化学工程与工艺中绿色化工技术的应用分析

隋冲

(东营坤宝新材料有限公司,山东 东营 257000)

目前,我国社会正处于攻坚时期,各行各业的发展使得环境污染问题日益突出。为此,国家高度重视环境保护,明确要求各行业立足实际,不断完善自身,积极渗透绿色发展理念。而现代社会中化学工程与工艺的广泛运用,使得环境污染问题备受关注,因此,必须深入化学工程与工艺的应用实际,探究出绿色化工技术应用方法,积极引入多种清洁型技术,助力我国社会构建生态文明城市,实现可持续发展。

1 绿色化工技术概述

化学工程与工艺发展进程中,随着绿色化工技术的出现和广泛应用,使得化学工程生产效率得以不断提升,同时,在绿色化工技术作用下,可以进一步提高化学工业的节能环保效果。从目前绿色化工技术应用市场发展趋势来看,大量技术不断涌现,并且种类日益繁多,现阶段的主要发展重点在于绿色化工技术的应用,致力于提高其效用。由此延伸出的绿色化工理念,突出强调了运用绿色环保理念,使化学工程中的化工技术可以绿色化,并且优先选择绿色化的化学原料,运用绿色环保的化学生产方法,全面提高化学工程绿色化水平,实现环保节能的同时,最大程度上降低化工生产对环境的污染程度,从而全面实现绿色化技术研发与产品推广应用[1]。

与以往传统化学生产工艺相比,引入绿色化工技术的化工工艺,更加低碳环保。传统化工工艺中容易残留大量的有毒、污染物质,虽然多数化学工业企业采取针对性措施处理这些污染物,但实际效果并不彻底,还是会影响到生态环境。比如,一些化工厂的烟尘处理工艺,虽然采取一定措施进行烟尘净化处理,可从实际处理效果看,仍留有大量的残余物,存在很多一氧化碳气体,若是再利用同一工序进行处理,会导致处理成本不断增加。而引入绿色化工技术,选用绿色材料,运用绿色化学工艺进行处理,不仅可以减少对环境的污染,同时也可以实现资源的高效利用,可以很大程度上提高企业经济效益。

2 绿色化工技术应用要求

分析化学工程与工艺中可知,在应用绿色化工技术过程中,有着非常明确且严格的标准,同时应用要求也颇多。从化学原料选择到催化剂配置,再到化学反应的控制各个环节中,都必须严格按照相关标准实施,确保绿色化工技术的应用真正发挥效用。

2.1 保证化学原料选择合理

化学原料的选择必须依据化学工程项目具体情况进行合理选择,在此过程中,工作人员必须按照相关化工产品生产制造规范条例内容、产品设计要求,合理选择相应的化学原料,确保原料绿色性、无污染。为保证原料在后续化学工程应用中符合实际需求,相关工作人员必须做好市场调研,开展实验室原料试验工作,保证将化学原料的毒性控制到最低[2]。此外,在购置化学原料,包括后续原料运输、存放,以及实际提取和应用中,都应当提高重视度,加强化学原料使用的环境保护。根据过往绿色化工技术应用经验看,应当优先选择无化学药剂的材料,如植物、农作物类环保材料,这类材料的应用效果要更好。

2.2 催化剂必须合理配置

为保证绿色化工技术应用科学有效性,应当优先使用无毒、无害化学催化剂。若是催化剂本身具有毒害性,相关技术人员在实际使用前,必须参考化学工程生产工艺需求和要求,预先做好无害化处理,防止对后续工艺操作产生损害。在化学工程领域中,引入绿色化工技术后,不仅要深入研究、开发,也需要积极落实到实践应用中。而在技术研发环节,化学催化剂的配置情况直接影响着化学工程与工艺水平,以往化学催化剂应用较为广泛,随着现代科学技术水平不断提升,衍生出较多化学催化剂,比如,烷基化固相催化剂的研发和应用,可以实现无污染、无毒害,有效促进化学催化剂进一步发展,并在化学工程与工艺中得到较为广泛的应用。

2.3 化学反应过程实施精细化管控

化学工程与工艺中,必须依托实际的化学反应过程才能发挥出绿色化工技术作用,同样的,检验过程中也需要建立在化学反应之上才能实现。因此,除了保证化学原料、催化剂绿色化,还必须加强对化学反应过程的绿色化处理,对反应过程实施精细化管控。在具体实践中,工作人员可以立足资源消耗视角,对反应的充分性、无污染性加以控制,也可以进一步深化化学供应反应,不断提高绿色化工技术应用[3]。比如,在石油化工生产过程中,若想加快化学反应氧化程度,可以使用烃类物质,可实际上氧化物的出现会对环境产生一定污染,因此,若想达到绿色化目标,必须加强对生产过程的精细化控制,确保化学反应充分,达到抑制污染物质产生的目的,真正意义上实现保护生态环境的目标。

