精细化工中绿色化工技术的应用研究

2023-10-11王国超焦立霞

山西化工 2023年9期

王国超，焦立霞

（1.浙江永太手心医药科技有限公司，浙江台州 317016；2.浙江六合工程技术有限公司，浙江杭州 311100）

0 引言

无论哪个国家，在发展各项科技或者是工业的时候，首先要考虑的就是环境污染的问题。只有真正树立起环境保护的意识，才能够获得更加长远、可持续的发展。而化工业则是造成环境污染的一个主要因素，所以在发展化工业时就要尽量应用绿色化工技术，从最大程度上减少工业生产污染。

1 精细化工概述

精细化工是化工业的一个新的领域，与传统的化工业相比，精细化工的综合性要更强，技术的密集度也更高。而且精细化工所需的原材料比较复杂，制作流程也比较繁琐。精细化工不仅涉及了多个领域，还综合了多项技术。目前市面上的精细化工产品有很多，不仅种类多样，用途也十分广泛。我国为了让这门化工技术能够得到真正的发展，还出台了相关的法律政策，创建“精细化工产业技术创新战略联盟”组织，这就从很大程度上提升了精细化工的市场核心竞争力，为很多化工企业的发展提供了更大的可能性。目前精细化工在化工总产值所占的比例已经成为一个国家化工发展水平高低衡量的标准，这充分体现出了精细化工的重要地位。虽然不同国家的精细化工涉及的领域有差异，但是大概都是农药、医学、试剂等多方面，精细化工所覆盖的领域也会越来越宽广，包含的行业门类也会越来越丰富。其实最初精细化工就是指产品小、纯度高、价格贵的化工产品，直到近年，经过各国专家的不断研究，精细化工才被真正赋予了本质意义。每个国家也会在其中加入自己的见解，对其进行深一层次的定义，这也说明了精细化工的多样。表1 为2015—2020 年全球精细化工行业的市场规模情况，市场规模的涨幅情况见图1。

表1 2015—2020 年全球精细化工行业的市场规模情况单位：亿欧元

图1 市场规模的涨幅情况

2 应用绿色化工技术的意义

随着我国化工业的不断发展，对各项资源的需求也越来越大。但是对资源的过度使用就会导致环境污染，因此为了能够实现可持续发展就要将绿色化工技术作为化工业主要的发展方向。绿色化工技术的意思就是通过化学手段降低或者是消灭对生态环境造成危害的物质，这也符合我国绿色发展的基本理念。虽然目前我国的化工水平与发达国家相比还有一段差距，但是发展也不是一朝一夕的事情，要做到一步一个脚印，脚踏实地的发展。这样发展的也会更加稳定，绝对不能够急于求成。对于现阶段来说，我国首先要思考的并不是如何追赶上发达国家的脚步，而是要解决现今化工业发展中存在的问题。目前最紧要的就是如何解决化工业发展与环境之间的矛盾，要为我国化工业的发展打下牢固的基础。而绿色化工技术就是化工业实现绿色发展的有效途径，能够通过科学的方式对环境进行保护与治理。如果能够合理地运用这门技术就能够从源头上解决化工业产生污染的问题，对于实现绿色化学具有深远的现实意义。发展化工业的人员一定要树立起绿色环保的意识，要明白绿色化工的重要性。因为化工产品其实就是一把双刃剑，一方面能够提高人民的生活品质，化工产品的出现满足了很多人的生活需求。另一方面则是对人们的生活造成了影响，就像很多有害的化工产品都会危害到人们的身体健康，还破坏了生态环境。所以在化工业中应用绿色技术就能够避免传统化工中出现的弊端，实现化工业与生态环境同步发展。

3 精细化工中应用绿色化工技术的策略

3.1 微化工技术

微化工技术其实属于一种传感器技术，主要是对各种微型构件以及装置进行使用。同时还会对各种化学进行研究与分析的微化学工艺，这种技术就能够应用在精细化工中的制药产业方面。微化工技术在实际的应用过程当中，其技术的核心就在于微型反应以及传热技术。这种技术需要通过微型的结构设备才能够完成，而且在整个研究过程中，设备需要不断的进行改进与优化。不过这种技术也有一定的优势，就是能够适应恶劣的生产环境。微化工技术的研究工作主要集中在三方面：一是传统化工技术的更新换代，主要集中在石油化工、医药、农药、染料、火（炸）药等领域，主要包括磺化、硝化、直接氟化、氧化、过氧化、酰胺化、重氮化等各类强放热和易燃易爆的气—液和液—液反应过程。二是国家安全领域的研究工作，主要涉及化学激光器微型化、核燃料高效处理、特种材料的安全生产等。三是纳米材料合成等领域，特别是可以将精细化工、医药化工等间歇式、利用率较低的制备工序，使之变成像石油化工一样的可控连续工艺，使反应由几小时减少到几十秒。一旦能够使用可直接放大、安全高效、反应流程易于控制的工艺技术，就能够彻底改变化工某个环节、某些反应污染物重、能耗高和稳定性不好的形象，让化工产品流程的强化、微型化和绿色化，提升化工产品的资源和能量效率，是完全可以做到的[1]。

