化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)

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摘要：目前，環(huán)境問題得到了人們的廣泛重視，這也就使得化學(xué)工程工藝必須轉(zhuǎn)變發(fā)展方向，創(chuàng)新生產(chǎn)形式與技術(shù)。文章對(duì)化學(xué)工程工藝與綠色化工技術(shù)進(jìn)行概述，并分析綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的開發(fā)與應(yīng)用，希望可以為相關(guān)工作者的研究提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程工藝；綠色化工技術(shù)；開發(fā)

0引言

目前綠色環(huán)保理念已經(jīng)深入人心，人們對(duì)化學(xué)工程工藝提出了更高的要求。因此，必須加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)的開發(fā)與應(yīng)用，降低化工生產(chǎn)給周邊環(huán)境帶來的不良影響，為化學(xué)工程工藝健康發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

1化學(xué)工程工藝與綠色化工技術(shù)概述

1.1化學(xué)工程工藝

化學(xué)工程工藝指當(dāng)今時(shí)代化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)涉及到的領(lǐng)域，通常情況下，在生物工程、制藥工程以及冶金工程中，都存在化學(xué)工程工藝[1]。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，人們樹立起了生態(tài)理念，提出了綠色、環(huán)保等要求，并希望在這一環(huán)保理念的應(yīng)用與創(chuàng)新下，實(shí)現(xiàn)當(dāng)代化學(xué)工程工藝的可持續(xù)發(fā)展。

1.2綠色化工技術(shù)

綠色化工技術(shù)指的就是以綠色化學(xué)為基礎(chǔ)，開發(fā)出從源頭上對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行阻止的化工技術(shù)。在具體的化工生產(chǎn)中，清潔技術(shù)指的就是通過工程技術(shù)及化學(xué)原理的使用，減少或者消除污染環(huán)境的副產(chǎn)品、溶劑、部分產(chǎn)品、催化劑以及有害原料等，從而使整個(gè)生產(chǎn)工藝或者是生產(chǎn)過程滿足綠色化學(xué)的要求，其既包括高新技術(shù)還包括先進(jìn)設(shè)備。綠色化工技術(shù)的主要目的就是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)化工的綠色化，即對(duì)環(huán)境友好化學(xué)反應(yīng)路線與閉路循環(huán)工藝流程進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并生產(chǎn)出綠色的化學(xué)產(chǎn)品，使化工過程與化學(xué)反應(yīng)從根本上降低對(duì)環(huán)境造成的污染，從而使傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)向著綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。近年來，隨著環(huán)境問題的加劇、可持續(xù)發(fā)展的要求，人們對(duì)化學(xué)工程工藝這一破壞生態(tài)環(huán)境的元兇提出了質(zhì)疑。雖然，化學(xué)工程工藝為人們生活環(huán)境的改善提供了物質(zhì)基礎(chǔ)與能源，但其也導(dǎo)致了環(huán)境污染問題與能源匱乏問題的出現(xiàn)。因此，加強(qiáng)對(duì)綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用成為必然選擇。

2化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)的開發(fā)

2.1化學(xué)原料

在綠色化工技術(shù)開發(fā)中，化學(xué)原料發(fā)揮著重要作用，因此，必須對(duì)其進(jìn)行合理選擇。在具體的選擇過程中，研究人員應(yīng)該選擇農(nóng)作物、植物等沒有化學(xué)添加劑、無害、無毒的化學(xué)原料，并堅(jiān)決杜絕含有毒、害的材料。為了提高化工生產(chǎn)的科學(xué)性、合理性與有效性，可以通過對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的研究與運(yùn)用，有效消耗化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中的污染物，并將其轉(zhuǎn)變成可以回收處理的相關(guān)物質(zhì)及水。

