綠色理念催生綠色化工技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

＊宋 丹

（天津生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 天津 300462）

引言

綠色化工是近幾年來化學(xué)技術(shù)的主要研究方向，化工生產(chǎn)能夠用自然的資源轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)中所需要的各種不同材料，這樣能夠最大化減少化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染排放，又能使得資源利用最大化?！翱沙掷m(xù)發(fā)展”的理念在近年來越來越深入人們的腦海中，綠色化工技術(shù)顯得尤為重要。它既能給人們帶來必要的化工化學(xué)生產(chǎn)，又能體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保理念，同時(shí)為人們帶來了無限的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本文對(duì)綠色理念催生的綠色化工技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用展開了一系列的討論。

1.綠色化工的定義

綠色化工技術(shù)指在化工的源頭上通過綠色環(huán)保的理念，實(shí)施資源化、廢物循環(huán)利用以及源消減，使得優(yōu)化生產(chǎn)的過程，大大降低了成本的消耗，同時(shí)減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢棄或?qū)θ松眢w有害的污染物，以及對(duì)生態(tài)環(huán)境有污染的有害物質(zhì)。目前，由于綠色化工技術(shù)的迅速發(fā)展，治理污染從“先污染后治理”變成了“要從源頭治理污染”。綠色化工技術(shù)以綠色化學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，開發(fā)出對(duì)環(huán)境友好型工藝技術(shù)，從源頭上最大化的減少因化學(xué)污染而產(chǎn)生了對(duì)自然環(huán)境的污染。隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念的深入，綠色化工技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)化工化學(xué)產(chǎn)業(yè)的首要選擇，國(guó)家大力支持綠色化工技術(shù)的發(fā)展，投入資金，提倡綠色環(huán)保的化工技術(shù)，在我國(guó)的市場(chǎng)上也大量出現(xiàn)了以綠色化工為基礎(chǔ)的化學(xué)原料。這種綠色化工技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品，將原料中各原子轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生廢棄污染物，實(shí)現(xiàn)了排放零污染，最終生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境友好型化工產(chǎn)品，這就是綠色化工技術(shù)中最為關(guān)鍵的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)讓化工生產(chǎn)真正實(shí)現(xiàn)了零污染排放，并且在生產(chǎn)中不需要使用化工中的有害物質(zhì)，如有毒溶劑或者催化劑等。

2.綠色化工技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展?fàn)顩r分析

（1）原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)。隨著綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念的逐漸深入，節(jié)能和環(huán)保是傳統(tǒng)化工行業(yè)能夠繼續(xù)發(fā)展下去的首要條件。因此，經(jīng)過對(duì)化學(xué)資源與環(huán)境間共同的關(guān)系的研究分析，產(chǎn)生了原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)這一綠色化工技術(shù)。托羅斯特教授1991年就已經(jīng)在美國(guó)提出了這一概念，但在當(dāng)時(shí)并沒有人重視。原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)是近幾年來才逐漸被人們所認(rèn)知并深入研究的。經(jīng)過多年來的飛速發(fā)展，原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)走在了化學(xué)科學(xué)研究的最前沿，也推動(dòng)了化工化學(xué)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在這項(xiàng)綠色化工技術(shù)產(chǎn)生之前，治理化工生產(chǎn)的污染的方法是“先污染后治理”，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染日益加重，從而引發(fā)了一系列的自然環(huán)境變化。隨著原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)生，化工生產(chǎn)污染的治理也轉(zhuǎn)變成了“從源頭上治理”的方法。由于此方法能夠更好的治理由化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染，所以這一項(xiàng)技術(shù)受到了全球各國(guó)的廣泛關(guān)注。它是綠色化工技術(shù)中重要的方面，在原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)中的研究與應(yīng)用也逐年增加。同時(shí)，原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)技術(shù)也作為美國(guó)化工領(lǐng)域?qū)?1世紀(jì)化工發(fā)展的重要發(fā)展方向之一。他們還設(shè)置了“綠色化工挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，此獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給對(duì)綠色化工領(lǐng)域有著研發(fā)成果的人員，以此來激勵(lì)他們。除了美國(guó)，各國(guó)都在原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)這一項(xiàng)技術(shù)中鉆研。我國(guó)將原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)等有關(guān)綠色化工技術(shù)納入進(jìn)了我國(guó)重大科學(xué)計(jì)劃中，同時(shí)，我國(guó)的自然科學(xué)基金委員會(huì)、中科院等相關(guān)研究機(jī)構(gòu)也對(duì)此項(xiàng)技術(shù)開展了有關(guān)技術(shù)問題咨詢的一系列活動(dòng)，各大院校也加入了綠色化工計(jì)劃的研究，我國(guó)的這些舉措更進(jìn)一步的推動(dòng)了我國(guó)對(duì)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)等的綠色化工技術(shù)。

