)實(shí)目的。