張薈薈

化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)的研究

張薈薈

（江蘇藍(lán)豐生物化工股份有限公司，江蘇 徐州 221400）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在現(xiàn)階段的化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)中，越來越多地使用了綠色形式的化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)。一方面是減少化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重破壞，另一方面是可持續(xù)發(fā)展理念。因此，這兩方面的原因造就了現(xiàn)階段綠色化學(xué)的極大應(yīng)用和普及。在現(xiàn)代社會(huì)中人們對(duì)于保護(hù)環(huán)境的意識(shí)越來越強(qiáng)烈，促使了綠色化學(xué)技術(shù)在化學(xué)工程與工藝當(dāng)中的應(yīng)用。對(duì)化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)于我國化學(xué)事業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

化學(xué)工程；工藝；應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)；研究分析

1 化學(xué)工程與工藝以及綠色化學(xué)技術(shù)

1.1 化學(xué)工程與工藝

化學(xué)工程與工藝指在化工行業(yè)或者需要進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)的行業(yè)中，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用化學(xué)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)。這當(dāng)中涵蓋了食品加工、塑料制造和生產(chǎn)、生物工程等行業(yè)。盡管在這些行業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中化學(xué)作用和物理作用幾乎是同時(shí)產(chǎn)生、共同作用的，但根本的還是依靠化學(xué)技術(shù)作為主要的生產(chǎn)保障。所以在這種情況下，做好化學(xué)工程與工藝的技術(shù)創(chuàng)新和理念發(fā)展，對(duì)于社會(huì)的整體發(fā)展將至關(guān)重要，并且這也是化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)的大體發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 綠色化學(xué)技術(shù)

綠色化學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)是為了降低化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)中造成的環(huán)境破壞，從而提升化學(xué)生產(chǎn)效率，同時(shí)在化學(xué)生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展理念。從化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)造成的環(huán)境污染方面進(jìn)行考慮，現(xiàn)階段的環(huán)境保護(hù)力度與可持續(xù)發(fā)展理念不斷深入，使綠色化學(xué)技術(shù)成為化學(xué)生產(chǎn)的唯一途徑，所以，減少化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量，是綠色化學(xué)技術(shù)追求的具體目標(biāo)。

1.2.1 綠色化學(xué)原料的使用

在傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)，關(guān)鍵的問題在于解決化學(xué)生產(chǎn)過程所使用的有害物質(zhì)，即化學(xué)原料的使用。因此將綠色化學(xué)原料進(jìn)行使用，是體現(xiàn)綠色化學(xué)技術(shù)保護(hù)環(huán)境的重要一點(diǎn)。這當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)無害化的化學(xué)生產(chǎn)過程，從根本上解決傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)當(dāng)中造成的環(huán)境污染和有害物質(zhì)產(chǎn)生。

1.2.2 使用綠色化學(xué)催化劑

催化劑的使用是為了加速化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)的速度。但在傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝中使用的催化劑多數(shù)都會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞和污染，并且還會(huì)造成資源的浪費(fèi)，進(jìn)一步加重了對(duì)環(huán)境的破壞。因此綠色化學(xué)技術(shù)旨在化學(xué)生產(chǎn)當(dāng)中能夠產(chǎn)生較少的有害物質(zhì)，或者對(duì)環(huán)境的破壞和污染程度降到最低。這對(duì)于化學(xué)工程與工藝的發(fā)展至關(guān)重要，并且對(duì)于社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境的保護(hù)也意義重大。所以綠色化學(xué)催化劑的使用能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)化學(xué)生產(chǎn)的無害化和綠色化。

2 綠色化學(xué)技術(shù)的開發(fā)和研究

對(duì)于綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的使用，不僅會(huì)降低傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境造成的破壞和污染，并且還會(huì)進(jìn)一步提升化學(xué)生產(chǎn)的技術(shù)水平。因此對(duì)于綠色化學(xué)技術(shù)的開發(fā)和研究應(yīng)該加快進(jìn)程，提高開發(fā)和研究效率，使綠色化學(xué)技術(shù)能夠盡快完全取代傳統(tǒng)化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，從而為保護(hù)環(huán)境、減少環(huán)境污染、推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出基本貢獻(xiàn)。

