綠色化工技術在化學工程與工藝中的運用

任偉峰，潘葉平(浙江工程設計有限公司，浙江 杭州 310002)

1 綠色化工技術基本概述

綠色化工技術作為一項新技術，在工業生產中應用前景廣闊。該技術投入使用后，可以提高化工產業的原材料使用效率，原材料使用量降低。如果充分發揮各項技術的優勢，對當前化工生產工藝進行優化，還可以降低能耗，削減能源需求量。在此基礎上，大力發展循環經濟，循環使用各種資源，不僅在一定程度上解決了垃圾處理問題，還可以減少對資源的開采，多管齊下，有效達成環保目標。再生循環是指回收生產中產生的各種廢料及污染物，憑借現有化工技術對這些物質進行處理，使之轉化成有用材料，再一次投入到生產中。借助優化化學反應減少向大自然排放污染物，緩解環境危機。化學工業覆蓋面很廣，無論是制造、冶金、高分子材料合成，還是生物工程，都離不開化學工程工藝。而在現代化生產中，綠色環保已然成為不得不考慮的因素。在未來，隨著工藝的優化，技術的進步，以及環保理念的強化，還會出現創新應用，全面推進化工項目取得發展[1]。

2 化學工程中綠色化工技術應用作用

應用綠色化工技術，走創新之路，就是要盡可能降低傳統化學生產產生的各種污染，全面降低有害物質含量，消除給環境帶來的負面影響。綠色化工技術的應用已經成為當務之急，優化創新成為化工生產必不可少的工作。化學工程需要實現穩定發展，必須廣泛運用綠色化工技術。通過運用新技術，可以降低對原材料的需求，使用清潔能源，可以降低對傳統能源的依賴，這都有助于我們走向節約型社會。將生物技術投入到生產環節，對研究人員也提出更高要求，他們必須清晰技術應用流程。目前，應用化學工程的行業主要集中在冶煉和生物制藥上，未來，還會有更多領域運用綠色化學技術，通過改良工藝，提高生產效率，降低環境污染，減少資源消耗，提高人員素質，促使行業進步，實現社會全面發展[2]。

3 綠色化工技術在化學工程與工藝中的研發要求

3.1 提高化學反應選擇性

在生產階段，合理應用綠色化工技術是基礎，在此基礎上，還要力求創新，同時普及綠色技術，使之得到全面應用，通過優化生產工藝，讓化學工程使用環保要求，跟上時代發展步伐，既要生產出優質產品，也要保證不破壞環境。因此，有關部門高度關注綠色化工技術在現實生產中的應用情況，明確如何達成要求推進這項技術的創新發展，為技術進步創造有利條件。提高化學反應選擇性，就可以在提升化學反應上實現事半功倍。運用綠色化工技術解決污染問題，提高反應率是關鍵，化學反應選擇性的提升有助于節省資源，降低生產成本。以石油生產為例，烴類選擇性氰化物屬于易氧化的物質，在氧化過程中會生成各種污染性較大的物質，對環境的破壞性較高[3]。因此要對烴類物質進行合理選取，重視對化學反應的選擇性，努力做好研究工作，推進綠色生產。

3.2 合理選用化學生產原料

研發化學工程和工藝，運用綠色化工技術，選擇化學原料是其中的關鍵舉措。只有選取的化學原料得到優化，原材料質量才能得到保證。如果在化學反應過程中出現問題，就會限制國內化工技術發展，這一點必須引起有關部門的足夠重視，從生產實際出發，明確生產要求，合理選擇化學原料。在化學原料選擇過程中，要把無污染無危害的清潔原料放在首位，保障化工生產工作得以穩定推進，嚴格控制污染排放，對污染情況進行合理調控，比如合理利用各類農作物和植物，使之成為清潔化工原料，減少化工生產帶來的有害污染物。

3.3 規范化利用化學催化劑

在遵守上述研發要求的基礎上，化學催化劑的合理選用也是必須考慮的問題。在實際生產中，化學催化劑發揮著重要作用，應用價值較高。借助化學催化劑，可以提高化學工業生產的動力，推進化學工程項目的快速發展。在化學催化劑的選擇上，也應該按照前述中提及的原則，盡可能選擇無害的清潔催化劑，保障化工技術應用質量，降低化學生產帶來的污染，做好環境保護的同時推進化工項目實現穩定發展。

4 綠色化工技術在化學工程與工藝中的具體應用

4.1 清潔生產技術

與傳統化工生產技術不同，清潔生產技術可以降低毒性，減少污染，使化工生產沒有廢物排放，因而得到有關部門的高度關注。在清潔生產技術中，綠色化工技術是不可或缺的。目前，清潔生產技術主要運用于垃圾處理和印染行業，如果這項技術得到合理應用，就可以避免因各種污染物排放到大自然造成的嚴重污染。以海水淡化技術為例，這項技術也屬于清潔生產技術的一種。目前，國內淡水資源總量出現下降趨勢，發展這項技術有助于補充緊缺的淡水資源，在日后發揮的作用會更加明顯。通過使用海水淡化技術，可以提高水資源擁有量，滿足生產活動中對水資源的需求。這項技術不僅可以穩定生態結構，還可以產生大量氫氧化鎂，這種化學物質在清潔化工產品中具有較高的應用價值。