2.2催化劑

在具體的化工生產(chǎn)中，在一些情況下必然會(huì)使用到化學(xué)催化劑，以此來加快化學(xué)反應(yīng)的速度。但需要明確的是，大量催化劑的應(yīng)用會(huì)生產(chǎn)出眾多的有害、有毒廢棄物，若將這些廢棄物質(zhì)直接排放到周邊環(huán)境中，那么就會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，在開發(fā)綠色化工技術(shù)時(shí)，必須對(duì)催化劑進(jìn)行合理選擇，盡可能使用無公害、較為安全的催化劑，從而有效減少?gòu)U氣污染物排放給環(huán)境帶來的不良影響。例如，在化學(xué)工程工藝生產(chǎn)中，由于烷基化固相化學(xué)催化劑不會(huì)生產(chǎn)出有毒、有害的物質(zhì)，可以加強(qiáng)對(duì)這一催化劑的推廣與使用，提高催化劑資源的利用率。

2.3深化化學(xué)反應(yīng)

在綠色化工技術(shù)實(shí)際開發(fā)中，除了要合理選擇化學(xué)原料與催化劑，還應(yīng)該深化化學(xué)反應(yīng)選擇，充分利用化學(xué)工程工藝中的生產(chǎn)原料。以石油化學(xué)工程工藝生產(chǎn)為例，在這一生產(chǎn)中，其氧化物經(jīng)常是由烴類物質(zhì)充當(dāng)，雖然可以為化學(xué)反應(yīng)中氧化的出現(xiàn)提供便利，但其會(huì)使氧化反應(yīng)生產(chǎn)出眾多的污染性質(zhì)化學(xué)產(chǎn)物。因此，必須對(duì)化學(xué)工程工藝反應(yīng)選擇進(jìn)行綠色深化，盡最大可能降低污染性質(zhì)化學(xué)物的產(chǎn)生，從而使化學(xué)工程工藝反應(yīng)向著綠色化工的方向進(jìn)行[2]。

3綠色化工技術(shù)在化學(xué)工程工藝中的應(yīng)用

在具體的生產(chǎn)過程中，綠色化工技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在清潔生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境友好型產(chǎn)品以及生物技術(shù)三方面。

3.1清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)屬于相對(duì)技術(shù)，其指的就是通過對(duì)原有生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，將污染物產(chǎn)生量與毒性降低甚至是消除的一種技術(shù)。其主要包括輻射熱加工技術(shù)、臨界流體技術(shù)以及綠色催化技術(shù)等，并且在海水淡化、垃圾處理、甲醇合成、煤氣加工生產(chǎn)、現(xiàn)代印染工程以及冶金工程中有著廣泛使用。同時(shí)，新能源發(fā)電技術(shù)、高效煤氣化技術(shù)以及垃圾沼氣技術(shù)等也在各個(gè)領(lǐng)域得到了推廣。以海水淡化為例，其就是通過清潔化學(xué)方法的使用完成的，其中海水是原材料，而基本產(chǎn)品則是淡水。在生產(chǎn)過程中，清潔生產(chǎn)技術(shù)的使用給周邊環(huán)境帶來的影響是非常小的，具體操作就是在由聚丙烯酸、水解聚馬來酸酐以及羥基乙叉二膦酸等構(gòu)成的阻垢劑中加入羧基端的超支化聚酯，使其形成帶有環(huán)保功效的低磷復(fù)配阻垢劑，并通過靜態(tài)阻垢試驗(yàn)及XRD、SEM等，對(duì)這一阻垢劑的功效進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。綜上所述，海水淡化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，不但沒有出現(xiàn)生態(tài)結(jié)構(gòu)破壞、環(huán)境污染等問題，還產(chǎn)生了一種清潔化學(xué)產(chǎn)品，即氫氧化鎂。

