沈紅支

【摘 要】隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，人們對(duì)環(huán)境污染愈發(fā)的重視，尤其是環(huán)境污染已經(jīng)成為危害全球發(fā)展的重要因素。在眾多導(dǎo)致環(huán)境污染的因素當(dāng)中，化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染占有非常大的比重。因此，對(duì)綠色化學(xué)工藝進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)成為保證化工發(fā)展重要的內(nèi)容，同時(shí)也是保證化工安全的一項(xiàng)重要的舉措。基于此，論文對(duì)綠色化學(xué)工藝為研究對(duì)象，對(duì)其開發(fā)、應(yīng)用以及趨勢(shì)進(jìn)行簡要的分析，以期對(duì)相關(guān)的研究人員有所借鑒意義。

【Abstract】With the continuous improvement of people's awareness of environmental protection， people pay more and more attention to environmental pollution， in particular， environmental pollution has become an important factor that endangers global development. Among the various factors leading to environmental pollution， the pollution produced by chemical production occupies a very large proportion. Therefore， the development and application of green chemical process has become an important content to ensure the development of chemical industry， and it is also an important measure to ensure the safety of chemical industry. Based on this， the paper takes the green chemical process as the research object， and briefly analyzes its development， application and trend， so as to provide some reference for the relevant staff.

【關(guān)鍵詞】綠色化學(xué);工藝開發(fā);工藝應(yīng)用;化工生產(chǎn)

【Keywords】green chemistry; process development; process application; chemical production

【中圖分類號(hào)】TU714? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2018）10-0167-02

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，人們生活質(zhì)量也隨之得到顯著的改善，但是也造成自然環(huán)境日益的惡化，諸多城市市場出現(xiàn)重大的空氣污染情況，對(duì)人們的身體健康與日常出行造成嚴(yán)重影響。要想對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行有效的改善，世界各國均重視對(duì)綠色化學(xué)工藝進(jìn)行研究，期望通過綠色化學(xué)對(duì)現(xiàn)階段的化學(xué)工業(yè)進(jìn)行改善，降低化工生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境帶來的危害。通過應(yīng)用綠色化學(xué)工藝能夠使化工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)零污染、零排放，對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。

2 綠色化工及綠色化學(xué)技術(shù)概念簡介

隨著科學(xué)技術(shù)迅猛的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，推動(dòng)現(xiàn)代化工業(yè)逐漸朝向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。綠化化工是指利用科學(xué)的方法對(duì)化工生產(chǎn)過程中的原料、能源、催化劑以及溶劑等加以綠色化處理，進(jìn)而使化工生產(chǎn)過程中擁有更高的利用率，進(jìn)而對(duì)化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的危害進(jìn)行有效的遏制與解決。對(duì)于綠色化學(xué)技術(shù)而言，其最終的目標(biāo)在于對(duì)現(xiàn)代化工技術(shù)進(jìn)行改善，通過采取科學(xué)合理措施，亦或是對(duì)化學(xué)反應(yīng)方式進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物盡可能減少，避免因?yàn)榛U物排放造成對(duì)環(huán)境的不利影響。

3 綠色化學(xué)工藝的開發(fā)

3.1 保證原料無毒害

企業(yè)在對(duì)化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，首要便是要對(duì)生產(chǎn)原料進(jìn)行有效的選擇，同時(shí)生產(chǎn)原料也會(huì)對(duì)生產(chǎn)流程與方法起到直接的決定作用。從綠色化學(xué)工藝角度來說，其要求在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，所有的原料必須要保證無毒害，同時(shí)在對(duì)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行使用時(shí)，也要盡可能減低其危害性。此外，在推動(dòng)化工發(fā)展過程中，必然會(huì)使用到大量的化學(xué)材料，并且所使用的化工原料也會(huì)對(duì)最終產(chǎn)生廢物數(shù)量具有直接的影響，如果在化工生產(chǎn)過程中，一旦選擇不合格原料將會(huì)使環(huán)境遭受巨大的破壞與影響。在對(duì)化工原料進(jìn)行選擇過程中，要做到嚴(yán)格遵守材料選擇相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)決不能購買不合格的原料。在對(duì)原料進(jìn)行使用過程中，要盡可能減少原料浪費(fèi)情況的發(fā)生，這樣才能從根本上減低化學(xué)物質(zhì)造成的環(huán)境污染。要想能夠從根本上對(duì)化工原料帶來的污染進(jìn)行消除，可以在生產(chǎn)過程中利用可再生天然物質(zhì)作為原料，諸如蔗渣、稻草、木屑、麥秸、蘆葦?shù)萚1]。

