化學(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的促進作用

劉興魯，劉磊(濟南實華工程咨詢有限公司，山東 濟南 250000)

0 引言

化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，而解決這一問題正是綠色化學(xué)工程工藝的基本理念，雖然我國如今已經(jīng)提出了這一設(shè)想，但是仍然需要對相關(guān)技術(shù)工藝進行優(yōu)化和改進，才能達到最佳的降低有毒有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的目的。隨著近些年來人們生活水平的提升，人們也逐漸意識到了環(huán)境保護的重要性，更加提倡綠色節(jié)能的生活理念，而綠色化學(xué)工程工藝正是貫徹這一理念的生產(chǎn)方式，可以通過在化工生產(chǎn)過程中采取有效化學(xué)手段，達到綠色生產(chǎn)目的。

1 綠色化學(xué)工程工藝概述

綠色化學(xué)工程工藝又叫作環(huán)境無害化學(xué)，是一種利用化學(xué)反應(yīng)來避免化工生產(chǎn)過程造成環(huán)境污染的學(xué)科。綠色化學(xué)工程工藝主要研究的內(nèi)容就是利用化學(xué)原理、采取化學(xué)手段降低甚至完全去除化工產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)，從而保障化工生產(chǎn)全過程的綠色環(huán)保性，降低化工生產(chǎn)對環(huán)境、對人們身體健康造成的傷害，正是因為可以讓化工生產(chǎn)反應(yīng)過程實現(xiàn)無害化，所以被稱之為綠色化學(xué)工程工藝。在世界范圍內(nèi)應(yīng)用綠色化學(xué)工程工藝后取得了比較理想的效果，主要體現(xiàn)在可以從根本上治理化工污染問題，避免了污染物的產(chǎn)生，而非在發(fā)生污染之后進行的凈化處理措施[1]。通過綠色化學(xué)工程工藝實現(xiàn)的化工產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)，可以實現(xiàn)材料和能源利用率的最大化，避免了對不可再生資源的浪費。

2 綠色化學(xué)工程工藝的開發(fā)

2.1 對綠色化工原料的使用

對綠色化工原料的合理使用是綠色化學(xué)工程工藝重要一環(huán)。在化學(xué)工程生產(chǎn)期間，需要使用大量化工原料，不僅對化工原料的質(zhì)量有一定要求，對原料用量的控制也會對化學(xué)工程生產(chǎn)效果產(chǎn)生影響。傳統(tǒng)化學(xué)工程生產(chǎn)過程中，使用到的材料多是不可再生能源，使用這類能源嚴(yán)重破壞自然環(huán)境，在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生大量有毒有害的污染物質(zhì)，給自然環(huán)境帶來了極大負面影響。為了解決這一問題，必須減少對不可再生能源的使用，可以使用綠色化工原料加以替代，例如生產(chǎn)酮、醇等化學(xué)物質(zhì)時[2]，可以選用秸稈進行生產(chǎn)，在此期間雖然會產(chǎn)生大量氫氣且需要排放進入大氣環(huán)境中，但是氫氣并不會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因此可以保障化工生產(chǎn)過程的綠色環(huán)保。

2.2 對無毒害催化劑的使用

化工生產(chǎn)過程中需要使用催化劑來實現(xiàn)所需要的化學(xué)反應(yīng)，而無毒害催化劑的使用正是綠色化學(xué)工程工藝的重要內(nèi)容和特征。如今我國針對化工領(lǐng)域的催化劑使用有了嚴(yán)格要求，也制定了相關(guān)規(guī)定對催化劑的使用進行監(jiān)督管理。從傳統(tǒng)化工生產(chǎn)的角度來看，能否有效控制化學(xué)反應(yīng)會對化工生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生重要影響，而催化劑在這一過程中雖然自身性狀沒有發(fā)生改變，但是其對于整個化學(xué)反應(yīng)過程都起到了一定的促進作用，可以有效縮短反應(yīng)時間，促使化工生產(chǎn)效率有所提升[3]，因此在化工生產(chǎn)過程中必須使用催化劑來保障化學(xué)反應(yīng)效率，同時，為了貫徹落實化學(xué)工程節(jié)能環(huán)保理念，避免化學(xué)反應(yīng)對生態(tài)環(huán)境造成破壞，必須選擇綠色的無毒害催化劑。

