化學工程與工藝中綠色化工技術的應用分析

屠雪英 歸麗麗 吳亞萍 李芬(桐昆集團股份有限公司，浙江 嘉興 314500)

0 引言

我國正處于現代化轉型的關鍵時期，構建了生態文明發展戰略，伴隨著生態環境保護工作的持續進行，化學工程與工藝的運用也越來越受到重視。按照當前化學工程與工藝的應用經驗看，通過對其中的綠色化工技術應用研究，可以更好的促進生態文明建設，提升環境友好型產品研究成效，推進清潔技術的快速研發與推廣應用等。下面以此為出發點對主題進行闡述。

1 綠色化工技術概述

綠色化工技術在化學工程與工藝中屬于主要技術與重點應用技術，具體表現在提升化學工程生產效率、增強節能環保效用等方面。現階段，綠色化工技術應用市場較大，技術種類較多。從應用效用方面看，當前的發展重點集中于綠色化工技術的應用效用最大化方面，也就是采取何種方法保障其技術應用優勢的最大化。在綠色化工技術應用基礎上，形成了相對寬泛的綠色化工理念，旨在通過綠色環保理念，促進化學生產中的化工技術綠色化與技術應用的綠色化；同時，也要求在實際的應用實踐中，選擇綠色化的化學原料與化學生產方法，增強其應用中的環保節能特性，爭取將化工生產產生的有害影響降低到最低程度，在化學工程與工藝生產領域全面推進綠色化技術研發與產品推廣應用。

2 化綠色化工技術的應用要求

在化學工程與工藝中綠色化工技術的應用標準十分嚴格，應用要求也相對較多。包括對化學原料的科學選擇、催化劑的合理配置、化學反應的過程控制、廢料與反應殘留物的處理等。

2.1 科學選擇化學原料

在選擇化學原料的過程中，應該根據化學工程項目，嚴格遵循化工產品生產制造相關規范條例，按照產品設計，科學選擇化學原料，在保證其綠色無污染的基本前提下，先進行市場調研與實驗室原料試驗，包括化學原料的購置、化學原料的運輸、化學原料的存放、化學原料的提取、化學原料的生產應用，從而將化學原料的毒性控制到最低程度。常態化的綠色化工技術應用經驗表明，原料選擇時盡可能以無化學藥劑的材料為主較好，比如，選擇植物、農作物類的環保材料。

2.2 合理配置最佳催化劑

綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用，包括對綠色化工技術的研發與應用。在整個研發過程中，化學催化劑的合理配置起著關鍵作用，因此，在實踐中應該注重以無毒害的化學催化劑為主要選擇方向。對于有毒害的催化劑則應該根據生產工藝進行一些無害化處理。與傳統時期的化學催化劑應用相比，現階段對化學催化劑的研發相對較多，技術突破的同時也取得了較好的成果。比如，對于烷基化固相催化劑的研發成功，有效促進了化學催化劑向無污染、無毒害方向的發展與應用。

2.3 精細控制化學反應

化學工程與工藝中的綠色化工技術應用，需要在具體的化學反應過程中進行實踐，并通過化學反應進行檢驗。在確保基本的化學原料與催化劑具備綠色化特性的基礎上，對于化學反應的過程也需要做到綠色化。一方面，要從資源消耗的角度控制其反應的充分性與無污染性；另一方面，應該深化化學供應反應，推進綠色化工技術應用的綠色化發展。比如，在石油化工生產中，烴類物質能夠較為容易的促進化學反應氧化，但是，氧化物的選擇也易產生污染物質，因此，在實際的生產中要求做到精細控制化學反應，通過化學供應反應的深化方案，控制其污染物質的產生，進而達到保護生態環境的目標。

3 化學工程與工藝中綠色化工技術的應用

當前，綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用相對較多，因此，也形成了基本的應用共識，尤其是通常市場化的產品研發生產與技術應用看，其應用的方向相對明確，包括生物技術的應用、清潔技術的應用、環境友好型產品的應用等。具體如下：