3.2 保證催化劑無毒害

在化工生產(chǎn)過程中，催化劑在其中擁有非常重要的作用，同時(shí)綠色化學(xué)工藝也對(duì)其制定了相應(yīng)的要求，即在保證高效性基礎(chǔ)上，催化劑同樣要確保無毒害?，F(xiàn)階段化工生產(chǎn)當(dāng)中，超過9成的反應(yīng)均需要通過添加催化劑使反應(yīng)速率得到不同程度的提升。在對(duì)新型化學(xué)研究過程中，對(duì)無毒害催化劑相關(guān)的研究也是一項(xiàng)重要課題，諸如在硫酸是化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中普遍使用添加劑，但是硫酸擁有非常強(qiáng)的腐蝕性與酸性，在反應(yīng)中添加硫酸將會(huì)對(duì)化工反應(yīng)設(shè)備造成嚴(yán)重的損害，進(jìn)而造成整個(gè)工藝成本出現(xiàn)一定的增加。如果硫酸出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，對(duì)土壤、人類以及動(dòng)植物等均會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。因此，多外眾多研究所已經(jīng)開始研究能夠?qū)し磻?yīng)中硫酸進(jìn)行替代的其他高效催化劑，比方說上海石化研究所研發(fā)出來的丙二醇醚固體酸便擁有諸多的優(yōu)勢(shì)，諸如回收率高、污染小、能耗低等[2]。

3.3 提升反應(yīng)選擇性

對(duì)于石油化工而言，其中有大量強(qiáng)放熱形式的反應(yīng)，同時(shí)目標(biāo)產(chǎn)物通常是狀態(tài)不是更穩(wěn)定的反應(yīng)中間體，導(dǎo)致其極易被其他產(chǎn)物所氧化，這類反應(yīng)是所有催化劑反應(yīng)房中選擇性最低的一種反應(yīng)。同時(shí)部分產(chǎn)品由于存在異構(gòu)體形式，要想使原料能夠盡可能多地轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物，常常要在其中使用具有高選擇性的添加劑。因此，通過對(duì)反應(yīng)選擇性進(jìn)行提升，不但可以使生產(chǎn)成本與資源使用有所降低，減少對(duì)環(huán)境帶來的不利影響，而且可以有效減低產(chǎn)品分離與產(chǎn)物提存過程中的難度。針對(duì)提升反應(yīng)選擇性方面的研究，一方面是根據(jù)反應(yīng)機(jī)理對(duì)新型催化劑進(jìn)行研究，另一方面則是根據(jù)催化劑特點(diǎn)對(duì)反應(yīng)器與工藝進(jìn)行開發(fā)。

4 綠色化學(xué)工藝的應(yīng)用

4.1 生物技術(shù)

從廣義上講，生物技術(shù)主要由基因技術(shù)、細(xì)胞技術(shù)、酶技術(shù)與微生物技術(shù)組成。該技術(shù)在化學(xué)工藝當(dāng)中主要應(yīng)用在化學(xué)仿生學(xué)與生物化工方面。生物酶形式的催化劑在全部催化劑種類當(dāng)中擁有選擇性好、效率高等優(yōu)勢(shì)，在生物合成領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。進(jìn)行化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，應(yīng)用生物技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)工藝重要的一個(gè)發(fā)展方向。在最開始的有機(jī)物生產(chǎn)過程中，原料通常是動(dòng)植物，但隨著技術(shù)不斷發(fā)展，才逐漸應(yīng)用石油或煤炭等作為主要的原料。眾所周知，石油、煤炭與天然氣等屬于不可再生資源。因此，現(xiàn)階段又逐漸將生物質(zhì)作為有機(jī)物生產(chǎn)當(dāng)中所使用的原料，降低化學(xué)物質(zhì)使用所帶來的環(huán)境污染與危害。在化學(xué)工藝反應(yīng)當(dāng)中應(yīng)用生物技術(shù)，大部分催化劑均是利用天然的酶或者是化工合成的，使用生物酶催化劑代替化學(xué)催化劑，不但可以實(shí)現(xiàn)無污染生產(chǎn)，而且反應(yīng)過程更加的溫和，產(chǎn)品質(zhì)量也能得到顯著的提升。

