綠色技術在化工企業中的應用

摘要：在化工企業生產過程中引入綠色技術可以將生產過程中對環境、人體健康造成影響的有害物質消除，是實現化工工業可持續發展的基本要求，是化工行業未來發展的主要方向。文章首先對綠色生產技術的基本概念進行了介紹，然后對綠色化工生產技術在化工企業生產中的應用進行了探討。

關鍵詞：綠色生產；化工企業；可持續發展；化工污染；原子經濟反應技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：S611 文章編號：1009-2374（2016）21-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.043

綠色生產技術指利用化學原理，采取相應的措施來降低化學物質對環境造成的污染，降低污染物排放量，最大限度地控制工業生產污染物的排放量。綠色化工技術的應用不僅滿足了化工行業發展的基本要求，同時也滿足了化工行業可持續發展方面的基本需求，有效控制了化工生產造成的污染，實現了社會性、經濟性、技術性的統一，實現了化工企業的可持續發展。

1 綠色化工的基本含義

綠色化工的本義希望將環境污染的危害降到最小化，其依據化工本身的一些特征，利用原子經濟的反應，將所有材料的每一個原子都當作一個產品原型，從而使廢物在邏輯上不存在，使得排放最小化，并堅決抑制添加劑、有害物質和其他物品的使用，從而使產品在生產過程中確保綠色環保，綠色化工和綠色化學化工的概念是一致的，兩者都是凸顯了化學化工和綠色化工之間的關系。綠色化工已經由原先的傳統模式中解放出來。要提高人們對綠色化工替換傳統工藝的意識，減少其在生產工程中的污染等問題。讓綠色化工成為一種全新的工業模式，其包括了生產的方方面面，主要包括物理、生物和化學等方面。從傳統的化學發展而來，并對傳統化學進行了改進，使其更利于環境保護，減少能源浪費，提高資源的利用率，從而促進化工行業的整體發展和進步。

2 綠色生產技術在化工企業中的實際應用

2.1 綠色化工是人類和化工行業可持續發展的基本需求

現在大部分的化工企業對環境的保護措施都是采用先生產后治理，就是產品先進行生產，污染物已經產生然后進行處理污染物。這種方法只是一種對環境的補救措施，不能從根本上解決污染物的出現，治標不治本。雖然很大程度上解決化工生產對環境的污染，但是由于其昂貴的治理費用和運行成本，導致企業負擔沉重，甚至難以承受，所以大部分的企業在這一問題上都缺乏積極性，很難對環境保護做到積極的響應，并且使得資源和能源得不到充分的利用，制約企業的發展。化工污染也對社會和經濟的發展起到了制約的作用。這些原因都是必須采用更好的方法加以改進的，采用綠色化工來有效地控制化工污染，解決經濟高速發展對環境的污染，改善生存環境，從而使經濟得到持續穩定的發展。

2.2 綠色化工是控制化工污染的有效方式

綠色化工使廢物不再生產，從而減少廢物處理這個環節，從根本上減少甚至解決化工污染。從原先的被動消除污染到解除污染，從原先的末端治理到生產全過程處理的生產過程轉變。這種方式既提高了生產效率，也解決了環境污染，實現了環境保護和經濟增長的雙重利益。在環境保護上資金投入較少并且較短的時間內，減少污染物的生產，解決了工業經濟發展對環境的危害，是解決化工污染的有效方法。實現經濟從豪放型驟減轉向集約型的一個重要環節。通過企業實行綠色化工，其改進了原有的技術和設備，提高了能源和資源的利用率，使得環境保護和資源高效利用，使得經濟穩健的增長，提高企業內部潛能的挖掘，提高企業的技術和管理水平，減少能源的消耗和污染物的生產和排放，有效地加快化工行業由粗放型轉變為集約型的步伐，從而使得經濟發展和環境保護協調發展。

3 當前綠色化工技術的新發展及應用分析

3.1 原子經濟反應技術

原子經濟反應技術是一種新型的化工生產方式，人們分析了早期化工生產都是不考慮對環境污染的后果，只注重產品生產的這一模式，通過研究化學生產與環境的關系，探索出一條從根本上杜絕污染的新生產模式。正是如此，這種模式受到社會各界的重視，目前已占據化學科研的突出位置。我國相關專業團體和研究院也相繼將其列入研究計劃，開展各種活動，并與各高校開展合作建立專門的研究機構，這將大大改善我國化工技術的提高，促進原子經濟反應技術在我國化工生產得到更廣泛的應用。

3.2 分子設計技術的發展與應用

選擇哪種物質作為化學反應的原料，是從根本上杜絕化工污染問題的重點，同時也應該明白通過化學反應方程式計算得到的結果與真實情況下反應生成的結果必然會有差距。假如我們認為通過原子經濟反應技術不會生成其他沒有用的物質，確保反應生成率達到最高值，也不會造成環境污染，同樣我們也可以認為分子設計技術是目前推動綠色化工生產的助推器，分子設計技術是利用某一專門的軟件分析各個生產環節中可能會產生的污染物，并以此對生產過程做出最佳選擇，使整個生產過程中將污染物控制在最低范圍，提高環保效益，這是化工生產工藝的一次飛躍。

