淺談綠色化學工藝的開發(fā)與運用

武轉(zhuǎn)玲

（大同師范高等?？茖W校，山西 大同 037039）

引言

環(huán)境保護問題日益嚴重，生態(tài)環(huán)境破壞帶來的后果會對人們生存造成威脅，因此，世界各國都在探索低碳環(huán)保、污染治理的道路。目前，我國制定的環(huán)境保護政策與低碳減排政策無法從根本上解決、改善環(huán)境污染，且投入資金過高，大部分治理政策需反復、重復進行，浪費大量人力、物力，對環(huán)境的改善微乎其微。綠色化學工藝是指使用先進科技開發(fā)出環(huán)保、無污染、無毒害的化學藥劑，如催化劑、化工原料等，使化工行業(yè)實現(xiàn)低排放、低污染，走向健康可持續(xù)的發(fā)展道路。

1 綠色化學工藝的基本概念

1.1 化學工程工藝

化學工程工藝是以化學為基礎，進行工程研究和化學工藝流程設計，其中包括基礎化學、工程圖紙設計等，其在現(xiàn)代化工行業(yè)生產(chǎn)中應用較為廣泛，如制藥、建筑、煉金等均需運用該化學工藝[1]。化學工程工藝為人們的生活提供了極大便利，該工藝符合綠色化學的基本要求與核心，使用該工藝進行生產(chǎn)可促進環(huán)境保護，使化學工程朝向綠色、安全、環(huán)保方向不斷進步。

1.2 綠色化工技術

綠色化工技術是指在化工行業(yè)生產(chǎn)中，從生產(chǎn)技術上使用綠色環(huán)保技術，推行低碳、清潔的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從源頭上解決環(huán)境污染。該技術針對當前常見化工技術進行升級優(yōu)化，以減少生產(chǎn)過程中有害物質(zhì)的生成，避免過多污染物會對大自然造成破壞。

2 我國綠色化學工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國經(jīng)濟處于飛速發(fā)展狀態(tài)，除經(jīng)濟增長速度外，還應實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展狀態(tài)。但經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境問題不容小覷，如何在保持經(jīng)濟穩(wěn)定增長的同時平衡生態(tài)環(huán)境有待商榷。我國化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中排放大量環(huán)境污染物，對工廠周邊的土壤、水源造成嚴重破壞。

基于此，我國頒布關于環(huán)境保護的相關政策，并加大環(huán)境保護宣傳力度，提倡全民環(huán)保，綠色出行，將環(huán)境治理作為首要任務。經(jīng)過近年來的治理，我國化工行業(yè)的生產(chǎn)污染物依舊沒有得到穩(wěn)定控制，污染物數(shù)量逐漸增加，綠色化學工藝應用范圍較少。綠色化學工藝成本較高，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式相比經(jīng)濟效益較低，因此未得到多數(shù)化工企業(yè)認可。在綠色化學工藝方面投入大量資金進行發(fā)展創(chuàng)新，對相關產(chǎn)業(yè)提供支持，但傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色化學工藝仍需要漫長時間，同時，應加大對新型綠色化學工藝的研發(fā)，提高使用該工藝的經(jīng)濟效益，以促進該工藝的有效推廣。

3 綠色化學工藝的開發(fā)

綠色化學工藝是一種對傳統(tǒng)化工的優(yōu)化與完善,同時更是低碳、環(huán)保發(fā)展形勢下的一種必然選擇。對綠色化工的開發(fā)是一種對傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)的挑戰(zhàn)。長時間以來,傳統(tǒng)化工生產(chǎn)均對人們所生活的環(huán)境帶來了很大的污染,甚至是對人們的身體帶來各種的不良影響。為可以降低污染，保護生態(tài).環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)的可持結(jié)發(fā)展,綠色化學工藝的開發(fā)將會是一種必然趨勢。目前，開發(fā)的重點主要有下面的幾個內(nèi)容。

3.1 采用綠色的化學催化劑

催化劑能提高化工生產(chǎn)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，或提高生產(chǎn)速率，因此催化劑在化工行業(yè)中應用廣泛。綠色化工生產(chǎn)，要求選擇無污染、環(huán)保、清潔的催化劑。例如在化工生產(chǎn)中，較多反應過程使用的催化劑都具有較大公害，該化工生產(chǎn)結(jié)束后的工業(yè)廢水中存在大量有害物質(zhì)，會對環(huán)境造成極大破壞。同時，具有毒性的催化劑在使用過程中也可能對生產(chǎn)設備造成腐蝕，增加經(jīng)濟成本[2]。

