化學(xué)工程化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

安朋娜 王昌華

【摘?要】綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代在國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域興起的全球綠色革命。近年來(lái)，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，由此帶來(lái)的負(fù)面影響，包括自然資源的過(guò)渡開(kāi)發(fā)，環(huán)境的嚴(yán)重污染，生態(tài)的肆意破壞，促使人類的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)?；趥鹘y(tǒng)發(fā)展，結(jié)合綠色創(chuàng)新發(fā)展，集資源節(jié)約，高效利用和環(huán)境保護(hù)于一體，推進(jìn)綠色化工技術(shù)的有序發(fā)展是探索化學(xué)工業(yè)節(jié)能，綠色和可持續(xù)發(fā)展以及大幅緩解工程與工藝污染的必經(jīng)之路。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)工程;化學(xué)工程與工藝;綠色化工技術(shù);應(yīng)用

1研究綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

1.1綠色化工技術(shù)內(nèi)涵分析

綠色化工技術(shù)，又稱可持續(xù)化學(xué)，是化學(xué)和化學(xué)工程的一個(gè)領(lǐng)域，致力于產(chǎn)品和工藝的設(shè)計(jì)，以盡量減少有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生。環(huán)境化學(xué)則側(cè)重于污染化學(xué)品對(duì)自然的影響，而綠色化工技術(shù)則側(cè)重于環(huán)境化學(xué)的影響，包括防止污染和減少不可再生資源消耗的技術(shù)方法。綠色化工技術(shù)的首要目標(biāo)，即更有效地利用資源和更安全地設(shè)計(jì)分子、材料、產(chǎn)品和工藝，可以在廣泛的背景下實(shí)現(xiàn)。在日益關(guān)注化學(xué)污染和資源枯竭問(wèn)題背景下，上世界90年代，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的科研人員開(kāi)始了綠色化工技術(shù)的研究工作，同時(shí)環(huán)境保護(hù)署和自然資源部等相關(guān)部門(mén)著手制定了相應(yīng)的管理規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著化工行業(yè)環(huán)保問(wèn)題從污染治理轉(zhuǎn)向污染物源頭控制。

1.2化學(xué)工程

化學(xué)工程是利用化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)原理有效利用、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸化學(xué)品、材料和能源的工程分支?；瘜W(xué)工程將化學(xué)物質(zhì)、原材料、活細(xì)胞、微生物和能量轉(zhuǎn)化為有用形式和產(chǎn)品的大規(guī)模工藝。在工廠設(shè)計(jì)和運(yùn)行的許多方面，包括安全和危害評(píng)估、工藝設(shè)計(jì)和分析、控制工程、化學(xué)反應(yīng)工程、施工規(guī)范和操作說(shuō)明?；瘜W(xué)工程在具體實(shí)施環(huán)節(jié)受到多種因素的影響，包括工藝條件、環(huán)境保護(hù)要求、政策法規(guī)、資金投入和安全標(biāo)準(zhǔn)等，這也就導(dǎo)致了在技術(shù)路線的選擇上無(wú)法完全按照環(huán)保和綠色的要求進(jìn)行。

2綠色化工技術(shù)在化工工程中的應(yīng)用

2.1清潔生產(chǎn)技術(shù)

綠色化工技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在化工工程中，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，工作人員可以積極應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)主要是對(duì)在化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢棄物進(jìn)行處理，通過(guò)對(duì)廢棄物進(jìn)行處理能夠防止廢棄物對(duì)周圍環(huán)境所造成的污染。雖然我國(guó)地大物博有許多能源和資源，但是水資源一直是我國(guó)比較緊缺的，因此相關(guān)人員可以積極應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)來(lái)對(duì)部分水資源進(jìn)行淡化處理。通過(guò)這樣的方式能夠有效緩解我國(guó)水資源短缺的問(wèn)題，同時(shí)也能為化工工程的生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。清潔生產(chǎn)技術(shù)目前還并不成熟，仍然處于發(fā)展階段，但是清潔生產(chǎn)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景，我國(guó)需要投入足夠的時(shí)間和精力來(lái)對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，使其走向成熟和完善，將其充分應(yīng)用在化工工程中，能夠推動(dòng)化工工程得到更好的發(fā)展。

2.2生物技術(shù)

生物技術(shù)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在生產(chǎn)發(fā)展的過(guò)程中利用各種微生物來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工作，在應(yīng)用微生物的過(guò)程中需要充分考慮化工工程的實(shí)際生產(chǎn)情況，不同的微生物可以改變不同化學(xué)物質(zhì)本身的功能，如果微生物的選擇不當(dāng)，則會(huì)直接影響化工工程的順利進(jìn)行。生物技術(shù)對(duì)于綠色化工技術(shù)來(lái)說(shuō)是十分重要的組成部分，在具體的生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中可以采用生物酶來(lái)制作丙烯酰氨，通過(guò)這樣的方式能夠使得整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程極具環(huán)保效果，而且制備出的丙烯酰胺能夠更好的滿足人們的使用需求，無(wú)論是功能還是性能方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于利用傳統(tǒng)技術(shù)而制作出來(lái)的丙烯酰胺。

