綠色化工技術在精細化工中的應用

趙寶(河北萬全宏宇化工有限責任公司，河北 張家口 076250)

0 引言

現如今，綠色化工技術進一步創新發展，該技術可以更加高效的利用化工企業資源，并能夠更加有效地保護社會生態環境。對于化工企業而言，要想獲得長足的發展，必須強化精細化發展，若過于關注生產效率，而忽視對社會環境的保護，那么其將會失去競爭力。雖然目前我國精細化工技術的發展在進一步完善，且各種配套設備也顯著提升，然而在具體應用過程中依然具有一些問題，所以精細化工發展必須向著綠色環保的方向進一步改善。化工企業向著綠色精細化、綠色環保的方向發展，不僅是大勢所趨，也能夠在極大程度上提升其生產效率和質量，有效降低其生產的安全風險；特別是對于存在大損耗的化工企業而言，其實現綠色精細化發展，可以有效促進社會經濟綠色持續發展。

1 簡述我國綠色精細化工的發展現狀

1.1 精細化工的特點

關于精細化工的特點，主要包括以下幾點：

(1)較小的裝置規模，精細化工的精細化主要體現在：相較于大多是石油化工等領域中所用的設備設施，精細化工中所用的設備要小很多，隨著國內外市場的不斷拓展，也在極大程度上拓展了精細化產品的生產規模，且展示出十分優質的發展成效；

(2)較為豐富的種類，現如今，我國社會經濟進一步發展，且科技水平顯著提升，這也進一步豐富和發展了精細化工產品的生產領域，除了通用型的精細化工產品，還涉及到一些專用品種、定制品種，在整個化工市場中精細化工產品呈現出不間斷多樣化的態勢；同時，即使產品類型相同或者類似，但也具備多規格的特征，加上當前融入了更多現代高新科技，使得精細化工產品的品種和型號數量均得以不斷豐富；

(3)較高的技術密集度，化工產品在形式上具備豐富化的特征，且在這一基礎上所開展的市場研發等相關工作必須順應社會發展的需要，工業技術的發展也更加嚴格地要求著精細化工應用技術，隨著實際開發周期逐漸延長，不斷增大的開發成本和應用成本，需要不斷提升精細化工在產業技術的密集程度。

1.2 綠色精細化工

關于綠色精細化工技術，主要指在化工生產中借助環保的方式來開展相應的操作，以此來降低污染物的排放量，達到綠色環保的目的。在精細化工中種應用綠色化工技術，除了能夠讓化工生產中產生的排放物不再污染環境，而是更加的綠色環保，還能夠對其中的部分產品進行回收利用，這樣就能夠在極大程度上提高資源的利用率。同時，綠色化工技術的應用，有機結合起了化工技術和高新技術，進一步創新了化工技術，不斷完善化工生產流程及生產中所用的機械設備，在極大程度上提高化工企業的各方面效益。現如今，我國化妝品、醫藥等產業中均已廣泛應用綠色精細化工方式，相較于一般化工技術，綠色精細化工所選用的化工材料更加綠色環保，可在極大程度上降低對周圍環境的影響，且該生產方式能夠為企業帶來更大化的社會效益與經濟效益[1]。

1.3 發展現狀

通常而言，以往的化工技術在具體運用過程中依然具有諸多問題和不足，尤其是環境問題，在化工生產中應用一般的化工技術，往往無法有效利用化工資源，還會嚴重影響周邊的環境，從而影響到人們的生活質量。現如今，我國社會經濟的飛速發展，推動了化工企業進一步發展，也使得化工行業的市場競爭愈加激烈，化工企業為能夠順應時代發展的需求，并在激烈的市場環境中站穩腳跟，其逐漸認識到精細化化工的必要性。基于此，更多的化工企業開始注重綠色化工技術的研究，積極將綠色化工技術合理應用到精細化工種，以此來對化工資源加以更加合理的利用，在一定程度上提高生產的工作效率，最終實現節能減排和綠色環保[2]。

2 精細化工中綠色化工技術的具體應用

2.1 微化工技術

通過微化工技術的應用，能夠有效控制復雜化學反應進，達到高效、安全及清潔生產的目的，且能夠減少副反應的發生和“三廢”排放，該技術具體指通過提高反應裝置的反應性能，使之具備諸多顯著優勢，包括：混合速率快、傳質系數高、生產效率高且過程安全、控制簡便、停留時間短、放大效應小、產業化風險低等。如：我國中科院大連化物所研發的微通道反應技術，該技術能夠達到8萬噸/年磷酸二氫銨生產的工業運行、萬噸級石油磺酸鹽生等，這一技術不僅讓化工企業的安全、環保得以實現，還能夠使產品收率和質量大大提升，呈現出優越的社會效益和經濟效益。。