3.3 生物化學技術的應用與發展

在化工產品生產中一方面會使得不可再生資源消耗加劇，另一方面也在生產中會對環境造成一定的影響，隨著生物化學原料的大力應用有效改善了上述現象，在生產中所排放的廢氣等污染物會通過生物作用有機結合從而降低其污染程度，這些生物原料也逐漸被歸入到綠色化工生產中必不可少的材料中。例如在石油化工生產中，環氧丙烷和環氧乙烷是非常重要的石油化工產品，主要使用丙烯、乙烯經過次氯酸化或氧化制成，存在選擇性低的缺點。而使用生物發酵法制作環氧丙烷和環氧乙烷有效地解決了這一問題。在制作環氧丙烷時，發酵法主要選擇氯離子、葡萄糖、丙烯、過氧化氫作為原料，利用氯醇過氧化酶、鹵過氧化酶、吡喃糖-2-氧化酶，產物除了有環氧丙烷以外，還有左旋果糖。兩種產物均比較暢銷。

使用這種處理方法不需要處理廢渣（氯化鈣），成本低廉，產生的副產物也有比較好的效率，可以在常溫下反應，能耗比較小，應用價值高。

3.3.1 微生物法生產丙烯酰胺。丙烯酰胺是一種廣泛應用于化工業生產的原料之一。為了進一步滿足化工業生產的需求，必須提高對這種原料的生產效益，因而需要不斷改進其生產工藝。直到今天，人們對丙烯酰胺的生產方式仍在不斷探索，先后經歷了三個階段。丙烯腈硫酸水合法是生產丙烯酰胺的重要生產方式，其原理是在硫酸條件下原料與水發生反應，生成一種鹽，將這種鹽放在液氨中又生成不同物質，并將這些物質進行分離，去除雜質，再將過濾后的液體進一步處理生成晶體，就是最終得到的物質。

丙烯腈直接水合法。丙烯腈在銅的催化作用下與水作用，溫度與壓強適合的條件下可直接生成新的化合物。反應式表示如下：

較普通化學法相比較而言，微生物法的生產流程簡便、可操作性強，具有如下優點：一是生產中無需進行丙烯腈的回收與分離階段；二是其對溫度的要求也不是很嚴格，從而為企業節省了一定的開銷。

因為微生物具有較高的特異性，因此有利于丙烯腈的轉化，這種生產模式的優點表示如下：一是所提取的產品純度優良；二是經濟價值高；三是環境影響程度低等，滿足現代化生產對綠色生產的相關要求。此外，生物法工業裝置設備所需的費用遠低于化學工藝裝置設備，這也為企業節省了一定的開支。

3.3.2 微生物法生產煙酰胺。煙酰胺是一種白色粉末狀結構，也被稱作維生素B3，這種物質在水、乙醇等溶劑中比較穩定。早期合成煙酰胺的主要方式是通過氨氧化尼古丁制得的，工業生產中則主要是通過3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶（MEP）等原料經過一系列化學變化而得到的。據統計得知1t煙酰胺需耗費煙腈達到0.95t。根據微生物對腈的分解來看主要可分為以下兩類：一類為腈酶；另一類酶為腈水合酶，它能將腈催化水合生成酰胺。

與化學法相比較而言，采取微生物技術生產煙酰胺可節省一定的原材料，而且該法對溫度等外界條件的影響較低，可操作性強，所以得到了很多企業的認可和接受，并在現代化工業生產中得到了廣泛的應用。

3.4 光催化技術

所謂光催化反應主要指的是光化學反應與催化反應的有機結合，即化學物在光與催化劑的共同作用下所進行的反應，因為此反應有光的作用，因而反應速度比較迅速。通常情況下，氧氣、氧化鋅、硫化鋅等是常見的光催化劑，它們由于其自身的特征對反應可起到一定的促進作用，但在眾多的催化劑中當屬TiO2的效果最為顯著，在實際應用中也使用得較為廣泛。光催化技術是一種新興技術，由于其具有反應效率高、反應徹底等優點，在很多方面都得到了應用。

4 結語

綜上所述，隨著綠色化工技術不斷發展，其應用的廣度和深度也會進一步得到延伸和拓展，在推進我國化工領域可持續化、綠色化發展方面具有重要意義。因此，化工企業要充分重視到綠色生產技術在化工生產中的應用，降低環境污染，推進社會經濟的可持續發展。

參考文獻

[1] 孫錦宜，林西平.環保催化材料與應用[M].北京：化學工業出版社，2002.

[2] 常惠聯.微生物法生產煙酞胺的特點[J].科研與開發，2004，27（4）.

作者簡介：賀順麗（1991-），女，青海互助人，青海珍賜生物科技有限公司工程師，研究方向：化工工藝設計。

（責任編輯：王 波）