化學工程與工藝中綠色化工技術的應用分析

隋沖

(東營坤寶新材料有限公司,山東 東營 257000)

目前,我國社會正處于攻堅時期,各行各業的發展使得環境污染問題日益突出。為此,國家高度重視環境保護,明確要求各行業立足實際,不斷完善自身,積極滲透綠色發展理念。而現代社會中化學工程與工藝的廣泛運用,使得環境污染問題備受關注,因此,必須深入化學工程與工藝的應用實際,探究出綠色化工技術應用方法,積極引入多種清潔型技術,助力我國社會構建生態文明城市,實現可持續發展。

1 綠色化工技術概述

化學工程與工藝發展進程中,隨著綠色化工技術的出現和廣泛應用,使得化學工程生產效率得以不斷提升,同時,在綠色化工技術作用下,可以進一步提高化學工業的節能環保效果。從目前綠色化工技術應用市場發展趨勢來看,大量技術不斷涌現,并且種類日益繁多,現階段的主要發展重點在于綠色化工技術的應用,致力于提高其效用。由此延伸出的綠色化工理念,突出強調了運用綠色環保理念,使化學工程中的化工技術可以綠色化,并且優先選擇綠色化的化學原料,運用綠色環保的化學生產方法,全面提高化學工程綠色化水平,實現環保節能的同時,最大程度上降低化工生產對環境的污染程度,從而全面實現綠色化技術研發與產品推廣應用[1]。

與以往傳統化學生產工藝相比,引入綠色化工技術的化工工藝,更加低碳環保。傳統化工工藝中容易殘留大量的有毒、污染物質,雖然多數化學工業企業采取針對性措施處理這些污染物,但實際效果并不徹底,還是會影響到生態環境。比如,一些化工廠的煙塵處理工藝,雖然采取一定措施進行煙塵凈化處理,可從實際處理效果看,仍留有大量的殘余物,存在很多一氧化碳氣體,若是再利用同一工序進行處理,會導致處理成本不斷增加。而引入綠色化工技術,選用綠色材料,運用綠色化學工藝進行處理,不僅可以減少對環境的污染,同時也可以實現資源的高效利用,可以很大程度上提高企業經濟效益。

2 綠色化工技術應用要求

分析化學工程與工藝中可知,在應用綠色化工技術過程中,有著非常明確且嚴格的標準,同時應用要求也頗多。從化學原料選擇到催化劑配置,再到化學反應的控制各個環節中,都必須嚴格按照相關標準實施,確保綠色化工技術的應用真正發揮效用。

2.1 保證化學原料選擇合理

化學原料的選擇必須依據化學工程項目具體情況進行合理選擇,在此過程中,工作人員必須按照相關化工產品生產制造規范條例內容、產品設計要求,合理選擇相應的化學原料,確保原料綠色性、無污染。為保證原料在后續化學工程應用中符合實際需求,相關工作人員必須做好市場調研,開展實驗室原料試驗工作,保證將化學原料的毒性控制到最低[2]。此外,在購置化學原料,包括后續原料運輸、存放,以及實際提取和應用中,都應當提高重視度,加強化學原料使用的環境保護。根據過往綠色化工技術應用經驗看,應當優先選擇無化學藥劑的材料,如植物、農作物類環保材料,這類材料的應用效果要更好。

2.2 催化劑必須合理配置

為保證綠色化工技術應用科學有效性,應當優先使用無毒、無害化學催化劑。若是催化劑本身具有毒害性,相關技術人員在實際使用前,必須參考化學工程生產工藝需求和要求,預先做好無害化處理,防止對后續工藝操作產生損害。在化學工程領域中,引入綠色化工技術后,不僅要深入研究、開發,也需要積極落實到實踐應用中。而在技術研發環節,化學催化劑的配置情況直接影響著化學工程與工藝水平,以往化學催化劑應用較為廣泛,隨著現代科學技術水平不斷提升,衍生出較多化學催化劑,比如,烷基化固相催化劑的研發和應用,可以實現無污染、無毒害,有效促進化學催化劑進一步發展,并在化學工程與工藝中得到較為廣泛的應用。

2.3 化學反應過程實施精細化管控

化學工程與工藝中,必須依托實際的化學反應過程才能發揮出綠色化工技術作用,同樣的,檢驗過程中也需要建立在化學反應之上才能實現。因此,除了保證化學原料、催化劑綠色化,還必須加強對化學反應過程的綠色化處理,對反應過程實施精細化管控。在具體實踐中,工作人員可以立足資源消耗視角,對反應的充分性、無污染性加以控制,也可以進一步深化化學供應反應,不斷提高綠色化工技術應用[3]。比如,在石油化工生產過程中,若想加快化學反應氧化程度,可以使用烴類物質,可實際上氧化物的出現會對環境產生一定污染,因此,若想達到綠色化目標,必須加強對生產過程的精細化控制,確?；瘜W反應充分,達到抑制污染物質產生的目的,真正意義上實現保護生態環境的目標。