2.2 催化技術

關于催化技術，主要是指化學的基礎條件，也就是諸多化學反應發生中至關重要的前提條件，因此催化技術在化工生產行業中具有非常關鍵的作用和地位。其中催化涉及到兩個方面，化學催化；二是生物催化，即借助酶或是微生物等生物材料來催化某種化學反應，該技術的特點是條件溫和、環境友好、能源節省及選擇率高，且能夠進行手性化合物的合成等。對于催化的具體應用，化工企業必須結合實際呈現的反應來加以合理選擇，通過有效利用催化技術能夠促使化學反應的本質來更好地控制各種副作用，并更加有效地控制具體生產過程中無用副產物的生成量，這樣就能夠較好地控制化工生產對生態環境造成的不利影響，如：在丙烯酰胺的生存中，通過應用生物催化法，相較于使用化學催化法，能夠更加節省工序，且能夠在常溫和常壓下進行，轉化率更高，產品純度更高，能耗更低。此外，在精細化工中應用催化技術，能夠在極大程度上縮短反應時間，降低反應溫度和壓力，以此來有效降低安全風險。

2.3 綠色分離技術

精細化工和傳統化工雖存在一定的區別，然而也存在相同之處，即兩者均使用了分離技術。精細化工中所用的綠色分離技術主要有3種：

(1)樹脂的吸附技術，該技術主要適用于藥物中，可借助大孔樹脂來吸附出中藥在煎藥時產生的有效成分，再選擇洗脫回收來去除這些有效成分中存在的雜質，這樣就實現了精細化工；

(2)膜的分離技術，該技術主要適用于一些粒徑不一樣的分子混合物，通過利用來技術來獲取半透膜，而因為照孔徑的大小存在差異，因此半透膜具有反滲透膜、超濾膜、微濾膜納濾膜等不同的種類；

(3)微波萃取技術。將綠色分離技術應用到精細化工中，可實現對不同成分物質的精準分離，經分離后的各種物質純度高，可實現由廢棄物向副產品轉換的目標，增加重復利用的可能性，減少廢棄物的產生，從而達到節能減排、綠色環保[3]。

2.4 分子設計技術

將所需計劃與開發的精細化工產品，結合現代計算機技術，依據產品在分子層次的實際性能、生產加工進程所呈現的內在規律以及產品內部結構等，實現對精細有機材料技術及其反應全過程做出有效帶動，在這個過程當中，需要將創新性和綠色性作為其基本原則，找到其中能夠實現強化的那部分有利因素，確保生產過程的順利推進，同時在最大程度上實現無廢物排放的效果[4]。此外，大多數精細化工產品都具備高沸點、高相對分子質量、預熱不穩定、高粘度的特點，在精制時往往選擇普通的真空蒸餾，然而難以滿足相關藥物；基于此，人們發現了一種新型液液分離技術，也就是分子分餾技術，該技術具有蒸發器與冷凝器之間間隔距離小、高真空操作及暴露時間短等特點，與普通的真空蒸餾相比，分子蒸餾屬于一種完全非平衡蒸餾，在分離目的產物時非常溫和，且物料受熱時間比較短，蒸發溫度比較低；該技術當前主要適用于天然物質的提取中，如：植物芳香油分離提取、天然色素提取、天然維生素提純、天然抗氧化劑的制取等；因該技術能夠滿足短時、低溫及最終產品提純度高的要求，所以在精細化產品生產中得到有效應用[5]。

2.5 生物化工技術

在精細化工技術不斷發展的過程中，往往離不開先進的科技水平的支持，其中生物化工技術是較為關鍵的一部分；其中生物化工技術的主要優點是：

(1)所用原料主要是可再生能源；

(2)反應條件溫和，主要是常溫和常壓，效率較高，能耗較低，具有良好的選擇性；

(3)設備簡單、投資少；

(4)污染環境較少。

關于精細化中生物化工技術的應用，具體包括：

(1)對乙醇和丙酮等基礎化工原料進行大批量成功制備；

(2)殺蟲劑和農用抗生素等生物農藥的生產；

(3)借助細胞等微生物或是其內部的酶來對化學品助劑、生活用劑等進行生產。可以說，將生物化工技術應用到在精細化工生產，不僅能夠有效促進精細化工的生產，還能夠有效降低安全風險，降低職業健康危害，減少廢棄物對環境造成的影響，從而實現保護生態環境。

2.6 超臨界流體技術

超臨界流體技術主要適用于天然的精細化工產品的提取，該技術能夠有效提高生產效率。同時，對于藥品提純、有毒物質的脫酸與脫臭等生精細化工生產，也可選擇超臨界流體技術，且能夠獲得良好的效果，如：在油脂、色素及天然香料等產品的提取中，應用這一技術，能夠獲得較高的提取率，并確保產品色味的純正。現如今，超臨界流體技術的研究和應用的范圍越來越廣泛，其中最為經典的是在生理活性物質的提取過程中，超臨界二氧化碳流體技術的應用已經得到非常理想的成績。同時，將超臨界二氧化碳應用到某些物理材料的生產中，也獲得了較好地效果[6]。

3 結語

綜上所述，在精細化中強化綠色化工技術的應用是至關重要的，化工企業必須立足于自身發展現狀，積極將更好地新技術應用到生產之中，著力于節約能源，提高生產效率和質量，減少污染物的排放等，從而更好地滿足當前時代發展的需求。同時，通過有效應用微化工技術、催化技術、綠色分離技術、生物化工技術、分子設計技術等，可為企業的綠色發展與環境保護提供更好地技術支持，從而推動我國綠色精細化工行業的可持續發展。