绿色化工技术在化工生产中的应用

孟永芳，任静辉

[玉星生物（集团）股份有限公司，河北邢台 055550]

绿色化工技术主要是指无害的且对周围环境友好的技术。从技术理念上来看，通过运用特定的方法能够减少人类日常生活中对一些原料以及药剂的使用，从源头上出发对污染进行防治。绿色化工技术在化工生产中得到广泛的运用，不仅仅能够帮助企业节约不必要的资源浪费，同时也能够提高企业可获得的社会经济效益，最终推动人类社会的可持续发展。因此绿色化工技术在化工生产中的应用是十分有必要的。

1 绿色化工技术概述

绿色化工技术概念的提出在西方国家十分流行，绿色主要代表着环境友好。然而，在当下我国社会经济快速发展的背景之下，这一概念也在国内得到了重视。绿色化工技术主要就是从技术着手，通过提高化工生产效率，尽可能地将这些反应物直接转变为可以再次利用的生产物。这既能够改善人们的日常生活环境，同时也能够改善生存环境，建立友好社会，推动工业发展，并且整合工业资源，节省我国在环保方面的投入。绿色化工技术的特点主要体现在以下两个方面，首先绿色化工技术的利用效率较高，能够有效地降低工业生产过程中废弃物对于周围环境的污染，其次，绿色化工技术能够更好地推动化工产业的发展，并且运用生物技术以及催化剂开发出更多工艺。

2 绿色化工技术在化工生产中的应用意义

2.1 降低生产污染

运用绿色化工技术的优势主要突出的是能够有效降低化工产业生产过程中的生态环境污染，以往化工生产过程中使用的原材料具有环境危害性质，采用的催化剂也以液体酸为主，在生产的过程中无害化处理能力较低，因此在生产过程中出现的污染物以及化学废渣会对周围的生态环境造成严重的破坏。在化工生产过程中也十分注重对于清洁技术的运用并且注重对于污染物的控制以及处理，这也能够有效的降低化工产业生产过程中对于周围环境产生的污染，从而根本上解决传统化工产业先发展后治理的局面，最终达到生态文明建设与化学生产两者的和谐发展。

2.2 提高物料利用率

在传统化工行业发展的过程中所采用的物料对于能源的消耗较大，还有很多物料都属于一次性使用，因此存在着十分明显的资源占用问题。在生产的过程中也会产生很多工业垃圾，严重影响了化工生产过程中可获得的生态环保效益以及社会经济效益，在化工生产的过程中运用绿色化工技术能够有效地提高资源的利用效率，同时也能够在满足以往生产标准的背景之下最大化减少不必要的能源损耗。例如在生产的过程中可以运用太阳能技术来减少热能以及电能的损耗，这些都能够有效解决传统生产过程中存在的资源占用问题，从而充分发挥绿色化工技术的生态环保性。

2.3 实现绿色转型

在绿色发展背景之下，如何实现化工生产行业的绿色转型是当下十分紧迫的任务。化工生产的过程中还没有完全摆脱传统高排放高消耗的生产模式，通过将绿色化工技术应用其中能够实现化工生产行业的绿色转型。在绿色化工技术实际应用的过程中科技含量较高，因此能够构建环境污染较少且能耗较低的生产体系。例如通过将循环利用技术应用于化工生产中，能够降低生产过程之中不必要的能源损耗，减少对于生态环境的污染，而这也是化工生产过程之中想要实现绿色转型的重要标准，能够弥补传统化工行业发展过程中的技术短板。

3 绿色化工技术在化工生产中的应用策略

3.1 清洁生产技术

在工业生产的过程中，通过将清洁化生产技术利用其中能够达到减少废弃物排放污染的应用效果，通过将超临界流体技术以及绿色催化技术应用其中不仅仅能够减少生产活动中的污染排放，同时也能够提高能源的利用效率。例如可以利用生活垃圾制造沼气，利用太阳能进行发电，而这些技术在近两年得到了十分广泛的应用。除此之外，通过运用清洁化生产技术也能够在海水淡化处理作业的过程中实现盐和水的分离，并且得到淡水资源，对其进行二次处理之后也能够将其循环利用到其他的化学生产工艺中，最终提高资源的利用效率。

3.2 生物膜处理工艺

在进行化工生产污水处理的过程中，生物膜处理工艺是十分有效的方式之一。同时生物膜处理工艺的出现时间较早，在将其应用于污水处理的过程中主要是将污水进行净化[1]。在当下科技快速发展的背景下，生物膜处理工艺也在不断地创新以及改进，并且得到了全方位的优化，最终形成了一项新的处理技术。在对污水进行处理的过程中，为工作人员的日常工作开展节省了一定的时间。在将生物膜处理工艺应用于化工生产污水处理的过程中，通常是由固体填料的相关群体形成一层生物膜，并且对污水展开处理。生物膜处理工艺主要是将污水与生物膜进行接触，并且将这些污染杂质进行二次转换将其变为细胞杂质以及二氧化碳等，最终能够起到一定的净化效果，提高水质。通过对生物膜处理技术展开全面分析发现技术应用过程中存在的问题，并且制定相对应的污水处理方案，在实现污水净化目标的同时，也能在一定程度上提高水资源的质量，为推动化工生产可持续发展提供保障。

3.3 绿色催化技术

在绿色催化技术发展的过程中主要以传统的生产工艺作为依托，并结合化工生产过程中的实际需求，从而有效提高工业生产的活动效率。在具体实践的过程中，绿色催化技术可分为化学类型及生物类型两个方面。通过将催化技术运用其中，从而优化工业生产流程。通过实际调研发现，运用绿色催化剂能够有效降低工业生产活动开展过程中可能存在的副作用，同时也能够有效提高资源的利用效率，最终实现化工生产过程中的生态环保目标。近两年在科学技术快速发展的背景之下，绿色催化剂技术也得到了一定程度的改进，从而为化工生产提供更加有效地技术支持[2]。

