綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)的促進作用

郭璐　張浩

摘 要：隨著先進工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對綠色化學(xué)已經(jīng)有了一定程度的認識，所以對化工原材料的利用、節(jié)能和環(huán)保的性能要求越來越高。在化學(xué)工業(yè)中，通過采用科學(xué)的方法對化工原材料、過程催化劑、溶劑、試劑及產(chǎn)品等進行改善，不但有效地解決了化工生產(chǎn)過程中三廢對生態(tài)環(huán)境的污染，還提高了化工原材料的資源利用率，文章從綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)的促進作用進行深入分析研究。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)工程與工藝；化學(xué)工業(yè)；化工生產(chǎn)

前言

在19世紀初，化學(xué)工業(yè)就已經(jīng)形成了隸屬于資金和知識密集型的行業(yè)。隨著信息和技術(shù)的飛速發(fā)展，化學(xué)工業(yè)由最初只能生產(chǎn)少數(shù)無機產(chǎn)品和有機產(chǎn)品的行業(yè)，漸漸地發(fā)展成一個能有效利用天然資源、規(guī)模龐大、多行業(yè)、高產(chǎn)量的一大工業(yè)門類。化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與人類生活息息相關(guān)，化工生產(chǎn)過程同時也給人們的生活環(huán)境帶來了巨大的影響，當(dāng)下解決化工生產(chǎn)過程所帶來的環(huán)境問題和能源消耗問題迫在眉睫，綠色化學(xué)化工也應(yīng)運而生。近年來，提出的綠色化學(xué)化工在化工生產(chǎn)過程中采用環(huán)保與資源可持續(xù)發(fā)展的理念，降低了原料的成本，減少了廢棄物的排放等不良影響。

1 綠色化學(xué)化工

1.1 概念

綠色化學(xué)又稱為環(huán)境無害化學(xué)，是利用化學(xué)來防止污染的一門科學(xué)。其研究的目的是通過利用一系列的原理與方法來降低或除去化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生，使化學(xué)產(chǎn)品或過程的設(shè)計更加環(huán)?；?。綠色化學(xué)包括所有可以降低對人類健康產(chǎn)生負面影響的化學(xué)方法和技術(shù)，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的無害化工過程，被稱為綠色化工[1]。

1.2 基本原則

綠色化學(xué)化工在世界范圍內(nèi)的原則相對一體，主要涵蓋下列幾方面。

（1）在反應(yīng)過程的源頭上減少甚至根除廢棄物的產(chǎn)生，而不是在廢棄物產(chǎn)生之后再對其進行凈化處理。

（2）產(chǎn)品進行設(shè)計時，盡量做到原料利用率最大化。

（3）產(chǎn)品進行分析時，在考慮生產(chǎn)效率的同時使原料和產(chǎn)品的毒性降低。

（4）對于析出劑和溶劑等輔助物，盡量少用或選擇使用無害產(chǎn)品。

（5）減少生產(chǎn)過程中能量的損耗及其對環(huán)境的影響。

（6）除了考慮經(jīng)濟和技術(shù)的因素，生產(chǎn)原料盡量選擇可回收的加工原料。

（7）盡量避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)生不必要的化學(xué)衍生物。

（8）所選的催化劑應(yīng)更符合化學(xué)計量。

（9）危險物產(chǎn)生之前進行檢測并控制。

2 綠色化學(xué)工程與工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝在處理有毒污染物方面的滯后性較強，其一般方法是在污染物產(chǎn)生后才采取措施對其進行處理，不但沒有做到對污染物進行根除，還提高了處理成本及時間。20世紀末期，人們開始留意到可以通過化學(xué)方式減少化學(xué)污染，這種方式很快在西方國家推廣起來，美國1990年污染防治法案的頒布開始了綠色化學(xué)化工的研究。此外，歐盟和日本等國家也都非常重視綠色化學(xué)化工的發(fā)展，并采取各種形式來推動無污染化學(xué)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。中國也十分重視這一行業(yè)動態(tài)，1995年確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》院士咨詢課題，1997年召開了“可持續(xù)發(fā)展問題對于科學(xué)的挑戰(zhàn)及綠色化學(xué)”研討會，積極推動相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。

2.1 采用綠色能源

化工生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)原料對生產(chǎn)過程和工藝有一定的影響。綠色化學(xué)化工采用無毒無害的原料，在開車階段防止了廢棄物的產(chǎn)生，而不是傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝中在廢棄物產(chǎn)生之后再進行處理。原料的是否可再生成為綠色化學(xué)工程與工藝的重點研發(fā)項目，選取類似自然物質(zhì)這一類可再生且無污染的化工原料是綠色化學(xué)工程與工藝的首要步驟。

2.2 提高反應(yīng)選擇性

化學(xué)反應(yīng)是化工生產(chǎn)過程中的重要組成之一，原料由反應(yīng)得到產(chǎn)物，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量則可通過合理選擇反應(yīng)途徑實現(xiàn)。化學(xué)反應(yīng)的影響因素有很多，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)條件、反應(yīng)時間等。例如氧化反應(yīng)大多會產(chǎn)生大量的熱，那么原料會因受熱發(fā)生變質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量降低，產(chǎn)率也減少。

3 綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進作用

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)在《清潔生產(chǎn)促進法》[3]第二條中的定義為：“本法所稱清潔生產(chǎn)，是指不斷采取改進設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等從源頭削減的措施，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害?！痹诨どa(chǎn)中，清潔生產(chǎn)技術(shù)是脫硝和脫硫技術(shù)的重要組成部分，也在其他領(lǐng)域中有一定的發(fā)展。

3.2 生物技術(shù)

迄今，生物技術(shù)在化工中應(yīng)用的主要形式為借助于酶反應(yīng)進行化學(xué)品的合成，通過微生物的發(fā)酵方法制取有機化合物以及用微生物處理工業(yè)廢水[4]。在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中，生物技術(shù)在化工中的重點研發(fā)目標(biāo)在于研發(fā)出種類繁多、具有更高活性和選擇性的酶。

4 結(jié)束語

綠色化學(xué)工程與工藝在化工生產(chǎn)的源頭上采用無毒無害的化工原料，減少污染物的產(chǎn)生，也減少了后續(xù)的處理過程，縮短工藝過程。它的發(fā)展對當(dāng)今社會有著極大的意義，實現(xiàn)了人與自然和諧共處，同時也是建設(shè)環(huán)境友好型社會不可缺少的一項技術(shù)。

參考文獻

[1]綠色化學(xué)與化工[J].化工文摘，2001：7.

[2]陳曉隆.綠色化學(xué)化工的現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（3）：282.

[3]全國人大常委會.中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進法[M].北京：法律出版社，2002.

[4]楊偉.生物技術(shù)在現(xiàn)代化工中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代化工，1987，7（6）：25-29.