3.2 生物化工技术

生物化工技术主要就是利用微生物、细胞之间的结合，完成相应的生产工作。还可以用于精细化工生产基础化工原料，如：乙、醇等物质都是通过生物化工的技术生产出来的，这类由生物化工技术生产出来的物质有一个特性，它们都是纯天然无公害的。可以应用于精细化工中生产基础化工原料这一方面，像乙、醇等都可以通过生物化工技术生产出来，用生物化工技术生产出的化工原料是真正绿色的、无毒无害的。其实生物化工技术最广泛还是应用在农业当中，用于生产各种杀虫剂，还不会对农作物造成影响，这就足以证明生物化工技术足够“绿色”。生物化工技术能够在满足精细化工生产质量的同时，解决化工业在生产工因排放产生的污染问题。这就是在提高精细化工生产效率的基础上，完成了保护环境的任务。因为生物化工技术就是通过微生物本身的运动规律与特征进行精细化工的生产，像在生产石油的原材料时就可以通过细菌划分，还有很多化工产品都可以通过生物酶等物质进行生产。生物化工技术中一项重要的技术就是生物催化技术，生物催化技术具有高选择性、转化快、降低成本等优点，在化工行业的使用已相当成熟。产品应用主要在生物新材料、生物燃料以及相关领域。在生物资源领域，涉及生物柴油的提取、生物制氢、生物制乙醇等领域。在生物产品的广泛使用中，主要用来解决白色污染，环保，开发生物可讲解塑料，和高分子复合材料等领域。同时由于精细化工一直是中国化工行业的重点研究领域，生物化工科技在精细化工领域的广泛应用也促进了新产品的发展。包括了水处理添加剂，食物添加剂，动物营养添加剂，饲料添加剂，从而大大提高了人类的健康水平[2]。

3.3 绿色分离技术

目前我国的绿色分离技术已经十分成熟，即使是在传统的化工生产当中，绿色分离技术也已经被广泛应用。绿色分离技术中可以应用在精细化工中的技术有很多，如树脂吸附、膜分离等，这些技术手段都能够在精细化工中得到应用。不过在实际的运用过程中，还是存在着一定的差别。就像树脂吸附技术在传统的化工生产当中用于处理废水，而在精细化工中主要是用于制作药物，因为树脂吸附技术中蕴含的大孔树脂能够将药物中的有效成分合理地吸附到一起，这样就能够将药物中含有的杂质分离祛除，达到绿色分离的目的。树脂吸附技术还有一个十分优质的特点就是能够反复使用，因为树脂吸附技术很容易再生，树脂中的阴阳离子容易产生交换，而且产生的分离效果也不会减弱。而且随着不断的发展，绿色分离的数量也会越来越多，不仅仅能够制作药物，还可以用于生产化妆品等。包括一些食品添加剂中都可以使用，这就使得绿色分离技术发挥出其自身真正的价值。由此可以看出，化学技术的发达导致其化学装备的结构也是日益完善和先进，精细的化学设备与其他化学设备相比，其分离设备的运用也是比较广泛和多样化，不过这里也有特例，诸如像超临界流体萃取、膜分离、树脂化学吸附、分子筛吸附、微波萃取等分离手段是进展很快的一些重要的绿色分离手段。他们都具有能量小、环境污染少、效率高、使用简便的优点。这些提纯工艺对某些医药、农药、香料、添加剂、表面活性剂、化妆品等行业中都得到了积极广泛的应用。不仅如此，随着工业经济的发展，针对信息技术和计算机技术的研发及应用也得到了巨大的进步。绿色精细化工合成技术不对称催化合成技术在手性药物、部分医药、农药、香料等行业都提供了绿色高效的合成方法。有机电化学合成技术取代了一些高温、高压、高污染的传统化学合成技术[3]。