淺談綠色化學工程在化工生產中的應用

一、綠色化學工程的概念

綠色化工是利用各種合成或天然高新技術，使用各種無毒、無公害的原料，或者以可再生資源為工藝原料，實現原料的綠色化；使用綠色化的原料在綠色化的催化劑、綠色化溶劑、綠色化助劑的作用下進行反應，實現化學反應綠色化；獲得不影響環境的綠色化工產品；并使原材料全部轉變成所需要的環保型化工產品，廢水、廢氣和廢渣零排放，避免影響環境，使化學工業環境污染的治理，從先污染后治理，轉向從源頭上根治環境污染。

綠色化工是指在化工產品生產過程中，從工藝源頭上推行源頭消減，進行生產過程的優化集成、廢物再利用與資源化，從而降低了成本，減少廢棄物的排放，降低產品全生命周期對周圍生態的不良影響。

二、綠色化學工程的優點

綠色化工通過技術革新的手段，使物料得到有效利用，將污染物消滅在生產過程中，從源頭上使廢物不再產生，從而消除污染，徹底改變以前先污染后治理的局面，使化工污染控制過程，實現由末端控制向生產全過程控制轉變。綠色化工是降低化工污染的最有效手段，它轉變經濟增長方式，保障經濟與環境保護協調發展。綠色化工不但環境效益高，而且能產生很高的經濟效益，實現環境效益與經濟效益的同步增長。綠色化工通過改進工藝技術和設備，能夠最大限度地提高資源和能源的利用率，合理利用資源，提高經濟效益。

三、綠色化學在生產中的體現

根據當下的環境氛圍，我國綠色化學工程的開發和應用都有了一定的發展。現階段，我國的綠色化學生產體現在下面幾個方面。

（一）選用無毒、無害化學原料。從化學原料的選擇入手，盡量選擇無毒、無害，并且可進行再生利用的化學原料來進行化學產品的生產和制作。原料的選擇是影響著化學生產過程和生產工藝重要原因之一。綠色化學工程與工藝是保證在化學工業生產過程中進行無污染操作，使用無毒無害的化學原料，在化學工業生產的起始就采取有效防治手段。

（二）采用綠色高效的化學催化劑

目前我國也正在積極的研究這樣技術，如采用綠色生物仿生催化劑。綠色高效的化學催化劑的使用是非常必要的。石油化工反應中烷烴氧化反應時碳氫鍵是相當惰性的，通常情況下需要苛刻的反應條件，如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑，能夠實現在溫和條件下對分子氧的活化，在烷烴的氧化反應中表現出很高的催化活性和選擇性，因此綠色仿生催化劑使用也是綠色工學工程與工藝所追求的方向之一。

（三）提高化學反應的選擇性

采用先進工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學反應的選擇性，可以降低成本，節約資源，減少環境污染。如石油化工中經常會發生的反應——如以上所說的烷烴類選擇性氧化反應，這一類反應具有強放熱性的特性，其目的產物不穩定，有時有些產品還具有異構體形式，在各類的催化反應中此反應的選擇性最低，采用選擇性高的試劑，提高反應選擇性，從而能夠獲得更多的最終產物。

四、綠色化學有效地推動了化學工業行業的發展

如今，由化學及化學工業提供的各類產品對生態環境及人體健康造成的危害越來越大。綠色科技通過將無公害、無毒性、無污染、綠色環保等技術融入產品的研發當中，從根源上解決了化學工業給生態環境造成的污染，有效地推進了化學工業向綠色化的發展進程。

五、綠色化學在各個領域中的具體應用

（一）綠色化學在污水處理技術中的應用。隨著工業化進程的大力推進，水污染日益嚴重，污水處理已經上升為一個亟待解決的問題。由于水資源具有不同于其他自然資源的有限性及不可再生性，污水處理要求我們必須嚴格遵循綠色、可持續的特點。于是，清潔的水處理技術應運而生。電化學法等綠色的水處理新技術在眾多國內外領先水處理技術中凸顯出來，表現出巨大的潛力。它們的出現，成功地解決了常規處理法存在的諸多問題，同時，還具有適用性廣、設備簡單、處理效果好、無二次污染等特點。綠色化工在污水處理技術上的應用越來越廣泛，其未來的發展前景十分廣闊。

