化學工程與工藝中應用綠色化學技術的研究

張薈薈

化學工程與工藝中應用綠色化學技術的研究

張薈薈

（江蘇藍豐生物化工股份有限公司，江蘇 徐州 221400）

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，在現(xiàn)階段的化學工程與工藝生產(chǎn)中，越來越多地使用了綠色形式的化學生產(chǎn)技術。一方面是減少化學工程與工藝生產(chǎn)對環(huán)境造成的嚴重破壞，另一方面是可持續(xù)發(fā)展理念。因此，這兩方面的原因造就了現(xiàn)階段綠色化學的極大應用和普及。在現(xiàn)代社會中人們對于保護環(huán)境的意識越來越強烈，促使了綠色化學技術在化學工程與工藝當中的應用。對化學工程與工藝中應用綠色化學技術進行研究，對于我國化學事業(yè)的發(fā)展至關重要。

化學工程；工藝；應用綠色化學技術；研究分析

1 化學工程與工藝以及綠色化學技術

1.1 化學工程與工藝

化學工程與工藝指在化工行業(yè)或者需要進行化學生產(chǎn)的行業(yè)中，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用化學技術以實現(xiàn)生產(chǎn)目標。這當中涵蓋了食品加工、塑料制造和生產(chǎn)、生物工程等行業(yè)。盡管在這些行業(yè)的生產(chǎn)當中化學作用和物理作用幾乎是同時產(chǎn)生、共同作用的，但根本的還是依靠化學技術作為主要的生產(chǎn)保障。所以在這種情況下，做好化學工程與工藝的技術創(chuàng)新和理念發(fā)展，對于社會的整體發(fā)展將至關重要，并且這也是化學工程與工藝生產(chǎn)的大體發(fā)展趨勢。

1.2 綠色化學技術

綠色化學技術的出現(xiàn)是為了降低化學工程與工藝生產(chǎn)中造成的環(huán)境破壞，從而提升化學生產(chǎn)效率，同時在化學生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展理念。從化學工程與工藝生產(chǎn)造成的環(huán)境污染方面進行考慮，現(xiàn)階段的環(huán)境保護力度與可持續(xù)發(fā)展理念不斷深入，使綠色化學技術成為化學生產(chǎn)的唯一途徑，所以，減少化學工程與工藝生產(chǎn)當中產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量，是綠色化學技術追求的具體目標。

1.2.1 綠色化學原料的使用

在傳統(tǒng)的化學工程與工藝生產(chǎn)當中應用綠色化學技術，關鍵的問題在于解決化學生產(chǎn)過程所使用的有害物質(zhì)，即化學原料的使用。因此將綠色化學原料進行使用，是體現(xiàn)綠色化學技術保護環(huán)境的重要一點。這當中，能夠?qū)崿F(xiàn)無害化的化學生產(chǎn)過程，從根本上解決傳統(tǒng)化學工程與工藝生產(chǎn)當中造成的環(huán)境污染和有害物質(zhì)產(chǎn)生。

1.2.2 使用綠色化學催化劑

催化劑的使用是為了加速化學工程與工藝生產(chǎn)的速度。但在傳統(tǒng)化學工程與工藝中使用的催化劑多數(shù)都會對環(huán)境造成破壞和污染，并且還會造成資源的浪費，進一步加重了對環(huán)境的破壞。因此綠色化學技術旨在化學生產(chǎn)當中能夠產(chǎn)生較少的有害物質(zhì)，或者對環(huán)境的破壞和污染程度降到最低。這對于化學工程與工藝的發(fā)展至關重要，并且對于社會的發(fā)展和環(huán)境的保護也意義重大。所以綠色化學催化劑的使用能夠進一步實現(xiàn)化學生產(chǎn)的無害化和綠色化。

2 綠色化學技術的開發(fā)和研究

對于綠色化學生產(chǎn)技術的使用，不僅會降低傳統(tǒng)化學工程與工藝生產(chǎn)中對環(huán)境造成的破壞和污染，并且還會進一步提升化學生產(chǎn)的技術水平。因此對于綠色化學技術的開發(fā)和研究應該加快進程，提高開發(fā)和研究效率，使綠色化學技術能夠盡快完全取代傳統(tǒng)化學生產(chǎn)技術，從而為保護環(huán)境、減少環(huán)境污染、推動社會可持續(xù)發(fā)展做出基本貢獻。