3.1 生物技術應用

現代化學工程與工藝已經趨于復雜化，化學工程與生物工程之間的聯合應用也較為普遍。比如，在化學仿生學和生物化工領域，對生物技術應用相對廣泛。生物技術應用中，包括對細胞技術、微生物技術、基因技術的應用。以現代生物化工領域為例，在每個生物化工合成的參與過程中，就可以應用生物體內的生物酶作為催化劑，進而促進其化工合成。以化學仿生學領域為例，對生物技術中的膜化技術應用就十分廣泛。而且，化學工程與工藝中對于生物技術的應用，不僅實現了綠色化，也在很大程度上通過化學合成生成了可以有效利用的再生能源，比如，柴油的生產，就可以從蘋果等天然原料中進行化工合成，并將其轉化為能源。再如，通過生物酶取代丙烯腈催化劑，就能夠使化學工程中的炳酰胺制與準備轉身綠色化，并在合成的過程中降低能源消耗。尤其是在現代生物技術研究領域，證實了生物酶在自然界的普遍存在與多元化的利用途徑，因此，將其作為綠色催化劑，既可以提升化學工程效用生產效率，也能夠在整體上推進化學工程與工藝中的綠色化工技術的廣泛應用。

3.2 清潔技術應用

清潔能源已經成為現代化學工程與工藝中的常用術語與普遍認知，而清潔能源目標的實現有賴于對清潔技術的應用。從應用范疇看，現階段的清潔技術應用主要集中于對廢棄物的處理與利用，包括對化學反應產生的有毒、有害殘留物的清潔處理等。從應用技術方面看，清潔生產技術具有多元性特征，包括輻射熱加工技術、綠色催化技術、臨界流體技術等。比如，在煤氣加工業、冶金業、印染業，以及垃圾處理與海水淡化領域，此類技術的應用十分廣泛。而且，清潔技術的應用與現實生活形成了緊密關聯，比如，對于垃圾沼氣技術、太陽能發電技術、高效煤氣化技術的推廣應用，既緩解了能源需求緊張的問題，也改善了人們的生活方式，為生活提供了便利條件。再如，對于超臨界流體萃取技術的應用，就以臨界狀態的流體為萃取劑，其溫度與壓強的臨界狀態控制，能夠使待分離物質與超臨界流體發生接觸，從而按照分子量大小、極性大小、沸點高低，進行有序的選擇性萃取。再如，海水淡化領域對于清潔技術應用，可以分離出鹽水，從而獲取一定程度的水資源，其中Mg(OH)2的產量也相對可觀，通過對該物質的后續處理，其應用效益相對較大。

3.3 環境友好型產品應用

生態環境破壞產生的后果已經對人類的生存造成了嚴重威脅，人類也從中認識到了生態環境與人之間和諧相處的必然性。因此，在生態文明發展戰略之下，采取了對生態保護與環境治理的綜合方案。一方面，在資源開采方面，通過對綠色化工技術的應用，提高了開采過程中的資源浪費與生態環境污染；另一方面，在資源相對緊缺的條件下，也通過現代工業生產制造產業鏈思維，擴大了環境友好型產品的研發。比如，以污染較大的汽車燃料為例，在現代酒精生產業中，以甘蔗為原料，利用綠色化工技術生產一定量的新型乙醇汽油，以此替代高能耗與高污染的汽油。需要注意的是，環境友好型產品的研發應用，離不開對于現實生態環境的密切監測與科學分析，因此，在實際的環境友好型產品應用中，需要對自然生態現狀、氣候氣溫變化條件、空氣質量、動植物生長情況等，進行全面的系統性監測，從而將環境監測數據作為參考依據，在大數據分析技術的應用基礎上，促進化學工程與工藝中綠色化工技術的針對性應用。

4 結語

總之，現代工業發展與生態文明建設中，已經擴大了化學工程與工藝的應用，借助對其中的綠色化工技術分析，基本上促成了以生態環保凈化和綠色經濟為核心的發展思路。但是，在實際的應用中，還應該注重對綠色化工技術開發時的科學選擇，包括化學原料的選擇、催化劑的選擇、化學反應方式的選擇；另外，在具體的應用中，應該注重區分不同領域的綠色化工技術應用，如清潔技術的應用、生物技術的應用、環境友好型產品的應用等。建議運用現代工業生產制造中的產業鏈思維，在各個領域強大對綠色化工技術的研發投入，并將其與相關產品的設計結合起來，擴增其效用生產效率。