（二）綠色化學在環保涂料開發中的應用。眾所周知，涂料是裝修選材中的必需品，同時，它又是現代社會僅次于汽車尾氣污染的第二大污染源。傳統的涂料多為合成涂料，涂料中的 VOC 排入大氣后，還會與空氣中的氮氧化物作用，生成光化學煙霧，造成更加嚴重的二次污染，對人體健康帶來更嚴重的威脅。同時，涂料還會造成對水資源的污染，加大水污染治理難度。更為嚴重的是，合成材料對生態環境的破壞極為嚴重，其毒性、致畸性、致病性、致癌性正成為威脅人類社會發展的一大殺手。許多工廠都開始積極地應用綠色科技，以此來開發綠色產品、改進工藝和設備、優化配置、降低 VOC、清潔生產、最大限度的減少污染。乳膠漆、固體涂料、無機礦物涂料等綠色涂料的誕生，正在使涂料生產向著無毒無害、產品更優、科技含量更高的方向發展。

（三）綠色化學在化工生產中的應用。人類周圍各種用品的制造和擴大化生產都離不開化工生產，而要實現對環境無害的、原料和工藝優化的、并且具有可行性的工藝流程，就必須在合成、催化、分離、提純和分析等多個環節采用綠色科技。其中，原料和產品的綠色化正成為當今綠色化學研究的主流就以催化劑的發展為例，傳統的化工反應，多采用較濃的酸、堿作為催化劑。雖然在一定程度上，加快了反應速率，縮短了反應到合成的時間。但是，其產生的廢料、廢渣嚴重破壞了生態環境，對設備的腐蝕大大增加了生產成本，加之其回收的不徹底性，嚴重影響了生產的效益，更對環境造成了不可估量的污染。為了解決這一矛盾，生物催化劑應運而生，膜技術廣泛應用，離子交換樹脂、分子篩、納米管作為新的催化劑載體帶動了催化劑的綠色化。為了順應綠色科技的時代大潮，各工廠應適當應用綠色科技，只有這樣才能生產出高質量、低能耗的產品。

六、化學工程中發展綠色化學的必要性

（一）發展綠色化工有利于國民經濟的可持續發展。自然資源是有限的，如果我們一味堅持現有的粗狂型經濟發展模式，必會造成各種重要的不可再生資源及能源過度消耗，從而導致生產資料的價格不斷上漲，這樣一來經濟發展必然會受到一定程度上的制約。因此，必須一改這種傳統模式，對各種廢物進行還原再利用，這樣能夠有效地緩解經濟快速增長帶來的資源過渡消耗的問題，控制污染物的排放，進而實現經濟的快速、持續、穩定發展。

（二）發展綠色化工有利于生態環境的優化。就可持續發展而言，綠色化工主要是依賴各種綠色資源的不斷供給，以此來達到持續利用性的目的。因此，必須按照科學發展觀中要求的可持續發展原則，降低自然資源的過度消耗，加大綠色科技的發展力度，提高資源的利用率，并采取有效措施控制和防范環境污染的發生。

（三）發展綠色化工有利于人類新文明的鑄造。為了實現人與自然之間協調、平等、和睦的新型關系這一目標，人類必須改變以犧牲自然環境為代價的發展理念。應著眼于發展綠色化工，以此來確保人與自然之間的協調發展，從而為人類鑄造一個新的文明。

總之，由于我國資源和能源消耗呈持續增長趨勢，我們面臨的環保壓力日益增大。大力發展綠色化工，節約能源，降低污染，是實現可持續發展的必然選擇。