鄧長友(江漢大學化學與環(huán)境工程學院,湖北 武漢 430000)
隨著經(jīng)濟水平和科技水平的發(fā)展提高,人們的生活水平越來越好,能夠利用的資源越來越多,生活環(huán)境卻越來越差。很多城市,尤其是工業(yè)城市和大都市,經(jīng)?;\罩在霧霾之中,影響并困擾著人們的正常生活。相比于輕工業(yè)城市,重工業(yè)城市的污染問題更為嚴重,造成這一問題出現(xiàn)的一個重要原因,是化工企業(yè)無節(jié)制的廢氣排放。為了應對這類情況,全球的大企業(yè)都開始重視對綠色化學工業(yè)的研究,力求探索出一條工業(yè)技術優(yōu)化之路,用研究出的綠色化學工業(yè)項目來控制化學物質對環(huán)境的污染和危害?!熬G色”代表安全無害,綠色化學是對人類和環(huán)境無害的化學,即清潔化學,其通過改變化學物質或化學過程的內(nèi)在本質來降低或消除危害化學性危害。開發(fā)和運用綠色化學工藝,將資源、能源充分加以利用,將人類的生活環(huán)境危害降到最小,最大限度提高所能獲取的經(jīng)濟效益,是社會可持續(xù)發(fā)展應遵循的理念。
目前綠色化學工藝主要從三個方面進行研發(fā):原子化學經(jīng)濟、改善催化劑類型包括研發(fā)與催化劑對應的化學工藝反應、保證原材料的反應[1]。
化學反應中,對反應物中的原子百分之百利用,使其完全轉化為生成物,是綠色化學工藝應當首要研發(fā)的反應類型,使加成反應等一些反應沒有雜物生成,要通過對反應中催化劑的改善,來確保反應的高效、節(jié)能。
反應中產(chǎn)生的一些不穩(wěn)定中間體容易被進一步氧化,如石化企業(yè)常見的烴類選擇性氧化反應,這一類反應要依照不同烴類氧化反應類型來選擇載氧條件好、性能高的新型催化劑,并根據(jù)其反應特性研發(fā)相應的反應工藝。
一定程度上,原料的性質決定生產(chǎn)的過程與方法,化學反應中首要的任務就是選取原料。綠色化學工藝要求使用無毒害的原料,以減少反應造成的毒害污染。如果要從根本上解決能源問題,可以利用一些再生能源降低和避免因環(huán)境污染帶來的危害。
想要讓化學工藝的研發(fā)達到綠色環(huán)保的效果,可以選擇清潔工藝。設計有利于環(huán)境的化學反應途徑,形成“物質-能量”循環(huán)體系利用無毒害原料,利用先進的低消耗工藝流程,避免反應中廢棄物的出現(xiàn)[2]。
綠色化學工藝還未普遍應用于大規(guī)模化工生產(chǎn),在這個狀況下進一步推廣清潔生產(chǎn)的應用,推動綠色化學工藝十分必要。
廣義上的生物技術包括細胞技術、基因技術、酶技術、微生物技術等。生物技術主要應用于生物仿生學和生物化工。生物酶催化劑選擇性好、效率高,在生物合成中有很好的應用前景。最早的有機物生產(chǎn)以動植物為原料,后來廣泛利用礦物資源為原料,現(xiàn)在開始使用生物質原料,逐步減少化學物質對環(huán)境造成的危害。將酶作為催化劑取代化學催化劑,反應條件溫和,對環(huán)境無化學污染,生產(chǎn)出的產(chǎn)品相對優(yōu)良。
綠色化學工藝追求清潔、環(huán)保,清潔的生產(chǎn)技術指的是無毒、無害、無廢技術。清潔無害的煤氣化技術、先進的脫硫技術、生物質制取沼氣技術、利用新能源發(fā)電技術,都是清潔的生產(chǎn)技術的典型?,F(xiàn)代清潔的生產(chǎn)技術還包括等離子技術、綠色催化技術、生物工程技術等,在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中使用清潔的生產(chǎn)技術,能夠生產(chǎn)出清潔產(chǎn)品,并能夠減少甚至消除生產(chǎn)過程對環(huán)境的危害[3]。
隨著智能材料廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn),綠色化學工藝模式有了進一步發(fā)展。目前比較新穎的技術,是通過在線化學生產(chǎn)檢測,合理協(xié)調化學生產(chǎn)過程和工藝控制,進一步確保反應過程中參與反應的物質安全性,能夠更好地處理意外情況。增強公眾環(huán)保意識,降低生活垃圾和工業(yè)廢品的排放,也是需要重點注意的問題。
綠色化學工藝的運用主要在清潔的生產(chǎn)技術的使用和農(nóng)業(yè)技術運用兩方面。典型的清潔能源生產(chǎn)模式,能夠方便再生產(chǎn)減少資源浪費和環(huán)境污染;農(nóng)業(yè)上可以通過生物固氮技術增加農(nóng)作物所需氮元素,減少工業(yè)合成氨的使用從而減少污染。未來在這些領域綠色化學工藝應有更好的開發(fā)和運用空間。
現(xiàn)代社會中的人們越來越重視環(huán)境保護,綠色化學工藝的開發(fā)與運用,為人類有效解決環(huán)境問題提供了好的方法。消除化工生產(chǎn)造成的環(huán)境污染,實現(xiàn)工業(yè)三無排放,需要運用先進的生產(chǎn)技術,并采用無毒害的生產(chǎn)原料和催化劑。開發(fā)與運用綠色化學工藝,是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,是社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵所在。
[1]祁新萍.綠色化學工藝的未來發(fā)展分析[J].化工管理,2015,02:220.
[2]任九勝.分析綠色化學工藝的開發(fā)與應用[J].科技致富向導,2013,05:102.
[3]溫泉.綠色化學工藝的開發(fā)與應用[J].化工管理,2014,35:234.