化学工程与工艺中的绿色化工技术探析

黄栋学 熊照

摘   要：针对化学工程与工艺中的绿色化工技术进行分析，阐述绿色化工技术在化学工程中的重要作用，通过扩大这种技术应用优势，将环境保护理念贯彻到化学工程中，促使化学工程朝着生态环保趋势发展，为化学工程持续性发展提供条件。

关键词：化学工程;绿色化工技术;技术

在化学工业发展过程中，由于一些化学品的污染性，使得化学生产伴随着环境污染，不能满足现代社会环境保护的要求。目前，化学工程中的绿色化工技术受到人们的广泛关注，使用绿色化工技术，能解决化学生产带来的污染问题，通过发展化学原料和催化剂等方面的绿色化工工艺，可提高化学产品利用效率，实现生态环境保护和化学工程发展间的平衡。

1    绿色化工技术应用原则

绿色化学是指对环境无污染的化学，避免化学生产中的环境污染。绿色化工技术在化学生产过程中的使用能加强对产品设计、研发和使用等环节中有害物质的控制，落实环保理念。为了实现绿色化学发展目标，要注重环境保护，合理运用化学技术进行生产制造，尽可能使用确保能源来生产，减少环境污染，达到节能减排的生产目的。在绿色化工技术使用中，应遵循以下原则：第一，在绿色化工生产中，应从原料控制、工艺流程优化等方面入手，从根源处解决环境污染问题;第二，在产品设计环节应保证原材料的有效利用，提高材料利用率，选择环保性较好的材料;第三，在进行产品分析时，要重点考虑产品的质量和毒性，按照相关的检查标准判断产品是否达到生产标准;第四，减少化学生产中能源消耗对生态环境的不利影响;第五，做好生产前的检测和控制工作;第六，使用绿色化工工艺时，充分考虑经济效益、技术水平和环境保护等因素，降低生产作业中的环境污染。

2    綠色化工技术研发

在绿色化工研发方面，应重点关注以下方面：

第一，合理选择原材料。绿色化工技术的使用是控制环境污染的有效举措，但在使用该技术时只针对控制污染来考虑，无法发挥绿色化工技术的应用价值。因此，在利用绿色生产技术时要坚持以预防为主的治理思想，从源头解决污染问题，促进化学工程的生态化发展。化学工艺、化学科技发展应从环保材料选择、防范措施合理运用两方面入手，减少化学生产中的污染物排放，开发多种绿色环保材料，为化学生产的顺利进行提供物质基础。

第二，合理选择催化剂。催化剂对化学反应有着重要影响，在化学生产中应用广泛。但是大部分催化剂有着较强毒性，会对生态环境造成危害。为了达到绿色生产的目的，应从催化剂选取角度出发，发展绿色化工技术，减少有害物质的生成，在促进化学生产的同时，降低废弃物的处理难度。研究人员应优先选用无公害催化剂，其次要控制污染物质的排放[1]。例如将烷基化固相催化剂应用到化学生产中具有效率高、无污染的优点，并能在反应中利用废弃物，形成一个循环利用的生产流程，对提高化工生产经济效益和环境效益有着重要作用。

第三，提高化学反应的收率，提高绿色生产水平，在化学反应正常进行的情况下，适当减少反应物剂量。

第四，废弃物的回收利用。化学工程生产中将产生不同数量的废弃物，一些废弃物有害有毒，是造成周边生态环境破坏的主要原因，即使是无毒害物质，同样会造成空间和资源的浪费，并且将其长期暴露于空气中会带来环境污染。因此，应将减少生产中的废弃物作为绿色化工技术研发的重要方向，在技术支持下，减少资源浪费或环境破坏，实现化学工程的持续性发展。同时，废弃物回收利用减轻了企业废弃物处理的负担，满足企业绿色生产需要。

3    化学工程和工艺中的绿色化工技术分析

3.1  生物技术

化学工程中绿色化工的突出特点体现在生物技术的使用，该技术是通过微生物和细胞完成一系列化学反应，为化学用品制造提供技术支持，满足资源充分利用的化工生产要求，将再生资源转换成化学产品，为化学工程发展提供新思路。例如将微生物技术应用到废水处理中可实现淤泥的循环利用，加大对污染物排放的控制。另外，生物技术催化的反应大多比较温和，不会造成不可控过程，目前，化工生产往往需要利用动植物等有机原料，运用生物技术可缓解这类物质产生的环境污染，石油和煤炭的使用会引起严重的生态环境破坏问题，可使用生物技术减少上述问题产生的环境影响。

3.2  环境友好产品

环境友好产品是指化学生产中不会对周围环境造成污染的产品，化学生产中要注重环保型生产设备和原材料的开发，从材料和设备层面入手，探索绿色化工技术的应用路径，并将绿色生产技术融入化工生产中。

3.3  电化学合成

通常来讲，电化学是在电解液或者电池中完成的，因此，电化学实质上是绿色化工技术之一。在化学生产中，使用有机合成法、阳极合成法、燃烧电池法等技术手段，能在环境保护要求下完成化工生产。在化学工程不断发展的过程中，电化学合成技术的重要性越来越突显，将逐步扩大该技术的适用范围。今后的绿色化工技术研究应重点关注电化学合成技术的发展，针对化学生产实际要求，确定绿色化工技术的研发重点和方向。

