綠色化學工程與工藝對化學工業的促進作用探究

楊美潔 王延軍 周翠翠

摘要：近年以來，我國經濟市場的繁榮發展離不開化學工業的支持，在大眾傳統印象中，化學工程與化學工業是一種追求經濟發展、以犧牲人類生存環境為代價的"速成"法，不可否認的是，傳統化學工程的確符合大眾印象，這也因此衍生了一系列的廢水污染治理問題、化學試劑二次污染等問題。隨著科技的日新月異，人民開始追求高質量的生活環境，綠色化學工程與化學工業節能開始出現在大眾視野中，兩者都擯棄了傳統化學工程帶來的污染問題，轉而追求"綠色"、"高效"、"環保"的生產作業，對此，本文以"綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進分析"為題，切實分析綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用，希望能為普及綠色化學工程知識，提高人民生活水平起到一定的促進作用。

關鍵詞：綠色化學工程與工藝;化學工業;節能

化學工程與工藝對化學工業的生產具有十分重要作用，只有采用正確的工藝流程，并采用綠色的生產流程，才能減少化學工程對生態環境造成的破壞。在化工生產過程中，要注重化學工程與工藝，將綠色活動應用于化學工程的生產與管理中，提高化學工程與工藝的水平，并利用綠色評價指標對整個工藝進行評價分析，在保證化學環境的同時，還要能做好節能降耗的作用，進而能為企業的發展奠定基礎，也能促進環境的可持續性發展。

一.綠色化學工程與工藝的基本定義

綠色化學，別名環境無害化學，顧名思義，將綠色化學理論在實際的生產中應用，對有害污染物的形成加以控制，實現有毒有害物質零排放，避免化學工業造成環境惡化。進行化學工業品的加工與生產時，為了加快化學反應的速率，常常應用催化劑，常規應用的催化劑大多會產生有毒物質，無法在保證經濟效益的前提下，實現有毒物質的零排放。因此，無害化催化劑的研發成為綠色化工的突破點。此外，如何無害化處理無法避免的污染物也十分重要。

二.綠色化學工程的發展現狀

1. 原料的綠色化選擇

在初.高中的化學課本中，提到過化學產品的生產方法與過程，同一種化學產品也許有著不同的生產工藝與原料，因此，化學原料（即反應物）的選擇將直接決定化學生產的過程以及其生產工藝。在傳統化工作業下，高反應速率.高轉化率是評價化工行業生產的重要標準，而在現代環境下，無公害.無污染成為了現代化學產品生產的重要指標。因此，現代綠色化學工程會盡量選擇無毒無公害的綠色化原料用于化學工業生產，也有部分學者提倡，選擇如植物.林業產物.農作物.廢棄物等可再生資源作為化學生產的原料，其主要原理是以生物轉化的方式，將植物.林業產物.農作物.廢棄物等可再生資源轉化為醇.酸.酮等常見化工的原料，在這些資源的轉化中，主要是憑借微生物菌落的方式進行發酵或轉化，這一過程是完全綠色.不會產生污染物的。除此之外，綠色化學工程之所以提倡綠色無公害的化學原料，是因為其對自然環境的影響相對較小，甚至會對生態環保產生一定的助益作用。

2. 化學反應工藝的綠色化選擇

在化工生產中，化學反應的重要地位不言而喻，生產原料利用化學反應產生了產品，在科學合理的范圍內，選擇有效反映途徑，將在實現產品質量優化的同時，提升生產效率。對于化學反應而言，受到溫度.時間等多項因素的影響。例如，伴隨氧化反應，大量的熱也被釋放，造成原料變質，產品的質量無法得到保證，并且降低了生產效率。

3. 催化劑的綠色化選擇

催化劑并不參與化學反應中，但合理科學的催化劑能夠有效促進反應物的轉化與化學工業的生產，隨著化學工業產業規模的不斷擴大，人們對于產品的需求量急劇上升，催化劑的使用與選擇已經成為現代化學工程研究的重要內容。

