化学工程工艺中绿色化工技术的开发与应用

郑启红

（九江石化设计工程有限公司南昌分公司，江西南昌 330096)

工业的发展促进经济的增长，却引发了一系列环境污染问题，这一点在传统的化学产业中尤为凸显，受技术限制等原因，化工行业的污染物排放量一直居高不下。在化学工业生产中，使用绿色环保技术对生产方法进行改进和创新，可以有效治理污水排放，控制化工原料对环境的污染。因此，在生产过程中，必须对有毒害物质的废水排放进行严格管控，注重对废物的回收和处理，以保证资源利得到充分的利用和开发。

1 绿色化工技术的基本概念

绿色化学工业的主要目标是减少化学生产过程中排放的有害气体量并减轻对自然环境的污染。此外，根据对绿色化学工业的创新改革原则，化学工业的运行方式也将得到极大的转变，不再是单单以经济效益为目的，而是以环境保护为前提的工业运转模式。绿色化工技术已经大大改善了对废弃资源的处理方式，有效回收，循环利用，减少了资源浪费的现象。这种循环利用式的绿色化工技术，提高了资源利用率，减少了废气和废物排放，在保护环境和促进国家发展与进步方面发挥了巨大作用。因此，在化学工业和环境保护中，强调绿色化工技术应用的重要性是十分必要的。

2 化学工程与工艺领域中绿色化工技术的开拓创新

2.1 改进化学反应的选择性

改进化学反应的选择性在绿色化工技术的研发项目中应该作为首要任务。增加化学反应的选择性可以使化学工业生产更为高效，对提取含杂量少，生产率高的化工产品更为有利；同时，还可以降低化工行业的生产成本，提高资源的利用率，增加企业的经济效益；在某些情况下，它甚至可以减少环境污染物的释放。例如，在制取石油的化学反应过程中，如果选择了易氧化的烃类作为氧化物，反应生成的产物对环境的污染会更加严重。因此，有必要加深对化学反应的选择，尽量避免生成污染物的反应发生，实现化学工业中的绿色生产，降低对环境污染的风险[1]。

2.2 科学选择化工原料

科学选择化工原料在绿色化工技术发展的过程中极为关键，它对绿色化工技术是否能得到充分的发挥起到决定性作用。一般情况下，化工原料的选择应遵循的原则如下：

首先，在进行化学反应的生产过程中，选择无毒害作用的化工原料，且不含其他化学添加剂。例如，可选用植物或农作物当化工原料，这些原料绿色且无污染，不仅可以减少化学工艺生产带来的污染和破坏，还可以显著降低生产成本，进而增加企业的经济效益。其次，在使用化工原料的过程中，加强对有毒有害材料的处理加工，利用化学反应原理去除原料中的污染物，可以从源头上防止环境污染之类的有害事件产生。

2.3 催化剂

在某些特定的化工生产中，不可避免地要使用化学催化剂来增加化学反应的活化能，以便提高化学反应速度。但是在此过程中，催化剂的过多使用会引发大量有毒有害物质的产生，如果这些废物直接进入周围的环境，将导致严重的环境污染，并引发一系列社会问题。因此，在开发环境友好的化工技术时，必须合理选用催化剂，尤其是对环境友好且安全无毒的催化剂应得到广泛的应用。催化剂的使用保证了化工生产的有效进行，尽可能地降低了废弃物的排放量，从而减轻对环境造成的过重负担。例如，提高生产效率可增加烷基化固相等类似催化剂的使用，因为它们在化学反应过程中不会产生任何有毒有害的物质，并且可以提高化工生产中对催化剂资源的利用[2]。

