論綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用

吳慶權(quán)

摘要：綠色化學工程與工藝呈現(xiàn)出原料綠色化、催化劑綠色化、溶劑及助劑綠色化、能源綠色化的特征，應(yīng)用于化學工業(yè)中，有助于實現(xiàn)生產(chǎn)過程綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的目標，能夠提升資源利用率，提升反應(yīng)效率，減少廢棄物排放，優(yōu)勢明顯。

關(guān)鍵詞：綠色化學工程與工藝;化學工業(yè);節(jié)能;促進作用

化學工業(yè)（chemical industry）是國民經(jīng)濟性基礎(chǔ)工業(yè)，其生產(chǎn)過程中對多采用化學方法，能源消耗大，而且生產(chǎn)過程中會排出大量對環(huán)境具有危害性的副產(chǎn)品。隨著社會的發(fā)展，人們的環(huán)保節(jié)能意識提升，化學工業(yè)要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須順應(yīng)時勢，貫徹落實綠色環(huán)保、節(jié)能降耗理念。綠色化學工程與工藝的發(fā)展進步，為化學工業(yè)節(jié)能發(fā)展提供了技術(shù)與工藝支持，在工業(yè)生產(chǎn)中大力推廣綠色化學工程與工藝，是當前化工企業(yè)改變生產(chǎn)現(xiàn)狀的一個有效途徑。

1 綠色化學工程與工藝概述

在環(huán)境友好型社會建設(shè)背景下，各個領(lǐng)域的研究都逐步朝著綠色化的方向發(fā)展，在化工生產(chǎn)中，綠色化學工程與工藝替代了傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，從生產(chǎn)原料選擇，到化學反應(yīng)環(huán)境，再到反應(yīng)過程，到副產(chǎn)品排放，都最大限度實現(xiàn)了綠色生態(tài)、節(jié)能環(huán)保的目標。

整體而言，綠色化學工程與工藝呈現(xiàn)出以下特征：①原料的綠色化。在化工生產(chǎn)中，原材料很大程度決定了其生產(chǎn)過程的環(huán)保性，綠色化學工程與工藝提倡采用無毒、無害、可再生原料進行生產(chǎn)，這樣能夠減少污染物的排放，同時提升資源利用率，當前科學家們正致力于將生活廢棄物、農(nóng)作物、林業(yè)產(chǎn)物等作為原料生產(chǎn)出常見化工原料的研究，期間多采用生物轉(zhuǎn)化方法，整個過程不會有污染;②催化劑的綠色化。催化劑能夠加快化學反應(yīng)進程，是當前化工生產(chǎn)中不可或缺的要素，研究更為綠色高效的催化劑，優(yōu)化催化劑使用方式，能夠在發(fā)揮其基礎(chǔ)作用的前提下，進一步提升反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，降低副產(chǎn)物生成量，減少廢棄物排放，提升資源利用率，實現(xiàn)節(jié)能減排目標，比如說，將固體催化劑的分子篩和雜多酸應(yīng)用于化工生產(chǎn)中，取代有害液體催化劑，能夠提升生產(chǎn)過程的環(huán)保性，而且可簡化工藝流程，減少副產(chǎn)品;③溶劑和助劑的綠色化。在化學反應(yīng)及化學工程分離中，需要借助于各類溶劑和助劑，這些化學試劑通常有毒，會危害人類健康及自然環(huán)境，研發(fā)綠色無害溶劑和助劑，是當前綠色化學工程與工藝研究的重點項目，目前這項研究已經(jīng)取得一定成果，比如說離子液體，就是一種新型的高效低能耗助劑，能夠?qū)a(chǎn)品與副產(chǎn)物分離開來;④能源的綠色化。在化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，都涉及較大的能源消耗，以化學反應(yīng)為例，吸熱反應(yīng)中，需提供足夠熱量推動反應(yīng)發(fā)生，放熱反應(yīng)中，需要進行冷卻來控制反應(yīng)溫度，此外，在分離、純化、萃取等化學工程中，也需消耗大量能量，綠色化學工程與工藝提倡使用電能、太陽能、微波與超聲波等清潔能源，為化工生產(chǎn)過程供能。