與課本標出的化學反應式不同，在實際操作中，化學工業的生產會涉及到大量的化學反應與各種催化劑。在傳統化學工程中，濫用催化劑不僅無法加快化學反應進程，還會影響到生成物的產品質量，因此，合理.科學.正確的選擇并使用催化劑是加快反應進程.提高反應的轉化率以及產品的質量的有效方法。科學綠色的催化劑不僅能協調各項反應物的轉化效率，還有有效減少乃至消除相應的副產物出現。例如，固體催化劑的分子篩和雜多酸等能夠在化工生產過程中有效代替有害液體的催化劑，簡化化學工藝過程，減少"三廢"排放。

三.綠色化學工程與工藝對化學工業節能的促進作用

1. 生物工程在化學工業節能中發揮的作用

生物工程逐漸成為化學工業節能發展中的至關重要的領域，大大推動了該行業的發展。生物工程涉及的學科知識繁多，其中包括生物化學.細胞生物學等，而原核生物和分子細胞等也就成為生物研究的主要物質。在當前的生物工程研究工作中，生物DNA基本上處于核心內容。與此同時，應用較為廣泛的生物技術包括克隆.反RNA等，且在食品.醫藥.園林等多個領域中應用生物工程逐漸成為首選方式。

2. 清潔生產技術及其對化學工業的促進作用

清潔生產技術作為綠色化學工程與工藝中的一種技術形式，是指通過不斷的改進設計或者是使用清潔性的能源與原料.對化工生產的管理進行改善.采用先進工藝技術與設備.加強綜合利用等方法，從化工生產的源頭處對其能源消耗以及污染影響進行減少和消除，從而達到相應的綠色化學工程與工藝應用目的。其中，綠色化學工程與工藝理念下的清潔生產技術應用中，通過上述各項方法和措施，不僅能夠提高化工生產中的資源利用率，而且能夠實現化工生產與服務.產品使用等過程中污染廢棄物產生和排放影響，從而減少化工生產以及化學工業發展對人類健康以及生態環境質量的危害影響。由此可見，化工生產過程中，以清潔生產技術為代表的綠色化學工程以及工藝對化學工業發展具有十分積極的促進作用。此外，化工生產中，對清潔生產技術的應用，一般是將其作為化工生產的脫硝與脫硫技術重要組成進行生產應用，并且該技術在其他化工生產環節及領域中也有一定的應用和發展，值得進行關注。

3. 生物酶的綠色催化劑選擇

在早期生物技術研究中，現代綠色化學工程原料大部分來自于生物技術轉化合成，如微生物.基因.細胞.酶技術等，尤其是化學的仿生學以及生物化工兩個領域所運用到的技術，其中，生物酶具有很強的專一性，在生物體內被用于生物合成各個過程的催化。

在綠色化學工程與工藝中，提倡通過生物技術將可再生資源轉化或合成有機化合物原料的運用方式，降低石油.煤炭原料等消耗，隨著綠色化學工程與工藝技術的不斷發展與完善，化學工業開始將自然界中具有的酶或人工合成的工業酶作為催化劑使用，與傳統催化劑相比，酶不會產生任何的污染，反應條件也比較溫和，具有很強的高效性.專一性等特點，例如，在丙烯酰胺的制備條件中，將丙烯腈換成酶催化之后，丙烯酰胺的制備能耗就能夠大幅度的降低，并且反應十分徹底。

結束語：

總之，對綠色化學工程與工藝在化學工業中的促進作用進行研究，有利于促進化學工業生產與發展中合理引進與采用綠色化學工程及工藝的技術.理念，從而有效降低化工行業生產的原料成本，減少其能源消耗與各種污染.廢棄物排放，推動化工行業的綠色與可持續發展，具有十分積極的作用和意義。

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