張在根 李朝兵 李君

摘 ? 要：科技進步帶動了化工行業(yè)的迅猛發(fā)展，研究如何讓化工向著綠色環(huán)保方向發(fā)展有著巨大的現實意義。從概述綠色化工技術入手，逐步介紹6大綠色化工技術在精細化工中如何被有效利用，并對未來綠色化工技術的發(fā)展趨勢進行展望。

關鍵詞：綠色化工;精細化工;現代科技

化工企業(yè)在發(fā)展過程中必須加強精細化，不能只關注生產能力而忽略擴大生產所帶來的環(huán)境破壞。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的落實，化工企業(yè)的生產模式也正在逐步向精細化工轉變，逐步將綠色化工技術應用到生產中。

1 ? ?綠色化工技術概述

綠色化工技術是指在實際化工生產過程中，采取環(huán)保的形式進行操作，力求最大限度地降低各種類別的污染物的排放，達到綠色環(huán)保的目的。只有把綠色化工技術融會貫通到化工生產的每一環(huán)節(jié)中，使化工生產精細化，才能最大限度地提升資源的使用效率。讓綠色技術和現代化工技術更好地結合在一起，創(chuàng)新化工技術，使化工產業(yè)的相關機械和設備達到環(huán)境保護的指標，讓化工企業(yè)在創(chuàng)造經濟價值的同時獲取更多的社會效益。

首先，綠色化工是將工業(yè)廢料排放降到最低且對環(huán)境毫無污染的一種化學工藝。通過綠色化工的技術支持，使化學工業(yè)的各類精細化機械設備能高效率地完成生產工作，進而充分利用化工原料，降低生產成本。確保在生產過程中不會再產生污染環(huán)境的隱患。

其次，綠色化工技術能充分地利用化工原料和能源，符合可持續(xù)發(fā)展原則。在化工產品的生產過程中，要將對生態(tài)環(huán)境的保護和對員工身體健康的保障作為指標。

最后，為了達成“零污染、零排放”的主要目標，綠色化工技術要求化工工業(yè)所使用的生產設備和設施都采用無毒無公害的綠色環(huán)保材料。也可使用最新的綠色工藝對化工原料進行加工，如膜分離技術、超臨界流體技術等。

我國目前的大部分化工產業(yè)都在逐步將綠色化工技術應用到生產過程中。在綠色化、精細化技術下開展的化工產業(yè)，從應用各類化學原料到各類化學設備機械都能創(chuàng)造綠色環(huán)保價值。相較于傳統(tǒng)的化工產業(yè)，綠色化工技術能將工業(yè)廢料對周圍環(huán)境的破壞性污染降到最低。

2 ? ?精細化工中綠色化工技術的有效應用

2.1 ?納米技術

納米技術從推出至今，仍是全球范圍內的熱門話題和尖端科技，主要原因就是納米科技下的全新材料會在各方面都遠超同類材料。如經過納米科技處理的銅，比常規(guī)銅要堅硬6倍左右;經過納米科技處理的鐵，韌性要比常規(guī)鐵提高12倍左右[1]。隨著納米科技的不斷發(fā)展，各種各樣的納米材料層出不窮，應用領域也在不斷拓寬、拓深。

2.1.1 ?化工轉化及催化

納米技術因其優(yōu)異的化工轉化和催化能力正在被大力推廣于化工產業(yè)及其相關領域中。納米型多孔材料被大量用于催化劑領域，并還在不斷開發(fā)與研究中，為大量化工合成工業(yè)企業(yè)的現代化和科技進步奠定了有力的基石。在石油加工工業(yè)的冶煉工程中，納米型多孔材料因其所含有的沸石被應用多年，這種催化劑能把甲烷完整地轉化成液體工業(yè)燃料，顯著減少生產成本。

2.1.2 ?化工過濾及分離

納米技術制造出來的新型材料也廣泛運用于化工材料的過濾及分離。主要應用領域為水和空氣的提純過程及其他相關工業(yè)的生產環(huán)節(jié)，包括生物酶的萃取和生物制藥、工業(yè)廢料的排除、油水成分的分離等。

