綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)的促進(jìn)作用探究

楊美潔 王延軍 周翠翠

摘要：近年以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的繁榮發(fā)展離不開(kāi)化學(xué)工業(yè)的支持，在大眾傳統(tǒng)印象中，化學(xué)工程與化學(xué)工業(yè)是一種追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展、以犧牲人類生存環(huán)境為代價(jià)的"速成"法，不可否認(rèn)的是，傳統(tǒng)化學(xué)工程的確符合大眾印象，這也因此衍生了一系列的廢水污染治理問(wèn)題、化學(xué)試劑二次污染等問(wèn)題。隨著科技的日新月異，人民開(kāi)始追求高質(zhì)量的生活環(huán)境，綠色化學(xué)工程與化學(xué)工業(yè)節(jié)能開(kāi)始出現(xiàn)在大眾視野中，兩者都擯棄了傳統(tǒng)化學(xué)工程帶來(lái)的污染問(wèn)題，轉(zhuǎn)而追求"綠色"、"高效"、"環(huán)保"的生產(chǎn)作業(yè)，對(duì)此，本文以"綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)分析"為題，切實(shí)分析綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用，希望能為普及綠色化學(xué)工程知識(shí)，提高人民生活水平起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)工程與工藝;化學(xué)工業(yè);節(jié)能

化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)具有十分重要作用，只有采用正確的工藝流程，并采用綠色的生產(chǎn)流程，才能減少化學(xué)工程對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，要注重化學(xué)工程與工藝，將綠色活動(dòng)應(yīng)用于化學(xué)工程的生產(chǎn)與管理中，提高化學(xué)工程與工藝的水平，并利用綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)整個(gè)工藝進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，在保證化學(xué)環(huán)境的同時(shí)，還要能做好節(jié)能降耗的作用，進(jìn)而能為企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，也能促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。

一.綠色化學(xué)工程與工藝的基本定義

綠色化學(xué)，別名環(huán)境無(wú)害化學(xué)，顧名思義，將綠色化學(xué)理論在實(shí)際的生產(chǎn)中應(yīng)用，對(duì)有害污染物的形成加以控制，實(shí)現(xiàn)有毒有害物質(zhì)零排放，避免化學(xué)工業(yè)造成環(huán)境惡化。進(jìn)行化學(xué)工業(yè)品的加工與生產(chǎn)時(shí)，為了加快化學(xué)反應(yīng)的速率，常常應(yīng)用催化劑，常規(guī)應(yīng)用的催化劑大多會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，無(wú)法在保證經(jīng)濟(jì)效益的前提下，實(shí)現(xiàn)有毒物質(zhì)的零排放。因此，無(wú)害化催化劑的研發(fā)成為綠色化工的突破點(diǎn)。此外，如何無(wú)害化處理無(wú)法避免的污染物也十分重要。

二.綠色化學(xué)工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1. 原料的綠色化選擇

在初.高中的化學(xué)課本中，提到過(guò)化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)方法與過(guò)程，同一種化學(xué)產(chǎn)品也許有著不同的生產(chǎn)工藝與原料，因此，化學(xué)原料（即反應(yīng)物）的選擇將直接決定化學(xué)生產(chǎn)的過(guò)程以及其生產(chǎn)工藝。在傳統(tǒng)化工作業(yè)下，高反應(yīng)速率.高轉(zhuǎn)化率是評(píng)價(jià)化工行業(yè)生產(chǎn)的重要標(biāo)準(zhǔn)，而在現(xiàn)代環(huán)境下，無(wú)公害.無(wú)污染成為了現(xiàn)代化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要指標(biāo)。因此，現(xiàn)代綠色化學(xué)工程會(huì)盡量選擇無(wú)毒無(wú)公害的綠色化原料用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)，也有部分學(xué)者提倡，選擇如植物.林業(yè)產(chǎn)物.農(nóng)作物.廢棄物等可再生資源作為化學(xué)生產(chǎn)的原料，其主要原理是以生物轉(zhuǎn)化的方式，將植物.林業(yè)產(chǎn)物.農(nóng)作物.廢棄物等可再生資源轉(zhuǎn)化為醇.酸.酮等常見(jiàn)化工的原料，在這些資源的轉(zhuǎn)化中，主要是憑借微生物菌落的方式進(jìn)行發(fā)酵或轉(zhuǎn)化，這一過(guò)程是完全綠色.不會(huì)產(chǎn)生污染物的。除此之外，綠色化學(xué)工程之所以提倡綠色無(wú)公害的化學(xué)原料，是因?yàn)槠鋵?duì)自然環(huán)境的影響相對(duì)較小，甚至?xí)?duì)生態(tài)環(huán)保產(chǎn)生一定的助益作用。

2. 化學(xué)反應(yīng)工藝的綠色化選擇

在化工生產(chǎn)中，化學(xué)反應(yīng)的重要地位不言而喻，生產(chǎn)原料利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了產(chǎn)品，在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，選擇有效反映途徑，將在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化的同時(shí)，提升生產(chǎn)效率。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)而言，受到溫度.時(shí)間等多項(xiàng)因素的影響。例如，伴隨氧化反應(yīng)，大量的熱也被釋放，造成原料變質(zhì)，產(chǎn)品的質(zhì)量無(wú)法得到保證，并且降低了生產(chǎn)效率。

3. 催化劑的綠色化選擇

催化劑并不參與化學(xué)反應(yīng)中，但合理科學(xué)的催化劑能夠有效促進(jìn)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化與化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)，隨著化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)于產(chǎn)品的需求量急劇上升，催化劑的使用與選擇已經(jīng)成為現(xiàn)代化學(xué)工程研究的重要內(nèi)容。

