論綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

董航

【摘 要】隨著綠色經(jīng)濟(jì)這一概念的提出，社會(huì)各行各業(yè)都在提倡“綠色”，以打造綠色產(chǎn)業(yè)、綠色產(chǎn)品，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)為宗旨，加快環(huán)境保護(hù)工作進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)兩者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。當(dāng)然，“綠色”這一概念在化學(xué)工業(yè)中也得到了廣泛的推廣。本篇文章從綠色化學(xué)工程和工藝的開發(fā)談起，重點(diǎn)對(duì)綠色化學(xué)工程和工藝在化學(xué)工業(yè)中的存在意義，以及對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能所起到的促進(jìn)作用進(jìn)行論述，供相關(guān)人員參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)；化學(xué)工業(yè)節(jié)能；作用

目前，我國正大力提倡節(jié)能減排，不管是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是在土木工程建設(shè)上，相關(guān)部門人員都在狠抓、緊抓節(jié)能工作，以期為我國環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在化學(xué)工業(yè)中，仍然提倡節(jié)能減排，發(fā)展綠色化學(xué)。尤其是在近幾年，綠色化學(xué)工程和工藝在我國化工業(yè)界異軍突起，并以其綠色、節(jié)能、生態(tài)、健康的發(fā)展理念成為化學(xué)工業(yè)界的寵兒。下面對(duì)綠色化學(xué)工程和工藝在化學(xué)工業(yè)節(jié)能中的作用加以論述。

1.綠色化學(xué)工程和工藝的開發(fā)必要性

1.1綠色化學(xué)工程和工藝的概念

綠色化學(xué)工程和工藝的開發(fā)，實(shí)際指其的形成和產(chǎn)生，但在分析其開發(fā)原因以及開發(fā)必要性之前，我們需要對(duì)綠色化學(xué)工程和工藝的概念作相關(guān)的了解。綠色化學(xué)工程與工藝，其實(shí)質(zhì)是一種化學(xué)技術(shù)和化學(xué)方法，主要指通過改進(jìn)和改良現(xiàn)有的化學(xué)技術(shù)或化學(xué)方法，來達(dá)到減少，甚至完全消除化工原料、催化劑、溶劑、廢物或化工產(chǎn)品等物質(zhì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的危害的目的。簡單來說，便是改進(jìn)化學(xué)方法，減少化學(xué)工業(yè)對(duì)人類和環(huán)境的影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)化學(xué)工業(yè)節(jié)能。

1.2綠色化學(xué)工程和工藝的開發(fā)必要性

自人類進(jìn)入21世紀(jì)以來，伴隨著化學(xué)工業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，化工產(chǎn)品以及化工生產(chǎn)、制造中所產(chǎn)生的一系列廢物、垃圾等給人類生活、生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的影響，甚至是危害和污染?；瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展不僅要對(duì)自然資源進(jìn)行汲取，還會(huì)在發(fā)展中對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行污染，這種既利用又污染的發(fā)展方式顯然不符合當(dāng)前的時(shí)代背景，因此各國領(lǐng)導(dǎo)者必然會(huì)采取相應(yīng)措施來對(duì)其進(jìn)行制止。于是，綠色化學(xué)工程和工藝應(yīng)運(yùn)而生。

當(dāng)“綠色”、“節(jié)能”理念滲入到化學(xué)工業(yè)中時(shí)，綠色化學(xué)的設(shè)想內(nèi)容便有了相應(yīng)的改變。在化學(xué)生產(chǎn)中，綠色化學(xué)提倡使用無毒、無害物質(zhì)來進(jìn)性化學(xué)生產(chǎn)，保證化學(xué)生產(chǎn)不再產(chǎn)生廢物和垃圾，保證不再對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。如此來看，綠色化學(xué)工程和工藝作為一種實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的手段，其通過改良化學(xué)生產(chǎn)方法和改進(jìn)化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)減少化工產(chǎn)物對(duì)人類生活和環(huán)境的影響，對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能具有一定的促進(jìn)作用。

2.我國綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)方法

就目前來說，我國在綠色化學(xué)工程與工藝的應(yīng)用開發(fā)上已經(jīng)具有了一定的發(fā)展規(guī)模，所采用的主要方法是，摒棄原有的被動(dòng)、治標(biāo)不治本的治理措施，從化工污染的源頭、化學(xué)反應(yīng)的始端入手，堅(jiān)持零排放、零污染的清潔生產(chǎn)和加工原則，有效防止和控制化學(xué)污染的產(chǎn)生。下面對(duì)現(xiàn)階段，我國綠色化學(xué)工程與工藝中常用的幾種節(jié)能方法加以介紹。

2.1無毒、無害化學(xué)原料的選用

從化學(xué)原料的選擇入手，盡量選擇無毒、無害，并且可進(jìn)行再生利用的化學(xué)原料來進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和制作。較為常見的無害化學(xué)原料有：野生植物、農(nóng)作物等生物質(zhì)。將諸如蘆葦、木屑、樹枝等野生纖維植物以及諸如蔗渣、麥秸、稻草等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物作為原料加工為糠醛以及醇、酮、酸類化學(xué)品，用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生氫氣等，都是綠色原料應(yīng)用的典型例子。