2.1 化工原材料選用

當(dāng)前的化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)企業(yè)在使用綠色化學(xué)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，通過對(duì)化學(xué)生產(chǎn)原材料的研究，了解到實(shí)際的生產(chǎn)過程與化學(xué)生產(chǎn)工藝之間存在著必要的聯(lián)系，并且對(duì)于綠色的生產(chǎn)技術(shù)能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生更小破壞和污染的現(xiàn)象也很明確。因此在化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)的相關(guān)企業(yè)當(dāng)中，如果選用清潔能力較高、獲取過程復(fù)雜的原材料，勢(shì)必會(huì)造成產(chǎn)品的成本增加，這就會(huì)使化學(xué)企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品在銷售的過程中提高售價(jià)，明顯不利于化工行業(yè)的發(fā)展。所以企業(yè)在選用生產(chǎn)原材料時(shí)，要保證其符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念，同時(shí)也要符合企業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展形式。企業(yè)應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)形式的生產(chǎn)過程，選擇無毒、無害的原材料進(jìn)行生產(chǎn)，并且在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的污染零排放?，F(xiàn)階段中國化工行業(yè)在部分生產(chǎn)過程中，選用的原材料基本包含樹木、秸稈等天然植物纖維，結(jié)合綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，能夠生產(chǎn)出醇等化工原料，還能夠利用生物技術(shù)生產(chǎn)出氫氣和其他氣體。

2.2 化工催化劑的選用

化學(xué)工程與工藝中必須要使用的催化劑，不僅能夠提升化學(xué)工程與工藝的生產(chǎn)效率，更能簡化生產(chǎn)過程，從而節(jié)省生產(chǎn)成本。但在使用的多數(shù)催化劑中，都會(huì)不同程度對(duì)環(huán)境造成破壞和污染，并且有毒物質(zhì)還會(huì)在生產(chǎn)過程當(dāng)中不斷排放。所以現(xiàn)階段綠色化學(xué)技術(shù)的開發(fā)和研究中，重點(diǎn)在對(duì)無害化催化劑的研究。研究的主要目的是在滿足化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)的效率同時(shí)，降低污染物對(duì)環(huán)境的破壞。因此在選用催化劑時(shí)，要選用污染能力相對(duì)較低的催化劑，以此推動(dòng)化學(xué)技術(shù)向著綠色化方向發(fā)展。

2.3 化工生產(chǎn)過程

在綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)和研究中，應(yīng)該最大限度提升化學(xué)生產(chǎn)過程的選擇性，以此使化學(xué)生成物的提取能夠?qū)崿F(xiàn)高效、便捷和快速，并且在對(duì)環(huán)境造成的污染和破壞方面，程度能夠降到最低。與此同時(shí)，能夠降低化工生產(chǎn)過程的成本投入，從而提升化工生產(chǎn)過程的整體效率。例如在石油化工生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中，會(huì)選用烴類選擇性氧化物，于是在化工生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)氧化反應(yīng)，容易對(duì)生成物產(chǎn)生較大的破壞和影響。所以在化工生產(chǎn)過程中，應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)破壞生成物的現(xiàn)象，從而提升綠色化學(xué)生產(chǎn)工藝的技術(shù)水平，減少對(duì)環(huán)境的破壞和污染。

3 化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)的具體措施

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，加之人們對(duì)保護(hù)環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，尤其在化工生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，生產(chǎn)過程造成的環(huán)境破壞和產(chǎn)生的環(huán)境污染物，越來越被人們所重視，從而綠色化學(xué)技術(shù)被逐漸應(yīng)用到化學(xué)工程與工藝當(dāng)中。傳統(tǒng)形式的化工生產(chǎn)已經(jīng)被綠色化學(xué)技術(shù)逐漸取代。所謂的綠色化學(xué)技術(shù)，指在化學(xué)生產(chǎn)過程中使用的催化劑、原材料等，所提取的化學(xué)合成物以及廢棄物，能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生更少的破壞，或者采用新型的化工生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物，保障化工生產(chǎn)效率的同時(shí)，推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