3 綠色化工技術在化學工程與工藝中的實踐應用

現階段,化學工程與工藝中可以看到較多的綠色化工技術,從該技術實際應用效果看,取得不錯成效。目前,化學工程與工藝領域已經對綠色化工技術的應用達成共識,明確其應用的方向,主要包括了清潔技術、生物技術、環境友好型產品,還有潔凈新能源等,具體應用分析如下:

3.1 積極應用清潔技術

隨著現代社會不斷發展,推動化學工程與工藝不斷發展,其中清潔能源備受社會各界關注,而在清潔能源實際應用過程中,往往需要借助清潔技術才能實現。首先,目前市場上的清潔生產技術較多,比如綠色催化技術、臨界流體技術等等。這些技術在冶金領域、煤氣加工領域、海水淡化領域,還有印染領域、垃圾處理等領域得到廣泛應用。其次,現階段的清潔技術一般常應用于廢棄物處理和利用方面,比如,處理一些化學反應產生的有毒、有害殘留物,可以借助清潔技術的作用完成相應的操作。再有,從清潔技術應用實踐看,還與人們實際生活建立了密切聯系,例如,太陽能發電技術、垃圾沼氣技術、高效煤氣化技術,這些技術的廣泛應用,不僅改善了人們生活便利條件,同時也很大程度上緩解能源需求緊張現狀[4]。比如,將清潔技術應用到海水淡化領域中,可以將鹽水分離出來,得到大量的水資源,與此同時,Mg(OH)2的產量也較多,經過后續一系列處理后可以獲得較大效益。

3.2 加強生物技術應用效果

現代化學工程與工藝在不斷實踐發展中,日漸復雜多變,使得化學工程、生物工程之間的聯系日益增多,二者聯合應用也逐步成為共識。在化學仿生學、生物化工領域中,生物技術得到廣泛應用,并且獲得了一定實踐效果?；蚣夹g、細胞技術、微生物技術等均屬于生物技術范疇,將生物技術應用到化學工程與工藝領域中,不僅符合綠色化工要求,與此同時,由于發生化學合成反應,生成的再生能源可以再次利用,比如,在柴油生產過程中,可以借助蘋果等相關天然燃料的作用,實現化工合成,將其轉化為能源應用。也可以改變丙烯腈催化劑的使用,改用生物酶,從而在合成過程中有效降低能源消耗[5]。從現代生物技術研究結果看,生物酶廣泛存在于自然界,并且其利用途徑也更加多元化,因此,在化學工程生產中,可以積極利用生物酶作為催化劑,充分發揮其綠色化特性,使得化學工程生產效率得到進一步提升,促使綠色化工技術可以廣泛應用到化學工程與工藝領域中。

3.3 注重應用環境友好型產品

人類社會生產生活沒有約束的發展,嚴重影響了原有生態環境,如果生態系統不平衡,會直接危害人類的生存和發展。近年來,社會各界開始廣泛關注生態環境問題,并一直加大力度保護環境,致力于實現人與自然的和諧相處。為此,國家在實施生態保護過程中,也加強了環境治理,二者共同推進、融合,意在構建良好的生態環境。比如,在資源開采中引用綠色化工技術,注重綠色化發展,在先進技術作用下,可以進一步優化以往資源開采時造成的資源浪費情況,最大程度上降低生態環境污染程度,更好保護環境;目前,我國資源緊缺現狀不斷加劇,必須提高環境友好型產品的開發重視和力度,比如,汽車燃料的使用存在很大污染,危害著環境,為此,可以嘗試將甘蔗作為原料,結合綠色化工技術生產出新型乙醇汽油,減少環境污染,同時也有效降低能耗。在應用環境友好型產品過程中,必須注重了解并掌握現下的環境生態情況,從空氣質量到氣候氣溫變化等各個方面的內容,都必須全面監測,并利用監測到的數據作為參考,引入綠色化工技術,達到環境保護,優化生態的目的。

