化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用

車彥麗

（甘肅省化工研究院有限責(zé)任公司（甘肅創(chuàng)翼檢測(cè)科技有限公司），甘肅蘭州 730020）

1 化學(xué)工程工藝及綠色化工技術(shù)

1.1 化學(xué)工程工藝

當(dāng)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)所覆蓋的領(lǐng)域都屬于化學(xué)工程工藝，通常情況下，會(huì)在生物工程、冶金工程以及制藥工程等方面應(yīng)用到化學(xué)工程工藝。為保障化學(xué)工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，在化學(xué)工程工藝中融入了綠色環(huán)保生態(tài)概念，以保障化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以降低對(duì)環(huán)境的污染為目的，不斷開發(fā)與應(yīng)用新型的工藝，推動(dòng)了現(xiàn)代化學(xué)工程的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 綠色化工技術(shù)

在現(xiàn)有的化學(xué)工程技術(shù)中融入綠色環(huán)保的生態(tài)理念，不斷改進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)措施，降低化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程中造成的環(huán)境污染，這便是綠色化工技術(shù)。例如，對(duì)化學(xué)反應(yīng)方式進(jìn)行改良，降低化學(xué)反應(yīng)中廢棄物的產(chǎn)量，同時(shí)也能降低污染物的排放量，避免對(duì)環(huán)境造成破壞。綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，可以在保障化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，降低環(huán)境污染，進(jìn)而有助于化學(xué)工程的可持續(xù)發(fā)展。

2 化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)

2.1 科學(xué)選擇化學(xué)原料

在化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)選擇具有無(wú)害、無(wú)化學(xué)添加劑以及無(wú)毒等特點(diǎn)的化學(xué)原料。例如，可以選擇農(nóng)作物或者其他植物作為化學(xué)原料，這樣的原料具有無(wú)毒無(wú)害的特點(diǎn)，可以從根源上避免化學(xué)工藝生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。與此同時(shí)，選擇農(nóng)作物或者其他植物作為化學(xué)原料，還可以在很大程度上降低原料成本，并且提升農(nóng)作物的利用率，起到一舉多得的效果。為了進(jìn)一步提升環(huán)保效果，還需要注重采用先進(jìn)的化學(xué)工藝，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理，合理選擇化學(xué)原料，科學(xué)處理化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。例如，可以將污染物進(jìn)行化學(xué)或者物理處理，使其成為可利用的水資源或者其他可回收物質(zhì)，避免其對(duì)環(huán)境造成污染。

2.2 合理選擇催化劑

催化劑是化學(xué)工程工藝生產(chǎn)過(guò)程中的主要原料，催化劑的作用體現(xiàn)在能夠提升化學(xué)反應(yīng)效果和化學(xué)反應(yīng)速度。在傳統(tǒng)的化學(xué)工藝生產(chǎn)過(guò)程中，人們?yōu)榱俗非螽a(chǎn)量和生產(chǎn)效率，往往會(huì)違規(guī)添加催化劑，導(dǎo)致催化劑的用量超標(biāo)。應(yīng)用大量的催化劑會(huì)造成十分不良的后果，產(chǎn)生大量的有害廢棄物和有毒廢棄物，一旦這些有毒、有害廢棄物不能得到有效的處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。所以，應(yīng)合理選擇和應(yīng)用催化劑，這是綠色化工技術(shù)開發(fā)的主要方向之一。應(yīng)開發(fā)出綠色無(wú)公害的催化劑，既能保障催化化學(xué)反應(yīng)的作用，也能降低對(duì)環(huán)境造成的污染與危害。例如，近年來(lái)應(yīng)用比較廣泛的烷基化固相催化劑，這種催化劑具有無(wú)毒、無(wú)害的特點(diǎn)，應(yīng)用烷基化固相催化，可以有效降低對(duì)環(huán)境造成的污染，應(yīng)加大力氣進(jìn)行推廣與應(yīng)用。

2.3 深化化學(xué)反應(yīng)

開發(fā)綠色化工技術(shù)，一方面要合理選擇化學(xué)原料，另一方面要合理應(yīng)用催化劑，與此同時(shí)，還應(yīng)注重深化化學(xué)反應(yīng)。深化化學(xué)反應(yīng)不僅能夠降低污染物的產(chǎn)生量，而且可以使化學(xué)原料得到更加充分的利用，既有助于降低化學(xué)工藝生產(chǎn)的成本，也降低了對(duì)環(huán)境造成的污染。例如，在生產(chǎn)石油類化學(xué)工藝的過(guò)程中，通常會(huì)選擇烴類物質(zhì)作為氧化物，促進(jìn)氧化反應(yīng)效果，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的污染物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。針對(duì)這種情況，在綠色化工技術(shù)的開發(fā)過(guò)程中，應(yīng)注重深化化學(xué)反應(yīng)，減少污染性物質(zhì)的生成，降低對(duì)環(huán)境的污染。