2.3無(wú)污染原料

由于化工行業(yè)本身具備的特殊性質(zhì)，使其與人們的日常生活有著十分緊密的聯(lián)系，也正是因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)，使得社會(huì)對(duì)于化工行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展有著更加嚴(yán)格的要求，人們會(huì)將更多的注意力放在環(huán)境保護(hù)方面。如果化工行業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)了嚴(yán)重污染環(huán)境的情況，不僅會(huì)阻礙化工企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)不良的社會(huì)影響。在傳統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，無(wú)論是煤炭還是石油，在使用的過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，而且煤炭和石油的能源轉(zhuǎn)化率還非常低。因此，想要從根本上減少污染問(wèn)題的出現(xiàn)，則必須要對(duì)原有的原材料進(jìn)行轉(zhuǎn)變，要積極應(yīng)用無(wú)污染原料。

2.4工藝流程優(yōu)化

在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生許多廢棄物質(zhì)，想要處理這些廢棄物則需要投入較多的時(shí)間和精力，而且在處理的過(guò)程中還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極為惡劣的影響，但是在生產(chǎn)過(guò)程中積極應(yīng)用綠色化工技術(shù)則能有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用綠色化工技術(shù)可以對(duì)整個(gè)化工工藝流程進(jìn)行優(yōu)化?；すこ淘谶M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多殘留物質(zhì)，這些殘留物質(zhì)會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，工作人員可以積極應(yīng)用綠色化工技術(shù)來(lái)對(duì)殘留物質(zhì)進(jìn)行無(wú)害化的處理，這樣能夠有效減少對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響，進(jìn)而更好的實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的發(fā)展目標(biāo)。

3綠色化工技術(shù)在化工工程領(lǐng)域的發(fā)展方向

3.1將二氧化碳技術(shù)更好的應(yīng)用在化工工程領(lǐng)域

綠色化工技術(shù)開(kāi)發(fā)的核心就是能夠?qū)崿F(xiàn)低碳以及排放量減。促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要從對(duì)二氧化碳技術(shù)的完善入手，二氧化碳是一種合作媒介，能夠在大量的有機(jī)化學(xué)品的生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用，例如在水楊酸以及冰乙酸的生產(chǎn)過(guò)程中就應(yīng)用了二氧化碳技術(shù)。我國(guó)在二氧化碳和甲烷合成氣體技術(shù)上也取得了很大的成就，從長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)水平來(lái)看，使用光催化技術(shù)可以有效地清除二氧化碳，并能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)化為化學(xué)燃料，比如甲醇、甲醛以及一氧化碳等化學(xué)燃料，有效的實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。

3.2開(kāi)發(fā)更多低碳原料應(yīng)用于化工工程領(lǐng)域

由于多種天然資源的過(guò)度利用，化石資源逐漸不足。在生產(chǎn)過(guò)程中，生物質(zhì)原料具有很多的優(yōu)勢(shì)，它能使生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保節(jié)能。并且相比生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)而言，在生物質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)石油原料的需求更小。今后在低碳原料開(kāi)發(fā)中，裂解油、汽油合成氣以及水解葡萄糖都會(huì)作為未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)纖維素轉(zhuǎn)化技術(shù)。

3.3積極推廣綠色化工制氫技術(shù)在化工工程領(lǐng)域的應(yīng)用

在綠色化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中，氫氣是很常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)，氫氣也是未來(lái)綠色和清潔能源發(fā)展的重要趨勢(shì)。通過(guò)化石資源、生物質(zhì)、化學(xué)鍵斷裂技術(shù)或者水資源等技術(shù)就能夠獲得大量的氫氣。地球上具有豐富的水資源，水資源是制造氫氣的重要原料，結(jié)合光合作用，太陽(yáng)能可直接轉(zhuǎn)化為制造氫原料的碳水化合物，傳統(tǒng)的氫氣在化石資源的制造過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色的化學(xué)氫制造技術(shù)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，本文主要對(duì)我國(guó)化工工程中國(guó)呢的綠色化工技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了一系列的研究，并進(jìn)一步探討了如何在化工工程中進(jìn)行有效的綠色化工技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)策略。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，化工領(lǐng)域也有了新的創(chuàng)新，綠色化工技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)化工工程的可持續(xù)發(fā)展提供了可能，為環(huán)境保護(hù)工作做出了突出的貢獻(xiàn)，降低了由化工生產(chǎn)而造成出現(xiàn)環(huán)境污染的情況發(fā)生，未來(lái)仍將在化學(xué)工程中深化綠色化工技術(shù)的應(yīng)用，為化工行業(yè)創(chuàng)造出更加有利的生產(chǎn)環(huán)境。

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（作者單位：沈陽(yáng)富創(chuàng)精密設(shè)備股份有限公司）