王健鋒
(宜興高等職業技術學校,江蘇無錫 214206)
經濟社會邁入快車道意味各產業間的發展進程加快,發展的同時需要注意的是整體的穩定和諧。所以可持續發展成為當下最重要的發展理念之一,針對不同的產業及其實際發展,應進行綠色環保化的進程推進,保證整體的循環利用和發展。針對化學化工產業來說,這一產業因為工業流程的特殊化,很多的化學污染由此流出,一直以來都是環境發展的較大阻攔因素。如果不能夠實現綠色發展,那么其對于環境的影響也會日益加深,甚至導致雙重性的滅亡,造成嚴重的后果。因此基于時代的新要求,要實現以綠色環保為主要目的的核心工程,確保其整體的綠色化及高效化,有效地保護環境,完成整體綠色化工程的建設是目前必要且必行的重點命題。
化學化工本身是指的一種以化學為主要生產方式的工業過程。而綠色化學化工是20世紀末提出的新名詞,其所指的是在不對環境造成過多污染的基礎之上,所進行發展的一種化學技術及生產的實踐活動。從整體來說,其所涉及的學科較為繁多,也被稱之為清潔化學。這類綠色化學化工技術主要是通過化學手段對原材料進行更加充分合理的利用,來保證有害有毒氣體或其他非綠色物質的減少。綠色化學的核心就在于生產過程當中要減少有害物質的產出,它和傳統類的化學化工從根本上就有差別[1]。綠色化學從根本上是利用科學綠色的技術對所使用到的化學物質進行本質意義上的分子結構重組,從而改變其整體的結構性質,在保留其物理特性的基礎上,又不對環境產生更多的影響。這種更趨近于先進化、清潔化的化學手段能夠在一定基礎上保證綠色化學化工的統一發展。
綠色化學化工和傳統化學化工的區別,首先是對于環境的污染方面。綠色化學化工是低污染的技術開發,它可以很明顯地減少對于環境的直接影響。在實際的應用中,綠色化學化工運用了更為環保的化學材料來進行工程的推進,并且將整體的材料利用做到了最大限度,而不像傳統的化學化工會對材料造成浪費,并且加強對環境的污染。其次是化學反應物的處理。在傳統的化工產業當中,因為整個化學反應量巨大,其排出的大量有毒物質會對整體的環境造成影響。但是在綠色的化學化工當中,其會在最后流程對反應物進行處理,并使得有用的物質能夠進行充分分解和整合,實際比對可發現綠色化學化工的工程作業明顯降低了化學反應物的排出。再一個是能源的利用率。綠色化學化工從實際上提高了能源的使用率,一般來說傳統的化學化工更為注重生產結果是否達到硬性要求,但是沒有關注到過程中對于能源的利用率,很多化學物質沒有完全揮發,后續就會增大對環境的污染。但是綠色化學化工在生產流程中有效提高了資源利用率,保證其循環利用的有效值最大化。最后是生產工藝的不同。在傳統的生產過程中,多是使用粗放式生產模式,對于材料的加工處理不夠精細,很多物質的產出沒有經過嚴格檢驗,使得環境污染加重。但是綠色化學化工會對結構和物質進行更為精細的處理,保證整體生產模式的科學化及合理化,最大程度保證產品產出的綠色安全性。
綠色化學化工的產品要求能夠不對環境產生過多負面影響,因此在前期的產品設計當中,就需要對整個產品的使用周期和后續的回收利用進行合理設計。如果產品在前期分析時,其本身就對環境有害,從成本和它的生產工藝上來進行改進,已經不能達到對環境影響值降低的狀態。所以說對于整個綠色化學化工產業的發展來說,其需要將產品實際的使用和回收同社會方面的情況結合起來。就目前來說,大部分的化工企業在進行實際生產的時候,僅僅考慮到了產品本身的周期循環過程,而沒有深入實際的現實情況將其完全統一整合起來。同時化工產品設計的綠色化其實并不是一個自主化的行為,而是因為目前環境被破壞的現實條件之下,大環境被動激發產生的一項行為。因而對于這項產業發展的積極性,部分企業還有所欠缺,且相關的一些實踐標準和實際的綠色化化工方法也仍然在建立過程當中。
(1)整個化學化工產業當中,產品的合成、制作包括后續一系列的流程,其最為關鍵的基礎要點,就在于它材料的選擇[2]。材料實際選擇的優劣程度,直接影響著整個化學產品的最終產出重建結果是怎么樣的。如果說在原料選擇這個過程中所選擇的原料已經檢測出對環境的不利影響,最后合成的化學品一定也是不利于環境發展的。同時為了保證可持續發展的基礎性要求,原料是否具備一定的可再生資源也是非常重要的一個選擇標準。就目前來說,很多化學化工的原料都在枯竭,特別是一些不可再生原料,因為它實際的原料產出降低,其在成本的開銷上就會逐漸增大,造成工程方面的虧損。因此遵循于綠色化發展,需要盡量選擇無害的材料,保證材料的可回收性。
