化工工程中綠色化工技術的應用

[ 作者簡介 ]

趙明全，男，遼寧建平人，國家能源集團煤焦化公司西來峰分公司甲醇廠，本科，研究方向：化工工程。

[ 摘要 ]

近年來，經(jīng)濟快速發(fā)展，社會不斷進步，在對大自然的持續(xù)發(fā)掘中，人類也在關注著對環(huán)境所造成的巨大破壞，開始采取預防措施保護環(huán)境。傳統(tǒng)化學工業(yè)技術在給人們生活帶來便利的同時，對大自然所造成的損害也是巨大的。所以，努力發(fā)展綠色化工技術是緩解環(huán)境污染問題最行之有效的辦法之一。

[ 關鍵詞 ]

化工工程；綠色化工；技術；應用

中圖分類號：TQ0

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.16.065

步入21世紀以來，環(huán)境問題受到的關注度日益提升，堅持節(jié)能環(huán)保的工作理念并積極地開展環(huán)境保護有關的工作是現(xiàn)代社會的必然要求。提高化學工藝的環(huán)保性有助于改善人們的生活環(huán)境，穩(wěn)定社會的發(fā)展，為保護生態(tài)系統(tǒng)提供助力。作為眾多行業(yè)發(fā)展中采用的重要工藝手段，化學工程對國家產(chǎn)業(yè)升級的貢獻不言而喻，也是當前我國經(jīng)濟轉型必須具備的前提條件。對綠色化工技術的現(xiàn)代化推進，能有效抑制化工行業(yè)對環(huán)境的污染，更好地實現(xiàn)保護環(huán)境與綠色技術的有效統(tǒng)一。

1 ? ?綠色化工技術的概念

化工生產(chǎn)過程會涉及到大量的化工產(chǎn)品、化工生產(chǎn)原材料、化工溶劑、化工廢物、催化劑等，這些物品如果處理不當，就會對生態(tài)環(huán)境造成破壞，對人民的生命健康產(chǎn)生嚴重的影響。綠色化工技術就是針對化工相關的危害性物質進行控制，通過轉變危害化學物質的性質推進廢棄材料的循環(huán)使用，提高化工材料的循環(huán)利用率，降低生態(tài)環(huán)境的污染，推進化工生產(chǎn)工藝的發(fā)展與改革的一門技術?；ば袠I(yè)以往的加工技術對環(huán)境造成了嚴重的破壞，危害了周邊群眾的身體健康，嚴重干擾了生態(tài)平衡，因此深入研究綠色化工技術是非常有必要的?；て髽I(yè)針對環(huán)境污染問題，在日常生產(chǎn)過程中必須大力引進綠色化工技術，降低污染，緩解對環(huán)境造成的影響。此外，采用該技術還可以實現(xiàn)工藝的優(yōu)化，加強生產(chǎn)質量的同時又保護了環(huán)境，能夠確保自身實現(xiàn)長遠的良性發(fā)展。然而該技術發(fā)展的還不夠成熟，在實踐運用過程中不可避免地出現(xiàn)不足之處。例如該技術的設計環(huán)節(jié)，為了降低工業(yè)污染程度就必須減少能源消耗，在對此進行設計的過程中就會延長生產(chǎn)時間，嚴重時還會對產(chǎn)品質量形成制約。因此，該技術需要結合化工企業(yè)現(xiàn)狀，在對當?shù)氐沫h(huán)境狀況等進行充分了解的基礎上合理引用，最大限度地減少化工廢物，避免產(chǎn)生污染問題的同時確保產(chǎn)品質量，確保資源得到充分利用。此外，還要制訂科學的成本管理機制，減少成本投入，以實現(xiàn)效益最大化，推動企業(yè)長遠發(fā)展。