2.1 化工原材料選用

當前的化學工程與工藝生產(chǎn)企業(yè)在使用綠色化學技術進行生產(chǎn)的過程中，通過對化學生產(chǎn)原材料的研究，了解到實際的生產(chǎn)過程與化學生產(chǎn)工藝之間存在著必要的聯(lián)系，并且對于綠色的生產(chǎn)技術能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生更小破壞和污染的現(xiàn)象也很明確。因此在化學工程與工藝生產(chǎn)的相關企業(yè)當中，如果選用清潔能力較高、獲取過程復雜的原材料，勢必會造成產(chǎn)品的成本增加，這就會使化學企業(yè)相關產(chǎn)品在銷售的過程中提高售價，明顯不利于化工行業(yè)的發(fā)展。所以企業(yè)在選用生產(chǎn)原材料時，要保證其符合社會可持續(xù)發(fā)展理念，同時也要符合企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展形式。企業(yè)應該摒棄傳統(tǒng)形式的生產(chǎn)過程，選擇無毒、無害的原材料進行生產(chǎn)，并且在實際的生產(chǎn)過程中，應該實現(xiàn)生產(chǎn)過程的污染零排放?，F(xiàn)階段中國化工行業(yè)在部分生產(chǎn)過程中，選用的原材料基本包含樹木、秸稈等天然植物纖維，結(jié)合綠色化學生產(chǎn)技術，能夠生產(chǎn)出醇等化工原料，還能夠利用生物技術生產(chǎn)出氫氣和其他氣體。

2.2 化工催化劑的選用

化學工程與工藝中必須要使用的催化劑，不僅能夠提升化學工程與工藝的生產(chǎn)效率，更能簡化生產(chǎn)過程，從而節(jié)省生產(chǎn)成本。但在使用的多數(shù)催化劑中，都會不同程度對環(huán)境造成破壞和污染，并且有毒物質(zhì)還會在生產(chǎn)過程當中不斷排放。所以現(xiàn)階段綠色化學技術的開發(fā)和研究中，重點在對無害化催化劑的研究。研究的主要目的是在滿足化學工程與工藝生產(chǎn)的效率同時，降低污染物對環(huán)境的破壞。因此在選用催化劑時，要選用污染能力相對較低的催化劑，以此推動化學技術向著綠色化方向發(fā)展。

2.3 化工生產(chǎn)過程

在綠色化學生產(chǎn)技術的開發(fā)和研究中，應該最大限度提升化學生產(chǎn)過程的選擇性，以此使化學生成物的提取能夠?qū)崿F(xiàn)高效、便捷和快速，并且在對環(huán)境造成的污染和破壞方面，程度能夠降到最低。與此同時，能夠降低化工生產(chǎn)過程的成本投入，從而提升化工生產(chǎn)過程的整體效率。例如在石油化工生產(chǎn)行業(yè)當中，會選用烴類選擇性氧化物，于是在化工生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)氧化反應，容易對生成物產(chǎn)生較大的破壞和影響。所以在化工生產(chǎn)過程中，應盡可能避免出現(xiàn)破壞生成物的現(xiàn)象，從而提升綠色化學生產(chǎn)工藝的技術水平，減少對環(huán)境的破壞和污染。

3 化學工程與工藝中應用綠色化學技術的具體措施

隨著社會科學技術的發(fā)展和進步，加之人們對保護環(huán)境意識的增強，尤其在化工生產(chǎn)環(huán)境當中，生產(chǎn)過程造成的環(huán)境破壞和產(chǎn)生的環(huán)境污染物，越來越被人們所重視，從而綠色化學技術被逐漸應用到化學工程與工藝當中。傳統(tǒng)形式的化工生產(chǎn)已經(jīng)被綠色化學技術逐漸取代。所謂的綠色化學技術，指在化學生產(chǎn)過程中使用的催化劑、原材料等，所提取的化學合成物以及廢棄物，能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生更少的破壞，或者采用新型的化工生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物，保障化工生產(chǎn)效率的同時，推動社會可持續(xù)發(fā)展。

