綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的作用研究

摘 要：本文圍繞綠色化工技術(shù)的基本概括、綠色化工技術(shù)的開發(fā)、綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的作用三個方面展開討論，對綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的運用進行了研究，同時提出了自己的一些建議，希望能夠?qū)窈笪覈瘜W(xué)工程工藝領(lǐng)域的綠色發(fā)展提供一些理論借鑒。

關(guān)鍵詞：綠色化工技術(shù);化學(xué)工程工藝;可持續(xù)發(fā)展

1 綠色化工技術(shù)的基本概括

所謂綠色化工技術(shù)，主要是指對現(xiàn)有的化工技術(shù)、化工方法進行有效改良，對化學(xué)原理進行有效利用并運用工程技術(shù)來最大程度降低化工生產(chǎn)中有害原材料、催化劑、溶劑、化學(xué)廢物的產(chǎn)生，從而實現(xiàn)化工生產(chǎn)的零污染目標(biāo)，使化工生產(chǎn)對人類生命健康以及自然生態(tài)環(huán)境的威脅降到最低，構(gòu)建和諧、友好的自然生態(tài)環(huán)境。摒棄以往不科學(xué)的“資源--廢物”排放流動模式，通過“資源--產(chǎn)品--再生資源”的全新循環(huán)模式進行替代。對綠色化工技術(shù)進行有效運用，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新環(huán)保產(chǎn)品以及工藝，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，使三廢排放量降低的目標(biāo)進一步達成。綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝領(lǐng)域乃至各個領(lǐng)域中的應(yīng)用都越來越廣泛，而隨著人們環(huán)保意識的不斷上升，綠色化工技術(shù)的研究以及應(yīng)用將會持續(xù)發(fā)展下去，成為人類確保經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護和諧共存的重要手段。

2 綠色化工技術(shù)的開發(fā)

2.1 綠色化工技術(shù)中無毒原材料的選擇

在化工技術(shù)以及工藝的發(fā)展過程中，必須盡可能選擇一些無毒無害的原材料、溶劑、催化劑作為化工生產(chǎn)的材料，在化工產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中也應(yīng)盡可能確保零污染以及零排放目標(biāo)的達成，始終堅持清潔生產(chǎn)以及清潔加工的原則，使化學(xué)污染的問題得到全面預(yù)防和遏制，為生態(tài)環(huán)境貢獻出一份力量。在這幾年當(dāng)中，有一些較普遍的無害化工原材料逐漸進入了人們的視野當(dāng)中，并投入開發(fā)應(yīng)用，其中最常見的有野生植物、農(nóng)作物等。例如，對蘆葦、樹木等一些純天然的野生植物纖維和稻草、麥稈以及蔗渣等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物進行進一步加工處理而提煉成為糠醛、醇、酮、酸等化工領(lǐng)域的常見原材料。除此之外，還可以對生物氣體進行利用，生產(chǎn)出氫氣，這些都是綠色化工技術(shù)中有關(guān)原材料選擇的典型案例。在綠色化工技術(shù)原材料選擇方面，應(yīng)該盡可能使用自然界中一些無毒無害的物質(zhì)來替代原有的有毒物質(zhì)，從而實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)目的，因此原材料的選擇是綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝應(yīng)用中的基礎(chǔ)步驟，必須認(rèn)真做好。

2.2 綠色化工技術(shù)中無毒催化劑的選擇

僅僅通過無毒原材料的控制是無法實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)的，除了控制好作為源頭的原材料，催化劑的選擇也是十分關(guān)鍵的步驟。在絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)當(dāng)中，都必須使用催化劑來加快反應(yīng)速度，可以說催化劑是化工生產(chǎn)過程中的必需材料，且使用量較大，倘若能從催化劑入手改進化學(xué)工程技術(shù)，實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)，那將會實現(xiàn)更好的效果。但是在綠色化工技術(shù)的實際開發(fā)過程當(dāng)中，烷基化固相催化劑是一種無毒無害的催化劑，無論是在國內(nèi)領(lǐng)域還是在國外領(lǐng)域，它都始終作為研究重點。我國南京大學(xué)徐國際通過對環(huán)境友好性綠色化合成過程的利用，將烯丙基醇類化合物作為烷基化試劑，在沒有使用溶劑的情況下，直接對1，3一二羰基化合物進行烷基化反應(yīng)，通過這種方法進行操作具有十分簡單的步驟，此外最大的優(yōu)勢在于可確保催化體系的循環(huán)運用，實驗證明，該循環(huán)體系在達到四次循環(huán)后，其收率始終可以達到百84%以上。

