綠色化學(xué)工程工藝的特點(diǎn)及其在化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排中的運(yùn)用

遲鵬飛

【摘 要】綠色化學(xué)工程與工藝符合可持續(xù)發(fā)展的要求，能夠有效實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能環(huán)保，可以避免各種化工原材料對(duì)生態(tài)環(huán)境并造成嚴(yán)重污染。本文通過(guò)對(duì)于綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用進(jìn)行全面分析，并且積極尋求相關(guān)的解決措施，進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的節(jié)能效果，增強(qiáng)化學(xué)工藝可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)工程工藝；特點(diǎn)；化學(xué)工業(yè)；節(jié)能減排

化學(xué)工程與工藝的發(fā)展對(duì)于人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便捷性。但是也必須要注意的是化學(xué)工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞也日益嚴(yán)重，為此根據(jù)我國(guó)實(shí)際的化學(xué)工業(yè)發(fā)展情況，必須要積極制定綠色生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，并且加強(qiáng)對(duì)于化學(xué)工程與工藝的綠色評(píng)價(jià)。為了能夠有效實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)工程與工藝，必須要開展綠色生產(chǎn)活動(dòng)，強(qiáng)化綠色管理以及綠色的評(píng)價(jià)方案，在日常管理中，要加強(qiáng)對(duì)于綠色化學(xué)工程與工藝的意義，合理的利用工業(yè)原料，認(rèn)真做好節(jié)能降耗，既能夠?yàn)槠髽I(yè)提供可觀的利潤(rùn)，也能夠促進(jìn)生態(tài)環(huán)境更好的發(fā)展。

一、綠色化學(xué)工程工藝的特點(diǎn)

（一）原料綠色化

化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，原料選擇直接決定化學(xué)的生產(chǎn)過(guò)程以及生產(chǎn)工藝，在新時(shí)期環(huán)境下，國(guó)家也是十分重視原料的綠色化。綠色化學(xué)工程與工藝就是需要以無(wú)毒無(wú)害原料來(lái)作為化學(xué)工業(yè)的研究目標(biāo)，盡可能的使用一些可再生的資源來(lái)當(dāng)作化學(xué)生產(chǎn)的原料，比如，對(duì)于生物質(zhì)的資源的利用，使用植物、林業(yè)產(chǎn)物、農(nóng)作物、以及城市的廢棄物等，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化的方法和反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為醇、酸、酮等常見化工的原料，在進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，主要是借助各種的微生物細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)來(lái)得到所需的化學(xué)品，在這個(gè)過(guò)程中是沒有污染的。

（二）催化劑綠色化

化學(xué)工業(yè)在不斷的發(fā)展，如何使用合理科學(xué)的化學(xué)反應(yīng)來(lái)促進(jìn)化工的生產(chǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代化的化學(xué)工業(yè)發(fā)展重要的內(nèi)容。在化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，是需要涉及到大量的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也需要使用各種的催化劑，催化劑的正確合理使用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反應(yīng)進(jìn)程的加速，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)還能夠有效的減少和消除相應(yīng)副產(chǎn)物出現(xiàn)，避免對(duì)環(huán)境造成污染，實(shí)現(xiàn)最大限度的對(duì)各種資源的利用。綠色化催化劑的使用也是化學(xué)工藝研究中的重點(diǎn)內(nèi)容，經(jīng)過(guò)不斷的研究也是研發(fā)出了多種綠色催化劑。比如，化工生產(chǎn)的過(guò)程中，固體催化劑的分子篩和雜多酸等代替有害液體的催化劑，不僅具有良好的安全性，同時(shí)還對(duì)化工工藝過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，有效減少了“三廢”排放。