與課本標(biāo)出的化學(xué)反應(yīng)式不同，在實(shí)際操作中，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)會(huì)涉及到大量的化學(xué)反應(yīng)與各種催化劑。在傳統(tǒng)化學(xué)工程中，濫用催化劑不僅無(wú)法加快化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，還會(huì)影響到生成物的產(chǎn)品質(zhì)量，因此，合理.科學(xué).正確的選擇并使用催化劑是加快反應(yīng)進(jìn)程.提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)品的質(zhì)量的有效方法。科學(xué)綠色的催化劑不僅能協(xié)調(diào)各項(xiàng)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化效率，還有有效減少乃至消除相應(yīng)的副產(chǎn)物出現(xiàn)。例如，固體催化劑的分子篩和雜多酸等能夠在化工生產(chǎn)過(guò)程中有效代替有害液體的催化劑，簡(jiǎn)化化學(xué)工藝過(guò)程，減少"三廢"排放。

三.綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

1. 生物工程在化學(xué)工業(yè)節(jié)能中發(fā)揮的作用

生物工程逐漸成為化學(xué)工業(yè)節(jié)能發(fā)展中的至關(guān)重要的領(lǐng)域，大大推動(dòng)了該行業(yè)的發(fā)展。生物工程涉及的學(xué)科知識(shí)繁多，其中包括生物化學(xué).細(xì)胞生物學(xué)等，而原核生物和分子細(xì)胞等也就成為生物研究的主要物質(zhì)。在當(dāng)前的生物工程研究工作中，生物DNA基本上處于核心內(nèi)容。與此同時(shí)，應(yīng)用較為廣泛的生物技術(shù)包括克隆.反RNA等，且在食品.醫(yī)藥.園林等多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用生物工程逐漸成為首選方式。

2. 清潔生產(chǎn)技術(shù)及其對(duì)化學(xué)工業(yè)的促進(jìn)作用

清潔生產(chǎn)技術(shù)作為綠色化學(xué)工程與工藝中的一種技術(shù)形式，是指通過(guò)不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)或者是使用清潔性的能源與原料.對(duì)化工生產(chǎn)的管理進(jìn)行改善.采用先進(jìn)工藝技術(shù)與設(shè)備.加強(qiáng)綜合利用等方法，從化工生產(chǎn)的源頭處對(duì)其能源消耗以及污染影響進(jìn)行減少和消除，從而達(dá)到相應(yīng)的綠色化學(xué)工程與工藝應(yīng)用目的。其中，綠色化學(xué)工程與工藝?yán)砟钕碌那鍧嵣a(chǎn)技術(shù)應(yīng)用中，通過(guò)上述各項(xiàng)方法和措施，不僅能夠提高化工生產(chǎn)中的資源利用率，而且能夠?qū)崿F(xiàn)化工生產(chǎn)與服務(wù).產(chǎn)品使用等過(guò)程中污染廢棄物產(chǎn)生和排放影響，從而減少化工生產(chǎn)以及化學(xué)工業(yè)發(fā)展對(duì)人類健康以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的危害影響。由此可見(jiàn)，化工生產(chǎn)過(guò)程中，以清潔生產(chǎn)技術(shù)為代表的綠色化學(xué)工程以及工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展具有十分積極的促進(jìn)作用。此外，化工生產(chǎn)中，對(duì)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，一般是將其作為化工生產(chǎn)的脫硝與脫硫技術(shù)重要組成進(jìn)行生產(chǎn)應(yīng)用，并且該技術(shù)在其他化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)及領(lǐng)域中也有一定的應(yīng)用和發(fā)展，值得進(jìn)行關(guān)注。

3. 生物酶的綠色催化劑選擇

在早期生物技術(shù)研究中，現(xiàn)代綠色化學(xué)工程原料大部分來(lái)自于生物技術(shù)轉(zhuǎn)化合成，如微生物.基因.細(xì)胞.酶技術(shù)等，尤其是化學(xué)的仿生學(xué)以及生物化工兩個(gè)領(lǐng)域所運(yùn)用到的技術(shù)，其中，生物酶具有很強(qiáng)的專一性，在生物體內(nèi)被用于生物合成各個(gè)過(guò)程的催化。

在綠色化學(xué)工程與工藝中，提倡通過(guò)生物技術(shù)將可再生資源轉(zhuǎn)化或合成有機(jī)化合物原料的運(yùn)用方式，降低石油.煤炭原料等消耗，隨著綠色化學(xué)工程與工藝技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，化學(xué)工業(yè)開(kāi)始將自然界中具有的酶或人工合成的工業(yè)酶作為催化劑使用，與傳統(tǒng)催化劑相比，酶不會(huì)產(chǎn)生任何的污染，反應(yīng)條件也比較溫和，具有很強(qiáng)的高效性.專一性等特點(diǎn)，例如，在丙烯酰胺的制備條件中，將丙烯腈換成酶催化之后，丙烯酰胺的制備能耗就能夠大幅度的降低，并且反應(yīng)十分徹底。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，對(duì)綠色化學(xué)工程與工藝在化學(xué)工業(yè)中的促進(jìn)作用進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中合理引進(jìn)與采用綠色化學(xué)工程及工藝的技術(shù).理念，從而有效降低化工行業(yè)生產(chǎn)的原料成本，減少其能源消耗與各種污染.廢棄物排放，推動(dòng)化工行業(yè)的綠色與可持續(xù)發(fā)展，具有十分積極的作用和意義。

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