綠色精細化工的關鍵技術研究

張順，徐園園

（石家莊常豐環(huán)境工程有限公司，石家莊 050000）

1 綠色精細化工概述

綠色精細化工是精細化工的延伸，是基于可持續(xù)發(fā)展理念而對化工行業(yè)提出的新要求。綠色精細化工要求化工行業(yè)在無公害、低污染的條件下進行生產(chǎn)，以保護環(huán)境為前提進行生產(chǎn)技術的創(chuàng)新和生產(chǎn)水平的提高。綠色精細化工的提出是人類對環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展理念的進一步理解和踐行，也是化工行業(yè)整體的進步。綠色精細化工的突出之處在于生產(chǎn)原料、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)流程均采用綠色無污染、無公害的[1]。對原料的控制不僅包括盡量選擇綠色原材料，也包括在原料的采集過程中也貫穿綠色無污染理念，從源頭減少對環(huán)境的污染與破壞。采用先進的綠色生產(chǎn)設備也能很好地減少生產(chǎn)過程中的意外，防止出現(xiàn)原材料泄露事故。生產(chǎn)工藝的改良能夠減少生產(chǎn)能耗、提高生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)原料選擇，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料也能進行回收利用，目前我國的綠色精細化工生產(chǎn)工藝已經(jīng)較為成熟。綠色精細化工的最終目的是生產(chǎn)無污染的產(chǎn)品，在綠色精細化工的理念引導下，化工產(chǎn)品對環(huán)境、對人體、對其他生物的影響也將逐漸降低，也就是所謂的環(huán)境友好型產(chǎn)品[2]。

2 綠色精細化工的關鍵技術

精細化工是化工業(yè)的升級，但是由于精細化工的工藝流程更加復雜，所產(chǎn)生的副產(chǎn)物、廢棄物業(yè)很多，對環(huán)境的影響也很大，長期以來，精細化工所造成的環(huán)境污染一直是化工行業(yè)發(fā)展的困擾。加之以前化工行業(yè)粗放式生產(chǎn)所留下的生態(tài)環(huán)境問題，社會各界對化工生產(chǎn)的意見很大，綠色精細化工技術的應用與發(fā)展也迫在眉睫。綠色精細化工技術的研發(fā)不僅能夠大幅度提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，更能夠減少化工生產(chǎn)對環(huán)境的破壞，真正做到可持續(xù)發(fā)展。綠色精細化工的關鍵技術包含以下四項。

2.1 超臨界流體技術

超臨界流體技術是以二氧化碳的流體技術作為支撐中心的一項綠色技術。二氧化碳是具有代表性的臨界活性物質，超臨界的二氧化碳，其參與可以實現(xiàn)一些高難度的反應。因為二氧化碳極低的污染性，使以二氧化碳流體為主的超臨界流體技術成為環(huán)保的綠色技術，使其在醫(yī)藥、綠色精細化工和食品工業(yè)等得到廣泛應用[3]。

2.2 電合成技術

電合成技術就是通過電化學反應進行生產(chǎn)，主要是通過電子的轉移來實現(xiàn)合成的目的。電合成技術是綠色精細化工中很重要的一項技術，主要分為電池反應和電解反應兩塊，其實現(xiàn)的反應環(huán)保清潔，包含的具體技術主要有自發(fā)型、間接型和配對型三類電合成法。自發(fā)型是指化學反應在反應器中可以自發(fā)地進行而不需人為過多地去控制，該反應在生成產(chǎn)品的同時，其產(chǎn)生的陰陽離子能夠給反應器提供充足的電能，因此非常節(jié)能；間接型需要借助一定的媒介來完成反應，媒介用于傳遞電子；配對型需要合適的電極配對，利用陽極陰極兩者之間的反應生成產(chǎn)物。

2.3 計算機分子設計技術

計算機分子設計技術也稱為分子模擬設計技術，是通過計算機對企業(yè)需要生產(chǎn)的產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品的性能、加工流程和分子結構之間的關系進行設計，將優(yōu)化創(chuàng)新和綠色環(huán)保作為該設計的前提條件，將產(chǎn)品的分子結構作為動力，從而促進產(chǎn)品合成的進程，達成綠色精細化工生產(chǎn)技術的有效利用，減少生產(chǎn)過程產(chǎn)生污染物的情況出現(xiàn)。

2.4 綠色催化技術

通過催化劑進行化學反應從而生產(chǎn)產(chǎn)品是精細化工中常用的工藝。在化學反應過程中，催化劑的存在提供了反應發(fā)生的條件或者提高了反應的合成效率，另外對發(fā)生副反應起到了很好的抑制作用，資源利用率得到了提高。綠色催化技術總體分成化學催化和生物催化兩類，具體則包括互相轉移催化，該技術所需的反應條件較為溫和，對能源的消耗比較低，反應速度很快，溶劑的價格很低，易回收利用；非對稱催化，該技術主要用于光電材料、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)相關化學品的生產(chǎn)，是綠色環(huán)保型的合成技術；酶催化，酶類作為催化劑時，其活性較高，反應時對能源的消耗很低，保證了催化的無污染性和專一性。

