化学工程工艺中绿色化工技术的应用

2020-01-12王一格

化工设计通讯 2020年1期

关键词：环境友好废弃物化工

王一格

（鹤壁汽车工程职业学院，河南鹤壁 458000）

绿色化工技术，就是通过改善已有的化学技术，以及通过对化学理论的使用与工程技术应用减少化工原料与溶剂等污染环境的物质，从而达到零排放的目的，降低对人和环境的危害，构建良好的生态环境。因此，本文主要分析了绿色化工技术的应用。

1 绿色化工技术与化学工程工艺的概念

1.1 绿色化工技术的概念

绿色化工技术通俗来说就是借助已应用的一些化工技术进行升级改造，且通过科学手段（如改良化学反应的条件、方式等）减少化学工业生产中废弃物的产生，减少污染物的排放，防止对生态环境造成破环，从而达到建设环境友好型社会的目标。

1.2 化学工程工艺的概念

化学工程工艺包括能源、材料的生产和冶炼等内容，在化工、汽车、机电炼油、煤转化、天然气转化、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等领域有着广泛的应用。它指的是在完整的工艺流程中，要特别遵循相关的化学理论和原理，并且要体现出一定的工业特色，将原理和工业实现有机的结合。如何在其原理的基础上把环保理论进一步结合进去，成为推动社会不断发展的动力，这是目前阶段化学工程工艺所面临的巨大挑战。随着社会的不断进步和发展，人们生活水平不断提高，人们对于居家理念变得更为关注。环保和安全成为普遍的追求，环保问题也成为人们日常所关注的重点问题。化学工程工艺的应用范围较为广泛，涉及到大量的化学理论体系，近些年来，与新型环保理念结合紧密，在绿色环保理念下引领的化学工程工艺也带来了不可估量的实用价值[1]。

2 化学工程与工艺中绿色化工技术的开拓创新

2.1 提高化学反应的选择性

在绿色化工技术详细研发工程中，应将化学反应作为首要选择。提升化学反应的选择性，能够使得化工产业事半功倍，且能够提取出杂质含量较少、产率较高的生成物；与此同时，还可大大降低化学工业生产成本，提高资源利用率，提高化工企业的经济效益；一定条件下，也可减少环境污染物的排放量。以石油为例，选择利用化学反应中很容易产生氧化的烃类选择性氧化物，其反应生成的生成物具有对环境污染程度加剧的危害。基于此类问题，应深化化学反应选择性，对损害的污染物生成的反应加以防范，实现化学工程中的绿色生产，以及减少对环境造成的威胁。

2.2 合理选择化学原料

化学原料是化学工程生产的基础，随着绿色化工科学技术的持续发展，对于环境污染的治理根本应从化学反应的源头做起，在源头阻止化工污染。因此合理选择化学原料显得极为重要。在对原材料选择的同时，应注意选择没有毒害的物质及催化剂等，在源头控制化学污染问题的出现。以无害的树木等自然野生植物纤维、麦秸、稻草等农业废弃物作为原料加工成的酸、醇等化工原料就是近期常见的天然无公害产物。

3 绿色化工技术在化学工程中的应用及分析

3.1 生物技术

生物技术是应用生物学、化学和工程学的基本原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行深度加工，以生产有用物质或者是为社会服务的一门多学科综合性的科学技术。当前生物技术的最大特点就是能充分利用各种自然资源、节省能源、减少污染；易于实现清洁生产，而且可以实现一般化工技术难以制备的产品。生物技术是以基因工程为主导，细胞工程为基础，酶工程为条件来实现应用的过程，微生物发酵工程是生物技术的应用关键。

3.2 催化技术

催化剂是化学工艺的基础，是许多化学工艺可以实现工业应用的关键，目前许多的化工产品的生产一般都采用了催化反应技术。传统化学工艺所选用的催化剂受制于成本等因素，在反应过程中会导致更多的废弃物产生。现如今的绿色催化剂是绿色化学技术的主要应用之一，尽管使用成本会更高，但是不会产生过多的废弃物，从而降低了反应的污染程度。目前应用的催化技术有采用安全的固体催化剂如分子筛、杂多酸等，替代有害的液体催化剂（如氢氟酸、硝酸、硫酸），简称工艺过程，为了达到减少废水、废气、废渣的排放量的目的，合成化学中采用择型的大孔分子筛作为催化剂，在固定和移动能源中采用催化燃烧法，作为无污染动力等。

3.3 清洁生产技术

清洁生产技术是绿色生产技术中的重要组成部分。清洁生产技术就是指在化学生产中没有污染、没有毒害、没有废弃物排放的绿色化工技术，包括鼓舌热加工技术、绿色催化剂技术等。此技术的应用对降低废弃物的排放，降低对环境的污染起到了积极作用。例如，利用海水淡化技术，通过对海水进行淡化处理，不但提供了淡水资源，并且，这一技术没有对环境造成污染，符合环保理念。此外，海水淡化处理过程中也会有氢氧化镁等物质生成，对其的提取成本低廉，工艺操作简单，很少产生二次污染现象。因此，此技术的应用及发展前景十分广阔。

3.4 生产环境友好型产品

随着环境污染问题日益严重，以至于影响到了各行业的运行与发展，因此，生产环境友好型产品，构建环境友好型社会迫在眉睫。所谓环境友好型产品，就是指产品从始至终都会对环境友好的产品，简言之，就是从产品被生产出来到被使用再到被作为垃圾处理，都不会对环境造成污染的产品。这是其最重要的原因所在。比如，现在社会中汽车普遍存在于大街小巷之中，与此同时，伴随着它的还有汽油。但是，汽油燃烧后能够产生有害气体，对环境造成了污染，也对人类健康造成了威胁。所以，利用绿色化工技术研发出环保型汽油或新型燃料已经刻不容缓。再比如，塑料为我们的生活带来了许多便利，但是由于其无法得到有效充分的分解，从而造成的环境污染问题是我们难以想象的。于是，就需要利用绿色化工技术研发新材料来替换塑料。采用绿色化工技术生产环境友好型产品，不但可以解决上述问题，还可渗透到每一项环境污染问题，改善过去已污染的环境。

3.5 电化学合成技术

电化学合成技术是在电化学反应器（习惯称为电解池或电解槽）内进行以电子转移为主的合成有机化合物的清洁生产技术，电化学绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂，选择具有高选择性的催化剂，不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成，其目的是通过新的合成反应和方法，开发制备单位产品产污系数低，资源和能源消耗少的先进合成方法和技术，从合成反应入手，从根本上消除或减少环境污染，是绿色化工技术的重要组成部分。随着经济及化工行业的迅猛发展，电化学合成技术将会在人类生活中发挥更大的功效[2]。