(2)針對較為廣泛使用的傳統化原料,如何使其能夠進行綠色化的工業發展也是值得研究的重要問題和方向。在傳統化的工業生產當中,經常會使用到一些極具刺激性,有毒有害的原料,如何提升這些原料的綠色化水平,就是目前的一個思考的實踐方向。例如近年來使用較廣的合成材料碳酸二甲脂,就是綠色化材料充分運用的代表,其可以代替光氣等有致癌性的物質參與化學反應,因為最終產出的氧化產物是水,其在實際的反應過程中更加溫和,也能夠給予技術人員更多的化工選擇。
就目前來說,以化學反應為基礎去推進化工產品的發生已經得到了較大的發展,但是就目前來說,綠色化學化工技術在分離技術、納米技術等方仍有著一定的進步空間。比如最為常見的催化技術,因為催化劑可以應用在熱力學方面,幫助整個生產過程的進行。因此在實際的工業技術綠色化方面,它有著非常重要的研究意義,涉及催化劑的無害化改造是目前綠色化學化工的重要研究方向。主要針對催化劑的高效性以及固態催化劑的回收利用方面,其都有著一定的相關應用。如何使得它的反應條件增加,催化反應更加的高效便捷,需要考慮到對催化后廢液的處理以及燃燒過程當中對有毒有害氣體的排放和實際的環境因子影響,切實實現溶劑綠色化的發展,保證工業綠色化的逐步落實。
產品設計在前期過程當中,是實現綠色化學化工的重要的方式,其中包括了對于產品的生命周期設計以及它后期循環利用的設計。在實際的生產過程當中,具體需要考慮到產品整個的生命周期,成本效益以及對于社會的主體影響,結合兩者的情況來對于實際的產品進行一個前期設計[3]。同時,國家的法律規定也需要對于產品的綠色設計方面加強相關的規定,確保綠色化工產品在設計過程當中能夠遵循綠色化的設計原則,保證能耗和材料的損耗降低,并通過應用一些智能化的技術手段,完成產品數據的分析和整合,實現整體產品設計的科學性和合理性。從實際的生產過程出發,發展精細化的工程作業,把控好準整個產品的周期生產,以推動綠色化學化工的有利發展。
在綠色化學工業的生產過程當中,最常見的就是分離和配置溶液的步驟。基于有機化合物應用的廣泛性,其在實際使用過程當中對于環境的影響也較大。因此在目前的研究方向中,一定要有限制性的材料進行合理的分配使用,盡量使用無毒害的溶劑來代替有害有機物的合成,實現整體綠色化學化工的充分發展。除此之外,因為目前來說我國的綠色化工產業仍然處于較為初級的發展過程中,所以說傳統的化學化工產業仍然是在目前的產業當中有較為重要的地位,這就要求我們要更加注重于綠色化的生產方向[4]。國家方面應該要加大宣傳力度,讓更多的企業能夠接受這樣一種綠色化學化工的生產方式,從企業普及到技術個人,推廣整體的生產方式,實現化學化工產業的綠色化發展,完成人與自然的和諧統一。
(1)從技術的角度來說,很多傳統化的化工合成方式,都使用了含有毒物質的一些溶劑。在綠色化發展的過程當中,就應該嚴格控制溶劑的使用,以更為綠色化的溶劑替代這些傳統反應,并不斷加深對綠色溶劑的實踐探究。首先是在生物技術、納米技術等方面需要根據反應途徑進行各種物質的不同類充分反應,協調分析出更為綠色的溶劑替代物,完成傳統反應的再次重建。同時綠色化學化工的發展,不能僅僅是依賴于微觀的技術方向,還需要更多的化學技術來支持。因此國家要建立好相關的化學實驗基地,為整體綠色技術的發展和創新提供實踐平臺,并且加強鼓勵創新的力度,提高整體工業的實踐水平,推動綠色快速化工的有效發展。
(2)大力加強對人才的建設培養。因為綠色化學化工是一個較為新興的發展方向,在實際的人才培養方面仍然有所欠缺。因此高校應該建立起較為完善的人才培養體系,將理論同實踐結合中,推進綠色化學化工進入校園的教學工作,不斷地豐富其教學內容,大力培養具備實踐能力和綠色化專業水平的創新型人才,使得綠色化學化工的發展能夠更加迅速。
目前,綠色化學化工的實際技術發展對于整體的化工產業都有著一定的直接影響。因此,基于目前的發展情況,應對整體技術及研究方向進行深入探究,為化學化工產業的發展提供充足動力。