3 绿色化工技术在化学工程与工艺中的实践应用

现阶段,化学工程与工艺中可以看到较多的绿色化工技术,从该技术实际应用效果看,取得不错成效。目前,化学工程与工艺领域已经对绿色化工技术的应用达成共识,明确其应用的方向,主要包括了清洁技术、生物技术、环境友好型产品,还有洁净新能源等,具体应用分析如下:

3.1 积极应用清洁技术

随着现代社会不断发展,推动化学工程与工艺不断发展,其中清洁能源备受社会各界关注,而在清洁能源实际应用过程中,往往需要借助清洁技术才能实现。首先,目前市场上的清洁生产技术较多,比如绿色催化技术、临界流体技术等等。这些技术在冶金领域、煤气加工领域、海水淡化领域,还有印染领域、垃圾处理等领域得到广泛应用。其次,现阶段的清洁技术一般常应用于废弃物处理和利用方面,比如,处理一些化学反应产生的有毒、有害残留物,可以借助清洁技术的作用完成相应的操作。再有,从清洁技术应用实践看,还与人们实际生活建立了密切联系,例如,太阳能发电技术、垃圾沼气技术、高效煤气化技术,这些技术的广泛应用,不仅改善了人们生活便利条件,同时也很大程度上缓解能源需求紧张现状[4]。比如,将清洁技术应用到海水淡化领域中,可以将盐水分离出来,得到大量的水资源,与此同时,Mg(OH)2的产量也较多,经过后续一系列处理后可以获得较大效益。

3.2 加强生物技术应用效果

现代化学工程与工艺在不断实践发展中,日渐复杂多变,使得化学工程、生物工程之间的联系日益增多,二者联合应用也逐步成为共识。在化学仿生学、生物化工领域中,生物技术得到广泛应用,并且获得了一定实践效果。基因技术、细胞技术、微生物技术等均属于生物技术范畴,将生物技术应用到化学工程与工艺领域中,不仅符合绿色化工要求,与此同时,由于发生化学合成反应,生成的再生能源可以再次利用,比如,在柴油生产过程中,可以借助苹果等相关天然燃料的作用,实现化工合成,将其转化为能源应用。也可以改变丙烯腈催化剂的使用,改用生物酶,从而在合成过程中有效降低能源消耗[5]。从现代生物技术研究结果看,生物酶广泛存在于自然界,并且其利用途径也更加多元化,因此,在化学工程生产中,可以积极利用生物酶作为催化剂,充分发挥其绿色化特性,使得化学工程生产效率得到进一步提升,促使绿色化工技术可以广泛应用到化学工程与工艺领域中。

3.3 注重应用环境友好型产品

人类社会生产生活没有约束的发展,严重影响了原有生态环境,如果生态系统不平衡,会直接危害人类的生存和发展。近年来,社会各界开始广泛关注生态环境问题,并一直加大力度保护环境,致力于实现人与自然的和谐相处。为此,国家在实施生态保护过程中,也加强了环境治理,二者共同推进、融合,意在构建良好的生态环境。比如,在资源开采中引用绿色化工技术,注重绿色化发展,在先进技术作用下,可以进一步优化以往资源开采时造成的资源浪费情况,最大程度上降低生态环境污染程度,更好保护环境;目前,我国资源紧缺现状不断加剧,必须提高环境友好型产品的开发重视和力度,比如,汽车燃料的使用存在很大污染,危害着环境,为此,可以尝试将甘蔗作为原料,结合绿色化工技术生产出新型乙醇汽油,减少环境污染,同时也有效降低能耗。在应用环境友好型产品过程中,必须注重了解并掌握现下的环境生态情况,从空气质量到气候气温变化等各个方面的内容,都必须全面监测,并利用监测到的数据作为参考,引入绿色化工技术,达到环境保护,优化生态的目的。