3 綠色精細化工可持續(xù)發(fā)展存在的問題

3.1 精細化先天條件不足

我國經(jīng)歷了一段飛速發(fā)展的歷史，化工行業(yè)也取得了不容忽視的成績，但與此同時，大家都應意識到，我國化工行業(yè)過去所取得的發(fā)展很大程度上是以環(huán)境為代價而來的。綠色精細化工在我國施行的時間不長，但徹底顛覆了化工行業(yè)的發(fā)展，新舊發(fā)展理念的沖突也使得綠色精細化工的發(fā)展受到許多阻礙。綠色精細化工的發(fā)展打破了我國化工行業(yè)的發(fā)展格局，對我國整體經(jīng)濟發(fā)展也是一項打擊。而且我國化工企業(yè)大多對環(huán)境污染問題不夠重視，可見我國綠色精細化工發(fā)展存在諸多阻礙。

3.2 精細化技術不成熟

技術是行業(yè)發(fā)展的根本，但是由于我國綠色精細化工起步較晚，發(fā)展受阻礙，我國綠色精細化工技術也比較滯后。此外，許多化工企業(yè)受傳統(tǒng)行業(yè)的影響，對環(huán)境保護政策不予理會，借著綠色精細化工理念的便利卻并沒有真正踐行，提高了生產(chǎn)效率卻仍然忽視環(huán)境問題，導致環(huán)境問題加重。此外，受到資金、技術等資源的限制，我國綠色精細化工技術一直難以突破，化工行業(yè)的重污染問題依然難以解決。在我國綠色精細化工技術發(fā)展的過程中，企業(yè)更為重視效益，而忽視對生產(chǎn)過程中環(huán)境污染問題的解決。總的來說，我國綠色精細化工的發(fā)展在理念、技術發(fā)展、意識等方面都比不上國際水準。為了我國綠色精細化工的發(fā)展，這些問題都必須解決。

4 綠色精細化工可持續(xù)發(fā)展的關鍵技術研究

4.1 提高生產(chǎn)技術

生產(chǎn)技術是綠色精細化工生產(chǎn)的關鍵，也是綠色精細化工發(fā)展的主要推動力，因此對生產(chǎn)技術的改良和創(chuàng)新必不可少。在這方面可以從化工生產(chǎn)的幾個要素進行考慮，例如，研制高效的催化劑、尋找提高原材料反應效率、尋找更加廉價的原材料、尋找生產(chǎn)過程中廢棄物利用的方法等。需要注意的是降低環(huán)境污染是綠色精細化工發(fā)展的重點，因此，在進行技術改造的同時必須要注意對生產(chǎn)全流程的把控，減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染，不能為了產(chǎn)量犧牲環(huán)境。雖然我國綠色精細化工生產(chǎn)技術已經(jīng)比較成熟，但是仍然達不到世界先進水平，因此，提高生產(chǎn)技術的另一重點就是學習和借鑒國外的先進技術，結合我國經(jīng)濟與技術發(fā)展現(xiàn)狀，積極引進適合自己的生產(chǎn)技術。

4.2 減少環(huán)境污染

綠色精細化工技術的發(fā)展不僅依賴于生產(chǎn)技術的提高，更有賴于其環(huán)境友好程度的提升，保護環(huán)境如今已經(jīng)不是一國、一行業(yè)的任務，而是全人類、全行業(yè)都必須重視的問題。化工行業(yè)一直以來都是污染的重頭，因此更應當積極承擔環(huán)境改善與保護的重任，減少對環(huán)境的破壞。在此方面，首先應當提高化工企業(yè)對廢棄物處理的技術，尤其是對有毒有害的廢水廢棄物等的處理，應當執(zhí)行嚴格的處理排放標準，降低對周邊環(huán)境的影響，不能繼續(xù)之前先污染后治理的老路。其次，在對生產(chǎn)技術、生產(chǎn)工藝等進行改良的同時，應當將其對環(huán)境的影響考慮進去，對犧牲環(huán)境而得到產(chǎn)量提高要堅決予以抵制。最后，應當提高化工企業(yè)負責人的環(huán)保責任意識，讓其明確可持續(xù)發(fā)展是每行每業(yè)發(fā)展的必由之路，任何以環(huán)境犧牲作為交換的發(fā)展最終都不能持久，更會危害到每一個人。只有企業(yè)家們重視環(huán)境，才能認真貫徹執(zhí)行環(huán)境保護制度，真正減少環(huán)境污染問題。

4.3 運用計算機技術

如今，計算機技術包含許多方向，計算機技術也已應用到各行各業(yè)當中。利用先進計算機技術，如人工智能技術，不僅能減少人力的消耗與浪費，也能減少人工操作過程中會出現(xiàn)的失誤，通過計算機技術，化工生產(chǎn)過程能夠做到全程控制，大幅度提高生產(chǎn)效率。計算機技術的應用對于綠色精細化工行業(yè)的發(fā)展而言是極其重要的助力。此外，計算機技術還能對生產(chǎn)過程進行模擬進而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)流程中更多的問題，通過改進生產(chǎn)流程提高生產(chǎn)技術。人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術則能通過對歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)有生產(chǎn)技術的分析提出改進的方向與思路，為綠色精細化工技術的研發(fā)打下基礎。