化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)的研究

陳玉偉 張偉斌 孫文新

山東天元盈康檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)有限公司 山東濰坊 261100

在時(shí)代進(jìn)步與發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)的水平在持續(xù)提升，傳統(tǒng)意義下的化學(xué)工程工藝已經(jīng)無法滿足時(shí)代的發(fā)展客觀需要。過去我國(guó)開展的化學(xué)工程生產(chǎn)多產(chǎn)出的是污染程度較高的產(chǎn)品。為更好的滿足時(shí)代發(fā)展需要，應(yīng)通過化學(xué)技術(shù)的改良措施進(jìn)行技術(shù)的優(yōu)化，提高相關(guān)材料的使用效率，達(dá)到高校生產(chǎn)的目的。

1 化學(xué)工程與綠色化學(xué)技術(shù)

1.1 化學(xué)工程

化學(xué)工程生產(chǎn)是指化學(xué)領(lǐng)域以及其他相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)全過程化學(xué)變化的研究。這些行業(yè)包含食品加工企業(yè)、塑料再生行業(yè)金屬材料的生產(chǎn)行業(yè)等等，孩子生物技術(shù)以及納米技術(shù)中都包含對(duì)此類技術(shù)的英語。化工工程生產(chǎn)全過程，需要和化學(xué)、物理等應(yīng)用進(jìn)行同步。在這種情況下，相關(guān)專家提出了節(jié)能環(huán)保的新概念，這也是化學(xué)工程領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新[1]。

1.2 綠色化工技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)將基于綠色化學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新，并通過化學(xué)反應(yīng)、原材料和溶劑等產(chǎn)品促進(jìn)綠色生產(chǎn)。從三種廢物管理的角度看，這意味著要開發(fā)污染預(yù)防項(xiàng)目，與傳統(tǒng)的環(huán)境治理相比，它具有某些優(yōu)先事項(xiàng)。特別是在化學(xué)污染嚴(yán)重的地區(qū)，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢物，綠色化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到了減少污染物排放，保護(hù)環(huán)境的目的。

2 綠色化學(xué)技術(shù)的開發(fā)

2.1 化學(xué)催化劑的選擇

在化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中，催化劑通常用于加速化學(xué)反應(yīng)并提高化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)率。因此，產(chǎn)生了大量有毒廢物，增加了排放的同時(shí)并影響了人們的健康。隨著當(dāng)前綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究人員越來越關(guān)注無害化學(xué)催化劑的選擇。我們可以專注于基本上無毒且不會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)境污染的烷基化固相催化劑。此外，在選擇無毒催化劑時(shí)，應(yīng)注意廢物的排放要符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以增加資源的利用。

2.2 化學(xué)原料的選擇

無污染的化學(xué)原料可以最大程度地減少對(duì)環(huán)境的污染，在通過先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行化學(xué)工程生產(chǎn)中，盡量使用無毒或低毒的原料，以減少化學(xué)藥品的使用。例如：不對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響的天然植物是最佳選擇，在化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中，使用無污染的原材料可降低成本并提高企業(yè)效率。

3 化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)的研究

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)包括無毒、無害和無污染的技術(shù)，例如：綠色催化劑技術(shù)，也稱為清潔生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于廢物處理、印染等行業(yè)，進(jìn)行清潔生產(chǎn)技術(shù)改造，嚴(yán)格控制和加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的治理。例如：煙氣脫硫和反硝化技術(shù)是清潔生產(chǎn)技術(shù)之一，主要應(yīng)用于多種氮氧化物。憑借一貫嚴(yán)格的NO管理標(biāo)準(zhǔn)，脫硫和反硝化技術(shù)正在引起所有國(guó)家的關(guān)注。應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)可以有效減少?gòu)U物排放和環(huán)境污染。在我國(guó)上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，在淡水資源極度匱乏的情況下，人們將鹽水與海水分開以確保淡水資源的技術(shù)，稱為脫鹽技術(shù)。在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，將產(chǎn)生諸如氫氧化鎂之類的物質(zhì)，并且氫氧化鎂是一種清潔的化學(xué)產(chǎn)品，其僅需要簡(jiǎn)單的工藝操作并且不會(huì)具有很高的生產(chǎn)成本就能獲得巨大收益。因此，該技術(shù)在市場(chǎng)上具有發(fā)展前景[2]。