（2）綠色化學(xué)技術(shù)。綠色化學(xué)技術(shù)，或者可以被稱為可持續(xù)發(fā)展技術(shù)，它占據(jù)了全球各個(gè)國(guó)家的化工化學(xué)產(chǎn)業(yè)研究中的最大領(lǐng)域。目前世界各個(gè)化工企業(yè)都發(fā)現(xiàn)了其中潛藏著不小的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)效益，因此，國(guó)家必須制定有關(guān)環(huán)境的法律法規(guī)，這樣才能加快綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)防范一些不法分子對(duì)那些不易被察覺到的有害物質(zhì)再次使用。歐盟就推出了一款主要針對(duì)化學(xué)品的法規(guī)，“REACH法規(guī)”，即在化學(xué)品的注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)等方面上給予一定的限制，來防止一些不法分子對(duì)這些污染物的排放以及使用。綠色化工技術(shù)關(guān)于可再生資源的產(chǎn)品使用需求也在逐漸擴(kuò)大，各大化工企業(yè)將綠色化工技術(shù)作為研發(fā)的重要方面，不斷地進(jìn)行新產(chǎn)品計(jì)劃的公布，加快綠色可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)品的研究發(fā)明。

（3）分子技術(shù)設(shè)計(jì)。如果要想從源頭上來控制污染物的產(chǎn)生，就一定要選擇科學(xué)化的化學(xué)反應(yīng)途徑，這就要考慮到原料的利用率，理論上的生產(chǎn)率等。如果在化工生產(chǎn)中，利用原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，讓原子轉(zhuǎn)換率為100%，這就說明了污染物的零排放，廢物或者副產(chǎn)品出現(xiàn)率為零，達(dá)到了一開始我們所指定的目標(biāo)—廢氣污染物零排放，這才是實(shí)現(xiàn)資源的充分配置，保護(hù)了自然環(huán)境?，F(xiàn)在，很多的發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)完成了這一目標(biāo)，這也已經(jīng)成為了評(píng)價(jià)化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境是否污染的一項(xiàng)重要指標(biāo)。使用當(dāng)前最為流行的分子技術(shù)，讓特定的分子走特定的路線進(jìn)行綠色的環(huán)保生產(chǎn)，利用相關(guān)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，對(duì)不同的生產(chǎn)過程進(jìn)行鑒別，排查可能會(huì)產(chǎn)生廢棄污染物的過程，從而得到一條最佳的生產(chǎn)路線。形成了綠色環(huán)保，節(jié)能清潔并且合理的生產(chǎn)化工產(chǎn)品的流程，進(jìn)一步完善了化工的生產(chǎn)工藝。

（4）綠色化工技術(shù)在精細(xì)化工中的分析。精細(xì)化工是指技術(shù)密集型的工業(yè)，在生產(chǎn)過程中要求嚴(yán)格且其應(yīng)用涉及了多個(gè)領(lǐng)域，精細(xì)化工是在化學(xué)工業(yè)的新興領(lǐng)域占有重要地位，同時(shí)也是新型材料的組成部分。精細(xì)化工的裝置一般比普通的化工行業(yè)規(guī)模較小，隨著市場(chǎng)不斷的擴(kuò)大化工化學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，精細(xì)化工的規(guī)模也在逐漸擴(kuò)大。精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)密集、裝置規(guī)模小、種類較多、技術(shù)密集較高，因此，綠色化工技術(shù)在精細(xì)化工中的應(yīng)用也越來越廣泛。傳統(tǒng)的化工行業(yè)已經(jīng)在逐漸退去，想要發(fā)展擴(kuò)大化工行業(yè)，那么就必須遵守可持續(xù)發(fā)展理念，創(chuàng)造研究更為綠色環(huán)?；瘜W(xué)工業(yè)技術(shù)。

