绿色化学工艺的开发与应用研究

杨凤明 邓丽丽 卢 燕 李志新

中信大锰大新锰矿分公司 广西 崇左 532315

1 前言

随着时代的迅速发展与变迁,社会对于经济发展和环境保护的理念也逐渐发生了改变。人们对生活质量的更高要求推动了现代工业的改革。为了保护环境,绿色化学工艺的开发与应用成了现代化学工业的发展主题。对于化学工业怎样趋于绿色化,已成为工业发展的前沿技术,开发与应用绿色化学工艺、减少化学污染对生态和环境的可持续发展具有深远意义。

2 绿色化学工艺的开发

2.1 核心化学开发

绿色化学工艺开发的直接目的是提升资源利用率,降低化工生产带来的资源损耗。绿色化学工艺核心开发是在传统化学产品加工的基础上,实行化学工业资源的综合性转换,实现化学产品加工零排放。举例分析,某化学产品中含有大量的甲烷、乙炔等化学物品。核心化学开发应用于化学产品加工处理过程中,运用甲酵碳化制醋酸、乙炔氧化环氧作为化学原子中和的主要辅助品,将甲烷乙炔等化学物品转换为三苯基氧产物,降低甲烷、乙炔中含有的成本元素,实现化学产品降解的处理效果。

2.2 反应性化学开发

绿色化学工艺的开发也运用化学药剂基础反应的特征,实行化学污染的分解。这一化学反应状态能够降低化学产品加工处理的实施难度。例如:氧化制苯时,氧化制苯的容量越大,附着在容器表层的清除难度越大,后期氧化中苯的提取浓度就会也低。为了解决这一问题,提高氧化苯制作过程中纯苯分离的效果,可以运行烃类化学物质作为氧化物的辅助部分,顺利的将化学生产附着的碳复合类物质集中性分离,实现有效处理化工产品中遗留化学元素的问题,从而达到了绿色化学产品的高效应用。

2.3 化学添加物的开发

绿色化学工艺在生活中的开发,在于社会资源开发时,能够充分利用化工产品研究新的产品,为社会化学资源的利用提供了来源保障,当前绿色化学工艺开发的主要代表包括催化剂和溶剂两种。

(1)绿色化学开发的催化剂用于果蔬产品成熟中,实行绿色化学产品运用,将多重化学物品突破在果蔬产品上,能够起到食品辅助成熟的作用。例如:酸碱催化剂,沸石催化剂,酶化合物催化剂等就是绿色化学催化剂的代表,绿色化学催化剂往往运用化学中和反应原理,在产品发展的过程中起到助推性作用。同时,这种化学添加辅助,随着辅助催化剂应用实践不断延长,催化剂的化学作用也就自然而然的消失了。

(2)溶剂性绿色化学产品的运用,主要借助二氧化碳作为其催化的过渡气体,实施化学成分结合二氧化碳后生成水,使化学产品损耗后的环境污染比例效果大大降低。

3 绿色化学工艺的应用

3.1 绿色化技术的应用

绿色化技术也就是清洁生产技术,体现在无毒无害,没有废物的产生,生产过程对人体没有危害。现在的绿色化技术主要有,清洁的煤气化技术;利用风能、水能、太阳能等技术发电;生物制造沼气技术;生活垃圾分类无害化处理以及目前的脱硫、脱碳技术等都是典型的绿色化技术。在工程技术上比较显著的还有辐射加工技术、生物工程技术、超临界流体技术等绿色化技术,应用清洁生产技术去获得产品,不但产品为绿色化,而且从产品设计到生产过程对环境和人体没有危害。

3.2 生物工程技术的应用

生物工程技术主要包括细胞、基因、酶、微生物等绿色科技、为了实现工业生产的绿色化,很多化学工业将生物技术应用在化工生产。酶催化剂在化工生产中使用已经很广泛了,它具有良好的选择性、无毒无害、具有广阔的应用前景的生物合成物质。生物技术合成的化学物质来大都来自可再生资源,是绿色化学技术发展方向之一。早期化学材料大多是来自可再生植物、动物,后来发展石油和煤炭等不可再生资源为原料,对环境和人类健康造成巨大威胁,生物化学反应技术可以利用酶作为催化剂,以生物质为原料生产有机化合物,可以缓解矿产资源耗竭的压力,也可以减少对环境的损害。例如利用酶催化剂制备丙烯酰胺,丙烯腈反应完全,没有副产物。

合成洗涤剂中三聚磷酸钠在使用过程中具有很好的作用,它是比较理想的助剂,洗涤剂中加入这种物质可以大大的提高了洗涤效果,但是磷洗涤剂对富养化有一定推进作用。酶作为一种生物制品无毒并能完全降解,对环境无污染,同时对人体没有健康威胁。近年来开发的包裹技术、保护剂技术、微胶囊技术,进一步提高了酶对人体的安全性和酶活力的稳定性。酶的作用越来越得到广泛关注,已然发展与表面活性剂、助剂等具有同等的作用,并且对环境没有污染,是合成产品绿色化。

3.3 生产绿色产品

绿色产品指的就是环境友好型产品,目前有很多典型的例子,例如能够取代氟氯昂的化学产品,可以保护大气臭氧层;防止白色污染的生物降解塑料;植物杀虫剂,清洁汽油等。日常生活中使用的聚苯乙烯发泡塑料餐盒,使用后成为垃圾,而且需要很久的时间才能降解,对环境带来严重中污染。为了加速它降解,在生产时可以加入光敏剂,化学助剂等,餐盒使用后几个月内就可以完全降解成无害物质。目前的化妆品种类繁多,主要的产品都是从天然的原料,例如从植物提取有效成分,利用生物技术生产和制造化妆品。天然绿色生物材料甲壳素/甲壳胺的降解形成甲壳低聚糖,具有独特的生理活性,把它合成化妆品对皮肤毛发具有很好的效果,而且无公害,不污染环境。

4 结语

当下可持续发展背景下,对于环境的保护愈发的刻不容缓,我们应当重视绿色化学的推广和发展,从源头上消除化工业产生的污染。推动化工业改革,对当前的生产工艺进行改进,对国内来说,经济较弱的地区需要借助经济发达地区的工业改革流程,并因地制宜,进行改良。而更多的国内企业则应该学习国外的先进理念和技术,认真学习其绿色化学工艺建设的有关经验知识,在保护生态环境的同时,提升自己的经济效益,使整个化学工业生产行业跟进时代的步伐。