綠色化工技術(shù)的發(fā)展趨勢

明利鵬

【摘 要】本文通過綠色化工技術(shù)的概念及其在我國的發(fā)展?fàn)顟B(tài)、綠色化工可持續(xù)發(fā)展的必要性和必然性、當(dāng)前綠色化工技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用分析以及綠色化工可持續(xù)發(fā)展的方向進(jìn)行簡要分析。

【關(guān)鍵詞】綠色化工；技術(shù)；發(fā)展趨勢

一、綠色化工技術(shù)的概念及其在我國的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

1、綠色化工技術(shù)的概念分析

綠色化工技術(shù)，主要指的是運(yùn)用化學(xué)原理、工程技術(shù)來降低甚至是消除化工生產(chǎn)過程中所造成環(huán)境污染的有害原材料、溶劑、催化劑以及其它副產(chǎn)品等，其根本目的是將原料中的每一分子都轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢棄物零排放，且生產(chǎn)出與環(huán)境友好共處的化工產(chǎn)品。可以說，綠色化工技術(shù)也是當(dāng)前化工企業(yè)摒棄粗放生產(chǎn)模式，實(shí)現(xiàn)“資源—產(chǎn)品—再生資源”的循環(huán)物質(zhì)流動模式的核心所在，當(dāng)然這也是綠色化工所追求的核心所在。

2、我國發(fā)展綠色化工技術(shù)的狀態(tài)分析

制藥、石化以及造紙、釀造、印刷等行業(yè)在滾動修訂“九五”發(fā)展規(guī)劃時，就已經(jīng)開始逐步將綠色化學(xué)及技術(shù)的內(nèi)容補(bǔ)充進(jìn)了規(guī)劃中，并且國家相關(guān)部門也專門安排了針對性的科研工作。比如說，中國石化總公司聯(lián)合國家自然科學(xué)基金委員會開展的“環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程”這一重大研究項(xiàng)目，就是很好的將研究與技術(shù)創(chuàng)新、企業(yè)應(yīng)用很好的結(jié)合在一起。這也表明了近年來我國開始將綠色化工及技術(shù)的發(fā)展提上新的日程，并在不斷加快其發(fā)展的步伐。

二、綠色化工可持續(xù)發(fā)展的必要性和必然性

化工業(yè)污染一直以來是環(huán)境污染的主要?dú)⑹郑陙黻P(guān)于化工業(yè)污染造成的危害頻頻發(fā)生，引起了大多數(shù)人的關(guān)注和重視。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，很多化工企業(yè)也逐漸意識到若想要求得可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該合理權(quán)衡化工業(yè)自身發(fā)展、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)保等多方面需求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種生態(tài)、環(huán)保、健康的綠色產(chǎn)品。污染實(shí)際上是一種資源浪費(fèi)，因?yàn)榭赡苓@種污染會破壞社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等發(fā)展，而且化工污染一般會嚴(yán)重污染土壤、大氣、水源等，這樣不僅會破壞人類共同的生存環(huán)境，同時也不利于化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。很多西方發(fā)達(dá)國家很早之前就有這樣的覺悟，因此在經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中非常重視環(huán)保工作，甚至將環(huán)保作為一項(xiàng)基本國策，很多污染環(huán)境的項(xiàng)目都被禁止。這也說明，綠色化工發(fā)展的必要性和重要性。所謂可持續(xù)發(fā)展，其實(shí)也就是指持續(xù)循環(huán)利用資源，以環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展為核心。想要使資源得到可持續(xù)利用的關(guān)鍵在于開源節(jié)源，盡可能提高資源的有效利用率，使資源能夠充分轉(zhuǎn)化，減少浪費(fèi)。而綠色化工主要是通過將設(shè)備進(jìn)行改革、創(chuàng)新，進(jìn)一步提高工藝水平，從而減少污染，這種方式不僅可以使資源實(shí)現(xiàn)有效利用，減少原材料應(yīng)用，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，同時也可以達(dá)到環(huán)保的目的。隨著社會、科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們越來越認(rèn)可綠色化工技術(shù)，也認(rèn)識到綠色化工是解決環(huán)境、經(jīng)濟(jì)矛盾的有力切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)綠色化工的可持續(xù)發(fā)展不僅可以確?；ぎa(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，同時也有利于經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境的共同發(fā)展。

三、當(dāng)前綠色化工技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用分析

1、原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)的新發(fā)展原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)是在人們對化學(xué)資源與環(huán)境間的關(guān)系不斷分析與研究中產(chǎn)生的，其實(shí)質(zhì)是將傳統(tǒng)的化工技術(shù)生產(chǎn)的路徑由“先污染、后治理”轉(zhuǎn)向“從源頭上消除污染”，因此說，這項(xiàng)技術(shù)得到了各界人士的廣泛關(guān)注與研究，當(dāng)前已經(jīng)發(fā)展成為全球化學(xué)科研的前沿領(lǐng)域之一。我國自然科學(xué)基金委員會和中科院也針對此項(xiàng)技術(shù)開展了一系列的咨詢活動，并將其納入了我國重大科研計(jì)劃當(dāng)中，與此同時各大院校也紛紛組建了綠色化工技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，這對于推動國內(nèi)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)的發(fā)展是非常有利的。

