試論化學(xué)工程與工藝中的綠色化工技術(shù)

費(fèi)娟娟

摘要：經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，科技水平也在不斷提高。人們對(duì)綠色化學(xué)開(kāi)始有一定的認(rèn)知能力，并根據(jù)工藝要求，對(duì)化學(xué)原料、催化劑和各種化學(xué)試劑等和生態(tài)環(huán)境功能運(yùn)用科學(xué)方法，同時(shí)旨在促進(jìn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的發(fā)展，是綠色化工技術(shù)。綠色化工技術(shù)可以徹底消除催化劑、化工原料和各種化學(xué)試劑對(duì)人體健康和環(huán)境的有害影響，同時(shí)促進(jìn)化工行業(yè)節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)污染的背景下，發(fā)展和推廣化工綠色化工技術(shù)尤為重要。本文以綠色化工技術(shù)為重點(diǎn)，介紹了該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程;化學(xué)工藝;綠色化工技術(shù)

新興的綠色化工技術(shù)有效地提高了化工產(chǎn)品用傳統(tǒng)技術(shù)的生產(chǎn)水平，形成了化工生產(chǎn)中資源浪費(fèi)和污染浪費(fèi)的有效途徑，同時(shí)達(dá)到了減少污染和影響環(huán)境的目的，使我國(guó)現(xiàn)代化工項(xiàng)目向綠色生態(tài)發(fā)展。

一、先進(jìn)的綠色化工技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)，就是指應(yīng)用化學(xué)原理和環(huán)境保護(hù)措施，在此基礎(chǔ)上，可以妥善處理化學(xué)原料和廢物，以減少工藝對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)提高化學(xué)原料的利用水平，以達(dá)到促進(jìn)工藝工程發(fā)展的目的。綠色化工技術(shù)主要運(yùn)用有效安全的措施，不斷完善我們目前使用的化學(xué)技術(shù)，利用綠色化工技術(shù)減少化學(xué)廢物，最終實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)的目標(biāo)。

1.1化學(xué)工程概念

化工工程涉及藥品制造、熔煉等多個(gè)行業(yè)，在實(shí)施過(guò)程中具有鮮明的產(chǎn)業(yè)特征，必須嚴(yán)格遵循相應(yīng)的化學(xué)理論。在原有的理論體系基礎(chǔ)上，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。這可以充分體現(xiàn)新的環(huán)保理念，在社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的前提下，必然會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題，同樣的化學(xué)工藝工程也不能排除在外。綠色化工技術(shù)在化工過(guò)程應(yīng)用的時(shí)候，一定會(huì)達(dá)到環(huán)保節(jié)能的這個(gè)目的要求，生產(chǎn)工藝的不斷完善可以在一定程度上提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前，這也是中國(guó)大多數(shù)企業(yè)所接受和研究的一種新的生產(chǎn)方式。所以綠色化工技術(shù)應(yīng)在化學(xué)工藝工程技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程與使用在不斷的得到推廣和普及。

二、關(guān)于綠色化工技術(shù)

2.1如何選擇化學(xué)原料

從本質(zhì)上講，工藝工程在執(zhí)行其工作時(shí)與化學(xué)原料有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。一些化學(xué)原料在使用時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的污染，因?yàn)樗鼈兺ǔ?huì)產(chǎn)生大量的廢物。在這種情況下，最好通過(guò)綠色化學(xué)技術(shù)來(lái)選擇化學(xué)原料。在化工科技和工藝發(fā)展中，要選擇無(wú)害有毒原料、催化劑等化工產(chǎn)品，力爭(zhēng)在項(xiàng)目啟動(dòng)之初達(dá)到零污染、零排放的化學(xué)清潔生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)，防止或控制化學(xué)污染。在使用化學(xué)原料時(shí)，還必須嚴(yán)格控制原料的數(shù)量，防止資源浪費(fèi)，盡量減少浪費(fèi)的發(fā)生，以減少對(duì)環(huán)境的影響。例如，將生物質(zhì)氣化為氫氣，將天然野生植物纖維（如樹(shù)干、小麥和稻草廢料）以及農(nóng)副產(chǎn)品作為原料，進(jìn)一步加工成酸和酒精等化學(xué)原料。

