化学工程与工艺中应用绿色化学技术的研究

2019-11-29张荟荟

科技与创新 2019年13期

张荟荟

化学工程与工艺中应用绿色化学技术的研究

张荟荟

（江苏蓝丰生物化工股份有限公司，江苏徐州 221400）

随着社会的不断发展和进步，在现阶段的化学工程与工艺生产中，越来越多地使用了绿色形式的化学生产技术。一方面是减少化学工程与工艺生产对环境造成的严重破坏，另一方面是可持续发展理念。因此，这两方面的原因造就了现阶段绿色化学的极大应用和普及。在现代社会中人们对于保护环境的意识越来越强烈，促使了绿色化学技术在化学工程与工艺当中的应用。对化学工程与工艺中应用绿色化学技术进行研究，对于我国化学事业的发展至关重要。

化学工程；工艺；应用绿色化学技术；研究分析

1 化学工程与工艺以及绿色化学技术

1.1 化学工程与工艺

化学工程与工艺指在化工行业或者需要进行化学生产的行业中，在生产环节使用化学技术以实现生产目标。这当中涵盖了食品加工、塑料制造和生产、生物工程等行业。尽管在这些行业的生产当中化学作用和物理作用几乎是同时产生、共同作用的，但根本的还是依靠化学技术作为主要的生产保障。所以在这种情况下，做好化学工程与工艺的技术创新和理念发展，对于社会的整体发展将至关重要，并且这也是化学工程与工艺生产的大体发展趋势。

1.2 绿色化学技术

绿色化学技术的出现是为了降低化学工程与工艺生产中造成的环境破坏，从而提升化学生产效率，同时在化学生产过程中体现出可持续发展理念。从化学工程与工艺生产造成的环境污染方面进行考虑，现阶段的环境保护力度与可持续发展理念不断深入，使绿色化学技术成为化学生产的唯一途径，所以，减少化学工程与工艺生产当中产生的废弃物数量，是绿色化学技术追求的具体目标。

1.2.1 绿色化学原料的使用

在传统的化学工程与工艺生产当中应用绿色化学技术，关键的问题在于解决化学生产过程所使用的有害物质，即化学原料的使用。因此将绿色化学原料进行使用，是体现绿色化学技术保护环境的重要一点。这当中，能够实现无害化的化学生产过程，从根本上解决传统化学工程与工艺生产当中造成的环境污染和有害物质产生。

1.2.2 使用绿色化学催化剂

催化剂的使用是为了加速化学工程与工艺生产的速度。但在传统化学工程与工艺中使用的催化剂多数都会对环境造成破坏和污染，并且还会造成资源的浪费，进一步加重了对环境的破坏。因此绿色化学技术旨在化学生产当中能够产生较少的有害物质，或者对环境的破坏和污染程度降到最低。这对于化学工程与工艺的发展至关重要，并且对于社会的发展和环境的保护也意义重大。所以绿色化学催化剂的使用能够进一步实现化学生产的无害化和绿色化。

2 绿色化学技术的开发和研究

对于绿色化学生产技术的使用，不仅会降低传统化学工程与工艺生产中对环境造成的破坏和污染，并且还会进一步提升化学生产的技术水平。因此对于绿色化学技术的开发和研究应该加快进程，提高开发和研究效率，使绿色化学技术能够尽快完全取代传统化学生产技术，从而为保护环境、减少环境污染、推动社会可持续发展做出基本贡献。

2.1 化工原材料选用

当前的化学工程与工艺生产企业在使用绿色化学技术进行生产的过程中，通过对化学生产原材料的研究，了解到实际的生产过程与化学生产工艺之间存在着必要的联系，并且对于绿色的生产技术能够对环境产生更小破坏和污染的现象也很明确。因此在化学工程与工艺生产的相关企业当中，如果选用清洁能力较高、获取过程复杂的原材料，势必会造成产品的成本增加，这就会使化学企业相关产品在销售的过程中提高售价，明显不利于化工行业的发展。所以企业在选用生产原材料时，要保证其符合社会可持续发展理念，同时也要符合企业自身的可持续发展形式。企业应该摒弃传统形式的生产过程，选择无毒、无害的原材料进行生产，并且在实际的生产过程中，应该实现生产过程的污染零排放。现阶段中国化工行业在部分生产过程中，选用的原材料基本包含树木、秸秆等天然植物纤维，结合绿色化学生产技术，能够生产出醇等化工原料，还能够利用生物技术生产出氢气和其他气体。