3.4 深入研究潔凈新能源

隨著當前國民經濟水平不斷提高,汽車成為人們生活必需品,并且人均汽車擁有量也日漸增多,對環境污染的程度也不斷加大,因此,相關領域科研人員,必須加強研究,改善這一現狀。目前,新能源汽車已經融入人們生活,并且大量的節約能源的燃料廣泛應用于人們生產生活,這種潔凈新能源的使用,不僅降低了環境污染程度,同時也很大程度上提高了資源利用率。縱觀新能源應用情況看,不難發現,這類資源一般較為容易獲取,并且可以實現循環利用,不會對環境產生較大危害,有助于推動當前的綠色技術發展。在潔凈新能源的研究和應用下,可以有效減少生態環境污染程度,同時也方便了居民出行,對進一步提高人們生活質量具有重要作用[6]。

4 綠色化工技術未來展望

在我國化學工業不斷發展中,綠色化工技術的應用可謂是發揮了巨大作用,對推動化學工業長久發展具有重要意義和深遠影響。實現綠色化工,不僅確保了化學工程運用有效性,同時也幫助廣大居民改善了生活質量,并在此過程中實現了對人類生存環境的保護。在綠色化工工作理念影響下,能夠有效提高綠色化工技術利用率,最大程度上減少生態資源浪費。立足當前化學工業發展現狀,分析日后綠色技術發展趨勢,不難發現:

首先,可以積極引入直接轉換技術,借助該技術進一步提升合成過程中相關性能,從過往合成過程看,主要分為2～3步進行,在直接轉換技術作用下,能夠改變以往繁瑣程序,縮減為一步完成,但目前的化學工業領域,還不具備滿足縮減步驟所需的原子經濟條件,因此,在日后發展中,相關領域研究人員還需要進一步深入研究、運用更好的方法,完成廢棄物排泄。其次,應當加大力度管理好輸入端能量、過程中能量,主要目的在于保證整體過程所需能量為最低,避免能量浪費。在未來研究中,相關人員應當積極研發新工藝、技術,達到節能減排效果,改善傳統技術的同時,充分利用新能源作用,有效落實環境保護工作。最后,應當確保輸出端二氧化碳可以集中轉化,提高轉化技術水平,可以引入高效催化劑,進一步促進二氧化碳相關技術作用發揮,從而減少工業生產二氧化碳排放量[7]。

5 綠色化工技術優化措施

目前,綠色化工技術已經在化工業發展中得到廣泛推廣和應用,可從技術層面看還存在不成熟。以往化工體系以及人們對產品的諸多質疑,直接阻礙了綠色化工技術在行業中的發展。對此,應當采取有效措施加以優化:

首先,可以引入分子設計技術設計相應的化工產品。在具體實踐中,可以借助國際相關計算機軟件,輔助新鏟平合成路線,進而在根源上解決化工污染問題。

其次,可以在化工新產品生命周期全過程中,開展綠色化控制策略,并在此過程中引入不同高新技術,對化工原材料進行嚴格把控,促使化學反應綠色化,保證得到綠色化工產品。簡單說,就是在化工生產中應用綠色化原料,并運用綠色化催化劑、溶劑、助劑等輔助,促使原料得到充分轉化,獲得理想的綠色化工產品,促使化工生產實現廢物、廢水、廢渣的零排放。

再次,還需要積極地優化調整以往傳統化工產品體系,尋找更新的,無污染的產品,替代污染性產品的生產,進而更好地滿足環境保護需求,同時也可以促進化工企業進一步發展。對于化工行業而言,借助可再生資源,采取生物化工方法所得的綠色化工產品,將促使化工行業逐步實現可持續性發展。

最后,在化學化工相關教學活動中納入綠色化工知識,將其作為重要研究內容。在此過程中,需要開展相關的綠色化學化工的教學,促使更多人對化工行業樹立正確認知,并充分認識到自然、社會與化工科技之間的統一性、和諧性,相互融合協作發展,并認識到綠色化工技術在人類社會持續性發展以及化工行業發展中的重要性,進而培養出更具有綠色環境意識、競爭力的高素質、高能力人才。從而進一步發揮綠色化工技術在化學工程和化學工藝方面的應用優勢,推動化學工業長久發展的同時,也實現社會綠色化發展。

6 結束語

綜上所述,隨著化學工程與工藝的不斷發展,有害物質的產生必將危害人類生存和發展,因此,必須予以高度重視,加強處理,保證自然生態環境與人類社會和諧發展?，F代社會發展下,人們環保意識不斷增強,使得綠色化工技術備受各界關注,通過本文對化學工程與工藝中綠色化工技術的應用相關部分,不難得知,將綠色化工技術應用到各個行業中,可以很好地控制環境污染,減少能耗,達到節能減排效果,因此,必須高度重視能源與原料的合理利用,緩解現有環境污染問題。