化學(xué)工程與工藝中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用

趙榮鑫

摘? 要：綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代在國際化學(xué)領(lǐng)域興起的全球綠色革命。近年來，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，由此帶來的負(fù)面影響，包括自然資源的過渡開發(fā)，環(huán)境的嚴(yán)重污染，生態(tài)的肆意破壞，促使人類的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)。基于傳統(tǒng)發(fā)展，結(jié)合綠色創(chuàng)新發(fā)展，集資源節(jié)約，高效利用和環(huán)境保護(hù)于一體，推進(jìn)綠色化工技術(shù)的有序發(fā)展是探索化學(xué)工業(yè)節(jié)能，綠色和可持續(xù)發(fā)展以及大幅緩解工程與工藝污染的必經(jīng)之路。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程;工藝;綠色化工技術(shù);應(yīng)用

1綠色化工技術(shù)的定義

不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染以及能夠?qū)崿F(xiàn)資源的可再生就是研究綠色化工技術(shù)的目標(biāo)。綠色化學(xué)技術(shù)主要是使用合成技術(shù)和天然材料來實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的目標(biāo)。化工生產(chǎn)必須要借助化學(xué)溶劑以及催化劑，雖然在使用的過程中使用量極少，但化學(xué)溶劑以及催化劑僅僅是很少的量也會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。并且要根據(jù)綠色生產(chǎn)的原理，規(guī)范的去選擇和使用溶劑以及催化劑，盡量減少污染物質(zhì)和有害物質(zhì)的排放，而且也要最大限度地減少生產(chǎn)材料使用，這樣污染源就會(huì)被控制。

綠色化學(xué)技術(shù)具有廣泛的范圍，它要考慮化工生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)涉及到的各個(gè)方面。目前我國很多的行業(yè)生產(chǎn)都在化工工程中運(yùn)用了綠色化工技術(shù)，有效的抑制了環(huán)境污染。

2研究綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

2.1促進(jìn)發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)化工的發(fā)展過程中，各個(gè)企業(yè)多以經(jīng)濟(jì)利益最大化為目標(biāo)。綠色化學(xué)理念的提出，讓人類意識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)與生態(tài)環(huán)保的步調(diào)保持一致，并駕齊驅(qū)，這一發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變推動(dòng)了綠色化工技術(shù)的開發(fā)，加速了節(jié)能減排技術(shù)的提升。綠色化學(xué)理念的踐行能夠促使科研工作者在開發(fā)新技術(shù)的同時(shí)注重工藝流程的優(yōu)化，生產(chǎn)效率的提高以及控制尾氣，廢水，廢渣的排放。綠色化學(xué)的號(hào)召不僅僅是當(dāng)前工程與工藝的簡(jiǎn)單改進(jìn)，還是對(duì)能源的有效，合理和清潔利用，更是對(duì)環(huán)境和生態(tài)的呵護(hù)，是可持續(xù)發(fā)展觀與科學(xué)發(fā)展觀的有機(jī)結(jié)合。

2.2促進(jìn)交叉學(xué)科的融合

綠色化工技術(shù)得以有序的開發(fā)主要依賴于生物技術(shù)的研發(fā)。現(xiàn)代生物技術(shù)涵蓋了生物學(xué)，化學(xué)等多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的工程原理和技術(shù)，屬于高新技術(shù)之一。目前生物質(zhì)的的研發(fā)主要涉及物理，化學(xué)和生物轉(zhuǎn)換三種。例如，生物質(zhì)通過物理轉(zhuǎn)化可以制成固體成型燃料;通過化學(xué)轉(zhuǎn)換（細(xì)分為液化、氣化和熱解等）能夠制備燃料油，甲醇，乙醇，氫氣和化工產(chǎn)品等;通過生物轉(zhuǎn)換（發(fā)酵）可以甲烷氣和乙醇等的制備。此外，研究表明生物酶可以作為催化劑加速反應(yīng)的進(jìn)行，避免了在長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)過程中副產(chǎn)物的產(chǎn)生，能夠強(qiáng)化生物酶對(duì)化學(xué)相關(guān)工程的應(yīng)用，加速多學(xué)科之間的交叉與融合。

2.3促進(jìn)清潔技術(shù)的研發(fā)

綠色化工技術(shù)多以清潔，高效和節(jié)能等特點(diǎn)著稱。清潔技術(shù)的成功研發(fā)可以大大縮短工藝的流程以及顯著降低能量的消耗。無毒無害的原料預(yù)處理技術(shù)能夠在某種程度上大大降低后續(xù)處理的負(fù)荷。例如常用的脫硫，脫氮技術(shù)可以將原料中雜原子化合物在未參加反應(yīng)初期直接除去，一方面提高了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和收率，另一方面減少了后期廢棄物的排放。清潔技術(shù)的研發(fā)是推動(dòng)各種綠色產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的前提，也是保護(hù)生態(tài)，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的重要途徑。

3綠色化工技術(shù)采用的措施

3.1將二氧化碳技術(shù)更好的應(yīng)用在化工工程領(lǐng)域

綠色化工技術(shù)開發(fā)的核心就是能夠?qū)崿F(xiàn)低碳以及排放量減。促進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，要從對(duì)二氧化碳技術(shù)的完善入手，二氧化碳是一種合作媒介，能夠在大量的有機(jī)化學(xué)品的生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用，例如在水楊酸以及冰乙酸的生產(chǎn)過程中就應(yīng)用了二氧化碳技術(shù)。我國在二氧化碳和甲烷合成氣體技術(shù)上也取得了很大的成就，從長(zhǎng)期開發(fā)水平來看，使用光催化技術(shù)可以有效地清除二氧化碳，并能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)化為化學(xué)燃料，比如甲醇、甲醛以及一氧化碳等化學(xué)燃料，有效的實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。