3 化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越受人們的重視，在此背景下，化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中對(duì)綠色化工技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用，能夠在保障化學(xué)工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)上減少污染物的生產(chǎn)，降低對(duì)環(huán)境的污染，因此，應(yīng)用綠色化工技術(shù)具有十分重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，綠色化工技術(shù)也取得了十分顯著的發(fā)展成果，其對(duì)化學(xué)原料以及化學(xué)催化劑的綠色化處理效果也越來(lái)越顯著，在很大程度上降低了有害化學(xué)物質(zhì)的生成，對(duì)于提升環(huán)境保護(hù)效果具有十分重要的意義。具體而言，對(duì)綠色化工技術(shù)的應(yīng)用是指對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用、對(duì)生物技術(shù)的應(yīng)用以及對(duì)環(huán)境友好型產(chǎn)品的使用。

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)工程工藝的綠色生產(chǎn)，即不會(huì)產(chǎn)生有毒、有害的污染物，并且不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的廢棄物。清潔生產(chǎn)技術(shù)十分符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的理念，因此，在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。具體而言，清潔生產(chǎn)技術(shù)主要包括熱加工技術(shù)、臨界流體技術(shù)以及輻射熱加工技術(shù)等，這些生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)化學(xué)工程工藝的綠色生產(chǎn)。目前，清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在對(duì)生活垃圾的處理過(guò)程中、現(xiàn)代印染工藝之中、海水淡化處理過(guò)程之中、現(xiàn)代化冶金工程之中以及甲醇合成等化學(xué)工程項(xiàng)目之中。應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，既有助于提升化學(xué)工程項(xiàng)目的生產(chǎn)效果，也能減少有害、有毒物質(zhì)的生成，減少對(duì)環(huán)境造成的危害。除此之外，應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，還可以減少有毒有害廢棄物的處理工序，既有助于降低化學(xué)工藝生產(chǎn)的成本，也能夠提升生產(chǎn)效率。因此，清潔生產(chǎn)技術(shù)在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中的應(yīng)用具有多方面的優(yōu)勢(shì)。例如，可以在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、應(yīng)用風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，同時(shí)也可以應(yīng)用垃圾沼氣技術(shù)等，這些都能夠體現(xiàn)出清潔生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。如想將物質(zhì)從混合物中萃取出來(lái)，便可以采用超臨界流體萃取技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)，是指將用溫度與壓強(qiáng)處于臨界狀態(tài)的流體做為萃取劑，通過(guò)這種萃取劑萃取相應(yīng)的物質(zhì)，既能保障化學(xué)工藝生產(chǎn)效果，也能確保在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染與危害。再比如，在海水淡化處理的過(guò)程中，可以通過(guò)綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)來(lái)分離海水中的鹽分，實(shí)現(xiàn)鹽與水的分離。通過(guò)該技術(shù)，不僅可以獲得相應(yīng)的水資源，而且同時(shí)可以獲得 Mg（OH）2，然后通過(guò)相關(guān)技術(shù)對(duì)Mg（OH）2進(jìn)行處理，可以應(yīng)用到其他化學(xué)工程生產(chǎn)之中。這樣一來(lái)，既能得到水資源，也能使Mg（OH）2得到更加廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也不會(huì)造成環(huán)境污染，起到一舉多得的效果。

3.2 生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)是綠色化工技術(shù)的重要組成部分，尤其是在生物化學(xué)中的應(yīng)用十分廣泛。例如，在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中應(yīng)用生物酶技術(shù)，可以將其作為催化劑，起到促進(jìn)催化的效果，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生有害或者有毒物質(zhì)。因此，可以將生物酶作為催化劑使用，用其替換丙烯腈物質(zhì)，這樣所生產(chǎn)出的丙烯酰胺物質(zhì)會(huì)更加純凈。再比如，應(yīng)用小麥秸稈制作乳酸，并將其作為塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)原料。應(yīng)用聚乳酸生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品具有可降解的特點(diǎn)，既有助于環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)也能降低生產(chǎn)的成本，同時(shí)還有助于解決秸稈處理問(wèn)題，使秸稈得到更加充分的利用，避免秸稈焚燒對(duì)環(huán)境造成污染。

3.3 環(huán)境友好型產(chǎn)品的應(yīng)用

環(huán)境友好型產(chǎn)品的概念比較廣泛，既包括綠色的生產(chǎn)材料，也包括生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能設(shè)備等。這些都屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品范疇。例如，與人們生活息息相關(guān)的綠色有機(jī)食品、綠色無(wú)污染的建筑工程裝飾物以及新能源汽車等，都屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品。對(duì)環(huán)境友好型產(chǎn)品的應(yīng)用，不僅有助于環(huán)境保護(hù)，而且能夠緩解我國(guó)能源壓力。例如，應(yīng)用新型綠色乙醇工藝生產(chǎn)汽油，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油作為汽車動(dòng)力能源，既能減少汽車尾氣中的有害物質(zhì)，也能降低對(duì)石油能源的消耗。

4 結(jié)束語(yǔ)

綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)工程工藝的綠色生產(chǎn)，降低對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還有助于提升化學(xué)工程的生產(chǎn)效率。因此，在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)注重對(duì)綠色化工技術(shù)的應(yīng)用。