2.2 化工催化剂的选用

化学工程与工艺中必须要使用的催化剂，不仅能够提升化学工程与工艺的生产效率，更能简化生产过程，从而节省生产成本。但在使用的多数催化剂中，都会不同程度对环境造成破坏和污染，并且有毒物质还会在生产过程当中不断排放。所以现阶段绿色化学技术的开发和研究中，重点在对无害化催化剂的研究。研究的主要目的是在满足化学工程与工艺生产的效率同时，降低污染物对环境的破坏。因此在选用催化剂时，要选用污染能力相对较低的催化剂，以此推动化学技术向着绿色化方向发展。

2.3 化工生产过程

在绿色化学生产技术的开发和研究中，应该最大限度提升化学生产过程的选择性，以此使化学生成物的提取能够实现高效、便捷和快速，并且在对环境造成的污染和破坏方面，程度能够降到最低。与此同时，能够降低化工生产过程的成本投入，从而提升化工生产过程的整体效率。例如在石油化工生产行业当中，会选用烃类选择性氧化物，于是在化工生产过程中会出现氧化反应，容易对生成物产生较大的破坏和影响。所以在化工生产过程中，应尽可能避免出现破坏生成物的现象，从而提升绿色化学生产工艺的技术水平，减少对环境的破坏和污染。

3 化学工程与工艺中应用绿色化学技术的具体措施

随着社会科学技术的发展和进步，加之人们对保护环境意识的增强，尤其在化工生产环境当中，生产过程造成的环境破坏和产生的环境污染物，越来越被人们所重视，从而绿色化学技术被逐渐应用到化学工程与工艺当中。传统形式的化工生产已经被绿色化学技术逐渐取代。所谓的绿色化学技术，指在化学生产过程中使用的催化剂、原材料等，所提取的化学合成物以及废弃物，能够对环境产生更少的破坏，或者采用新型的化工生产工艺，降低生产过程中产生的污染物，保障化工生产效率的同时，推动社会可持续发展。

3.1 绿色生物技术的应用

在化工生产环节当中使用的催化剂等，会不同程度对环境造成破坏。随着绿色生物技术的进步，借助细胞、分子等微生物的生态特性，能够产生较强的催化效果和高效的催化过程。例如化工生产当中对酶的使用，但是在传统化学工程与工艺的生产中使用的工业酶，会对环境造成很大的破坏和影响，所以在绿色化学技术的推动下，倡导使用生物酶代替工业酶。生物酶本身具有的安全、温和以及环保等特点，在降低化工生产对环境造成污染和破坏的同时，保障化工生产效率。因此在生物酶等绿色催化剂的使用当中，实现了绿色化学技术的实际应用。

3.2 绿色清洁化学技术

为了降低化学工程与工艺生产当中产生的废弃物和污染物对环境造成的破坏，应该积极利用绿色清洁化学技术。其实际的应用能够将化工生产过程中产生的污染物控制在可接受的范围内，可保护环境，降低污染物对环境产生的破坏和影响。比如现阶段化工行业进行的海水淡化处理，就是利用清洁化学技术将海水进行淡化，从而供社会使用。在海水淡化和使用的整个过程中，对于环境的破坏和影响很小，并且海水淡化转换时还会产生一定量的氢氧化镁，这种物质也属于清洁类型的化学材料，如果进一步对其进行加工和使用，也能够进一步扩大绿色化学技术的实际应用范围。

3.3 化工生产工艺环节的绿色技术应用

3.3.1 化工生产供热系统改进

在化学工程与工艺的生产当中，传统形式的供热系统改进是将单线的供热系统进行重新调整，满足不同设备之间的供热需求，而避免单线供热造成的设备间供热需求不一致，而产生能源浪费的现象。在这当中，主要是利用联合形式的供热系统对设备进行供热，从而在满足不同设备的供热需求同时，保证能源的充分利用。

3.3.2 变频电动机的应用

在化学工程与工艺的生产过程中，使用的多数是固定频率的电动机，这就使得化工生产容易产生过多的电能消耗。所以体现在变频电动机应用方面的绿色化学生产技术就是采用变频电动机对化工生产提供动力保障，以此可以使生产环节当中所需不同程度的动力都能够得到满足，而不是一律固定频率动力供给。

3.3.3 化工生产废弃物的再利用

在化学工程与工艺的生产过程中，会产生较多的废弃物，尽管在利用绿色化学生产技术之后，废弃物的数量减少、对环境破坏的程度得到缓解，但实际存在的少量废弃物还能够对环境产生威胁。所以化工生产的废弃物再利用，对于化工生产和技术进步至关重要。应该对其中产生的废弃物进行回收和再利用，这样做不仅能够提高化工材料的利用效率，并且能够进一步实现保护环境的目的。