论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

董航

【摘 要】随着绿色经济这一概念的提出，社会各行各业都在提倡“绿色”，以打造绿色产业、绿色产品，发展绿色经济为宗旨，加快环境保护工作进程，实现环境与经济两者之间的协调发展。当然，“绿色”这一概念在化学工业中也得到了广泛的推广。本篇文章从绿色化学工程和工艺的开发谈起，重点对绿色化学工程和工艺在化学工业中的存在意义，以及对化学工业节能所起到的促进作用进行论述，供相关人员参考借鉴。

【关键词】绿色化学；化学工业节能；作用

目前，我国正大力提倡节能减排，不管是在工农业生产，还是在土木工程建设上，相关部门人员都在狠抓、紧抓节能工作，以期为我国环境保护事业的发展打下坚实基础。在化学工业中，仍然提倡节能减排，发展绿色化学。尤其是在近几年，绿色化学工程和工艺在我国化工业界异军突起，并以其绿色、节能、生态、健康的发展理念成为化学工业界的宠儿。下面对绿色化学工程和工艺在化学工业节能中的作用加以论述。

1.绿色化学工程和工艺的开发必要性

1.1绿色化学工程和工艺的概念

绿色化学工程和工艺的开发，实际指其的形成和产生，但在分析其开发原因以及开发必要性之前，我们需要对绿色化学工程和工艺的概念作相关的了解。绿色化学工程与工艺，其实质是一种化学技术和化学方法，主要指通过改进和改良现有的化学技术或化学方法，来达到减少，甚至完全消除化工原料、催化剂、溶剂、废物或化工产品等物质对人类健康和生态环境的危害的目的。简单来说，便是改进化学方法，减少化学工业对人类和环境的影响，同时实现化学工业节能。

1.2绿色化学工程和工艺的开发必要性

自人类进入21世纪以来，伴随着化学工业的不断发展与进步，化工产品以及化工生产、制造中所产生的一系列废物、垃圾等给人类生活、生态环境带来了严重的影响，甚至是危害和污染。化学工业发展不仅要对自然资源进行汲取，还会在发展中对自然环境进行污染，这种既利用又污染的发展方式显然不符合当前的时代背景，因此各国领导者必然会采取相应措施来对其进行制止。于是，绿色化学工程和工艺应运而生。

当“绿色”、“节能”理念渗入到化学工业中时，绿色化学的设想内容便有了相应的改变。在化学生产中，绿色化学提倡使用无毒、无害物质来进性化学生产，保证化学生产不再产生废物和垃圾，保证不再对生态环境造成污染。如此来看，绿色化学工程和工艺作为一种实现绿色化学的手段，其通过改良化学生产方法和改进化学生产技术，来实现减少化工产物对人类生活和环境的影响，对化学工业节能具有一定的促进作用。

2.我国绿色化学工程与工艺的开发方法

就目前来说，我国在绿色化学工程与工艺的应用开发上已经具有了一定的发展规模，所采用的主要方法是，摒弃原有的被动、治标不治本的治理措施，从化工污染的源头、化学反应的始端入手，坚持零排放、零污染的清洁生产和加工原则，有效防止和控制化学污染的产生。下面对现阶段，我国绿色化学工程与工艺中常用的几种节能方法加以介绍。

2.1无毒、无害化学原料的选用

从化学原料的选择入手，尽量选择无毒、无害，并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。较为常见的无害化学原料有：野生植物、农作物等生物质。将诸如芦苇、木屑、树枝等野生纤维植物以及诸如蔗渣、麦秸、稻草等农副产品的废弃物作为原料加工为糠醛以及醇、酮、酸类化学品，用生物质气化产生氢气等，都是绿色原料应用的典型例子。

2.2提高化学反应的选择性

烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应，石油化工中经常会有这种反应，其目的产物不稳定，容易进一步氧化成H2O和CO2。在各类的催化反应中，此反应的选择性最低，有时有些产品还具有异构体形式，为了得到更多的终产物，需要使用那些选择性高的试剂。为了降低分离产品和纯化产品的难度，需要提高反应的选择性，这样可以降低成本，节约资源，减少环境污染。

2.3采用无毒无害的化学催化剂

目前，约90%以上的化学反应要实现工业化生产必须采用，催化剂提高其反应速率。开发新型高效、无毒无害的催化剂是绿色化学工艺的方向之一。国内外都在研发新的烷基化固相催化剂。

3.绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用

基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用，在一定程度上实现了我国的化学工业节能，就目前而言，绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个：

3.1清洁生产技术的应用

清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术，比如先进的脱硝和脱硫技术；城市垃圾的无害化处理技术；生活垃圾制沼气技术；高效清洁的煤气化技术；利用风能、太阳能等自然能发电技术等等，这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广，主要有以下几种技术：生物工程技术，这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等；辐射加工技术，如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应；绿色催化技术，这里有多种催化剂，比如分子筛催化剂、相转移催化剂等；超临界流体技术，这里有超临界H2O和超临界CO2，都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点，其产品清洁无毒，不管是对环境还是对人体都是安全的。

3.2结合生物技术的应用

生物技术领域包括有细胞、基因、微生物和酶等的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面，化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性，广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。

绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术，使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物，之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中，催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比，具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。比如制备丙烯酰胺，使用的是丙烯腈，换用酶催化后，能耗大幅度降低，反应完全且无副产物。

3.3生产环境友好型产品

发展绿色化学工程与工艺，其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例，比如寻找替代品来替代氟利昂，这样可以保护大气的臭氧层；使用可降解的塑料制品；无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染，近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料，大大减少汽车尾气造成的污染。又如在山东推行的用二甲醚来做汽车用的燃料，二甲醚既经济又环保，这具有很好的发展前景。巴西在生物能源的开发上取得一定成就，如使用乙醇汽油，利用甘蔗产酒精，酒精燃料已经取代了接近一半的汽油消费。另外还有H2和CO2在太阳能和电解质存在的条件下合成乙醇这一新工艺，生产过程和产品均对环境友好。

4.结束语

总之，绿色化学工程与工艺采用无毒害的溶剂、原料、催化剂等，选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程，应用清洁的生产技术，实现生产与环境相容，产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺，已成为现代化学工业的发展趋势和前沿技术，是建设环境友好型社会，实现可持续发展的关键。

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