3.4 深入研究洁净新能源

随着当前国民经济水平不断提高,汽车成为人们生活必需品,并且人均汽车拥有量也日渐增多,对环境污染的程度也不断加大,因此,相关领域科研人员,必须加强研究,改善这一现状。目前,新能源汽车已经融入人们生活,并且大量的节约能源的燃料广泛应用于人们生产生活,这种洁净新能源的使用,不仅降低了环境污染程度,同时也很大程度上提高了资源利用率。纵观新能源应用情况看,不难发现,这类资源一般较为容易获取,并且可以实现循环利用,不会对环境产生较大危害,有助于推动当前的绿色技术发展。在洁净新能源的研究和应用下,可以有效减少生态环境污染程度,同时也方便了居民出行,对进一步提高人们生活质量具有重要作用[6]。

4 绿色化工技术未来展望

在我国化学工业不断发展中,绿色化工技术的应用可谓是发挥了巨大作用,对推动化学工业长久发展具有重要意义和深远影响。实现绿色化工,不仅确保了化学工程运用有效性,同时也帮助广大居民改善了生活质量,并在此过程中实现了对人类生存环境的保护。在绿色化工工作理念影响下,能够有效提高绿色化工技术利用率,最大程度上减少生态资源浪费。立足当前化学工业发展现状,分析日后绿色技术发展趋势,不难发现:

首先,可以积极引入直接转换技术,借助该技术进一步提升合成过程中相关性能,从过往合成过程看,主要分为2～3步进行,在直接转换技术作用下,能够改变以往繁琐程序,缩减为一步完成,但目前的化学工业领域,还不具备满足缩减步骤所需的原子经济条件,因此,在日后发展中,相关领域研究人员还需要进一步深入研究、运用更好的方法,完成废弃物排泄。其次,应当加大力度管理好输入端能量、过程中能量,主要目的在于保证整体过程所需能量为最低,避免能量浪费。在未来研究中,相关人员应当积极研发新工艺、技术,达到节能减排效果,改善传统技术的同时,充分利用新能源作用,有效落实环境保护工作。最后,应当确保输出端二氧化碳可以集中转化,提高转化技术水平,可以引入高效催化剂,进一步促进二氧化碳相关技术作用发挥,从而减少工业生产二氧化碳排放量[7]。

5 绿色化工技术优化措施

目前,绿色化工技术已经在化工业发展中得到广泛推广和应用,可从技术层面看还存在不成熟。以往化工体系以及人们对产品的诸多质疑,直接阻碍了绿色化工技术在行业中的发展。对此,应当采取有效措施加以优化:

首先,可以引入分子设计技术设计相应的化工产品。在具体实践中,可以借助国际相关计算机软件,辅助新铲平合成路线,进而在根源上解决化工污染问题。

其次,可以在化工新产品生命周期全过程中,开展绿色化控制策略,并在此过程中引入不同高新技术,对化工原材料进行严格把控,促使化学反应绿色化,保证得到绿色化工产品。简单说,就是在化工生产中应用绿色化原料,并运用绿色化催化剂、溶剂、助剂等辅助,促使原料得到充分转化,获得理想的绿色化工产品,促使化工生产实现废物、废水、废渣的零排放。

再次,还需要积极地优化调整以往传统化工产品体系,寻找更新的,无污染的产品,替代污染性产品的生产,进而更好地满足环境保护需求,同时也可以促进化工企业进一步发展。对于化工行业而言,借助可再生资源,采取生物化工方法所得的绿色化工产品,将促使化工行业逐步实现可持续性发展。

最后,在化学化工相关教学活动中纳入绿色化工知识,将其作为重要研究内容。在此过程中,需要开展相关的绿色化学化工的教学,促使更多人对化工行业树立正确认知,并充分认识到自然、社会与化工科技之间的统一性、和谐性,相互融合协作发展,并认识到绿色化工技术在人类社会持续性发展以及化工行业发展中的重要性,进而培养出更具有绿色环境意识、竞争力的高素质、高能力人才。从而进一步发挥绿色化工技术在化学工程和化学工艺方面的应用优势,推动化学工业长久发展的同时,也实现社会绿色化发展。

6 结束语

综上所述,随着化学工程与工艺的不断发展,有害物质的产生必将危害人类生存和发展,因此,必须予以高度重视,加强处理,保证自然生态环境与人类社会和谐发展。现代社会发展下,人们环保意识不断增强,使得绿色化工技术备受各界关注,通过本文对化学工程与工艺中绿色化工技术的应用相关部分,不难得知,将绿色化工技术应用到各个行业中,可以很好地控制环境污染,减少能耗,达到节能减排效果,因此,必须高度重视能源与原料的合理利用,缓解现有环境污染问题。