（三）溶劑和助劑綠色化

化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，不管是化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程還是化學(xué)工程分離的過(guò)程，都是需要使用很多溶劑以及助劑來(lái)進(jìn)行反應(yīng)或者分離中的障礙克服，但是使用的溶劑以及助劑一般都是具有一定的毒性，這也可能對(duì)人類的健康以及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的消極影響，因此，無(wú)毒無(wú)害溶劑以及助劑的使用也成為綠色化工研發(fā)的重點(diǎn)。綠色溶劑與助劑不僅能夠有效的促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的速度，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)能耗低以及效果好的特點(diǎn)，比如，離子液體在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用，就為其化學(xué)反應(yīng)營(yíng)造了一種新的環(huán)境，其在化學(xué)工業(yè)的分離生產(chǎn)過(guò)程中也能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品和副產(chǎn)物的有效分離。

（四）能源綠色化

化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)中，從化學(xué)原料的獲取、化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生和反應(yīng)產(chǎn)物分離與純化等，都需要涉及到大量能量的消耗和產(chǎn)出，同時(shí)化工生產(chǎn)過(guò)程中，如果化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，就需要反應(yīng)的起初加入一定的熱量促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，如果化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，就需要進(jìn)行冷卻后對(duì)以熱量進(jìn)行移除來(lái)對(duì)反應(yīng)條件進(jìn)行控制，在化工工程的分離以及純化中，在精餾、再結(jié)晶、萃取、以及超濾等相關(guān)操作中也要對(duì)大量的能量進(jìn)行消耗，這就需要使用合適能源來(lái)進(jìn)行能量消耗的補(bǔ)充以及使用，這也是綠色化工研發(fā)的目標(biāo)。比如，綠色清潔能源的使用包括電能、微波、光能與超聲波等，電能則是運(yùn)用比較廣泛的能源類型，使用無(wú)毒天然的維生素B12作為催化劑進(jìn)行電反應(yīng)的催化，就能夠?qū)崿F(xiàn)于溫和的中性條件中進(jìn)行自由基的環(huán)氧化。

二、綠色化學(xué)工程工藝在化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排中的運(yùn)用

（一）清潔生產(chǎn)技術(shù)

化工行業(yè)清潔生產(chǎn)大體上被細(xì)化為清潔生產(chǎn)過(guò)程、清潔產(chǎn)品以及清潔能源等三部分。化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排進(jìn)程中，清潔生產(chǎn)過(guò)程通常占據(jù)主導(dǎo)地位。清潔生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是生產(chǎn)制造進(jìn)程中不使用或少量使用毒害的材料，而應(yīng)用廢物產(chǎn)出少、不產(chǎn)出廢物的新興工藝與高端設(shè)施，調(diào)整尋常產(chǎn)品生產(chǎn)工藝程序；在生產(chǎn)進(jìn)程中采取多樣化方法規(guī)避高溫、高壓、易燃、易爆、強(qiáng)噪聲、強(qiáng)震動(dòng)等多樣化危險(xiǎn)因素；應(yīng)用帶有安穩(wěn)性、簡(jiǎn)潔性特征的生產(chǎn)操作與控制模式。現(xiàn)階段在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用頻率較高的清潔技術(shù)為脫硝和脫硫兩種技術(shù)。在上述兩類清潔技術(shù)的協(xié)助下，帶有高污染性的化學(xué)廢物、生活垃圾等被綠色處理，并在他類技術(shù)的作用下，生活垃圾可順利的轉(zhuǎn)型為沼氣。自然發(fā)電技術(shù)來(lái)將傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)取代也是典型的范例，清潔生產(chǎn)技術(shù)高效發(fā)展的重要標(biāo)識(shí)之一便是太陽(yáng)能、風(fēng)能的研發(fā)與應(yīng)用。此外，清潔生產(chǎn)技術(shù)在生物工程領(lǐng)域中的科學(xué)應(yīng)用，在推動(dòng)細(xì)胞及基因工程發(fā)展進(jìn)程中方面體現(xiàn)出巨大的應(yīng)用價(jià)值。清潔生產(chǎn)技術(shù)在輻射加工領(lǐng)域中的應(yīng)用，進(jìn)一步強(qiáng)化了催化劑功效。

