如何運用綠色化工技術(shù)推動化學(xué)工程與工藝節(jié)能發(fā)展

李中南

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

綠色化學(xué)從20世紀90年代開始在全球興起，它順應(yīng)了保護環(huán)境、節(jié)約資源的理念，能夠使快速發(fā)展的工業(yè)化社會基于環(huán)境污染等問題，做到節(jié)約資源、探索綠色創(chuàng)新的可能性，從而使得化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)能夠朝著可持續(xù)方展方向推進，解決能源危機問題，避免化學(xué)工藝污染等情況的出現(xiàn)。

一、研究綠色化學(xué)對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進作用

傳統(tǒng)的化工行業(yè)普遍存在著污染程度高、能源消耗大的特點。高排放的現(xiàn)狀，導(dǎo)致化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)給周圍環(huán)境帶來的負擔(dān)過重。而且相關(guān)工藝形式過于落后，難以達到高效生產(chǎn)的目的。隨著綠色化學(xué)概念的興起，迎合保護環(huán)境的原則，從而基于節(jié)約資源、降低能源消耗為目的，使得工程建設(shè)的成本有所降低。這對于推進化學(xué)工業(yè)的節(jié)能性以及可持續(xù)生產(chǎn)而言至關(guān)重要。

1.1促進發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)的化工發(fā)展基于企業(yè)利潤的最大化，無視資源過度利用的情況，也無視對環(huán)境的污染問題。隨著社會資源問題日益嚴重，環(huán)境破壞也使得人類生存的家園受到了極大損害，綠色化學(xué)的理念運營而生。人們越來越意識到，在開展化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的過程中，堅持綠色節(jié)能的重要性。也通過將綠色化學(xué)的理念以相關(guān)工藝形式得到落實，從而盡可能的達到節(jié)能減排的目的。將重點放在化學(xué)工藝的改良上，通過對可再生資源的利用，合理的使用清潔能源，從而保護生態(tài)環(huán)境。立足于科學(xué)發(fā)展的觀念，使得綠色化學(xué)工業(yè)的節(jié)能性得到凸顯[1]。

1.2促進交叉學(xué)科的融合

以往綠色化工技術(shù)依賴于生物技術(shù)，隨著時代的進步，人們意識到化工技術(shù)的更多可能性。除了生物學(xué)之外，還可以容納其他學(xué)科的知識點，包括物理、化學(xué)等多個基礎(chǔ)學(xué)科，從而創(chuàng)造出多種高新技術(shù)。使物理、化學(xué)、生物等多種學(xué)科得到交叉融合。比如，生物質(zhì)通過物理轉(zhuǎn)化形成固體成型燃料，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化可以制備燃料油，通過生物轉(zhuǎn)化可以創(chuàng)造出甲烷氣和乙醇等等化學(xué)商品。而且在開展化學(xué)工藝制造的過程中，可以加入生物酶，達到催化反應(yīng)速率的目的，實現(xiàn)多個學(xué)科之間的交叉與互通，創(chuàng)造出化工工藝生產(chǎn)的超多可能性。

1.3促進清潔技術(shù)的研發(fā)

綠色化工技術(shù)擁有著節(jié)能、高效、清潔等等多種特性，在清潔技術(shù)研發(fā)的過程當中，通過縮短工藝流程，降低能源消耗，達到綠色、健康、無污染的目的。這些清潔能源很大程度的降低了后續(xù)的生產(chǎn)負荷，提高了目標產(chǎn)物的整體效益，降低后期廢棄物的排放量，從而迎合保護環(huán)境、節(jié)約資源的原則，促進各種綠色產(chǎn)品的開發(fā)。也能夠幫助人類的化工生產(chǎn)朝著保護生態(tài)環(huán)境以及促進社會和諧為目的，實現(xiàn)全面的推進[2]。

二、綠色工業(yè)的概念分析

綠色工業(yè)是指通過將化學(xué)的理論和生產(chǎn)的工藝相互結(jié)合，實現(xiàn)創(chuàng)造出健康、無毒無害的原料，從而促進綠色生產(chǎn)過程，達到創(chuàng)造清潔能源的目的。減少化工生產(chǎn)中的原材料以及其他產(chǎn)物對環(huán)境的破壞，也能夠滿足綠色化工的要求，避免將有害物質(zhì)直接排放到周圍的環(huán)境中。使得化學(xué)工藝生產(chǎn)的效率有所提升，真正達到資源化和無害化的狀態(tài)?；瘜W(xué)工業(yè)通過使用化工原料、溶劑、催化劑等等，按照專業(yè)的工藝流程和技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用，從而滿足工藝生產(chǎn)的各項參數(shù)，最終實現(xiàn)綠色化學(xué)生產(chǎn)的目的。使得工程項目的開發(fā)和工藝創(chuàng)造的形式更具經(jīng)濟性、可靠性、適用性[3]。

2.1化工原料的無毒性

化工原料通過選擇自然界當中的資源，可以避免對不可再生能源的利用，如石油、天然氣等，從而使用一些具備生產(chǎn)潛質(zhì)的生物質(zhì)。如廢舊塑料、農(nóng)副產(chǎn)品等等。通過利用這些豐富的生物質(zhì)能源，可以解決能源危機的問題。包括以稻草等生物質(zhì)作為主要的能源，達到生產(chǎn)過程無毒無害的目的。在化工生產(chǎn)當中，有許多物質(zhì)都有親和性，這些化學(xué)溶劑不可避免的對周圍環(huán)境造成了負面影響。多年來，化工生產(chǎn)的相關(guān)從業(yè)者以及專業(yè)的技術(shù)研究人員也一直在思考如何以水為介質(zhì)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)過程。從而使得化工生產(chǎn)的流程真正的達到清潔能源的利用以及無毒害排放的目的[4]。