湿式催化氧化法（WAO）于20世纪80年代中期国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的先进环保技术。在一定的温度、压力的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物氧化分解成CO2、H2O 及N2等无害物质，达到净化的目的。

湿式催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占地面积小等特点。湿式催化氧化适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高化学需氧量（COD）或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP 等）的各种工业有机废水。

湿式催化氧化技术是在200～260℃，4～7 MPa 条件下，利用空气（或者富氧）为供氧源，空气中氧分子在高温和自由基引发剂作用下迅速实现废水中污染物化学结构的降解和碳、氢、氮、氧、硫、氯等骨架元素的矿化，从而削减废水中的COD。

湿式催化氧化的反应机理涉及气、液、固三相反应，属于自由基链式反应，分为以下3个步骤。

自由基引发：

自由基的发展或传递：

链的终止：

若自由基之间相互生成稳定的分子，则链的增长过程终止。

由上述过程可知，通过高温途径产生氧化能力极强的羟基自由基，产生的羟基自由基可以氧化各类有机物，从而大幅提高了出水的B/C 比值，为后续进行生化处理提供了基础。

高浓度废水是一种高含盐高COD 难处理废水，其中COD 浓度超过160 000 mg/L，较高的盐浓度和有机物并不适合于蒸发及生化处理工艺。

综合考虑废水高COD 高含盐且易糊化结焦的特性，基于技术经济的考虑，结合研发实验以及工程经验，针对这部分高浓度生产废水采用以“pH 调节+HiPrOBuC®湿式催化氧化”为主体的工艺进行处理以配套后续的废水蒸发及生化处理系统。详细工艺路线如图1所示。

图1 工艺路线图

3.4 药物合成技术

药物能够通过与受力部分进行作用，最终形成手性化合物，而这种方式不仅能够使得药物接受不同的作用方式，同时对于不同的映体所反映的效果也会存在差异。当下在药物生产的过程中，很多都是全合成生产，在此过程之中，最后一步往往是通过对混合物进行拆分，从而获得所需要的合成物，而这一过程恰恰会对周围环境造成一定的污染，同时原子的经济性也会相对较差[3]。例如可以在一些比较温和的条件之下展开化学合成反应或是利用催化剂提高催化剂性能，降低对于周围环境的危害。再者绿色化工技术产品具有环境友好性、经济性以及合成性。最后在绿色化工技术设计的过程中原料不会影响人类的生存环境，降低对于人类身体健康的危害，最终实现工业化生产。化工企业在建设的过程中，由于设备复杂，工序较多，因此容易出现一些安全问题。要想在最低成本下创造更大的经济和社会效益，就需要加强安全管理以及环境保护工作。在当前进行药物生产的过程中，很多有机溶剂被使用。一些化学家认为药物合成的过程中影响效率的重要因素是选择性以及原子经济性。为了能够保证在反应的过程中所有的原料分子都能够得到应用。在开展药物合成实验的过程中应当避免运用保护基团，只有这样才能保证合成反应的有效性[3]。

4 推进绿色化工技术的举措

4.1 加大技术创新

化工企业作为绿色环保技术的应用主体，应当始终从生产的实际状况出发，加大对于绿色生产技术的推广利用，并且引入专业化的人才，借鉴其他企业在化工生产转型过程中的成功经验，最终实现对于绿色化工技术的创新发展。从外部环境来看，企业应当构建专业的研发团队，并且聘请一些综合素养较高的专业人群，对生产技术进行重点创新研究并且时刻关注其他企业的技术研发进度，参考经验，最终实现化工技术的高效利用。从内部发展环境而言，应当加强对于在岗工作人员的培养力度、通过实现人才储备，从而为技术型人才提供更多的发展空间。除此之外，也应当针对企业内部展开精细化的管理，无论是生产方式还是配套设施都应当及时优化以及更新。在对产品工艺展开深度研发的基础之上优化技术创新，最终朝着零污染方向发展[4]。

4.2 健全安全生产管理机制

在现阶段化工企业管理的过程中，需要就冶金企业监督管理不力的问题进行改进，成立专门的安全生产管理部门，制定针对性的管理标准。对于在建设过程中出现的违规操作，企业相关部门需要督促其整改，停止其正常生产活动。同时，企业还需要积极地学习西方国家的优秀安全管理工作经验，引进先进的管理技术和方法，调整组织结构，让各个部门职工都能够发挥其作用，保障安全管理的高效落实，推动生产目标的实现[5]。

4.3 加强行业监管

在化工生产推进的过程中，作为政府部门也应当充分履行自身的监督管理职能，对于绿色化工技术在实际应用过程中的状况展开深度的监管。对于一些地方企业在生产过程中出现的违规行为应当立即给予打击。在日常监管工作开展的过程中应当不定时地对工业化生产的实际情况展开抽查，派遣专业的工作人员就检查活动进行详细的记录，并且形成调研报告。与此同时，地方部门也应当对化工生产过程中企业所使用的生产工艺以及技术标准展开反复的审核，并且对生产的产品进行质量抽测，最终保证所生产的产品能够达到国家环保的要求。

5 结束语

通过将绿色化工技术应用于化工生产中能够有效地降低环境污染，提高资源的利用效率，推动传统的化工生产行业朝着绿色化集约化方向发展，因此在运用绿色化工技术的过程中，应当采用可再生的原料以及催化剂，同时大力推广清洁生产技术及二次利用技术，提高对于化工污染物的处理质量，最终实现降本增收、节能减排目标，推动我国化学行业可持续发展。