任九勝

【摘 要】伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代人們享受到了經(jīng)濟(jì)大潮帶來(lái)的物質(zhì)回報(bào)，但是，同時(shí)也面臨著新的更重要的問(wèn)題，那就是環(huán)境污染問(wèn)題，環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì)普遍關(guān)注的話題，已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)共同探究的亟待解決的一大全球性災(zāi)難問(wèn)題，化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題更是不容忽視，如何研發(fā)與啟動(dòng)新的綠色工藝，減少環(huán)境污染，已經(jīng)成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的新方向、新趨勢(shì)。本文針對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)討論，分析了綠色化學(xué)工藝的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué)工藝；開(kāi)發(fā)；應(yīng)用

最近一段時(shí)間以來(lái)，很多大城市都籠罩在霧霾的世界里，空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降，能見(jiàn)度差，甚至對(duì)人們的日常出行與交通車輛的正常通行都帶來(lái)了不同程度的影響，造成這種現(xiàn)象的一個(gè)重要原因就是化工企業(yè)的廢氣排放，面對(duì)這樣的形勢(shì)，綠色化學(xué)成為各大企業(yè)正在研究的項(xiàng)目，通過(guò)發(fā)展與優(yōu)化化學(xué)工藝，改善化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的內(nèi)在屬性來(lái)控制其產(chǎn)生的危害，實(shí)現(xiàn)對(duì)人類健康，社會(huì)安定的維護(hù)是化工發(fā)展的大勢(shì)所趨，綠色化學(xué)工藝已經(jīng)成為眾多企業(yè)研發(fā)的對(duì)象。

1.綠色化學(xué)工藝的研發(fā)

自從上個(gè)世紀(jì)，國(guó)際組織就已經(jīng)提出了“綠色科技”的概念，其內(nèi)涵表現(xiàn)為：要對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行控制，在源頭上免除生產(chǎn)帶來(lái)的污染，傳統(tǒng)化學(xué)工藝無(wú)法從根本上改善污染，污染仍然處于一個(gè)慘痛的境地。然而，綠色化學(xué)工藝體現(xiàn)為綠色生產(chǎn)、無(wú)廢物排放，這才是控制化工污染的最根本的方法。最佳的綠色化學(xué)工藝就是使用無(wú)毒害作用的反映材料與催化劑，追求原子經(jīng)濟(jì)，也就是說(shuō)在反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)額外的廢物產(chǎn)品，達(dá)到反應(yīng)原料的充分利用。

第一，研制“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)。這一反應(yīng)最早起于20世紀(jì)90年代，主要內(nèi)容為：化學(xué)反應(yīng)中的一切原子都變化成生產(chǎn)物，達(dá)到反應(yīng)物中原子的百分百利用，其實(shí)，原子經(jīng)濟(jì)與反應(yīng)類別有關(guān)系，一些反應(yīng)就沒(méi)有雜物的產(chǎn)生，例如：加成反應(yīng)。一切反應(yīng)物質(zhì)都會(huì)被利用。原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是綠色化學(xué)工藝首要研發(fā)的反應(yīng)類型，要改善反應(yīng)中的催化劑，這樣才能確保反應(yīng)的節(jié)能、高效。

第二，確保反應(yīng)的選擇性。在石化產(chǎn)業(yè)中會(huì)經(jīng)常選用烴類選擇性氧化反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的中間體，他們?nèi)菀妆贿M(jìn)一步氧化，所以，這一類反應(yīng)不會(huì)用作催化劑，最新的研究表明：不僅要依照各種烴類氧化反應(yīng)類型來(lái)選取性能高，載氧能力好的新型催化劑，還要依照催化劑的反映特征，研發(fā)出對(duì)應(yīng)的反應(yīng)工藝。

例如：苯乙烯最廣泛用的工藝為：乙苯脫氫，一些企業(yè)已經(jīng)研發(fā)了丁二烯作為原料的苯乙烯工藝來(lái)替代乙苯工藝，其內(nèi)部的中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率為90%，采用的催化劑能夠把內(nèi)部的體驗(yàn)轉(zhuǎn)化為苯乙烯單位的選擇性大于92%，另有一些海外企業(yè)所研制甲苯歧化工藝，也是利用了最新的硅改性催化劑，其中的選擇性也達(dá)到了98%以上。

第三，利用無(wú)毒害的原料。在化學(xué)反應(yīng)中首要的選取原料，原料的性質(zhì)就在一定程度上決定了生產(chǎn)過(guò)程與方法。綠色化學(xué)工藝的一個(gè)要求就是杜絕使用毒害的原料，而是選擇化學(xué)物質(zhì)充當(dāng)原料，國(guó)際知名企業(yè)研制了用二乙醇胺做原料，在催化脫氫的作用下生成氨基二乙酸鈉，這一最新工藝大大改善了曾經(jīng)的利用甲醛、鹽酸—作為原料的二步合成工藝，減少了毒害。

要想從根本上免除環(huán)境污染，可以利用能夠再生的自然材料例如：野生植物作為化學(xué)原料，以及一些農(nóng)業(yè)廢物，如：秸稈、稻草等進(jìn)行反應(yīng)成為酸、醇等化學(xué)物質(zhì)。將糖類植物轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸，對(duì)谷物進(jìn)行開(kāi)發(fā)獲得葡萄糖。

