綠色化學工藝的開發與應用研究

楊鳳明 鄧麗麗 盧 燕 李志新

中信大錳大新錳礦分公司 廣西 崇左 532315

1 前言

隨著時代的迅速發展與變遷,社會對于經濟發展和環境保護的理念也逐漸發生了改變。人們對生活質量的更高要求推動了現代工業的改革。為了保護環境,綠色化學工藝的開發與應用成了現代化學工業的發展主題。對于化學工業怎樣趨于綠色化,已成為工業發展的前沿技術,開發與應用綠色化學工藝、減少化學污染對生態和環境的可持續發展具有深遠意義。

2 綠色化學工藝的開發

2.1 核心化學開發

綠色化學工藝開發的直接目的是提升資源利用率,降低化工生產帶來的資源損耗。綠色化學工藝核心開發是在傳統化學產品加工的基礎上,實行化學工業資源的綜合性轉換,實現化學產品加工零排放。舉例分析,某化學產品中含有大量的甲烷、乙炔等化學物品。核心化學開發應用于化學產品加工處理過程中,運用甲酵碳化制醋酸、乙炔氧化環氧作為化學原子中和的主要輔助品,將甲烷乙炔等化學物品轉換為三苯基氧產物,降低甲烷、乙炔中含有的成本元素,實現化學產品降解的處理效果。

2.2 反應性化學開發

綠色化學工藝的開發也運用化學藥劑基礎反應的特征,實行化學污染的分解。這一化學反應狀態能夠降低化學產品加工處理的實施難度。例如:氧化制苯時,氧化制苯的容量越大,附著在容器表層的清除難度越大,后期氧化中苯的提取濃度就會也低。為了解決這一問題,提高氧化苯制作過程中純苯分離的效果,可以運行烴類化學物質作為氧化物的輔助部分,順利的將化學生產附著的碳復合類物質集中性分離,實現有效處理化工產品中遺留化學元素的問題,從而達到了綠色化學產品的高效應用。

2.3 化學添加物的開發

綠色化學工藝在生活中的開發,在于社會資源開發時,能夠充分利用化工產品研究新的產品,為社會化學資源的利用提供了來源保障,當前綠色化學工藝開發的主要代表包括催化劑和溶劑兩種。

(1)綠色化學開發的催化劑用于果蔬產品成熟中,實行綠色化學產品運用,將多重化學物品突破在果蔬產品上,能夠起到食品輔助成熟的作用。例如:酸堿催化劑,沸石催化劑,酶化合物催化劑等就是綠色化學催化劑的代表,綠色化學催化劑往往運用化學中和反應原理,在產品發展的過程中起到助推性作用。同時,這種化學添加輔助,隨著輔助催化劑應用實踐不斷延長,催化劑的化學作用也就自然而然的消失了。

(2)溶劑性綠色化學產品的運用,主要借助二氧化碳作為其催化的過渡氣體,實施化學成分結合二氧化碳后生成水,使化學產品損耗后的環境污染比例效果大大降低。

3 綠色化學工藝的應用

3.1 綠色化技術的應用

綠色化技術也就是清潔生產技術,體現在無毒無害,沒有廢物的產生,生產過程對人體沒有危害。現在的綠色化技術主要有,清潔的煤氣化技術;利用風能、水能、太陽能等技術發電;生物制造沼氣技術;生活垃圾分類無害化處理以及目前的脫硫、脫碳技術等都是典型的綠色化技術。在工程技術上比較顯著的還有輻射加工技術、生物工程技術、超臨界流體技術等綠色化技術,應用清潔生產技術去獲得產品,不但產品為綠色化,而且從產品設計到生產過程對環境和人體沒有危害。

3.2 生物工程技術的應用

生物工程技術主要包括細胞、基因、酶、微生物等綠色科技、為了實現工業生產的綠色化,很多化學工業將生物技術應用在化工生產。酶催化劑在化工生產中使用已經很廣泛了,它具有良好的選擇性、無毒無害、具有廣闊的應用前景的生物合成物質。生物技術合成的化學物質來大都來自可再生資源,是綠色化學技術發展方向之一。早期化學材料大多是來自可再生植物、動物,后來發展石油和煤炭等不可再生資源為原料,對環境和人類健康造成巨大威脅,生物化學反應技術可以利用酶作為催化劑,以生物質為原料生產有機化合物,可以緩解礦產資源耗竭的壓力,也可以減少對環境的損害。例如利用酶催化劑制備丙烯酰胺,丙烯腈反應完全,沒有副產物。

合成洗滌劑中三聚磷酸鈉在使用過程中具有很好的作用,它是比較理想的助劑,洗滌劑中加入這種物質可以大大的提高了洗滌效果,但是磷洗滌劑對富養化有一定推進作用。酶作為一種生物制品無毒并能完全降解,對環境無污染,同時對人體沒有健康威脅。近年來開發的包裹技術、保護劑技術、微膠囊技術,進一步提高了酶對人體的安全性和酶活力的穩定性。酶的作用越來越得到廣泛關注,已然發展與表面活性劑、助劑等具有同等的作用,并且對環境沒有污染,是合成產品綠色化。

3.3 生產綠色產品

綠色產品指的就是環境友好型產品,目前有很多典型的例子,例如能夠取代氟氯昂的化學產品,可以保護大氣臭氧層;防止白色污染的生物降解塑料;植物殺蟲劑,清潔汽油等。日常生活中使用的聚苯乙烯發泡塑料餐盒,使用后成為垃圾,而且需要很久的時間才能降解,對環境帶來嚴重中污染。為了加速它降解,在生產時可以加入光敏劑,化學助劑等,餐盒使用后幾個月內就可以完全降解成無害物質。目前的化妝品種類繁多,主要的產品都是從天然的原料,例如從植物提取有效成分,利用生物技術生產和制造化妝品。天然綠色生物材料甲殼素/甲殼胺的降解形成甲殼低聚糖,具有獨特的生理活性,把它合成化妝品對皮膚毛發具有很好的效果,而且無公害,不污染環境。

4 結語

當下可持續發展背景下,對于環境的保護愈發的刻不容緩,我們應當重視綠色化學的推廣和發展,從源頭上消除化工業產生的污染。推動化工業改革,對當前的生產工藝進行改進,對國內來說,經濟較弱的地區需要借助經濟發達地區的工業改革流程,并因地制宜,進行改良。而更多的國內企業則應該學習國外的先進理念和技術,認真學習其綠色化學工藝建設的有關經驗知識,在保護生態環境的同時,提升自己的經濟效益,使整個化學工業生產行業跟進時代的步伐。