3.1 綠色生物技術的應用

在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中使用的催化劑等，會不同程度對環(huán)境造成破壞。隨著綠色生物技術的進步，借助細胞、分子等微生物的生態(tài)特性，能夠產(chǎn)生較強的催化效果和高效的催化過程。例如化工生產(chǎn)當中對酶的使用，但是在傳統(tǒng)化學工程與工藝的生產(chǎn)中使用的工業(yè)酶，會對環(huán)境造成很大的破壞和影響，所以在綠色化學技術的推動下，倡導使用生物酶代替工業(yè)酶。生物酶本身具有的安全、溫和以及環(huán)保等特點，在降低化工生產(chǎn)對環(huán)境造成污染和破壞的同時，保障化工生產(chǎn)效率。因此在生物酶等綠色催化劑的使用當中，實現(xiàn)了綠色化學技術的實際應用。

3.2 綠色清潔化學技術

為了降低化學工程與工藝生產(chǎn)當中產(chǎn)生的廢棄物和污染物對環(huán)境造成的破壞，應該積極利用綠色清潔化學技術。其實際的應用能夠?qū)⒒どa(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物控制在可接受的范圍內(nèi)，可保護環(huán)境，降低污染物對環(huán)境產(chǎn)生的破壞和影響。比如現(xiàn)階段化工行業(yè)進行的海水淡化處理，就是利用清潔化學技術將海水進行淡化，從而供社會使用。在海水淡化和使用的整個過程中，對于環(huán)境的破壞和影響很小，并且海水淡化轉(zhuǎn)換時還會產(chǎn)生一定量的氫氧化鎂，這種物質(zhì)也屬于清潔類型的化學材料，如果進一步對其進行加工和使用，也能夠進一步擴大綠色化學技術的實際應用范圍。

3.3 化工生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的綠色技術應用

3.3.1 化工生產(chǎn)供熱系統(tǒng)改進

在化學工程與工藝的生產(chǎn)當中，傳統(tǒng)形式的供熱系統(tǒng)改進是將單線的供熱系統(tǒng)進行重新調(diào)整，滿足不同設備之間的供熱需求，而避免單線供熱造成的設備間供熱需求不一致，而產(chǎn)生能源浪費的現(xiàn)象。在這當中，主要是利用聯(lián)合形式的供熱系統(tǒng)對設備進行供熱，從而在滿足不同設備的供熱需求同時，保證能源的充分利用。

3.3.2 變頻電動機的應用

在化學工程與工藝的生產(chǎn)過程中，使用的多數(shù)是固定頻率的電動機，這就使得化工生產(chǎn)容易產(chǎn)生過多的電能消耗。所以體現(xiàn)在變頻電動機應用方面的綠色化學生產(chǎn)技術就是采用變頻電動機對化工生產(chǎn)提供動力保障，以此可以使生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中所需不同程度的動力都能夠得到滿足，而不是一律固定頻率動力供給。

3.3.3 化工生產(chǎn)廢棄物的再利用

在化學工程與工藝的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生較多的廢棄物，盡管在利用綠色化學生產(chǎn)技術之后，廢棄物的數(shù)量減少、對環(huán)境破壞的程度得到緩解，但實際存在的少量廢棄物還能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生威脅。所以化工生產(chǎn)的廢棄物再利用，對于化工生產(chǎn)和技術進步至關重要。應該對其中產(chǎn)生的廢棄物進行回收和再利用，這樣做不僅能夠提高化工材料的利用效率，并且能夠進一步實現(xiàn)保護環(huán)境的目的。

4 總結(jié)

總而言之，在化學工程與工藝生產(chǎn)當中應用綠色化學技術，是現(xiàn)階段社會可持續(xù)發(fā)展理念的必經(jīng)之路，也是提升化工行業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的關鍵。并與此同時實現(xiàn)節(jié)能減排的重要目標，推動中國社會化工行業(yè)向著更高技術水平的方向發(fā)展。

［1］王強.化學工程與工藝中應用綠色化學技術的研究［J］.科技資訊，2018，16（4）：103-104.

［2］倪倩.論綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用［J］.當代化工研究，2017（9）：10-11.

TQ02

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.067

2095－6835（2019）13－0153－02

張薈薈（1985—），男，江蘇新沂人，本科，助理工程師，從事生產(chǎn)工藝管理工作。

〔編輯：嚴麗琴〕