2.3 化學(xué)反應(yīng)形式的恰當(dāng)選擇

在化工生產(chǎn)過程中，不同化學(xué)物質(zhì)之間會產(chǎn)生一系列反應(yīng)，這也是將化工原料轉(zhuǎn)化為所需要物質(zhì)的重要方式。因此，為了提升化工生產(chǎn)質(zhì)量及效率，必須對化學(xué)反應(yīng)形式進行恰當(dāng)選擇。但是，在化工生產(chǎn)過程中，化工原料種類、反應(yīng)時間等因素均會其效率和質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，必須對化學(xué)反應(yīng)形式進行科學(xué)合理的選擇，從根本上避免上述因素對化工生產(chǎn)效果造成影響。出現(xiàn)氧化反應(yīng)的化工生產(chǎn)時間相對較長，而且根據(jù)該反應(yīng)原理，發(fā)生反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量熱能，而這些熱能會對化工原料造成影響，甚至?xí)φ麄€化工生產(chǎn)質(zhì)量造成影響。而同樣是氧化反應(yīng)，應(yīng)用綠色化學(xué)工程工藝后，主要采取的是烴類氧化反應(yīng)[4]，這種化學(xué)反應(yīng)催化速度較快且不會對化工原料質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。

3 綠色化學(xué)工程工藝開發(fā)的重要性

傳統(tǒng)化學(xué)生產(chǎn)過程中未對有毒有害物質(zhì)進行處理，而且開展治理過于滯后。除此之外，一些化工生產(chǎn)過程會針對一些可能發(fā)生的污染問題進行防范處理，這種情況下會節(jié)省一定污染物處理成本，但是存在污染物的處理不夠完善的問題，仍然會對自然環(huán)境造成破壞。例如化工生產(chǎn)產(chǎn)生的煙塵，傳統(tǒng)凈化措施無法全面處理，仍然存在一氧化碳等氣體轉(zhuǎn)化為污染物。而采取綠色化工生產(chǎn)工藝處理，則可以在降低能源消耗的同時達到有效污染治理效果。在化工生產(chǎn)過程中，需要使用諸多試劑和催化劑完成化學(xué)反應(yīng)，此時需要應(yīng)用選擇性較高的試劑，從而確保綠色化工生產(chǎn)工藝可以充分發(fā)揮出其作用。以石油化工領(lǐng)域為例，在進行相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，會由于化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)生一些氫化物，這類化學(xué)生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的反應(yīng)物質(zhì)會相對活躍，而其與其他物質(zhì)相融合也會產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)，這一過程相對不夠穩(wěn)定，容易產(chǎn)生一些污染物質(zhì)[5]，此時需要使用專業(yè)的綠色化工生產(chǎn)技術(shù)，對污染物進行妥善處理，確保生產(chǎn)過程無公害，建設(shè)環(huán)境友好型社會。

4 化學(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的促進作用

4.1 開發(fā)全新的綠化工藝技術(shù)

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度的提升，各種現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)都在各行各業(yè)中發(fā)揮了作用，為了使化工生產(chǎn)企業(yè)跟上時代發(fā)展腳步，必須從化工生產(chǎn)過程入手，通過開發(fā)和引進一些現(xiàn)代化綠化工藝技術(shù)，提升化工生產(chǎn)效率、質(zhì)量和節(jié)能效果。

4.2 建立綠色化工生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈

化工生產(chǎn)污染會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重傷害，因此必須從源頭處理污染問題，也就是控制化工生產(chǎn)污染源，通過建立完善的綠色化工生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，可以實現(xiàn)對污染源頭的有效控制，也能對污染問題的傳播進行追蹤。

4.3 建設(shè)可持續(xù)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

基于綠色化工工藝?yán)砟?，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，可以進一步實現(xiàn)節(jié)能、減排和環(huán)保，促使綠色化工工藝在化工生產(chǎn)企業(yè)得到高度應(yīng)用和發(fā)展。同時，在其他生產(chǎn)領(lǐng)域也能發(fā)揮出一定效果，推動資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的建設(shè)，促進社會各行業(yè)共同發(fā)展和進步。