運用納米科技將氧原子從氮氧化物分子結構中脫除的制作工藝制取純液態(tài)氧，擺脫了傳統(tǒng)依托深冷液化工藝高昂的費用和復雜的操作，極大地減少了生產成本，同時因為能自由且精準地控制眼徑的大小，該工藝的適用范圍變得極為廣泛。

2.2 ?微化工技術

傳統(tǒng)的化學生產設備和工藝就是微化工技術的開端。相較于傳統(tǒng)化工設備，微化工技術主要通過利用微通道反應器來完成化學加工，具有傳熱能力高、反應持液量少的優(yōu)點。

在研發(fā)微化工技術的過程中，學者們把研究微反應器作為工作的重點和核心內容。微反應器又稱為微通道反應器，主要利用微加工技術和精密儀器加工技術來完成三維結構原件在化學反應中的制作。同時在三維結構反應器中做到換熱、混合、分離、分析[2]。微反應器能有效地篩選催化劑，并隨著微反應器的更新換代，篩選的效率還在不斷地上升，篩選的模式也在不斷優(yōu)化、更新。

微反應器在近些年的發(fā)展中，已經逐漸應用到化學工業(yè)的生產過程中。通過提升反應效率，有利于整體工藝的優(yōu)化，推動化工產業(yè)的現代化升級。目前，我國已逐步重視起微化工技術對于企業(yè)生產效率的提升，伴隨著企業(yè)經濟效益和社會效益的不斷提高，微化工技術的科技水平也在不斷提高。

2.3 ?綠色分離技術

在化工行業(yè)中，無論是精細化工行業(yè)還是傳統(tǒng)化工行業(yè)都會使用分離技術。和傳統(tǒng)化工行業(yè)不同的是，精細化工大量使用綠色化工技術。現階段綠色化工在分離技術上表現為樹脂吸附技術、微波萃取技術和膜分離技術[3]。

樹脂吸附技術主要應用于藥物的制備過程，通過大孔樹脂對藥物中的有效成分進行吸附，再通過洗脫回收，去除雜質，達到提純藥物的目的。在分離技術的實際應用中，綠色化工技術的消耗更低、污染更最小、效率更高，所以目前已經得到了廣泛應用。

2.4 ?生物化工技術

生物化工技術囊括細胞工程、遺傳工程及酶工程，是一項復雜且具有極大現實意義和價值的尖端科技。生物化工生產技術和生物化工催化技術是其亮點項目。

2.4.1 ?生物化工生產技術

生物化工生產技術是一種顛覆傳統(tǒng)化工生產模式的新興科技，開創(chuàng)了化工生產的全新生產思路和模式。如甘油發(fā)酵生產法可以取代傳統(tǒng)的提取法和化解法，極大地降低了化工原料的生產成本，擴大了甘油的生產產量。甘油發(fā)酵法對生產設備的要求很低，生產原料來源也十分廣泛且成本低廉，有著廣闊的發(fā)展前景。

可用于甘油生產的原料有釀酒酵母、耐高滲壓酵母等，在生物化工科技的實際應用中將其合成。在信息技術和自動化技術的支持下，生物化工生產技術將有更快的發(fā)展速度。

2.4.2 ?生物化工催化技術

化工產品在生產時需要催化劑參與其中，生物化工催化技術就是將原本無機物的催化物換成各種酶。這些酶的來源十分廣泛，有微生物、植物、動物等，其中，微生物是酶最主要的來源。其原因在于微生物的種類繁多、培養(yǎng)簡單，最重要的一點是，從微生物中提取酶要比植物和動物簡單，并且成本更低。

以酶作為化工生產的催化劑存在回收困難、穩(wěn)定性差、難以提純等缺點[4]?？梢宰尶紫恫牧献鳛槊傅妮d體，如瓊脂、纖維素等，通過物理吸附、生物結合等方式將其聚合在一起，實現以酶作為催化劑的實際應用目的。

2.5 ?分子設計技術

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，先進的分子設計技術也被應用在化學工業(yè)中。分子設計技術是一項全新技術，主要利用計算機的高計算力對化學材料的分子結構進行解析，總結其規(guī)律和特點。通過這個過程進行精細化工的生產，能節(jié)省大量的實驗時間和實驗經費，同時能更直觀、科學、可靠地對新材料進行探索。

