绿色化学工艺的开发与运用

2022-09-16

随着经济水平和科技水平的发展提高, 人们的生活水平越来越好, 能够利用的资源越来越多, 生活环境却越来越差。很多城市, 尤其是工业城市和大都市, 经常笼罩在雾霾之中, 影响并困扰着人们的正常生活。相比于轻工业城市, 重工业城市的污染问题更为严重, 造成这一问题出现的一个重要原因, 是化工企业无节制的废气排放。为了应对这类情况, 全球的大企业都开始重视对绿色化学工业的研究, 力求探索出一条工业技术优化之路, 用研究出的绿色化学工业项目来控制化学物质对环境的污染和危害。“绿色”代表安全无害, 绿色化学是对人类和环境无害的化学, 即清洁化学, 其通过改变化学物质或化学过程的内在本质来降低或消除危害化学性危害。开发和运用绿色化学工艺, 将资源、能源充分加以利用, 将人类的生活环境危害降到最小, 最大限度提高所能获取的经济效益, 是社会可持续发展应遵循的理念。

1 绿色化学工艺的研发

1.1 绿色化学工艺的研发现状

目前绿色化学工艺主要从三个方面进行研发:原子化学经济、改善催化剂类型包括研发与催化剂对应的化学工艺反应、保证原材料的反应[1]。

1.2 研发“原子经济”反应

化学反应中, 对反应物中的原子百分之百利用, 使其完全转化为生成物, 是绿色化学工艺应当首要研发的反应类型, 使加成反应等一些反应没有杂物生成, 要通过对反应中催化剂的改善, 来确保反应的高效、节能。

1.3 确保反应的选择性

反应中产生的一些不稳定中间体容易被进一步氧化, 如石化企业常见的烃类选择性氧化反应, 这一类反应要依照不同烃类氧化反应类型来选择载氧条件好、性能高的新型催化剂, 并根据其反应特性研发相应的反应工艺。

1.4 选取无毒害的原料

一定程度上, 原料的性质决定生产的过程与方法, 化学反应中首要的任务就是选取原料。绿色化学工艺要求使用无毒害的原料, 以减少反应造成的毒害污染。如果要从根本上解决能源问题, 可以利用一些再生能源降低和避免因环境污染带来的危害。

1.5 使用清洁工艺

想要让化学工艺的研发达到绿色环保的效果, 可以选择清洁工艺。设计有利于环境的化学反应途径, 形成“物质-能量”循环体系利用无毒害原料, 利用先进的低消耗工艺流程, 避免反应中废弃物的出现[2]。

2 绿色化学工艺的运用

绿色化学工艺还未普遍应用于大规模化工生产, 在这个状况下进一步推广清洁生产的应用, 推动绿色化学工艺十分必要。

2.1 生物技术

广义上的生物技术包括细胞技术、基因技术、酶技术、微生物技术等。生物技术主要应用于生物仿生学和生物化工。生物酶催化剂选择性好、效率高, 在生物合成中有很好的应用前景。最早的有机物生产以动植物为原料, 后来广泛利用矿物资源为原料, 现在开始使用生物质原料, 逐步减少化学物质对环境造成的危害。将酶作为催化剂取代化学催化剂, 反应条件温和, 对环境无化学污染, 生产出的产品相对优良。

2.2 清洁的生产技术

绿色化学工艺追求清洁、环保, 清洁的生产技术指的是无毒、无害、无废技术。清洁无害的煤气化技术、先进的脱硫技术、生物质制取沼气技术、利用新能源发电技术, 都是清洁的生产技术的典型。现代清洁的生产技术还包括等离子技术、绿色催化技术、生物工程技术等, 在产品生产过程中使用清洁的生产技术, 能够生产出清洁产品, 并能够减少甚至消除生产过程对环境的危害[3]。

3 绿色化学工艺未来的发展

随着智能材料广泛应用于工业生产, 绿色化学工艺模式有了进一步发展。目前比较新颖的技术, 是通过在线化学生产检测, 合理协调化学生产过程和工艺控制, 进一步确保反应过程中参与反应的物质安全性, 能够更好地处理意外情况。增强公众环保意识, 降低生活垃圾和工业废品的排放, 也是需要重点注意的问题。

绿色化学工艺的运用主要在清洁的生产技术的使用和农业技术运用两方面。典型的清洁能源生产模式, 能够方便再生产减少资源浪费和环境污染;农业上可以通过生物固氮技术增加农作物所需氮元素, 减少工业合成氨的使用从而减少污染。未来在这些领域绿色化学工艺应有更好的开发和运用空间。

4 结语

现代社会中的人们越来越重视环境保护, 绿色化学工艺的开发与运用, 为人类有效解决环境问题提供了好的方法。消除化工生产造成的环境污染, 实现工业三无排放, 需要运用先进的生产技术, 并采用无毒害的生产原料和催化剂。开发与运用绿色化学工艺, 是现代工业发展的必然趋势, 是社会实现可持续发展的关键所在。

摘要：随着国民经济的增长和人民物质水平的提高, 人们越来越关注周围的生活环境, 尤其是解决环境污染问题。在环境污染问题中, 化学工业生产造成的污染不可小视, 绿色化学工艺的开发与运用有着广阔的前景和重要的意义。本文就绿色化学工艺的研发对研发现状、研发“原子经济”反应、确保反应的选择性、选取无毒害的原料、使用清洁工艺进行了介绍, 并在绿色化学工艺的运用中重点强调了生物技术、清洁的生产技术的运用, 对绿色化学工艺未来的发展给予了充分肯定。

关键词：绿色化学,工艺,开发,运用