2.2催化劑的選擇，無害、可回收性

在化學(xué)工藝的生產(chǎn)創(chuàng)造當中，有許多化工反應(yīng)需要借助催化劑，從而達到提升產(chǎn)量以及加速生產(chǎn)效率的目的。但是在選擇催化劑時，要考慮到后續(xù)產(chǎn)品的回收性以及整個化工產(chǎn)品的壽命，從而基于各項標準，選擇生態(tài)效益和節(jié)能效益最高的催化劑產(chǎn)品，完成化工生產(chǎn)的過程。

2.3化學(xué)工藝的高效性

化學(xué)工藝通過利用各種化學(xué)反應(yīng)，將產(chǎn)品進行精制的過程，其工藝流程具備著專業(yè)性，而且操作流程的長短以及所用時間的長短，也會直接影響到最終生產(chǎn)的效益以及相關(guān)設(shè)備使用的費用。在生產(chǎn)的過程當中，還需要考慮到占地面積以及相關(guān)能量能否回收的問題。比如，在工藝流程當中所排放的廢棄物中，有很大一部分氣體屬于二氧化碳和氫氣，相關(guān)從業(yè)者應(yīng)當要考慮二氧化碳等氣體的排放對于周圍環(huán)境的影響。二氧化碳除了是一種化工原料之外，它還可以通過膜分離法等等多種形式進行提純，從而制備出甲醇等原料。達到充分利用能源的目的，避免對周圍的環(huán)境造成負面影響。

三、綠色化工技術(shù)采用的措施

3.1工藝流程的設(shè)計

生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計工作可以從思考原材料的預(yù)處理、加工、轉(zhuǎn)化等等過程，實現(xiàn)所有單元的組合，使得整個工藝流程能夠滿足產(chǎn)品的質(zhì)量需求，具備經(jīng)濟性的價值。從流程的規(guī)劃設(shè)計等工作著手，注重成本的消耗問題，也使得工藝流程具備高度合理性。能夠在短時間內(nèi)利用專業(yè)設(shè)備達到較高的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)還需要滿足環(huán)保的需求，考慮操作單元當中一些副產(chǎn)物的回收問題。使得流程和操作的控制能夠基于綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)效率以及無毒害副產(chǎn)品的創(chuàng)造為目的，提高整體流程設(shè)計的專業(yè)性、環(huán)保性、綠色節(jié)能性。

3.2設(shè)備的引進

科技是第一生產(chǎn)力，引進先進的設(shè)備，比如對動設(shè)備當中壓縮機、離心泵、風(fēng)機等等傳動設(shè)備的利用，對靜設(shè)備當中換熱器、塔器、反應(yīng)釜等設(shè)備的利用，使得相關(guān)設(shè)備能夠在短時間內(nèi)達到較大的生產(chǎn)效益，并保持較高的生產(chǎn)水平。通過定期的養(yǎng)護，確保設(shè)備的生產(chǎn)能力滿足化工生產(chǎn)和綠色節(jié)能的需求，從而促進綠色化工行業(yè)的發(fā)展[5]。

3.3合理的布局

隨著市場競爭壓力的增大，相關(guān)企業(yè)以及技術(shù)工作者更應(yīng)當注重對設(shè)備的優(yōu)化和場地的選擇。工藝流程也應(yīng)當從以往的流水線模式向操作單元和大規(guī)模定制的方向發(fā)展，從而降低生產(chǎn)創(chuàng)造的風(fēng)險。盡可能的縮短輸送管線，提升生產(chǎn)效率，使得化工生產(chǎn)的過程能夠在合理布局的基礎(chǔ)之上達到對于有毒、有腐蝕性等介質(zhì)進行充分標識和妥善處理的目的。

結(jié)束語

綜上所述，綠色化學(xué)理念更加注重的是工藝流程的優(yōu)化，它以提升生產(chǎn)效率為目的，控制能源消耗以及資源破壞問題，盡可能的降低對周圍環(huán)境的負面影響。通過控制尾氣、避免廢水直接排放等等，從而響應(yīng)綠色化學(xué)的號召。

參考文獻

[1] 貢長生. 綠色化學(xué)—我國化學(xué)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[J]. 現(xiàn)代化工， 2002， 22（1）： 8-14.

[2] 包雷鳴. “強化技術(shù)革新，打造綠色化工”——廢氣?酸性廢水?密封液系統(tǒng)技術(shù)改造[J]. 化學(xué)工程與裝備， 2013（5）： 220-223.

[3] 宋曉嵐， 詹益興. 綠色化工技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2005.

[4] 華柏寅. 綠色化工可持續(xù)發(fā)展探討[J]. 化學(xué)工程與裝備， 2010（6）： 153-154.

[5] 楊賀勤， 劉志成， 謝在庫. 綠色化工技術(shù)研究新進展[J]. 化工進展， 2016， 35（6）： 1575-1586.