2.2提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

烴類選擇性氧化是一類具有強(qiáng)放熱性的反應(yīng)，石油化工中經(jīng)常會(huì)有這種反應(yīng)，其目的產(chǎn)物不穩(wěn)定，容易進(jìn)一步氧化成H2O和CO2。在各類的催化反應(yīng)中，此反應(yīng)的選擇性最低，有時(shí)有些產(chǎn)品還具有異構(gòu)體形式，為了得到更多的終產(chǎn)物，需要使用那些選擇性高的試劑。為了降低分離產(chǎn)品和純化產(chǎn)品的難度，需要提高反應(yīng)的選擇性，這樣可以降低成本，節(jié)約資源，減少環(huán)境污染。

2.3采用無毒無害的化學(xué)催化劑

目前，約90%以上的化學(xué)反應(yīng)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)必須采用，催化劑提高其反應(yīng)速率。開發(fā)新型高效、無毒無害的催化劑是綠色化學(xué)工藝的方向之一。國內(nèi)外都在研發(fā)新的烷基化固相催化劑。

3.綠色化學(xué)工程與工藝在化學(xué)工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用

基于綠色化學(xué)工程與工藝下的化工產(chǎn)品的大量的使用，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了我國的化學(xué)工業(yè)節(jié)能，就目前而言，綠色化學(xué)工程與工藝在國內(nèi)已經(jīng)得到應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個(gè)：

3.1清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

清潔生產(chǎn)技術(shù)也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術(shù)，比如先進(jìn)的脫硝和脫硫技術(shù)；城市垃圾的無害化處理技術(shù)；生活垃圾制沼氣技術(shù)；高效清潔的煤氣化技術(shù)；利用風(fēng)能、太陽能等自然能發(fā)電技術(shù)等等，這些都利用了清潔生產(chǎn)的技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)包括的范圍很廣，主要有以下幾種技術(shù)：生物工程技術(shù)，這其中有細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等等；輻射加工技術(shù)，如離子束、射線和中子束等在常溫常壓下就可以引起一些需要在高溫高壓下才能進(jìn)行的反應(yīng)；綠色催化技術(shù)，這里有多種催化劑，比如分子篩催化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑等；超臨界流體技術(shù)，這里有超臨界H2O和超臨界CO2，都能阻燃并且無毒。清潔生產(chǎn)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)品清潔無毒，不管是對(duì)環(huán)境還是對(duì)人體都是安全的。

3.2結(jié)合生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)領(lǐng)域包括有細(xì)胞、基因、微生物和酶等的技術(shù)范疇。它在化工領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面，化學(xué)仿生學(xué)和生物化工。生物酶在生物體內(nèi)作為一種催化劑具有高效性和專一性，廣泛參與到生物合成的各個(gè)過程。而在化學(xué)仿生學(xué)中主要是膜化學(xué)這一領(lǐng)域使用到生物技術(shù)。

綠色化學(xué)工程與工藝部分采用了生物技術(shù)，使可再生資源合成化學(xué)品。早期的有機(jī)化合物原料多數(shù)直接來源于動(dòng)植物，之后才發(fā)展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學(xué)工程與工藝中，催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業(yè)酶。酶與一般的化學(xué)催化劑相比，具有無污染、反應(yīng)條件溫和產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。比如制備丙烯酰胺，使用的是丙烯腈，換用酶催化后，能耗大幅度降低，反應(yīng)完全且無副產(chǎn)物。

3.3生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

發(fā)展綠色化學(xué)工程與工藝，其目的是生產(chǎn)出環(huán)境友好型產(chǎn)品。在生活中有許多實(shí)例，比如尋找替代品來替代氟利昂，這樣可以保護(hù)大氣的臭氧層；使用可降解的塑料制品；無磷洗衣粉、清潔汽油等等。因?yàn)閭鹘y(tǒng)汽油柴油給大氣帶來了嚴(yán)重污染，近年來國內(nèi)外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他無污染燃料，大大減少汽車尾氣造成的污染。又如在山東推行的用二甲醚來做汽車用的燃料，二甲醚既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，這具有很好的發(fā)展前景。巴西在生物能源的開發(fā)上取得一定成就，如使用乙醇汽油，利用甘蔗產(chǎn)酒精，酒精燃料已經(jīng)取代了接近一半的汽油消費(fèi)。另外還有H2和CO2在太陽能和電解質(zhì)存在的條件下合成乙醇這一新工藝，生產(chǎn)過程和產(chǎn)品均對(duì)環(huán)境友好。

4.結(jié)束語

總之，綠色化學(xué)工程與工藝采用無毒害的溶劑、原料、催化劑等，選擇無污染、低耗、節(jié)能的化學(xué)工藝過程，應(yīng)用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與環(huán)境相容，產(chǎn)品和生態(tài)友好。開發(fā)和應(yīng)用綠色化學(xué)工藝，已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù)，是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

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