2 ? ?化工工程中綠色化工技術的應用

2.1 ?綠色潔凈的生產(chǎn)技術

綠色潔凈化工技術是沒有毒氣污染、沒有大量垃圾污染的潔凈工程技術。這種潔凈技術有很多種類型，如綠色催化、輻射及熱加工等，都可被稱為生物潔凈技術。同時，這種技術在印染產(chǎn)業(yè)等行業(yè)廢棄物的處置方面也取得了很好的經(jīng)驗與運用。還有清潔的燃氣技術、小麥秸稈利用等原料，生產(chǎn)沼氣、潮汐能技術、風力發(fā)電設備、太陽能發(fā)電設備等，這些都是通過使用自然可循環(huán)再利用資源來實現(xiàn)的清潔技術。作為一個沒有自然公害且溫度較高、最重要的新型潔凈能源，利用風能發(fā)電也是十分環(huán)保的清潔技術。利用風力發(fā)電技術也就是把風的電能轉換為能源，由于其所產(chǎn)生的能源量是巨大的，所以現(xiàn)在許多發(fā)達國家也都對風能發(fā)電技術更加關注。潮汐發(fā)電是通過海水的潮起潮落而轉換的能源，是一個既潔凈又無污染的資源。在淡水資源匱乏日益嚴重的情況下，人類開始對海洋開展水資源研究，利用海水淡化技術來獲取淡水資源。

2.2 ?加強對生物技術的應用

科學技術的進步和持續(xù)更新為現(xiàn)代生物技術研發(fā)工作創(chuàng)造了前提條件，并使生物技術可以更好地服務現(xiàn)實社會。對一些微生物、酶以及細胞應用生物技術，可以最大限度地滿足化學仿生學以及生物化工的具體要求。其中，酶技術和膜化學的應用程度最高。借助現(xiàn)代生物技術能有效促進資源循環(huán)利用，將廢物轉化成化學生產(chǎn)必需的物質，提高化學物質的利用效率。生物酶技術可以在化學物質內(nèi)部產(chǎn)生非常好的催化效果，其自身的轉移性以及高效性也非常明顯，可以為很多生物化工融合工作創(chuàng)造良好的條件。在應用生物技術中的酶時，主要提取動植物的有機化合物，以往通常在煤炭以及石油中提取類似的物質，而提取動植物的有機化合物能借助溫和的反應，對環(huán)境的污染較小，產(chǎn)物性能也較好，對自然界中的酶加以有效利用，可以更好地促進化學工業(yè)生產(chǎn)的順利展開。膜化學技術也是化學仿生學中的重要組成部分，這項技術可以在多種化學工程中使用。當前，在綠色化工領域，對再生物質的多次利用以及使其變成化學品的研究持續(xù)進行，也是生物技術的重要體現(xiàn)。在采用綠色化學工藝開展相關化學工程工作的過程中，需要準備好丙烯酰胺，應盡量選擇自然界中的酶來代替丙烯腈，促進丙烯酰胺催化融合，減少能源與資源的消耗，有利于保護環(huán)境。

