試論綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用

陳一釩 王冬冶 劉婉欣

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們在科技大潮中享受著物質(zhì)回報的同時，也在不斷的向生態(tài)環(huán)境試壓，嚴重的環(huán)境污染問題隨之而來。如今綠色環(huán)保理念的提倡，使社會各個領(lǐng)域開始注重對資源的有效利用率、生產(chǎn)過程中的三廢情況等，綠色化學(xué)工藝技術(shù)在此背景下被開發(fā)出來，已經(jīng)成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)新的發(fā)展方向與趨勢。本文針對綠色化學(xué)工程與工藝的開發(fā)與應(yīng)用進行了深入的探討，以促進綠色化學(xué)工藝發(fā)展的同時，提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；化學(xué)工藝；開發(fā)；應(yīng)用

一、綠色化學(xué)工藝的開發(fā)

1992 年，聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展大會召開，由此“綠色科技”的理念得到提出，關(guān)注環(huán)境治理的源頭，從源頭上對污染進行治理。當前，我國的環(huán)境污染治理方式一直采用的都是治標不治本的方式，沒能從根本上解決污染問題的來源。如此一來，不僅治理成本高，而且還出現(xiàn)了反復(fù)治理問題，費時費力。而綠色化學(xué)工藝的開發(fā)則采用的是無毒無害的催化劑、溶劑和原料，目標是生成過程的零排放和清潔生產(chǎn)。因此，有必要就綠色化學(xué)工藝的開發(fā)進行深入的探討，當前綠色化學(xué)工藝的開發(fā)主要包括：

1.采用無毒害的生產(chǎn)原料

企業(yè)在生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的過程中，首先應(yīng)該做好的就是對生產(chǎn)原料的選擇。這是因為生產(chǎn)原料不同，相應(yīng)的生產(chǎn)方法與流程也會有所不同。綠色化學(xué)工藝則要求在生產(chǎn)過程中使用無毒無害的原料，即使在必須要使用化學(xué)物質(zhì)的情況下，也要采取措施將危害降到最低。為在根源上消除環(huán)境污染，在生產(chǎn)過程中綠色化學(xué)工藝應(yīng)采用的是那些如野生植物或農(nóng)作物等可再生的原料?？梢赃x擇將農(nóng)副產(chǎn)品中的廢棄物，如麥秸、木屑等加工成醇、酮和酸一類的化學(xué)物，選擇將糖類作物用來生產(chǎn)乳酸或乙酞丙酸，選擇生物質(zhì)氣化來制造氫氣等，這都是色化學(xué)工藝中通過綠色原料的開發(fā)來進行生產(chǎn)的典型例子。

2.采用無毒害的催化劑

目前的化學(xué)生產(chǎn)中，90%以上的化學(xué)反應(yīng)都需要在催化劑的作用下來提高反應(yīng)速率， 因此在綠色化學(xué)工藝的開發(fā)過程中對無毒害、新型高效綠色催化劑的開發(fā)也是一個關(guān)鍵的研究方向與課題。丁烯烷與異烯烷基化生產(chǎn)工業(yè)異辛烷屬于“原子經(jīng)濟”反應(yīng)，但在反應(yīng)過程中使用的是氫氟酸或硫酸這樣的對設(shè)備具有強烈腐蝕性危害的催化劑，而且生產(chǎn)后的廢液很難進行恰當?shù)奶幚恚謺M一步污染環(huán)境。當前，國內(nèi)外的很多機構(gòu)都在研發(fā)新型的烷基催化劑，開發(fā)出腐蝕性低、能耗低、污染小的催化劑，也是綠色化學(xué)工藝的重要努力方向。

3.提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性

在石油化工行業(yè)中有許多強放熱類的反應(yīng)，而且其目的產(chǎn)物一般又是一些不穩(wěn)定的容易被反應(yīng)氧化的中間體，因此這類催化劑就成為了催化劑中選擇性最低的類型。另外，還有一些產(chǎn)品的組成方式是異構(gòu)體的，因此為有效的將原材料加工轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品，在過程中就需要加入選擇性較高的催化劑，對這種催化劑的開發(fā)不僅能夠降低生產(chǎn)成本、節(jié)約資源，更重要的是能減少其對環(huán)境的不良影響，綠色化學(xué)工藝注重的是不同氧化反應(yīng)和不同反應(yīng)特點的催化劑的開發(fā)。

二、綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用

在目前大規(guī)模的化工生產(chǎn)中，綠色化學(xué)工藝還未得到較為普遍的應(yīng)用，因此，有必要就清潔的生產(chǎn)方法進行進一步的推廣與應(yīng)用，以推動綠色化學(xué)工藝的發(fā)展。有關(guān)綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用主要有以下幾個方面：

1.生物技術(shù)

從廣義上來說，生物技術(shù)包括了基因、細胞、酶以及微生物技術(shù)等。在應(yīng)用方面，生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要在生物化工和化學(xué)仿生學(xué)方面。生物在某些領(lǐng)域正在逐步代替石油、天然氣等不可再生能源。生物技術(shù)中所進行的化學(xué)反應(yīng)，大多數(shù)都是利用自然界中找到的酶或者是工業(yè)生產(chǎn)的酶作為催化劑。這種利用酶作為催化劑取代化學(xué)催化劑的方法，具有對環(huán)境無化學(xué)污染、反應(yīng)的條件溫和以及生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性質(zhì)相對優(yōu)良等特點。

2.清潔生產(chǎn)技術(shù)

即無廢、無害、無毒技術(shù)，這種技術(shù)也有著相當廣泛的應(yīng)用，例如利用風(fēng)能、太陽能等自然界的資源來發(fā)電，利用生物質(zhì)來制取沼氣等這類典型的清潔生產(chǎn)技術(shù)。清潔技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠生產(chǎn)出無公害的清潔產(chǎn)品， 而且生產(chǎn)過程也較為綠色、環(huán)保。

3.環(huán)境友好產(chǎn)品的生產(chǎn)

這是綠色化學(xué)工藝開發(fā)的最終目的，目前環(huán)境友好產(chǎn)品已有很多實例。例如無磷洗衣粉、保護臭氧層的氟利昂替代品等。目前世界上已能生產(chǎn)的環(huán)境友好產(chǎn)品，涵蓋了有機、無機、精細化工及高分子等各種類別。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著人民生活水平的提高和質(zhì)量的改善，社會對環(huán)境保護意識也得到增強，綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與運用，不僅能夠有效的促進環(huán)境問題的解決，而且也有利于化學(xué)工藝的自身發(fā)展。消除化學(xué)生產(chǎn)中所帶來的環(huán)境問題，需要的不僅僅是先進的技術(shù)，同時生產(chǎn)原料與催化劑也要無毒害。綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與運用，是現(xiàn)代社會發(fā)展所要求的必然趨勢， 也是實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

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作者簡介：

陳一釩（1996.05—），男，籍貫：遼寧，學(xué)校：遼東學(xué)院，專業(yè)：化學(xué)工程與工藝。