对绿色化学工艺的应用与发展的探究

周坤

摘 要： 随着经济水平的不断提升，人们的生活质量不断改善，但经济发展带来的环境污染也越来越严重，环境污染已经成为制约整个社会发展的重要因素之一，也是各个国家共同探究亟待解决的重点问题。化学工业生产是产生环境污染问题的主要因素，本文对绿色化学工艺技术进行分析和研究，旨在促进化学工业生产的绿色发展，减少对环境的污染与危害。

关键词：绿色化学 工艺生产 化学工艺

中图分类号：TQ021 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0219-02

引言

化学工业生产是我国经济发展过程中的重点内容，近年来我国的经济水平不断提升，但是在传统发展过程中采用粗放型策略，对环境污染比较严重。当前我国的环境现状已经不容乐观，很多大城市都笼罩在雾霾之中，对人们的日常出行以及交通车辆通行都带来了很严重的影响。化学生产过程中各种废弃物的排放，是导致环境污染的一个主要原因，例如废气直接排放到空气中，导致空气变质，废水直接排放到河流中，导致鱼类死亡。化学工业生产是我国工业行业中的一个重要组成部分，对我国经济发展有一定促进作用，在经济建设过程中不容忽视，但是在经济建设过程中也应该要注重环境保护，对化学工业生产中的一些对环境造成严重污染的工艺和技术进行淘汰，从而不断提高化学工业生产的安全性，促进经济社会与环境的和谐发展。

一、绿色化学工艺的研究内容

绿色化学是对传统化学的挑战，也是对传统化学思维方式的创新，绿色化学工艺是一个全新理念，是结合绿色、节能社会产生的一个全新视角，从化学反应原料、化学反应条件、化学转化方法、开发绿色产品等角度出发对绿色化学工艺进行研究，使得传统的化学反应中对环境造成污染的问题可以得到解决，从而设计更多对环境友好的化学反应。其主要的内容包括以下几个方面：第一，使用无毒无害的化学原材料；第二，利用可再生资源；第三，加强对新型催化剂的开发研究；第四，对不同反应介质进行研究；第五，寻找新的化学转化方法；第六，设计对人类健康和环境安全的化学产品。

从上世纪起在国际社会上就提出“绿色科技”概念，这个概念的研究目的是要对环境污染进行控制，从环境污染源头上进行处理，减少化学污染。这种处理包括两个方面，第一，从源头上对污染物的排放进行控制和减少，第二，采用化学工艺技术对环境污染进行治理。在当前的时代背景下，最佳的绿色化学工艺就是利用各种无毒无害的物质进行反应，追求原子经济，在化学反应的过程中不会出现额外的废弃物，使得化学反应的材料能够充分利用。

1.研制“原子经济”反应

从上世纪九十年代开始，关于原子经济的研究就已经开始，原子经济指的是在化学反应中将一切原子都变成生产物，从而对反应物中的原子进行百分百地利用。其实原子经济与化学反应的类别有很大关系，一些化学反应是不会产生杂物的，例如加成反应，一切反应物都可以被利用，原子经济是绿色化学工艺首要研发的反应类型，为了实现原子经济研究，则必须要对其中的催化剂进行改善，确保高效、节能。

2.确保反应的选择性

在化学工业生产过程中经常会选用烃类选择性氧化反应，在这个反应过程中会产生一些不穩定的中间体，这些中间体很容易被进一步氧化，这类反应不需要催化剂。当前关于化学工艺的研究要集中在两个方面，一方面，要根据各种烃类氧化反应类型提取性能高、载氧能力好的新型催化剂；另一方面，要依照催化剂的反映特征，研发出对应的反应工艺。例如苯乙烯是化工生产过程中的主要物质，在苯乙烯生产过程中使用最广泛的工艺是乙苯脱氢，为了提高生产效率，当前有的化工企业在生产过程中研发了以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺，对传统的乙苯工艺进行替代，以丁二烯作为原料的苯乙烯工艺生产过程中产生的中间产物转化率大约为90%，另外还有一种工艺是甲苯歧化，这种工艺也是对硅改性催化剂进行利用的工艺，其选择性达到了98%以上。