4.2 綠色生產(chǎn)技術(shù)

對(duì)于綠色化學(xué)工藝而言，其所追求的最高目標(biāo)便是實(shí)現(xiàn)清潔、無污染的生產(chǎn)。綠色生產(chǎn)技術(shù)便是一種無廢、無毒且無害的技術(shù)，比如可以實(shí)現(xiàn)高效清潔且無害的煤氣化技術(shù)、先進(jìn)的脫硫、脫硝與脫碳技術(shù)、生物質(zhì)進(jìn)行沼氣制取的技術(shù)、對(duì)太陽能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮艿葘?shí)現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)等，上述這些技術(shù)均是典型的綠色生產(chǎn)技術(shù)。在現(xiàn)代化綠色生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中，較為典型的先進(jìn)技術(shù)主要有等離子技術(shù)、綠色催化技術(shù)、輻射加工技術(shù)、超臨界流體技術(shù)以及生物工程技術(shù)等。在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)應(yīng)用綠色生產(chǎn)技術(shù)，既可以保證生產(chǎn)得到產(chǎn)品是綠色產(chǎn)品，也能保證整個(gè)生產(chǎn)過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何的危害。

5 綠色化學(xué)工藝應(yīng)用趨勢(shì)

可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)深入人心，應(yīng)用綠色化學(xué)進(jìn)行化工生產(chǎn)也得到省會(huì)普遍的關(guān)注，政府、研究機(jī)構(gòu)以及企業(yè)均已開展關(guān)于綠色化學(xué)工藝方面的廣泛研究，同時(shí)已經(jīng)取得良好的應(yīng)用效果。但是我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中消耗了大量礦物能源，造成礦物儲(chǔ)量出現(xiàn)大幅下降，而且環(huán)境污染、資源短缺等問題也逐漸凸顯出來。因此，進(jìn)行綠色化學(xué)工藝方面的開發(fā)與應(yīng)用，構(gòu)建完善的綠色能源工業(yè)體系成為我國今后的主要發(fā)展方向。針對(duì)能源短缺情況，需要大力發(fā)展太陽能、水能以及生物質(zhì)能方面的應(yīng)用，降低對(duì)礦物能源的消耗。在化學(xué)工藝進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，有機(jī)溶劑使用不可避免地會(huì)造成水源污染，再次需要對(duì)綠色化學(xué)工藝進(jìn)行應(yīng)用，能夠確保無害溶劑對(duì)化學(xué)溶劑進(jìn)行替代，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。此外，在對(duì)綠色化工工藝進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，可以利用可再生物質(zhì)對(duì)不可再生能源進(jìn)行替代，確保生態(tài)環(huán)境能夠得到有效的保護(hù)，同時(shí)對(duì)不可再生資源進(jìn)行良好的保護(hù)。

人們環(huán)保意識(shí)的不斷提升，可持續(xù)發(fā)展理念已經(jīng)深入人心，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為刻不容緩的工作。對(duì)此我們需要大力推動(dòng)綠色化學(xué)工藝的發(fā)展與應(yīng)用，從源頭上實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)污染進(jìn)行消除。通過在化工生產(chǎn)過程中應(yīng)用無毒害的催化劑以及原材料，并將綠色生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用其中，能夠有效降低化工生產(chǎn)有毒有害物質(zhì)的排放。對(duì)綠色化學(xué)工藝進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)階段工業(yè)發(fā)展必然的趨勢(shì)，同時(shí)也是保證社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要前提條件。因此，通過對(duì)綠色化學(xué)技術(shù)進(jìn)行深入的研究，并將其應(yīng)用在化工生產(chǎn)當(dāng)中，對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量具有重要的意義。

【參考文獻(xiàn)】

【1】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（09）：10-11.

【2】楊彤.淺析綠色化學(xué)工藝的開發(fā)與應(yīng)用[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2016（09）：187.