（二）和生物技術(shù)相整合

縱觀化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)綠色化學(xué)工程與工藝和生物技術(shù)相整合的現(xiàn)象是極為常見的。在生物煉制技術(shù)的幫襯下，可再生資源轉(zhuǎn)型為化學(xué)原料，最終產(chǎn)出社會(huì)群體所需的化學(xué)成品。生物技術(shù)在化工領(lǐng)域中應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)在于研制出種類多樣，帶有活性與針對(duì)性的酶，在生物技術(shù)輔助下產(chǎn)出的化學(xué)原料和普通工業(yè)原料相比較，其反應(yīng)速率與催化效果均是優(yōu)良的，反應(yīng)之后形成的污染物與廢棄物量均處于較低層次上，并且其還帶有無(wú)污染性、高效性與節(jié)能性等優(yōu)良特征。生物煉制作為創(chuàng)新型技術(shù)，為生產(chǎn)能源、材料與化工產(chǎn)品的新型工業(yè)模式的開辟提供了助力。比如，全作物生物煉制方法的應(yīng)用原理可以做出如下概述：以油菜、大豆、甘蔗、玉米等作物為原料，以發(fā)酵技術(shù)為媒介，在有氧條件以基因組合方法為依托，使1，3一丙二醇重要的化工中間體產(chǎn)出。還有使用丙烯腈制取丙烯酰胺之時(shí)，在相關(guān)酶的作用下，生產(chǎn)進(jìn)程中原料耗損量大大減縮，反應(yīng)的充分性也得到切實(shí)的保障，同時(shí)在反應(yīng)全程中沒有任何副產(chǎn)物生成。

（三）環(huán)境友好型化學(xué)品

綠色化學(xué)工程與工藝的同步發(fā)展，能夠協(xié)助化工行業(yè)為社會(huì)群體制造與社會(huì)、自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展理念相匹配的環(huán)境友好型產(chǎn)品，在現(xiàn)實(shí)生活中具體應(yīng)用實(shí)例比比皆是。比如，己被聯(lián)合國(guó)列為新一代環(huán)保制冷劑含雜原子N，Si的二氟碘甲烷（F1C-1311）將傳統(tǒng)制冷劑氟利昂取代，F(xiàn)1C-1311在應(yīng)用過(guò)程中最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)臭氧層結(jié)構(gòu)的完整性不造成破壞，產(chǎn)生的溫室效應(yīng)可以忽略不計(jì)，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞程度極小。燒結(jié)型醇基涂料中含有石墨，在澆注時(shí)石墨在金屬液周圍產(chǎn)生還原性氛圍，在防止金屬液氧化方面體現(xiàn)巨大優(yōu)越性，此外石墨對(duì)生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化也起到了幫襯作用，防止云母與滑石出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象。在科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代中，水性涂料、輻射固化涂料、粉末涂料、高固體分涂料以及無(wú)溶劑等多樣化環(huán)境友好型涂料將會(huì)獲得更大應(yīng)用空間，造福社會(huì)。

三、總結(jié)

綜上所述，綠色化學(xué)工程及工藝，主要就是進(jìn)行各類無(wú)毒害的原料、催化劑和溶劑沿用，從而令化學(xué)工藝流程彰顯出應(yīng)有的低能耗、節(jié)能、無(wú)污染等特性，其特就是經(jīng)過(guò)清潔化生產(chǎn)技術(shù)支持作用下，使生產(chǎn)和環(huán)境從此逐漸相容，保障了對(duì)后期產(chǎn)品和生態(tài)環(huán)境關(guān)系的友好性。也就是說(shuō)，沿用綠色化學(xué)工藝，己經(jīng)成為了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和前沿技術(shù)，更好的建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，有效落實(shí)了可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的前提條件。

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