2.2怎樣選用合適催化劑

我們應(yīng)該選擇正確的催化劑，無(wú)論是在綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展或其他化學(xué)工藝，使兩倍的結(jié)果可以達(dá)到一半的努力。也可以降低化工行業(yè)的生產(chǎn)成本，提高資源利用率，當(dāng)然，這是減少污染的標(biāo)準(zhǔn)保證，就像石化行業(yè)大多數(shù)碳?xì)浠衔镆粯?，但在氣化反?yīng)中很容易產(chǎn)生的，即在生產(chǎn)對(duì)一定程度的損害和污染至關(guān)重要的產(chǎn)品。因此，我們的主要重點(diǎn)應(yīng)放在有效防止反應(yīng)產(chǎn)品受到損害、實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)綠色生產(chǎn)以及減少環(huán)境影響程度上。

三、綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

3.1綠色生物技術(shù)

綠色生物技術(shù)主要針對(duì)生化工程，在那里我們可能會(huì)遇到遺傳或細(xì)胞變化。特別是生物酶技術(shù)的發(fā)展，生物酶的主要作用是催化，具有轉(zhuǎn)移性和高效率，它不僅能加快化學(xué)反應(yīng)的速度，而且不能產(chǎn)生大量的化學(xué)污染物。例如：用酶代替常用于化學(xué)反應(yīng)的丙烯酰胺，使丙烯酰胺比平常更純凈，并降低生產(chǎn)的能耗。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還利用小麥稻草等廢棄作物作為生產(chǎn)原料，利用生物合成技術(shù)生產(chǎn)乳酸，使乳酸形成多乳酸，在塑料生物降解中發(fā)揮作用。這一措施解決了塑料材料退化問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)一直占據(jù)著我們。此外，我們還可以使用植物纖維來(lái)源，并通過(guò)生物技術(shù)生產(chǎn)化學(xué)乙醇和工業(yè)丙醇材料。因此，生物技術(shù)在綠色化工中的生產(chǎn)和應(yīng)用不僅限于微生物發(fā)酵技術(shù)，而是可以利用多種天然生物資源實(shí)現(xiàn)化學(xué)生產(chǎn)的綠色污染。