3.2環(huán)境友好型產(chǎn)品

我國(guó)化學(xué)工程工藝在發(fā)展過程中對(duì)環(huán)境造成了一定的破壞，不但阻礙著自身可持續(xù)發(fā)展，還嚴(yán)重危害著人們的健康。目前，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了環(huán)境的重要性，并樹立起了環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，這也就導(dǎo)致了綠色環(huán)保理念的產(chǎn)生，而在這一理念下，環(huán)境友好型產(chǎn)品的出現(xiàn)是必然的。環(huán)境友好型產(chǎn)品也稱為低公害產(chǎn)品或者是環(huán)境無害化產(chǎn)品，其指的就是在整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)對(duì)環(huán)境都比較友好的產(chǎn)品，即在生產(chǎn)、使用以及廢棄處理等環(huán)節(jié)中，該產(chǎn)品始終不會(huì)污染環(huán)境。加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品有利于防范環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，可以有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。以石油為例，在日常生活中，石油有著廣泛的應(yīng)用，但其在燃燒之后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染環(huán)境的氣體。而隨著生活水平的提高，私家車的數(shù)量越來越多，為了有效控制汽油燃燒污染，工作人員通過不斷嘗試與研究，終于開發(fā)出了新型燃料和具有環(huán)保特點(diǎn)的汽油，通過這些燃料的使用，在很大程度上可以降低氣體污染給環(huán)境帶來的不良影響。塑料袋在人們生活中也十分常見，給環(huán)境帶來不良影響。針對(duì)這一問題，在相關(guān)工作人員的努力之下，目前已經(jīng)出現(xiàn)了可降解的塑料袋，也就降低了塑料袋給環(huán)境帶來的危害。

3.3生物技術(shù)

生物技術(shù)在化學(xué)工程工藝中也有著廣泛應(yīng)用，尤其是生物酶技術(shù)。由于生物化學(xué)工程中經(jīng)常會(huì)涉及到細(xì)胞變化、基因變化等內(nèi)容，如果在這一工程工藝中加強(qiáng)對(duì)生物酶技術(shù)的使用，不但可以發(fā)揮這一技術(shù)的催化作用，讓化學(xué)反應(yīng)快速發(fā)生，還不會(huì)導(dǎo)致化學(xué)污染物質(zhì)的出現(xiàn)。例如，在化學(xué)反應(yīng)中，可以將丙烯腈物質(zhì)替換成生物酶，這樣就可以得到純凈度更高的丙烯酰胺物質(zhì)，還能夠在一定程度上避免生產(chǎn)能源中不必要的損耗。同時(shí)，還可以將小麥桿這一農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢物原料當(dāng)作生產(chǎn)原料，并通過生物合成技術(shù)的使用，使其在乳酸生成后形成聚乳酸。這樣，就可以通過對(duì)其的使用制作出生物降解塑料，從而有效解決以往聚乙烯塑料降解困難的問題。另外，還可以通過對(duì)植物纖維資源的利用，以生物技術(shù)方式，對(duì)工業(yè)丙醇物質(zhì)及化學(xué)乙醇等進(jìn)行生產(chǎn)。在實(shí)際的化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，通過生物工程中的基因重組技術(shù)，可以生產(chǎn)出疫苗及多肽藥物，有利于預(yù)防并治療腫瘤類的疾病。生物技術(shù)的運(yùn)用不僅僅是讓微生物進(jìn)行發(fā)酵，還能夠通過對(duì)不同自然界中生物資源的使用，實(shí)現(xiàn)綠色、無污染的化學(xué)工程生產(chǎn)[3]。

4結(jié)語

加強(qiáng)綠色化工技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要工作。因此，必須合理選擇化學(xué)原料與催化劑，并通過清潔生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境友好型產(chǎn)品以及生物技術(shù)的運(yùn)用，減少污染，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，從而促進(jìn)化學(xué)工程工藝更好更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]祝運(yùn).化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)要點(diǎn)分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017,43(12):118.

[2]賴錦杰.化學(xué)工程工藝中綠色化工技術(shù)應(yīng)用的幾點(diǎn)探究[J].化工管理，2017(07):137.

[3]湯霞.化學(xué)工程工藝中的綠色化工技術(shù)之研究[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016,42(07):142+148.

作者：水寒青  單位：中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司