浅议绿色化学工程与工艺对化学工业的作用区云龙

浅议绿色化学工程与工艺对化学工业的作用区云龙

区云龙

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摘要：工业产业的发展，对国民经济的提高具有重要意义，但在工业产业的发展过程中，国家能源及生态环境也面临着越来越严峻的挑战，能源消耗、环境污染越来越受到关注。工业污染物处理、生活废品处理等已经成为一个值得进行深入研究的重要课题。绿色化学工程是一个新型项目，其发展的主要目标为对化学生产过程中产生的资源浪费及环境污染现象进行处理，促进化工环境污染及资源浪费得到改善。

关键词：绿色化学工程与工艺；作用；化学工业

一、绿色化学化工程与工艺的基本定义

1、概念

绿色化学由于其环保性又被称为环境无害化学，通过绿色化学理论与生产工艺的有效结合，控制影响环境的污染物生成，减少原料、废弃物对自然环境造成的污染，避免有毒有害的物质排放，满足化学工业在环境影响方面的要求。在化学工业品生产的过程中，为了提高生产效率会使用催化剂加速化学反应，但是大量的有毒废弃物严重影响生态环境，绿色化学的一个重要突破点则是无害化学催化剂的开发，在保证生产效率的同时减少污染物排放量。与此同时，对不可避免的污染物进行无害化处理也是一个重要环节，在废弃物满足排放标准的情况下进行处理，尽可能减少对环境的危害。

2、基本原则

绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体，主要涵盖下列几方面。

（1）在反应过程的源头上减少甚至收集整理根除废弃物的产生，而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。

（2）产品进行设计时，尽量做到原料利用率最大化。

（3）产品进行分析时，在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。

（4）对于析出剂和溶剂等辅助物，尽量少用或选择使用无害产品。

（5）减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。

（6）除了考虑经济和技术的因素，生产原料尽量选择可回收的加工原料。

（7）尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。

（8）所选的催化剂应更符合化学计量。

（9）危险物产生之前进行检测并控制。

二、绿色化学工程与工艺的发展现状

传统化学工程与工艺在处理有毒污染物方面的滞后性较强，其一般方法是在污染物产生后才采取措施对其进行处理，不但没有做到对污染物进行根除，还提高了处理成本及时间。20世纪末期，人们开始留意到可以通过化学方式减少化学污染，这种方式很快在西方国家推广起来，美国1990年污染防治法案的颁布开始了绿色化学化工的研究。此外，欧盟和日本等国家也都非常重视绿色化学化工的发展，并采取各种形式来推动无污染化学这一产业的发展。中国也十分重视这一行业动态，1995年确定了《绿色化学与技术》院士咨询课题，1997年召开了“可持续发展问题对于科学的挑战及绿色化学”研讨会，积极推动相关研究和产业的发展。

1、采用绿色能源

化工生产过程中的生产原料对生产过程和工艺有一定的影响。绿色化学化工采用无毒无害的原料，在开车阶段防止了废弃物的产生，而不是传统化学工程与工艺中在废弃物产生之后再进行处理。原料的是否可再生成为绿色化学工程与工艺的重点研发项目，选取类似自然物质这一类可再生且无污染的化工原料是绿色化学工程与工艺的首要步骤。

2、提高反应选择性

化学反应是化工生产过程中的重要组成之一，原料由反应得到产物，提高生产效率和产品质量则可通过合理选择反应途径实现。化学反应的影响因素有很多，如反应温度、反应条件、反应时间等。例如氧化反应大多会产生大量的热，那么原料会因受热发生变质，导致产品的质量降低，产率也减少。

三、绿色化学工程与工艺的开发

在传统化学的生产过程中，在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性，因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果，资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高，还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷，其通过对相关科学技术及先进方法的利用，对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。

（一）采用绿色化学原料

在化工生产工艺及具体流程中，化学生产原料是起着决定性作用的主要因素，在传统化学工程中，所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗，同时还导致污染物的排放量大大增加，加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中，可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料收集整理入到化工生产过程中，可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中，这些原料仅会产生一定量的氢气，而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。

（二）提高化学反应的选择性

在化学工程的物质反应中，化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中，合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种，反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生，所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质，因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中，应用新型的反应形式，这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高，同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。

（三）使用无毒无害催化原料

随着化学工业发展速度的不断加快，将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中，可有效加快反应速度，缩短法宁时间。所以，在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前，我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制，化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善，分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率，降低能源消耗量，同时也可减少环境污染。

四、绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

1、清洁生产技术

清洁生产在《清洁生产促进法》[3]第二条中的定义为：“本法所称清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等从源头削减的措施，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”在化工生产中，清洁生产技术是脱硝和脱硫技术的重要组成部分，也在其他领域中有一定的发展。

2、生物技术

迄今，生物技术在化工中应用的主要形式为借助于酶反应进行化学品的合成，通过微生物的发酵方法制取有机化合物以及用微生物处理工业废水[4]。在现代化工生产中，生物技术在化工中的重点研发目标在于研发出种类繁多、具有更高活性和选择性的酶。

五、结束语

绿色化学工程与工艺在化工生产的源头上采用无毒无害的化工原料，减少污染物的产生，也减少了后续的处理过程，缩短工艺过程。它的发展对当今社会有着极大的意义，实现了人与自然和谐共处，同时也是建设环境友好型社会不可缺少的一项技术。

参考文献：

[1]倪倩.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].当代化工研究，2017，（9）：10-11.

[2]顾曼.关于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探析[J].化工管理，2017，（31）：118.

[3]李方苏.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].化工管理，2017，（20）：51.

[4]张浩，杨顺博，马振.关于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探析[J].化工管理，2016，（11）：211