2.3 ?生產(chǎn)環(huán)境友好型化工產(chǎn)品

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中提到了在新時期我們不能僅注重眼前的經(jīng)濟效益，更要注重生態(tài)環(huán)境未來的發(fā)展。生態(tài)環(huán)境作為人類日常生活的基礎，一旦遭受破壞，就會對人類的生存產(chǎn)生威脅。經(jīng)濟水平的提升使得人們越來越重視環(huán)境污染的治理。人類未來的一切生產(chǎn)活動都應該在環(huán)境保護的基礎上開展。因此，化工生產(chǎn)的過程中也越來越重視環(huán)境友好型產(chǎn)品的研發(fā)。環(huán)境友好型產(chǎn)品的構成種類比較多，不僅是常見的綠色環(huán)保節(jié)能設備，還有新型無污染建筑材料、低毒性涂料等。綠色化工技術的應用推進了環(huán)境友好型產(chǎn)品的發(fā)展，能夠控制能源總量的消耗，使資源浪費問題降低，有效控制環(huán)境的污染。環(huán)境友好型化工產(chǎn)品，不僅體現(xiàn)在產(chǎn)品方面，在燃料、原料等方面也能有所體現(xiàn)。以汽油的生產(chǎn)為例，油氣資源的緊缺導致了汽油價格不斷上漲，燃油車對生態(tài)環(huán)境也造成了巨大的破壞，因此車企與化工企業(yè)開始尋求更加優(yōu)質的汽油替代物，如乙醇、電能等新型綠色環(huán)保燃料的出現(xiàn)，是環(huán)境友好型產(chǎn)品的具現(xiàn)化體現(xiàn)?？山到馑芰弦彩墙陙砼d起的一種新型環(huán)境友好型產(chǎn)品。隨著我國禁塑令的逐漸落實，可降解塑料的研發(fā)速度也得到了加速。可降解塑料，根據(jù)其特性可以分為光降解塑料、生物破壞性塑料、與生物可降解塑料。生物可降解塑料能夠替代聚乙烯、聚丙烯，減少白色污染。涂料也是重要的化工產(chǎn)品之一，常見的涂料有溶劑型涂料、水性涂料等。溶劑型涂料雖然有著較高的黏度與流展性，具備著方便貯藏等優(yōu)點，但是溶劑型涂料含有的大量揮發(fā)性有機化合物、殺菌劑、有機顏料，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成嚴重的破壞。高固含量溶劑型涂料（HSSC）是在普通溶劑型涂料基礎上發(fā)展而成的一種新型涂料，其降低了有機溶劑的用量，優(yōu)化了涂裝工藝與生產(chǎn)方法，提高了固體組分，近年來得到了廣泛的應用。水基涂料是一種成本與危險性都比較低的涂料，但是水基涂料的水汽化焓高，容易受到相對濕度的影響，耐水性較差，還有許多方面還可以加以優(yōu)化。溶體無溶劑涂料與粉末涂料也是綠色涂料發(fā)展的產(chǎn)物，在普通刷涂與噴涂工藝中應用較多。其中，粉末涂料有著較多的優(yōu)勢，在未來將成為綠色涂料發(fā)展的重要趨勢之一。

2.4 ?廢棄物回收再利用

對于化工工業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展來說，化學反應有著一定的差異性，相關人員一定要切實觀察具體的化學反應，并對化學反應的數(shù)據(jù)進行詳細的記錄，仔細觀察廢水中產(chǎn)生雜質的相關內(nèi)容以及廢氣和殘渣的數(shù)據(jù)資料，化工企業(yè)需要針對這些廢棄的殘渣進行分類處理，并進行仔細的分析與研究。許多廢棄物是可以回收再利用的，將其回收利用之后不僅能夠減少企業(yè)在生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟投入，也能夠減少生產(chǎn)對于環(huán)境所造成的破壞。化工企業(yè)應該響應國家的號召，嚴格按照節(jié)能損耗的綠色生產(chǎn)原則進行生產(chǎn)和發(fā)展，發(fā)展過程中所涉及一些價值較低的廢棄物應該即時處理，盡可能降低生產(chǎn)過程中對于生態(tài)環(huán)境的破壞和影響。

2.5 ?催化技術

作為化學反應工藝生產(chǎn)的技術基石，催化劑可以幫助將許多理想的化學反應生產(chǎn)工藝轉化成現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)使用。相對于傳統(tǒng)的工業(yè)催化劑技術來說，現(xiàn)今的化學催化劑技術通過選擇更加綠色環(huán)保的提煉方式，不僅降低了成本，也增加了原材料利用率，而且還沒有形成過大規(guī)模的工業(yè)廢棄物，從而對環(huán)境污染具有了一定的防護效果。在生物催化劑技術中大量使用了固體催化劑，例如雜多酸、分子篩催化劑等，替代了以往的某些有害液體催化劑，在工業(yè)生產(chǎn)過程中也極大地降低了工業(yè)廢氣、垃圾等的排放量。因此，需要進一步加強對無毒害化學催化劑的研究力度，合理管控好廢水的排放量，使之與國家有關規(guī)范和要求高度一致，并著重注意對廢水的循環(huán)利用，大幅提高資源的利用率。選用大孔徑分子篩用作生物化學反應生成過程中的主要催化劑，在可移動或固態(tài)燃料中大量應用了催化劑點燃法，在一定層面上可對綠色生物友好型環(huán)境的建立產(chǎn)生促進作用。