4    化学工程和工艺中绿色化工技术的应用

绿色化工技术逐步发展成熟，使其在化学生产中应用效果较好，能实现原材料的循环利用，如在生产过程中，将废弃物添加到原料中，能实现废弃物向有价值物品的转换，确保材料利用率最大化。从传统化学生产流程来看，使用汽油、煤等能源进行生产时，将产生严重的材料损耗问题，并且会产生大量污染物，与生态环境保护要求不符。绿色生产技术的运用对能源进行选择，在化工生产作业中，可使用风能、太阳能等能源减少石油、煤等的利用，发挥绿色化工技术在化工生产中减轻环境污染的作用和功能，同时，在实践中不断发展和优化绿色化工技术。

4.1  生物技术的使用

化学工程生态化发展目标的提出，使化工生产中的环境保护成为人们关注的重点，促进了绿色化工技术的发展，通过使用该技术能提高生产效率，加大环境保护力度。生物技术是绿色化工技术的主要组成部分，主要包括微生物技术和微基因技术等[2]。实践表明，在化学生产中，生物技术的使用有利于促进生产过程的生态化和增强有效性。如将生物酶作为催化剂时，利用转移性、高效性特点，能够减少化学工程中的环境破坏，满足化学生产设计的节能环保要求。现阶段化学生产领域主要利用绿色化工技术，促进再生资源向化学产品的转化，为绿色生产创造条件。另外，可利用自然界中的生物酶产生丙烯腈，在生成丙烯酰胺后提高能源利用率，将节能发展理念贯彻在化学生产中。从具体来说，在实际利用绿色化工工艺时，应综合考虑技术因素和社会效益，探索多样化绿色技术手段在化学生产中的应用方法。

4.2  清洁技术的使用

针对化学工程生产实际进行分析发现，在使用清洁技术时，可充分发挥绿色技术的应用价值，实现无毒害绿色生产技术在生产中的合理运用。

第一，在生物工程领域中，可通过研究细胞、细菌相关内容，确保清洁技术在化学工程生产中的有效利用。

第二，在将清洁技术应用到绿色催化过程中，能结合催化反应特点采取适宜的技术应用方法，提高该技术的应用效果。

第三，在超临界流体技术应用方面，通过分析CO2和水的临界状态，可避免有害物質的生成，确保清洁技术在化学工程中的有效运用，如在水环境治理中，考虑到污水主要来源是城市废水和工业排放。因此，应利用绿色化工技术来解决水污染问题，在终端进行污水处理，促进污染物质的转化，经过处理的水资源可再次利用，提高水资源利用的效益。由此可知，清洁技术的使用在改善水污染问题上有着重要应用，利用污水处理技术可为化学工程中环境保护的实现提供技术保障。

4.3  加强技术准备

为了充分实现绿色化工技术在化工生产中的应用价值，需要坚持技术的不断优化。绿色化工技术设备，应从正规渠道购买，确保设备的功能性好，避免在化学工程生产中受到多种因素的影响。例如在绿色技术应用设备准备环节，技术人员要对设备的性能和各项参数进行检查和调整，及时解决可能出现的问题，保证绿色技术合理运用[3]。另外，还要做好技术准备工作，关键在于技术应用方案的完善。由于不同化学生产项目在绿色技术上的要求存在明显差异性，因此要从生产实际情况出发，选择配套的技术方案，实现绿色环保技术和化工生产各个环节的有机结合，逐步实现化学工程的生态发展，提高化学工程生产项目的社会效益和环境效益。

4.4  环境友好型产品

这类产品是指在化工生产过程中对环境不会造成危害和污染的产品，在生产实践中，无毒害的原材料和节能设备生产出环境友好型产品，加强该产品在化工生产中的运用可提高化学工程的环保节能效益。目前，生活中的环境友好型产品主要包括新能源汽车、有机食品、节能装饰材料和新型家电等。过去我国采取的粗放式发展模式使大多数企业的生产流程不合理，造成严重的环境污染。为了解决我国的环境污染问题，需要尽快寻找绿色可再生资源，用清洁能源取代煤、石油等，减少化学生产中的污染排放，并提高自然资源利用率，由此实现化学工程的持续发展。从我国发展现状来看，风能、太阳能等是应用较广泛的清洁能源，要想实现绿色化工技术在化学工程中的有效利用，应从上述角度出发进行技术研发。同时，利用可降解塑料替代传统的塑料袋产品，能减少环境破坏，改变传统高能耗、高污染的生产模式，形成一种基于绿色环保技术的化学工程生产流程，将环境保护理念落到实处[4]。

5    结语

生态环境保护已成为社会关注的重点，在化学工程领域，要尽快改变传统的化学工业经营模式，通过原料控制和生产工艺的优化，减少化学工程对生态环境的影响，满足化学工程绿色化发展的要求。化学工程研究人员应明确绿色化工技术的应用价值，综合考虑化学工业的环境因素、经济效益和技术条件等，确保化学原料的有效使用，将绿色生产工艺融入化工生产中，加大对生态环境的保护。

[参考文献]

[1]张  义.化学工程工艺中绿色化工技术的实践应用研究[J].化工管理，2019（30）：100-101.

[2]穆远庆.化学工程与工艺中的绿色化工技术研究[J].山东化工，2019，48（19）：139，142.

[3]王  蒙，毛桂月.化学工程工艺中绿色化工技术的实践应用研究[J].石化技术，2019，26（9）：202-203.

[4]水寒青.化学工程工艺中绿色化工技术的开发与应用探讨[J].化工管理，2019（16）：53-54.