3 綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的作用

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的運用

所謂清潔生產(chǎn)技術(shù)，具體所指的就是一種不存在任何毒害和污染，且能夠達到零廢物排放標(biāo)準(zhǔn)的綠色化工技術(shù)，目前行業(yè)中使用較廣泛且較普遍的清潔生產(chǎn)技術(shù)有三種，分別為輻射熱加工技術(shù)，綠色催化技術(shù)，臨界流體技術(shù)。這三種技術(shù)在很多行業(yè)都得到了較好的應(yīng)用，其中，冶金工業(yè)、印染工業(yè)、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化對這些技術(shù)的運用也是十分熟練的。除此之外，還有一些技術(shù)也是通過清潔生產(chǎn)技術(shù)來實現(xiàn)，其中最為典型的是脫硝脫硫技術(shù)、垃圾制沼氣技術(shù)、高效清潔的煤氣化技術(shù)、利用風(fēng)能太陽 能等自然能發(fā)電技術(shù)等，這些技術(shù)都或多或少地對清潔生產(chǎn)理念進行了涵蓋。例如，對海水淡化技術(shù)進行運用，對于我國當(dāng)前淡水匱乏問題具有很好的改善作用，在淡水淡化技術(shù)當(dāng)中，有效運用了化學(xué)方法實現(xiàn)了鹽和海水的分離，此外在海水淡化的整個處理過程當(dāng)中不會排放出任何危害環(huán)境的有毒有害物質(zhì)，具有十分高的環(huán)保等級，因此不會對生態(tài)環(huán)境帶來任何影響，是值得推廣的運用的。另外，在對海水進行淡化預(yù)處理時會產(chǎn)生一種叫做氫氧化鎂的物質(zhì)，這種物質(zhì)可以作為有效的情節(jié)化工產(chǎn)品進行使用，具有成本低的優(yōu)勢，且工藝不繁瑣，也不會出現(xiàn)二次污染，因此氫氧化鎂的發(fā)展前景是十分樂觀的，可以在不同領(lǐng)域中得到推廣。

3.2 生物技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的運用

所謂生物技術(shù)，該領(lǐng)域所涵蓋的技術(shù)種類是相當(dāng)廣泛的，不僅包括了細胞、基因技術(shù)，同時也包含了微生物以及酶技術(shù)，它的運用主要體現(xiàn)在兩個方面，分別是化學(xué)仿生學(xué)領(lǐng)域以及生物化工領(lǐng)域。生物酶是一種催化劑，它可以在生物體內(nèi)產(chǎn)生催化作用，且具有效率高、轉(zhuǎn)移性好的重要優(yōu)勢，能夠運用在不同種類的生物化工合成過程當(dāng)中，效果非常好。除此之外，在該領(lǐng)域當(dāng)中，還有一些運用較多且效果較好的生物技術(shù)，其中化學(xué)仿生學(xué)中的膜化學(xué)技術(shù)就是如此。近幾年，一些新的技術(shù)也在逐漸被發(fā)現(xiàn)，將生物技術(shù)運用在綠色化工技術(shù)當(dāng)中，還可以通過再生資源來實現(xiàn)化學(xué)品的合成。最早時期，化學(xué)品是通過動物體內(nèi)的有機化合物原理合成的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開始通過石油以及煤炭作為替代來進行化工生產(chǎn)，使其成為化工生產(chǎn)的重要原材料。例如，在綠色化學(xué)工程與工藝當(dāng)中，通常會使用自然界當(dāng)中存在的酶來取代丙烯腈催化合成丙烯酰胺，通過這種方式來制作丙烯酰胺是一種非常好的方式，不僅可以有效降低能源消耗，更重要的是可以在真正意義上實現(xiàn)污染物的零產(chǎn)生和零排放，具有非常高的環(huán)保性。通過上面的介紹我們可以很容易發(fā)現(xiàn)，工業(yè)酶的使用不再是主流，對大自然中自然存在的酶進行開發(fā)利用，將其替代工業(yè)沒以及其他常用的化學(xué)催化劑，是綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中運用的一大有效突破。

3.3 生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品在化學(xué)工程工藝中的運用

這里所說的生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品，對于大家來說應(yīng)該是不太陌生的，顧名思義，環(huán)境友好型產(chǎn)品具體是指在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)污染性較低的產(chǎn)品，對環(huán)境較為友好的產(chǎn)品，同時也可以將其稱為環(huán)境無公害產(chǎn)品以及環(huán)境低公害產(chǎn)品。它所涵蓋的種類十分廣泛，包含毒性較低的涂料、節(jié)水設(shè)備、節(jié)能設(shè)備、生態(tài)紡織物、污染性較低的建筑裝飾材料、能夠降解的塑料包裝材料、污染物排放量較低的汽車、污染物排放量較低的摩托車、綠色有機食品等。在上述任何領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，都需要運用到綠色化工技術(shù)，對綠色化工技術(shù)進行有效運用，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還可以降低原材料和能源的消耗，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約資源，更重要的是可以降低污染物的產(chǎn)生，從真正意義上實現(xiàn)綠色化工生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的化工行業(yè)是人類物質(zhì)豐富的基礎(chǔ)，它為人們的生活增添的不少色彩，然而化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)也是不可小視的，使人們賴以生存的家園被破壞的速度逐漸加快。當(dāng)前，對著人們生活水平的提升以及環(huán)保意識的改變，我國對于綠色化工的推行力度逐漸加大，并將其納入了我國實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要國策當(dāng)中，由此可見綠色化工技術(shù)在整個化工領(lǐng)域以及環(huán)保領(lǐng)域當(dāng)中所扮演的角色有多么重要。對綠色化工技術(shù)進行開發(fā)和應(yīng)用，能夠使化工產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中對社會以及環(huán)境造成度量影響降到最低，從而使綠色環(huán)保的理念得到真正的推行，并實現(xiàn)綠色化工的最終目的。總而言之，綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的應(yīng)用，是將來我國化工生產(chǎn)領(lǐng)域中的重要課題。

參考文獻：

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[2]姚崇.探索綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程與工藝中的應(yīng)用[J].化工管理，2020（23）：173-174.

作者簡介：

劉克強（1981- ），男，漢族，山東青島人，本科，中級工程師，研究方向：化工工藝。