2 綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用

2.1 應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)（cleaner production technology）種類繁多，常見的有利用風能或太陽能等清潔能源的發(fā)電技術(shù)、脫硝脫硫技術(shù)、城市垃圾無害處理技術(shù)、清潔煤氣技術(shù)等，這些技術(shù)實現(xiàn)了對于自然資源及廢棄物等的合理利用。在化學工業(yè)中，清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，比如說，在化學加工領(lǐng)域，人們應(yīng)用射線、離子束、中子束等，讓高溫高壓條件下的化學反應(yīng)在常溫常壓條件下也能夠發(fā)生，降低了化學反應(yīng)耗能，再比如說，在催化劑使用中，分子篩催化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑等多種綠色無害催化劑得到了廣泛應(yīng)用，再比如說，化學工業(yè)中應(yīng)用了超臨界的流體技術(shù)，應(yīng)用無毒無害的超臨界的H2O 及CO2 等物質(zhì)阻燃。上述均為綠色化學工程與工藝方向的研究成果，這些成果的應(yīng)用，有效降低了化學工業(yè)能耗，促進了綠色生產(chǎn)目標的實現(xiàn)。

2.2 應(yīng)用結(jié)合生物技術(shù)

生物技術(shù)覆蓋細胞工程、酶工程、基因工程及微生物工程等多個方面，被廣泛應(yīng)用于化學工業(yè)生產(chǎn)中。酶是生物體內(nèi)各類生理反應(yīng)中的催化劑，特異性高，反應(yīng)效率高，如果以自然界中的動植物作為化學工業(yè)原料，將酶作為化工生產(chǎn)中的催化劑，不僅沒有污染，而且其催化作用也毫不遜色于傳統(tǒng)的工業(yè)催化劑。比如說，在制備丙烯酰胺的化工生產(chǎn)過程中，以生物酶替代丙烯腈作為催化劑，其能耗顯著降低，而且原料轉(zhuǎn)化率更高，副產(chǎn)品減少。

2.3 生產(chǎn)綠色環(huán)保產(chǎn)品

在化學工業(yè)中，應(yīng)用綠色化學工程與工藝，目標在于生產(chǎn)綠色環(huán)保產(chǎn)品，而這些化工產(chǎn)品對于環(huán)境的污染更低。比如說，當前常用的可降解塑料制品、無磷洗衣粉、乙醇汽油等，就是綠色化學工程與工藝的應(yīng)用成果，這些產(chǎn)品不僅綠色環(huán)保，而且某種程度上緩解了能源緊缺的情況比如說乙醇汽油，就是借助甘蔗來生產(chǎn)酒精，以酒精替代部分汽油，這樣能夠降低汽油這一不可再生能源的消耗，節(jié)能效果良好。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代化社會，全球人口持續(xù)增長，環(huán)境污染形式日益嚴峻，能源緊缺，為了實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展，推行環(huán)保節(jié)能理念已是必然要求?；瘜W工業(yè)作為高能耗、高污染型產(chǎn)業(yè)，對于社會環(huán)境所造成的額負面影響是不可忽略的，引進綠色化學工程與工藝，是該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，是化學工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新的要求，同時也是世界大發(fā)展趨勢的需要。化工企業(yè)必須充分重視綠色化學工程與工藝，借助相關(guān)研究達成節(jié)能生產(chǎn)目標。

參考文獻：

[1] 周寶祥，胡杰.綠色化學工程工藝對化學工程節(jié)能的促進作用[J].化工設(shè)計通訊，2019（02）.

[2] 王宇.淺談綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能減排的促進作用[J].云南化工，2018（09）.

[3] 王虎，楊開福，魏宇慧，邵明，楊紅玉.綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用[J].云南化工，2018（04）.

（作者單位：大連市化工設(shè)計院有限公司沈陽分公司）