4.2 生物技術

生物技術是綠色化工技術中的重要內容，合理開發生物技術，并將其運用到化學工程和工藝中，可以起到全面改良的作用。通過合理應用，可以倒逼生物技術研發，提高技術有助于快速達成目標。在生物技術的幫助下，可以有效把控化學物質生成量，這就意味著污染物的產生量可以得到掌控。目前，在研究生物技術過程中，要做好基因和細胞的控制，研究該項技術投入化工生產中存在的各類影響因素。在科技不斷進步的今天，生物化工在國內也在不斷創新發展，生物技術已經得到廣泛應用，各類微生態得到合理應用，比如利用生物酶技術，不僅催化性能顯著，還具有良好的環保特性，這些優勢性能在生物技術上都可以發揮作用。

4.3 環境友好型產品生產

由于綠色技術得到推廣，各種環境友好型產品層出不窮。生產此類產品，不會排放出大量污染物質，對環境產生的毒害也會大大降低。化工生產在當今這個階段，主要任務就是使用各類創新的節能設備，運用各種無毒害材料進行生產。研發環境友好型產品有助于降低能耗，節約使用能源，滿足當前化工生產要求。目前，有關部門高度重視化工產業生產環境友好型產品，除了推廣這種思想，還在普及相關技術，使之擴大覆蓋面，通過高效利用此類產品，獲得經濟效益的同時全面推進社會進步。

4.4 全面優化化工工藝流程

過去化工企業生產，采取的都是單線供熱方式，為了滿足化學反應對熱量的需求，只能采取整體供熱的手段。這種供熱方式不便于調節溫度，常常出現熱量過多，這就意味著部分能量產生的熱量完全浪費了。與此同時，不同化學反應對熱量有不同要求，采用單一化裝置無法做到多樣化供熱，存在諸多弊端。只有使用聯合加熱設備，才能避免浪費能源。除了供熱，傳統電機在生產中使用也會造成大量能源浪費，原因是這種電機使用固定頻率。推廣使用變頻電動機取代傳統電機，有利于節約電力資源。在傳統化學化工裝置中往往化學反應已經中斷傳統電機還在工作，會造成嚴重的能量損耗。而使用變頻電機，可以根據化學反應調節電機的工作狀態，可有效節約能源。化工反應受到多種因素影響，反應不完全是常態，雖然產生的固體殘渣數量有限，但是日積夜累，也會積攢出大量污染物。對此，化工企業要做好分類處理，將同類廢物收集起來進行資源回收再利用。降低能耗，節約能源已經成為化工企業當下工作的重點。如果廢棄物無法投入循環利用，也應該做好處理工作，避免給自然造成污染。

5 綠色化工技術展望

綠色化工技術對國內化工產業的發展意義深遠，它不僅保障了化工產業的穩定運營，還維護了我們賴以生存的地球家園，保障人們生活品質不會因為環境污染而下降。綠色化工的思想觀念已經深入人心，在綠色化工技術的運用下，資源利用率得到明顯提高，循環再生技術的發展避免了有效扭轉了資源浪費的嚴重局面。從當前化工產業發展情況，深入分析綠色技術，可以得出以下三點結論：其一，直接轉換技術的投入運用可以提升合成相關性，在傳統技術支撐下，這種合成工作需要歷經三個環節才能完成，但是在現代技術的支撐下，完全可以縮減其中的一個環節。如果縮減環節，還要達成源于的生產目標，必然存在較高難度，要克服這一困難，就必須改善工藝，不斷實現向上突破，在廢物排泄方面使用新技術，做出更佳成績。第二，在能量管理過程中，一定要嚴格掌控輸入端能量，保證整個生產所需的最低能量。為了達到節能減排的目的，不斷使用新技術，改進工藝，充分發揮新能源的作用。第三，選用高效催化劑進一步提升輸出端CO2的集中轉化，降低CO2排放量，使之達到最低值。

6 結語

綜上所述，在化工項目生產過程中，無論產生什么類型的有害物質，一旦排放到大自然中，都會給環境造成污染，損害居民的身體健康。如今，越來越多的人認識到環保的重要性，物質條件的改善讓人們更加專注身體健康和生活品質，這就意味著化工企業必須采用綠色化工技術替代傳統生產技術，降低污染排放，提高資源利用率，大力發展循環經濟，才能得到人與自然相和諧的畫面。發展化工產業關系到諸多行業，與整個社會的發展息息相關。通過合理選用化工原料和能源，可以有效解決諸多環境問題。在發達國家，綠色化工技術已經趨于成熟，我國雖然起步較晚，也已經投入大量研究。就綠色化工技術而言，可以幫助化工企業降低原材料投入，縮減化工生產步驟，降低污染排放，不僅有助于解決化工生產造成的環境問題，還有助于提高生產效率，降低成本，同時取得經濟和社會效益。