2、分子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

科學(xué)選擇化學(xué)反應(yīng)途徑，這才是我們從源頭上控制污染的主要舉措，當(dāng)然這需要我們考慮理論產(chǎn)出率并同時考慮原材料利用率上存在一定的差異。如果說，原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)是確保原子轉(zhuǎn)化率高達(dá)100%，從而避免產(chǎn)生廢物和副產(chǎn)物，那么分子設(shè)計(jì)技術(shù)則是利用當(dāng)前非常流行的分子合成路線等軟件來輔助綠色化工生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)，從鑒別不同生產(chǎn)流程所產(chǎn)生的污染物著手，來確定一條最為綠色環(huán)保的生產(chǎn)路線，從而確保生產(chǎn)的節(jié)能化、綠色化，也可以說這是對化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行的一種改善。

3、綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

綠色化學(xué)技術(shù)可以說當(dāng)前世界化工領(lǐng)域正在大力推動的一項(xiàng)技術(shù)體系，而各類化工產(chǎn)品生產(chǎn)商也從綠色化學(xué)技術(shù)中獲得了較好的商機(jī)和收益。當(dāng)前，除了企業(yè)和科研領(lǐng)域是推動綠色化學(xué)技術(shù)的源動力之外，越來越嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)和進(jìn)出口商品標(biāo)準(zhǔn)也正在成為推動其發(fā)展的外在動力。比如說，歐盟制定的REACH（Registration，Evaluation，AuthorizationandRestrictionofChemicals；化學(xué)品注冊、評估、許可和限制）法規(guī)，其根本的宗旨在于防止有害污染物的生產(chǎn)與使用，也正因?yàn)榇?，其促進(jìn)了綠色化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品的使用。

4.生物化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要消耗大量石油等不可再生資源，同時其產(chǎn)生的廢氣、廢渣等還會對環(huán)境產(chǎn)生較大的危害。而從大多數(shù)天然生物原料的性質(zhì)上來看，很多可以和環(huán)境達(dá)到相互融合的狀態(tài)，這些原料也開始被納入到綠色化工生產(chǎn)領(lǐng)域鐘來。比如說木質(zhì)纖維、天然樹脂、淀粉等，由于這些物品最主要的成分為糖類聚合物，因此在破碎后可以直接用作化工原料，只需經(jīng)過酶類催化或者是發(fā)酵等反應(yīng)，就可生產(chǎn)出綠色、節(jié)能、環(huán)保的化工產(chǎn)品。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在產(chǎn)銅化工中得到了應(yīng)用，并且效果比較理想。

四、綠色化工可持續(xù)發(fā)展的方向

1、利用分子設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品的創(chuàng)新

想要從根本上預(yù)防化工污染，將化工污染扼殺在搖籃中，就應(yīng)該采用比較合理的化學(xué)合成技術(shù)和方式。在化學(xué)合成過程中，不僅應(yīng)考慮理論產(chǎn)率，同時應(yīng)考慮將原料分子中的原子轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的比率，也即是原子利用率。最為理想的情況應(yīng)該是指原子轉(zhuǎn)化率為100%，將原材料中的原子能夠完全，不帶有任何廢物或者副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)零廢物排放，這種理念可以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。目前很多國外發(fā)達(dá)國家的化工產(chǎn)品有很多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)，我們可以將這一標(biāo)準(zhǔn)作為評價(jià)化工生產(chǎn)對環(huán)境影響的標(biāo)準(zhǔn)。其次，綠色化工生產(chǎn)中，應(yīng)采用Syngen、Lhasa、Cameo等國際流行的分子理論合成路線軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，這樣可以將生產(chǎn)流程中的污染物準(zhǔn)確鑒別出來，從而選擇一種最理想、最環(huán)保的合成路線，盡量減少有害反應(yīng)物及副產(chǎn)物。而且利用這些軟件可以準(zhǔn)確估算成本，預(yù)測產(chǎn)品的潛在危險(xiǎn)，使生產(chǎn)工藝進(jìn)一步提高。

2、采用生物化工方法以及可再生資源進(jìn)行綠色化工產(chǎn)品的生產(chǎn)

實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，采用生物化工方法以及可再生資源進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)是一種重要途徑。因?yàn)?，目前我國化工生產(chǎn)中采用的化學(xué)物品有95%是石油，這些石化產(chǎn)品的降解難度非常大，因此以石油作為生產(chǎn)原材料會造成很大環(huán)境污染。而且石油是一種不可再生資源，開采一點(diǎn)會少一點(diǎn)，總會有用完的一天，因此化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需要開發(fā)可再生資源作為生產(chǎn)原材料。天然生物原料具有其自身獨(dú)特的屬性，可以和環(huán)境很好的融合，因此現(xiàn)代綠色化工生產(chǎn)中非常重視天然生物原料，目前，這種天然生物原料已經(jīng)是綠色化工生產(chǎn)的首選。淀粉、木質(zhì)纖維素是地球上數(shù)量最多的兩種可再生資源，這兩種原料都存在糖類聚合物，如果破碎這些糖類聚合物成為單體可以作為化工原料，然后在適宜的條件低下經(jīng)過生物酶催化或者細(xì)菌發(fā)酵，即可生產(chǎn)出綠色化工產(chǎn)品，不僅具有生物降解性，也沒有污染，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的。

結(jié)束語

總的來說，隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，化工產(chǎn)業(yè)也將進(jìn)入多學(xué)科技術(shù)綜合利用的發(fā)展軌道中，屆時生化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及物理、化學(xué)技術(shù)等相互融合與碰撞，勢必會產(chǎn)生諸多新的綠色化工技術(shù)，相信未來綠色化工技術(shù)也會朝著復(fù)雜化、多元化、專業(yè)化的方向大幅度挺進(jìn)。在此，也希望更多的專業(yè)研究人員和業(yè)內(nèi)從業(yè)人士積極的投身到這項(xiàng)課題的研討中來，為促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展而不懈努力。

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