3.2開發(fā)更多低碳原料應(yīng)用于化工工程領(lǐng)域

由于多種天然資源的過度利用，化石資源逐漸不足。在生產(chǎn)過程中，生物質(zhì)原料具有很多的優(yōu)勢(shì)，它能使生產(chǎn)過程更加環(huán)保節(jié)能。并且相比生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)而言，在生物質(zhì)的生產(chǎn)過程中對(duì)石油原料的需求更小。今后在低碳原料開發(fā)中，裂解油、汽油合成氣以及水解葡萄糖都會(huì)作為未來發(fā)展的重點(diǎn)纖維素轉(zhuǎn)化技術(shù)。

3.3合理的布局

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，化工基礎(chǔ)制造業(yè)都在試圖通過縮減自身成本來增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)主管，工程技術(shù)人員以及工藝流程設(shè)計(jì)者開始注重設(shè)備的優(yōu)化布置以及場(chǎng)地的使用情況。設(shè)備的布局優(yōu)化主要包括舊系統(tǒng)的改造和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著對(duì)產(chǎn)品需求的增加，工藝流程也由之前的流水線模式向操作單元和大規(guī)模定制方向發(fā)展。加之操作單元和設(shè)備之間相互關(guān)系的復(fù)雜化，密集化和多樣化，簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)施布局方案是化工企業(yè)急需制定和出臺(tái)的。從車間設(shè)備平面布置來看設(shè)備布局應(yīng)順從工藝流程，有效的利用車間屬地，根據(jù)地形和主導(dǎo)風(fēng)向?qū)⒚骰鹪O(shè)備放置于全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)。而配電室和控制室則應(yīng)在生產(chǎn)區(qū)域的中心位置。各車間和各部門之間的地理位置在總體上應(yīng)做到協(xié)調(diào)、整齊、緊湊、相互融合，方便聯(lián)系，盡可能地縮短輸送管線。設(shè)備和管線應(yīng)在操作區(qū)之內(nèi)整齊分布，主要管道的走向要一致。不同管道應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好標(biāo)示，對(duì)于有毒，有腐蝕性的介質(zhì)和設(shè)備應(yīng)集中放置，并設(shè)有警示標(biāo)志。

3.4節(jié)能降耗

節(jié)能降耗，顧名思義即節(jié)約能源，降低消耗。多數(shù)的化工企業(yè)工藝流程是長(zhǎng)年累月的處于生產(chǎn)過程中。化工生產(chǎn)過程中的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象嚴(yán)重，各化工企業(yè)應(yīng)制定、發(fā)布和實(shí)施相應(yīng)的管理制度，并將重點(diǎn)落到制度的實(shí)施，落實(shí)到人，將自檢和互檢相結(jié)合，讓每位員工都意識(shí)到跑冒滴漏所造成的資源浪費(fèi)的嚴(yán)重性。重點(diǎn)關(guān)注各自所管轄區(qū)的設(shè)備，管道的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決，減少或避免企業(yè)管理過程中跑冒滴漏現(xiàn)象的肆意發(fā)生。另外，應(yīng)注重生產(chǎn)過程中熱量，廢氣和廢渣的回收，合理利用資源，爭(zhēng)取做到將原料吃干榨凈。系統(tǒng)中的能量最大化得到利用。

3.5加大清潔生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用力度

近年來，化工工程成為推動(dòng)我國綜合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，而為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)價(jià)值并舉，加大綠色化工技術(shù)研發(fā)力度。其目的在于深入化工工程，以體現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步推動(dòng)我國化工行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，協(xié)調(diào)化工行業(yè)與環(huán)境之間的關(guān)系，最大程度降低因化工生產(chǎn)對(duì)周邊環(huán)境所造成的影響。有機(jī)融合生態(tài)保護(hù)與化工工程，應(yīng)用綠色化工技術(shù)以體現(xiàn)生物技術(shù)應(yīng)用的合理性與科學(xué)性，重視所開發(fā)產(chǎn)品對(duì)于環(huán)境的友好程度，實(shí)現(xiàn)清潔效力，為逐步提升現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用水平，充分應(yīng)用綠色化工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保應(yīng)用與拓展。

我國化工行業(yè)的發(fā)展空間在應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，遵循零污染、零排放原則，為實(shí)現(xiàn)化工工程的良好發(fā)展提供有利條件，廣泛應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)以解決印染工業(yè)行業(yè)裝廢棄垃圾堆放等問題。綜合應(yīng)用的目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有資源的合理處置，通過不斷研發(fā)，充分利用相關(guān)技術(shù)以降低對(duì)外界環(huán)境的污染，從而保障我國生態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與完整性。

結(jié)論

本文詳細(xì)分析了綠色化學(xué)技術(shù)在化工工程的應(yīng)用，化工企業(yè)采用原始的生產(chǎn)方式容易在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì)。要不斷的開發(fā)新能源，改善化學(xué)工程的生產(chǎn)模式，將催化劑科學(xué)合理的應(yīng)用在化工工程中，不斷推廣綠色化工技術(shù)應(yīng)用，這樣才能有效保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)生產(chǎn)可以促進(jìn)中國化工企業(yè)快速發(fā)展。

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