因此，在研究綠色催化劑過程中，終于研制出符合現(xiàn)代化工行業(yè)生產(chǎn)需求的環(huán)保型催化劑，投入生產(chǎn)后取得有效收益，并促進環(huán)境保護。如固相烷基化催化劑，能有效提高生產(chǎn)速率，該反應過程中殘留的廢水廢渣對周邊環(huán)境造成影響較小。

3.2 開發(fā)“原子經(jīng)濟”反應

原子經(jīng)濟反應是綠色化學工藝中的理想生產(chǎn)狀態(tài)，即反應物中的所有原子經(jīng)催化劑作用后，百分百轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物中的所有原子，化學轉(zhuǎn)換率高達100%。而在化工生產(chǎn)中，不同化學反應類型的原料的轉(zhuǎn)化率會對環(huán)境造成不同程度的影響，部分化學反應符合理想狀態(tài)下綠色化學反應，如重排反應和加成反應，均可實現(xiàn)原子的100%轉(zhuǎn)化率，對環(huán)境影響較小，且該生產(chǎn)效率能提升經(jīng)濟效益。例如綠色化學工藝中，使用苯與乙烯烷基化制備乙苯，在生產(chǎn)工藝選擇中，傳統(tǒng)乙苯脫氫工藝和綠色化學工藝催化脫氫-氫選擇性氧化（Styro-plus），后者可將氧化反應中，脫氫反應生成的氫氣氧化成水，該過程可提升熱能的利用率，該反應過程中的大量熱能可對初步脫氫冷卻的物料進行加熱。將兩種工藝的指標進行對比，如表1 所示。

表1 乙苯脫氫工藝與Styro-plus 工藝的基本指標對比

4 綠色化學工藝的運用

4.1 綠色化工技術的運用

綠色化工技術又被稱為清潔生產(chǎn)技術，該技術應用于化工生產(chǎn)后的排放物無公害，清潔環(huán)保，對周圍環(huán)境不會造成任何負面影響。在該技術應用的生產(chǎn)過程中，即使認為觸碰到某環(huán)節(jié)的化學產(chǎn)物也不會對人體造成損傷，該化工技術在新能源生產(chǎn)方面應用較廣泛，例如進行風力發(fā)電、潮汐發(fā)電等，新能源的使用不僅能促進資源的可持續(xù)發(fā)展，同時對環(huán)境保護起到良好作用。綠色化工技術在原料形成產(chǎn)品的全生產(chǎn)過程中，均可實現(xiàn)無公害、無污染的高效生產(chǎn)，且最終產(chǎn)品投入使用也會促進環(huán)保工作的有效進行[3]。

4.2 生物工程技術的應用

生物工程技術是將基礎生物學與工程學結(jié)合進行研究，對傳統(tǒng)生物材料的性能和結(jié)構(gòu)進行定向改變，以創(chuàng)新出具有特定性能的新型生物材料。該技術主要包括細胞、催化劑、發(fā)酵等綠色技術。為響應國家環(huán)保政策，多數(shù)化工企業(yè)已致力于將傳統(tǒng)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色生產(chǎn)，應用綠色化工技術。生物技術的研究成果如綠色催化劑，已逐漸推廣，應用到多數(shù)化工企業(yè)生產(chǎn)過程，生物酶能夠提高生產(chǎn)效率，帶來可觀經(jīng)濟效益的同時，對環(huán)境起到保護作用。

5 結(jié)語

在低碳環(huán)保的社會背景下，開發(fā)、研究綠色化學工藝，并將其應用到化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，已成為當下化工企業(yè)發(fā)展的主要方向。若要從根本上對化工生產(chǎn)中的廢物、廢氣進行改善，需不斷創(chuàng)新、探究新綠色生產(chǎn)技術，選擇更加環(huán)保的化工原材料和生物酶作為環(huán)保催化劑，同時，大力推廣綠色化學工藝的應用，使其逐漸滲透進各類化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，提高化學生產(chǎn)效率，促進環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。