5 化學(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的應(yīng)用

目前我國社會建設(shè)的主要理念是節(jié)能、環(huán)保，綠色化學(xué)工程工藝的應(yīng)用對實現(xiàn)這一理念有著重要促進作用，化學(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的高效應(yīng)用可以體現(xiàn)出我國對于綠色低碳的重視程度，這也是世界范圍內(nèi)環(huán)境保護過程中格外關(guān)注的一個話題。我國在長時間發(fā)展中，存在很多只重視經(jīng)濟發(fā)展卻忽略了環(huán)境保護重要性的問題，最終只能在污染問題發(fā)生后再進行治理[6]。面對這一系列問題，必須重視綠色化學(xué)工程工藝的選擇，實現(xiàn)綠色節(jié)能的化學(xué)工程生產(chǎn)?；瘜W(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的應(yīng)用主要體現(xiàn)在如下幾方面。

5.1 完善清潔生產(chǎn)管理技術(shù)的應(yīng)用

基于清潔生產(chǎn)和綠色生態(tài)無污染標(biāo)準(zhǔn)，必須加強對脫硝技術(shù)的研究，從而實現(xiàn)通過清潔能源對化工生產(chǎn)過程的無害化處理，充分發(fā)揮出清潔生產(chǎn)管理技術(shù)的作用。在清潔化工生產(chǎn)過程中，必須加強對化工生產(chǎn)技術(shù)、化工生產(chǎn)范圍等的研究，例如針對細胞工程、生物技術(shù)工程等，通過升溫、高壓處理，提升綠色催化技術(shù)水平，此外，通過分子化處理、相位轉(zhuǎn)移處理等手段，可以提高超臨界分析技術(shù)水平，根據(jù)化工生產(chǎn)技術(shù)的特征，實現(xiàn)對阻燃標(biāo)準(zhǔn)的確定，保障生產(chǎn)過程的綠色清潔和安全。

5.2 生物需求化工生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)生物需求技術(shù)理念的要求，需要對細胞、微生物等專業(yè)技術(shù)內(nèi)容展開研究，明確這些理念后，根據(jù)化工生產(chǎn)相關(guān)規(guī)范，以生物化工生產(chǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)生產(chǎn)過程。作為生物體內(nèi)的有效催化元素，生物酶的應(yīng)用效果十分理想，可以更加高效地完成化工生產(chǎn)中的催化過程，通過對化學(xué)仿生工藝以及膜化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對生物化工工藝應(yīng)用范圍的拓展，在化學(xué)工程中應(yīng)用該技術(shù)可以對化學(xué)成品進行分析和研究，對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行確定，利用可再生能源完成化學(xué)反應(yīng)，同時，綠色化工生產(chǎn)過程中使用到的催化劑也是以生物酶的形式存在，可以有效提升催化速度和效果，能夠在避免污染發(fā)生的情況下完成生產(chǎn)工作，化工生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的能源消耗也有所下降，是一種完全沒有生產(chǎn)副作用的處理技術(shù)。

5.3 清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)的應(yīng)用

以綠色生態(tài)技術(shù)作為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)無污染的清潔化工生產(chǎn)，這種無毒害生產(chǎn)技術(shù)涉及到生物工程技術(shù)范圍，在化工生產(chǎn)過程中發(fā)揮了極大的低碳環(huán)保作用，能夠?qū)ξ廴疚镔|(zhì)使用風(fēng)能等可再生資源進行清潔，對化工原料進行無公害化清潔處理，同時，通過高溫壓力處理可以在一定程度上提升催化效率，也取得了理想的化工生產(chǎn)效果，實現(xiàn)了對化工廢氣的脫硫處理，降低了化工生產(chǎn)廢氣對大氣環(huán)境的影響，達到了環(huán)保節(jié)能生產(chǎn)的目的。近些年來，我國自然環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，綠色化工清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)的應(yīng)用有效緩解了這一現(xiàn)象，有利于實現(xiàn)綠色節(jié)能化工生產(chǎn)。

6 結(jié)語

總而言之，隨著我國社會經(jīng)濟水平的提升，人們的生活水平和思想意識水平也有所提高，逐步意識到了環(huán)境問題和資源節(jié)約問題的重要性，本文對化學(xué)工程節(jié)能中綠色化學(xué)工程工藝的應(yīng)用及促進作用進行了分析，以期可以為相關(guān)從業(yè)者提供一定參考。