2.6 ?優(yōu)化綠色化工生產(chǎn)流程與環(huán)境

綠色化工技術對推進化工生產(chǎn)流程的優(yōu)化有著重要的意義。在新時期，化工企業(yè)在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過程中應意識到經(jīng)濟效益與產(chǎn)量的所占權重已經(jīng)有所傾斜。優(yōu)質的化工企業(yè)不僅要帶來好的經(jīng)濟效益，有著客觀的產(chǎn)量，而且要推動綠色化工技術的進步，引領化工行業(yè)環(huán)保技術的發(fā)展。因此，綠色化工技術在新時期化工生產(chǎn)中占據(jù)著重要的地位。以熱量的消耗為例，大部分化工產(chǎn)業(yè)對于熱量的需求是比較高的。大部分化工企業(yè)為了節(jié)約成本、減少流程，采用的都是單一的供熱設備與方式，雖然滿足了化工企業(yè)生產(chǎn)的需求，但是也造成了資源的浪費、熱量的流失。化工企業(yè)應該根據(jù)自身的需求輸出熱量，豐富加熱設備的種類和類型，避免熱量在生產(chǎn)和傳輸過程中的浪費現(xiàn)象。除此之外，利用變頻電機等設備降低化工生產(chǎn)過程中的能耗，減少電力資源的損耗，也能夠有效降低對環(huán)境的污染。隨著近年來國際能源危機問題變得愈發(fā)嚴重，因資源緊缺導致的原材料上漲等現(xiàn)象已經(jīng)越來越普遍。綠色化工技術的應用迫在眉睫，廣大化工企業(yè)在新時期必須重視綠色化工技術的應用，提高材料的利用效率，實現(xiàn)資源的可回收利用。綠色化工技術不僅能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，還能為企業(yè)帶來良好的社會效益，推進企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，需引起我們的重視。

2.7 ?改善和優(yōu)化化工流程

要想更好地達到綠色節(jié)能、推進化工加工整體水平的目標，必須對化工流程進行優(yōu)化改善，運用好各種材料的特性，在化工各項生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)更好地發(fā)揮綠色化工技術的優(yōu)勢。相關人員應該對一些環(huán)境污染嚴重的化工流程加以改進，在效率和環(huán)保方面作出取舍，在不過度影響成本的前提下，對一些化工流程進行適應化改進，強化綠色化工技術在化學工程中的應用。

3 ? ?結束語

綠色環(huán)保化學技術是一種嶄新的技術概念，與當前時代的可持續(xù)發(fā)展理念相適應。把對環(huán)境友好的傳統(tǒng)化學工藝技術運用到化學工業(yè)制造過程中，能夠降低對傳統(tǒng)化學工藝技術所造成的環(huán)境污染與經(jīng)濟損失，并提供全新的替代燃料。而這種綠色環(huán)境能源運用在化學反應中，特性更為突出，反應條件也更為溫和，不僅創(chuàng)造了環(huán)境生態(tài)價值與社會效益，還創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。但綠色化學工藝技術還有很大的發(fā)展領域與空間，仍有待進一步深入研究與探討。當前，化學工業(yè)公司應該全面地將綠色化工技術開發(fā)中的環(huán)保要求加以綜合考慮，全面發(fā)揮化學工業(yè)公司的技術開發(fā)條件與經(jīng)濟性，確保主要化學成分的合理利用，使綠色生產(chǎn)技術滲透到主要化學產(chǎn)品中，從而強化對自然與生態(tài)環(huán)境的有效防護。

參考文獻

[1]趙磊.綠色化工技術在化學工程工藝中的應用研究[J].科技成果縱橫，2020（3）：1.

[2]高明江.綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用研究[J].化工設計通訊，2017（1）：35，76.

[3]李學龍.綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用研究[J].工程技術（文摘版）·建筑，2017（9）：246.

[4]孫維維，蘇振明，王鵬，等.綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用研究[J].化工管理，2019（10）：213-214.

[5]毛麗.綠色化工技術在化學工程與工藝中的應用研究[J].百科論壇電子雜志，2019（3）：292.