3 化学工程工艺中绿色化工技术

3.1 生物技术

在化学仿生和生物化工等科学技术领域中，生物技术得到广泛运用，在此过程中，深度地挖掘了微生物、基因、细胞等工程领域，为我国的生物学发展奠定了良好的基础。把环保且绿色的化工技术用到生物技术领域中，开发出具有高效率的生物酶，并由此衍生出膜化工技术，此技术被仿生学领域广泛运用。生物技术可以把化学物质和再生能源整合在一起，并一直被绿色化工技术领域所应用。生物技术能从动植物里面提炼有机化合物的原材料，它们是绿色环保化工技术领域原材料的主要来源。比如在化学工艺生产中常用到的丙烯酰胺，可被自然界中的活化酶所替代，再反应合成丙烯酰胺，就可以降低对能源的消耗，也能起到减少环境污染的作用。一般来讲，相对于工业合成酶，自然环境中提取的酶更加温和环保，值得进一步的开发和推广。

3.2 催化技术

作为化学工艺生产的基础，催化剂可帮助很多理想的化学工艺转化成实际的工业运用。目前，在大部分工业产品的生产过程中，都会应用到催化反应技术。

传统生产运用的催化剂，虽然价格低廉，但后续引发的废弃生成物较多，对原料的利用率不高，且与绿色环保理念不符。相比于传统的催化剂而言，现今的催化技术采用绿色环保的提炼方法，不仅大大降低了生产成本，提高了原料利用率，也不会产生大量的废弃物，进而对环境起到一定的保护作用。在催化技术中常采用固体催化剂，比如杂多酸、分子筛等，进而取代了之前的一些有害液体催化剂，在生产过程中极大地减少了废弃水、废弃物的排放量。选用择型的大孔分子筛作为化学反应生产过程中的催化剂，在可移动或固体能源之中采用催化燃烧法，在一定层面上，可对绿色友好型环境的建设起到推动作用[3]。

3.3 清洁生产技术

清洁生产技术只是相对于传统老旧的技术而言，它具有干净绿色环保的特点，是通过对以往的技术改进并取得突破性进展，其目的是消除或降低废弃物的毒性和污染。它包含的临界流体、辐射热加工和绿色催化等技术，在生产生活中得到广泛的使用，比如：垃圾的处理、煤气加工生产、织物的印染等领域。与此同时，煤气化技术和新能源发电也在不同的领域得到应用和推广。以沼气转化煤气为例，就是把动物粪便、植物残渣等作为能源转化的原料，通过自然的发酵作用将其转化为清洁能源，在此过程中，是不会产生污染排放的，并且会有变废弃易污染物为干净高效能源的神奇转变，给周边的居民和环境带来了有利影响，是一种应用广泛的清洁生产技术。综合以上述观点来看，这种沼气转化的新能源技术不仅不会破坏生态环境，而且也能为生产生活提供新能源[4]。

3.4 绿色环保型产品

环境问题日益突出，各个行业的运营和发展都会受到一定程度的影响，绿色环保产品的开发和研究也越来越得到人们的关注，建设自然生态的和谐社会是每个人的心愿。绿色环保型产品是指从生产开始到使用结束，甚至到废弃之后都不会对环境造成负面影响的产品。以汽车为例，作为现代社会最主要的交通工具之一，其用量和开发程度可想而知，但即使是采用环保原料制造的汽车，在使用过程中也避免不了汽油燃烧而产生的废气，进而对环境造成污染和损伤，不仅如此，废气中包含的有毒气体，还会危害人体健康。因此，开发绿色环保汽油或其他新能源产品已是当务之急。再比如，日常生活经常使用的塑料，它的确带来了很多便利，但是目前还未研究出能有效彻底地进行塑料分解的方法，它带来的污染和破坏也相当严重。因此，在进行分解技术研究的同时，使用绿色化工技术来开发替代塑料的新材料是十分必要。在生产环保产品时，使用绿色化工技术能有效解决资源能源问题，并达到环境保护的目的[5]。

4 结束语

绿色环保化工技术在化工领域是一个全新的概念，与当前时代的可持续发展趋势相适应。将环境友好的化工技术应用于化工生产过程中，可以减少传统化学工艺带来的环境污染和损失，并创造新型的替代能源。这些绿色环保能源在化学反应中，性能更加优异，反应条件更加温和，不仅带来了生态和社会效益，还带来了经济效益。绿色化学工艺技术有广阔的发展领域和空间，值得研究和探索。