3.1 綠色生物技術(shù)的應(yīng)用

在化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中使用的催化劑等，會(huì)不同程度對(duì)環(huán)境造成破壞。隨著綠色生物技術(shù)的進(jìn)步，借助細(xì)胞、分子等微生物的生態(tài)特性，能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的催化效果和高效的催化過程。例如化工生產(chǎn)當(dāng)中對(duì)酶的使用，但是在傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝的生產(chǎn)中使用的工業(yè)酶，會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞和影響，所以在綠色化學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，倡導(dǎo)使用生物酶代替工業(yè)酶。生物酶本身具有的安全、溫和以及環(huán)保等特點(diǎn)，在降低化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成污染和破壞的同時(shí)，保障化工生產(chǎn)效率。因此在生物酶等綠色催化劑的使用當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

3.2 綠色清潔化學(xué)技術(shù)

為了降低化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)當(dāng)中產(chǎn)生的廢棄物和污染物對(duì)環(huán)境造成的破壞，應(yīng)該積極利用綠色清潔化學(xué)技術(shù)。其實(shí)際的應(yīng)用能夠?qū)⒒どa(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物控制在可接受的范圍內(nèi)，可保護(hù)環(huán)境，降低污染物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的破壞和影響。比如現(xiàn)階段化工行業(yè)進(jìn)行的海水淡化處理，就是利用清潔化學(xué)技術(shù)將海水進(jìn)行淡化，從而供社會(huì)使用。在海水淡化和使用的整個(gè)過程中，對(duì)于環(huán)境的破壞和影響很小，并且海水淡化轉(zhuǎn)換時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一定量的氫氧化鎂，這種物質(zhì)也屬于清潔類型的化學(xué)材料，如果進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行加工和使用，也能夠進(jìn)一步擴(kuò)大綠色化學(xué)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍。

3.3 化工生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的綠色技術(shù)應(yīng)用

3.3.1 化工生產(chǎn)供熱系統(tǒng)改進(jìn)

在化學(xué)工程與工藝的生產(chǎn)當(dāng)中，傳統(tǒng)形式的供熱系統(tǒng)改進(jìn)是將單線的供熱系統(tǒng)進(jìn)行重新調(diào)整，滿足不同設(shè)備之間的供熱需求，而避免單線供熱造成的設(shè)備間供熱需求不一致，而產(chǎn)生能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。在這當(dāng)中，主要是利用聯(lián)合形式的供熱系統(tǒng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行供熱，從而在滿足不同設(shè)備的供熱需求同時(shí)，保證能源的充分利用。

3.3.2 變頻電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用

在化學(xué)工程與工藝的生產(chǎn)過程中，使用的多數(shù)是固定頻率的電動(dòng)機(jī)，這就使得化工生產(chǎn)容易產(chǎn)生過多的電能消耗。所以體現(xiàn)在變頻電動(dòng)機(jī)應(yīng)用方面的綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)就是采用變頻電動(dòng)機(jī)對(duì)化工生產(chǎn)提供動(dòng)力保障，以此可以使生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中所需不同程度的動(dòng)力都能夠得到滿足，而不是一律固定頻率動(dòng)力供給。

3.3.3 化工生產(chǎn)廢棄物的再利用

在化學(xué)工程與工藝的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物，盡管在利用綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)之后，廢棄物的數(shù)量減少、對(duì)環(huán)境破壞的程度得到緩解，但實(shí)際存在的少量廢棄物還能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生威脅。所以化工生產(chǎn)的廢棄物再利用，對(duì)于化工生產(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步至關(guān)重要。應(yīng)該對(duì)其中產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行回收和再利用，這樣做不僅能夠提高化工材料的利用效率，并且能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的。

4 總結(jié)

總而言之，在化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)，是現(xiàn)階段社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念的必經(jīng)之路，也是提升化工行業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。并與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要目標(biāo)，推動(dòng)中國社會(huì)化工行業(yè)向著更高技術(shù)水平的方向發(fā)展。

［1］王強(qiáng).化學(xué)工程與工藝中應(yīng)用綠色化學(xué)技術(shù)的研究［J］.科技資訊，2018，16（4）：103-104.

［2］倪倩.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［J］.當(dāng)代化工研究，2017（9）：10-11.

TQ02

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.067

2095－6835（2019）13－0153－02

張薈薈（1985—），男，江蘇新沂人，本科，助理工程師，從事生產(chǎn)工藝管理工作。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