3.利用无毒害的原料

绿色化工生产过程中原材料的质量也是影响化学工艺水平的重要因素，在化学反应中首先应该要选择绿色原材料，无毒无害的材料是绿色化工生产的基础。例如有企业研制二乙醇胺，将其作为化工生产的原料，在催化脱氢的作用下，这种物质可以生成氨基二乙酸钠，这一最新工艺不进改善了传统的生产工艺，还减少了传统原料中的毒害。要想从根本上解决化工生产对环境带来的危害和影响，还可以加强对一些自然原材料的利用，例如野生植物、农业废物等，也可以作为化学原料。如秸秆、稻草等物质，经过相应的化学反应可以成为酸、醇等化学物质，还可以通过生产工艺将糖类植物转化为乙酰丙酸，对谷物进行开发获得葡萄糖，这些原材料都是无毒无害的。

4.利用清洁工艺

绿色化学工艺研发的目的是为了实现环保，要对化学工艺流程进行改进，从而提高化学工艺水平的同时降低对环境的污染。因此在化学工艺生产过程中应该要加强对清洁工艺的研发，优先设计出对环境保护有利的化学反应途径，形成物质与能量的循环体系。不仅要对各种无毒无害的原材料进行利用，还要加强对各种高端、先进、消耗较低的工艺流程进行研究，从而减少废弃物的产生与排放。

5.使用无毒无害的催化剂

催化剂是化学反应中的主要物质，很多化学反应都必须要在催化剂环境下完成，催化剂的质量也会造成对环境的影响，要实现绿色化工生产，则必须要选择绿色、无毒无害的催化剂。以邻苯二酚生产方法为例，在新的生产工艺中采用酶E.Coli作催化剂，这种催化剂可以是葡萄糖活化，而且能够将其定向地转化为邻苯二酚，这种新工艺避免了传统生产过程中产生废弃物和副产品的危害，在反应过程中使用的催化剂也不是传统的催化剂类别，分子氧气化催化剂和新型分子筛催化剂是化学反应中的绿色催化剂，可以减少反应过程中的副产物的产生。

二、绿色化学工艺的应用

1.要生物技术融合

生物技术与化学工业技术不相同，生物技术是与基因、微生物等有关的技术，为了提高化工生产水平和绿化效果，近年来关于生物技术与化学工业生产之间融合的研究越来越多，生物技术在化工生产过程中的应用越来越广泛。尤其是生物酶，具有高效、选择性好的优势特征，在化工生产中具有十分广泛的应用前景。另外，生物技术在环境污染的治理过程中也发挥了十分重要的作用，例如一些细菌可以对被重金属、油等污染的水体进行净化，由此可见，生物技术与化工生产之间的关系十分紧密。

2.绿色生产技术的应用

绿色技术的主要特征是清洁生产，其特点是没有毒害作用，不会有废物产生，常见的绿色生产技术有煤气化技术、脱硫、脱碳技术、城市垃圾无害处理技术、太阳能技术、沼气技术等。常见的绿色节能技术有生物工程技术、辐射加工技术等。

3.生产绿色产品

绿色化学工艺研究发展的最终目的是要生产一些对环境有利的产品，例如生产取代氟氯昂的化学产品，从而减少对臭氧层的破坏，生产不含磷的洗涤用品和不含铅的化妆品，利用二甲醚来代替汽油从而减少汽车尾气排放，各个化工企业在生产过程中都要加强对技术和工艺的研究与应用，尽量减少对环境污染严重的产品，生产一些对环境发展有利的绿色产品，改善人们的生活质量。

结语

综上所述，随着经济水平不断提升，环境污染问题也越来越严重，化工生产是环境污染的主要原因，在未来的发展过程中应该要加强对化工生产危害的控制，加强对各种绿色原材料、催化剂的选择，并且对化工生产工艺进行创新，产生更多绿色无污染产品，促进经济社会与自然环境的协调发展。

参考文献

[1]程晓龙.绿色化学工艺的未来发展分析[J].化工管理，2016（20）

[2]袁俊.浅析现代化绿色化学工艺的应用模式[J].中国化工贸易，2014（34）

[3]张海俊.绿色化学工艺的开发与应用探讨[J].科研，2016（08）