例如：以往的乙二酸是用苯作為原料生產(chǎn)的，苯對(duì)人體的傷害極大，改為葡萄糖后，在通過(guò)微生物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，極大地提高了反應(yīng)的綠化效果，減少了毒害物質(zhì)的出現(xiàn)。

第四，利用清潔工藝?；瘜W(xué)工藝的研發(fā)要想達(dá)到綠色環(huán)保的效果，就需要選擇情節(jié)工藝，要優(yōu)先設(shè)計(jì)出能夠有利于環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)途徑，形成物質(zhì)與能量的循環(huán)體系，在具體的生產(chǎn)中，不但要利用無(wú)毒害、無(wú)污染的原料，而且還要盡量利用高端、先進(jìn)、低消耗的工藝流程，而且也要盡量避免廢棄物的出現(xiàn)。

2.綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用

2.1生物技術(shù)的應(yīng)用

與化學(xué)工業(yè)不同，生物技術(shù)中涵蓋了基因、微生物等方面的科學(xué)技術(shù)，為了提高化工生產(chǎn)的綠化效果，近年來(lái)，生物技術(shù)被大量利用在化工生產(chǎn)中，因?yàn)樯锩缸鳛榇呋瘎┚哂懈咝?、選擇性好的優(yōu)勢(shì)特征。將生物技術(shù)利用在化學(xué)合成中，可以說(shuō)是綠色化學(xué)工藝發(fā)展的一大趨勢(shì)。

早期的化工合成都的利用生物自然資源，經(jīng)過(guò)發(fā)展煤、石油等礦物成為了化學(xué)生產(chǎn)的原料，但是這些礦物資源是不可再生的，要想有效節(jié)省能源，達(dá)到環(huán)保的效果就要減少對(duì)這些礦物資源的利用，而是要回歸到酶時(shí)代，繼續(xù)利用酶來(lái)作為催化劑。

2.2綠色生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

綠色技術(shù)主要體現(xiàn)為清潔生產(chǎn)，它的特點(diǎn)是沒(méi)有毒害作用，沒(méi)有廢物的產(chǎn)生，常見(jiàn)的綠色生產(chǎn)技術(shù)體現(xiàn)為：煤氣化技術(shù)、脫硫或者脫碳技術(shù)，城市垃圾無(wú)害處理等技術(shù)，以及太陽(yáng)能技術(shù)、沼氣等綠色節(jié)能技術(shù)。

常見(jiàn)的綠色節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)主要有：生物工程技術(shù)，其中的細(xì)胞、基因工程等工程技術(shù)。輻射加工技術(shù)，例如：離子束—他們的特征就是在一定的溫度與壓力下能夠引起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)需高溫與高壓的苛刻條件。

2.3生產(chǎn)綠色產(chǎn)品

綠色化學(xué)工藝?yán)玫慕K極目標(biāo)為：制造一些對(duì)環(huán)境有利的產(chǎn)品，其中的典型代表為：能夠取代氟氯昂的化學(xué)產(chǎn)品，減少對(duì)臭氧層的破壞，不含有磷的洗滌用品，不含鉛的化妝品，燃油代替品能夠控制對(duì)汽車對(duì)污染氣體的排放，可以利用價(jià)格低廉、質(zhì)量較好的二甲醚來(lái)代替汽油，來(lái)減少城市汽車污染物的排放，各個(gè)化工企業(yè)要盡量生產(chǎn)那些能夠達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，來(lái)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)。

當(dāng)今世界上，已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)了一系列的環(huán)境產(chǎn)品，其中已經(jīng)包括：高分子、有機(jī)以及精細(xì)化工等多種產(chǎn)品，例如：生物生產(chǎn)干擾素、費(fèi)事催化技術(shù)合成醛、醇等產(chǎn)品都取得了良好的環(huán)保效果。

3.總結(jié)

要想有效降低化工污染對(duì)環(huán)境的破壞，達(dá)到?jīng)]有公害的綠色生產(chǎn)的目的，就要盡量選取一些節(jié)約資源，耗能低的化工工藝，以及一些無(wú)毒害作用的原材料，利用綠色環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)，不斷提高生產(chǎn)工藝。

【參考文獻(xiàn)】

[1]仲祟立.綠色化學(xué)導(dǎo)論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版杜，2000：3-5，31-60，109-123.

[2]粱紅濤主編.最新化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)與化工產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)手輯[S].鑷聲音像出版社，2004，52-61，1522-1532.

[3]陳五平，方文驥，俞裕國(guó).無(wú)機(jī)化工工藝學(xué)[M]（上冊(cè)）.第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，139-145.

[4]國(guó)家發(fā)改委外事司.巴西南非替代能源發(fā)展之路[J].中國(guó)經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2006，（19）：49.

[5]王艷.微生物遺傳學(xué)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響[J].科技與企業(yè)，2006，（10）：158.

[6]鐘學(xué)明.ZHONG Xue-ming硝酸鈰銨綠色化學(xué)工藝與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比[J].江西化工，2005（3）.