3.綠色化工技術(shù)應(yīng)用分析

(1)綠色分離技術(shù)

化工裝置有很多種，不斷的優(yōu)化和改進(jìn)使精細(xì)化工裝置的分離技術(shù)越來越廣泛。雖然它們大多都像普通的化工裝置一樣，不過也有比較特殊的裝置，比如像膜分離、分子篩吸附等屬于一種特殊的綠色分離技術(shù)。這類技術(shù)往往操作簡(jiǎn)單、耗能低但效率高等特點(diǎn)。其在一些有關(guān)化工行業(yè)，如化妝品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、添加劑行業(yè)、農(nóng)藥行業(yè)中都得到了廣泛的使用。

(2)綠色催化技術(shù)

日益進(jìn)步的技術(shù)促進(jìn)了綠色催化技術(shù)的發(fā)展研究，有機(jī)合成工業(yè)也迅速發(fā)展。他們使用仿酶催化劑、納米催化劑等催化劑來推進(jìn)自身產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)的催化劑經(jīng)過不斷的優(yōu)化分析，讓每一個(gè)催化步驟都更加高效，每一個(gè)催化步驟發(fā)生反應(yīng)的條件也更符合催化反應(yīng)的過程，通過這些讓化工催化向綠色環(huán)保的催化技術(shù)靠攏。在以后，化工催化的過程是一步步向綠色的化工催化技術(shù)發(fā)展的。

(3)綠色精細(xì)化工合成技術(shù)

目前，我國(guó)先進(jìn)技術(shù)的共享和一個(gè)個(gè)科研成果的成功，也促進(jìn)了綠色精細(xì)化工合成技術(shù)的飛速進(jìn)步。綠色精細(xì)化工合成技術(shù)為不對(duì)稱催化合成技術(shù)在一些化工藥業(yè)、農(nóng)藥業(yè)、香料等行業(yè)提供了高效的綠色合成方法。有機(jī)電化學(xué)合成技術(shù)取代了帶有高溫、高氣壓等污染的化學(xué)合成技術(shù)，比如電氧化、電還原、電聚合、電裂解、電耦合等等此類技術(shù)。這些傳統(tǒng)的化工技術(shù)隨著世界對(duì)環(huán)保關(guān)注的力度日益增加，傳統(tǒng)的化工技術(shù)逐漸被淘汰，消失在人們的視線中。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用還需分析把握精細(xì)化工的特點(diǎn)，結(jié)合綠色催化技術(shù)和綠色分離技術(shù)等的應(yīng)用，才能進(jìn)一步促進(jìn)綠色化工的生產(chǎn)。

4.結(jié)束語

目前，全球各國(guó)都在極力發(fā)展綠色化工技術(shù)，它的出現(xiàn)是全球自然環(huán)境的污染大大減少，為環(huán)境的改善提供了幫助。并且綠色化工這一技術(shù)發(fā)展理念，未來這一新興產(chǎn)業(yè)能夠有巨大的價(jià)值，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在我國(guó)，未來幾年能源消耗的趨勢(shì)也是逐步增加，節(jié)能環(huán)保的任務(wù)無時(shí)無刻都存在。綠色化工的出現(xiàn)，給我國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)提供了契機(jī)，減少在化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的廢棄污染物，能夠讓廢棄物經(jīng)過一系列手段再次產(chǎn)生反應(yīng)。綠色化工成為了未來研究的重要課題和方向，未來綠色化學(xué)化工生產(chǎn)的化學(xué)原料將選用無毒無害來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。以開發(fā)新能源為主，并對(duì)回收可循環(huán)利用產(chǎn)品，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)可再利用的化工資源。過去大多數(shù)企業(yè)用的煤、石油等不可再生資源，在未來也提倡有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行代替使用，以此來保護(hù)地球能源，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的最終目的。我國(guó)在保護(hù)地球資源，保護(hù)自然環(huán)境上，始終保持著嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度，隨著我國(guó)綠色化工技術(shù)的深入研究與發(fā)展，我國(guó)綠色化工企業(yè)的發(fā)展也逐漸成熟。未來我國(guó)還將持續(xù)發(fā)展綠色化工技術(shù)，解決源頭的污染問題，為保護(hù)自然資源環(huán)境做出更大的努力。