計算機技術和精細化工的結合催生了綠色化工中的分子設計技術，使化學工業(yè)中對工藝的研究與探索加快進度，化工行業(yè)整體的科技水平有著顯著的提高。

2.6 ?超臨界流體技術

超臨界流體技術屬于綠色化學化工技術，在精細化學、食品、醫(yī)藥等化學工業(yè)領域有著廣泛的應用。

2.6.1 ?超臨界二氧化碳萃取技術

超臨界二氧化碳萃取技術屬于分離提純技術的一種。利用超臨界流體，即以溫度高于臨界溫度、壓力高于臨界壓力的熱力學流體作為萃取劑，能將萃取原料中的金屬離子、香料色素及其他所需要的成分萃取出來。在醫(yī)藥方面，常用于提取中醫(yī)藥草中有效成分、精制熱敏性生物制品藥物、分離脂質類混合物;在香料工業(yè)方面，多用于精制合成及天然香料;在食物方面，多用于對人體有害物質和食用色素的提取等。

2.6.2 ?超臨界干燥技術

超臨界干燥的基本原理是：在超臨界狀態(tài)下，液體和氣體之間不再有界面存在，而是成為介于液體和氣體之間的一種均勻的流體。這種流體不存在氣-液界面，從而不存在毛細管力，進而不會引起結構破壞和導致凝膠體收縮。它會逐漸從凝膠中排出，最后材料具有納米孔結構，并且充滿氣體。

氣凝膠是具有廣泛應用前景的新型材料，由于其具備不同特性，應用于催化劑或催化劑載體、高效隔熱原料、氣體過濾原料等多個領域。二氧化硅凝膠由于制作流程簡單、原料易獲取，是目前應用最廣泛和最早應用的一種氣凝膠。主要應用于冷凍儲藏罐和真空設備的絕緣粉狀填料。

3 ? ?精細化工中綠色化工技術的發(fā)展趨勢

目前我國在精細化工中已經大量普及并使用的綠色工藝有納米技術、微化工技術、綠色分離技術、生物催化技術、分子設計技術和超臨界流體技術，實現了化工產業(yè)的綠色化。

面對全球資源短缺的現實，我國化工產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展研究仍需要繼續(xù)，這就要求綠色化工的研究也繼續(xù)深入。綠色化工能有效實現在精細化工中把控從原料到生產再到化工廢料處理的全過程。杜絕資源浪費和環(huán)境污染，有助于提高國家的生產水平和確保人民群眾的安全。這也是未來化工產業(yè)的發(fā)展方向：將新材料、新能源、新工藝相結合的綠色和精細化工生產。加強對化工企業(yè)的監(jiān)管，貫徹落實節(jié)能減排的生產方案，積極建設環(huán)境友好型、資源友好型企業(yè)。綠色化工的科技創(chuàng)新應當不斷加強，對綠色化工技術的創(chuàng)新應用也應不斷加強，這也需要化工企業(yè)對精細化工生產投入資金支持和技術支持。

我國作為人口大國，在開放二胎政策后人數必定會產生階段性增長，意味著未來我國對化工產品、化工資源的需求也會階段性提升，同時也對生活環(huán)境的要求標準再次提高。普及綠色化工刻不容緩，綠色化工技術能有效地滿足需求，增加化工產品產量、擴大化工資源來源范圍、減少環(huán)境污染，有利于我國總體的社會發(fā)展。

4 ? ?結語

我國已經逐步將綠色化工技術中的綠色工藝實際應用在精細化工中，并初見成效。我國科研人員仍需要進一步加深對綠色化工技術的研究，政府也應加強對化工企業(yè)將綠色化工技術落實在精細化工中的監(jiān)督管理，從而推動我國的可持續(xù)發(fā)展。

[參考文獻]

[1]高 ?軍，胡建明.納米技術在化學工業(yè)中的運用[J].南方農機，2017，48（4）：75.

[2]趙善達.微化工技術的研究與應用[J].化工設計通訊，2019，45（3）：153，186.

[3]常思聰，蔣 ?悅.綠色化工技術在精細化工中的應用研究[J].化工管理，2019（21）：96-97.

[4]潘曉捷.淺談生物化工技術的新進展[J].中小企業(yè)管理與科技，2019（4）：188-189.