3.2 生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)用于化學(xué)生物技術(shù)和生物化學(xué)工程，生物技術(shù)的類別主要包括細(xì)胞和微生物。其中，生物酶是可以直接參與各種生化技術(shù)的化學(xué)物質(zhì)，除了自身的優(yōu)點(diǎn)外，還具有高效和傳遞功能。將生物技術(shù)與綠色化學(xué)工程技術(shù)相結(jié)合，利用生物技術(shù)將可再生資源轉(zhuǎn)化為化學(xué)原料，與常規(guī)原料相比，具有更好的反應(yīng)效果和催化劑效率，并且不會(huì)產(chǎn)生污染。另外，作為一項(xiàng)新的創(chuàng)新技術(shù)，生物技術(shù)可以將原材料、能源和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品結(jié)合起來，然后利用生物技術(shù)來純化這些物質(zhì)。例如：PDT聚酯由一種新型的低碳環(huán)保綠色纖維材料制成，與傳統(tǒng)的化學(xué)合成方法相比具有更高的選擇性、操作條件溫和，并且原料是可再生的農(nóng)產(chǎn)品。選擇原料時(shí)，由于使用植物的有機(jī)物作為原料，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，發(fā)展前景非常高。生物技術(shù)和綠色化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用也是重要的發(fā)展方向。

3.3 環(huán)保產(chǎn)品的應(yīng)用

人們的生活與環(huán)境密切相關(guān)，生活在一個(gè)良好的環(huán)境中對(duì)人們的健康有著重要的影響。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，對(duì)環(huán)境的要求越來越嚴(yán)格，環(huán)保產(chǎn)品是針對(duì)環(huán)境污染而開發(fā)的新型產(chǎn)品。例如：汽油燃燒不僅污染生態(tài)環(huán)境，而且嚴(yán)重威脅人們的健康，因此有必要開發(fā)新的產(chǎn)品來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油燃燒。該汽油為乙醇汽油，可有效降低傳統(tǒng)汽油造成的污染，是將普通汽油與植物纖維加工后的燃料乙醇混合而成的混合汽油。也有由廢塑料制成的無污染的環(huán)保汽油和柴油，該技術(shù)對(duì)廢塑料產(chǎn)品沒有要求。它可以不分等級(jí)生產(chǎn)高質(zhì)量的柴油。使用原始新型配方催化劑處理后的殘留廢物被用作工業(yè)炭黑，以防止廢物排放，并且在生產(chǎn)過程中不會(huì)出現(xiàn)二次污染物。

3.4 三種工業(yè)廢物的處理

綠色化學(xué)技術(shù)可以有效處理三種工業(yè)廢物，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、化學(xué)和化學(xué)生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展，不產(chǎn)生廢物和副產(chǎn)品，將原材料的所有原子輸入到產(chǎn)品分子中，實(shí)現(xiàn)零浪費(fèi)、零輻射。綠色化學(xué)是化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的新步驟，它充分利用了原材料，以確保所生產(chǎn)的材料不會(huì)受到環(huán)境的污染。只有從根本上解決問題，才能創(chuàng)建安全穩(wěn)定的生活環(huán)境[3]。目前，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的三種廢物超過了任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)，如果大量的廢物只能在生產(chǎn)后得到解決，就不能實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。污染是一個(gè)全球性的問題，重新設(shè)計(jì)某些化學(xué)反應(yīng)機(jī)制可以將這些化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o污染的綠色化學(xué)。最大限度地利用原材料，不僅可以消除污染，而且可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，綠色化學(xué)技術(shù)可以消除污染源的污染。

4 結(jié)語

化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，綠色化學(xué)技術(shù)在化工技術(shù)中的合理應(yīng)用不僅可以抑制環(huán)境污染，而且可以充分利用化學(xué)資源，減少化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。