3.2綠色的應(yīng)用環(huán)境友好型產(chǎn)品

環(huán)境與我們的生活息息相關(guān)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)環(huán)境的關(guān)注度也越來(lái)越高。環(huán)保產(chǎn)品是在整個(gè)過(guò)程周期中對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題沒(méi)有環(huán)境影響的合格產(chǎn)品。在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)保產(chǎn)品在減少環(huán)境影響方面發(fā)揮著不可替代的作用。例如，傳統(tǒng)汽油在日常生活中被廣泛使用。傳統(tǒng)汽油的燃燒不僅會(huì)嚴(yán)重污染大氣，而且會(huì)危害人體健康。因此，我們開(kāi)發(fā)了一種新產(chǎn)品——乙醇汽油，取代傳統(tǒng)汽油，乙醇汽油在實(shí)踐中取得了巨大成功。另一個(gè)例子是2013年4月在中國(guó)開(kāi)發(fā)的1號(hào)生物航煤。與傳統(tǒng)的航煤相比，生物航煤可減少二氧化碳50%以上的排放，不需要改裝發(fā)動(dòng)機(jī)，其環(huán)保效益極為明顯：姚志龍憑借生物柴油脂肪酸甲基酯的加氫技術(shù)，發(fā)明了一種很特殊的超臨界溶劑。這種溶劑大大提高了脂肪酸甲基酯對(duì)反應(yīng)壓力和氫氣的供給比，轉(zhuǎn)化和選擇性不超過(guò)1%。石油化工研究院及其團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)出一種由集成材料組成的金剛石綠色生產(chǎn)技術(shù)，包括單釜連續(xù)淤漿床和鈦硅分子篩非晶合金催化劑，以及床的磁穩(wěn)定性集成。產(chǎn)業(yè)化實(shí)施后，該技術(shù)使設(shè)備投資減少70%，生產(chǎn)成本降低10%，核廢料率從40%降低到10%以下，三廢排放量占國(guó)外進(jìn)口技術(shù)的1/200，即不到0.005%。這項(xiàng)技術(shù)給中國(guó)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3.3綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)是我們生活中最高的，它是無(wú)污染的，無(wú)毒的，沒(méi)有廢物排放的"3無(wú)"綠色生產(chǎn)技術(shù)，如綠色催化技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)包括關(guān)鍵流體技術(shù)和流行的輻射處理技術(shù)，綠色技術(shù)已應(yīng)用于現(xiàn)代冶金，大型的用于現(xiàn)代印染工程和氣體加工生產(chǎn)，如甲醇合成和生活垃圾處理，以及經(jīng)常提到的海水淡化。其他常見(jiàn)應(yīng)用包括廢物產(chǎn)生的沼氣、高效煤氣化以及風(fēng)能或太陽(yáng)能發(fā)電。超臨界液體提取技術(shù)廣泛應(yīng)用于海水淡化項(xiàng)目。作為萃取劑，使用特殊液體。液體的溫度和壓力處于臨界狀態(tài)，要使用的物質(zhì)是從混合物中提取的。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，可以分離海水中的鹽水，不僅可以在海水分離過(guò)程中提取水資源，還可以產(chǎn)生一些氫氧化鎂，可用于處理后的化學(xué)化學(xué)品的清潔生產(chǎn)技術(shù)。

3.4微化工技術(shù)

傳統(tǒng)的化學(xué)生產(chǎn)廠和技術(shù)是微化學(xué)技術(shù)的開(kāi)端。與傳統(tǒng)化學(xué)器件相比，微化學(xué)技術(shù)主要利用微通道反應(yīng)器完成化學(xué)加工，具有熱傳遞能力高、反應(yīng)液吸收能力低等優(yōu)點(diǎn)。在微化學(xué)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研究人員把微反應(yīng)器的研究作為重點(diǎn)和核心內(nèi)容。微反應(yīng)器也叫做微通道反應(yīng)器，其主要原理是采用微加工技術(shù)和精密儀器加工技術(shù)的應(yīng)用，去完成化學(xué)反應(yīng)中三維結(jié)構(gòu)元件的生產(chǎn)的事項(xiàng)。同時(shí)，在三維反應(yīng)堆中可以實(shí)現(xiàn)熱交換、混合、分離和分析。微反應(yīng)器可以更高效率的篩選催化劑，且隨著微反應(yīng)器的不斷升級(jí)，篩選效率也是不斷的提高，篩選模式也在不斷優(yōu)化和更新升級(jí)。近年來(lái)，微反應(yīng)器已用于化學(xué)工業(yè)。提高微反應(yīng)器的反應(yīng)效率，可以更好的優(yōu)化全過(guò)程，從而促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化升級(jí)的進(jìn)程。目前，我國(guó)已逐步重視微化學(xué)技術(shù)，以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的不斷提高，微化學(xué)技術(shù)的科技水平也在不斷提高。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可以說(shuō)，在中國(guó)科技發(fā)展的過(guò)程中，化工也開(kāi)創(chuàng)了鼎盛時(shí)期，但化學(xué)工程中自然環(huán)境的破壞也引起了人們的注意，防止這種情況屢屢發(fā)生，相關(guān)工作人員介紹了綠色化工技術(shù)的概念，為真正推動(dòng)化工行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了技術(shù)推廣。 我國(guó)。同時(shí)，污染明顯減少，因此我們迫切需要在化學(xué)過(guò)程中應(yīng)用綠色化工技術(shù)，最大限度地減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)也促進(jìn)我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

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