試論綠色化工技術在傳統化學工藝中的應用

杜娟

（貴州開磷集團礦肥有限責任公司，貴州 貴陽 550302）

化工工業雖然為人們創造了豐富的物質資源，但是同時也帶來了大量的污染，對環境造成了嚴重影響。隨著可持續發展理念的不斷深化，生態文明建設的不斷推進，我國大力倡導節能減排、保護環境。綠色化工技術的應用在這樣的背景下，就成為化工行業實現可持續發展的主要途徑。因此，探討綠色化工技術在傳統化學工藝中的應用，具有重要的現實意義。

一、綠色化工技術概述

通過改良傳統的化工技術，針對化工技術的化學原理，采用合理的措施來消除化工原料中污染環境的物質，這種技術方法就被稱為綠色化工技術。綠色化工技術的物質流動方式為：資源--產品--再利用，而傳統的化工技術物質流動方式為：資源--廢物。由此可見，綠色化工技術能夠有效減少廢物排放，實現零廢物生產以及清潔能源生產，從而有效減少化工生產對周邊自然環境造成的影響[1]。

二、綠色化工技術的開發

綠色化工技術的開發、發展，必須從化學反應的源頭入手。選擇無毒的原料、催化劑，來進行化工生產，實現零污染、零排放。目前，化工行業較為常見的綠色化工技術為：農作物、野生植物，將樹木、蘆葦等等植物纖維以及稻草等等農產品肥料，通過加工制作為化工原料；利用生物技術來生產氫氣等等。這些技術都是綠色化工技術的典型應用案例[2]。

催化劑是提高化學反應速率，提高化學生產效率的重要必需品，因此無毒害的催化劑研發就成為了綠色化工技術開發的重點內容。比如，分子篩催化劑（石分子篩催化劑）利用分子篩的離子交換性能、酸催化活性，制成的高活性化學催化劑；利用雜多酸，借助氧原子橋制成含氧多元酸；借助光的激發作用而制成的催化反應催化劑（ZnOCuO-H2O2）；能夠加速特殊反應的生物分子--酶催化劑等等。

三、綠色化工技術在傳統化學工藝中的實際應用

（一）清潔生產技術的應用

所謂清潔生產技術，就是指無毒、無害、無廢物排放的綠色化工生產技術，目前應用的較為廣泛的有：綠色催化技術（酶催化）、輻射熱加工技術、臨界流體技術等等。這些技術在印刷行業、冶金行業、甲醇制造行業、垃圾處理行業得到了廣泛的應用，并且起到了良好的應用效果。舉個例子，氨基酸甲酸酯是一種重要的農藥，在水果、棉花、蔬菜等等百余種作物種植病蟲害防治方面得到了廣泛應用。不過氨基酸甲酸酯中所用化學原料的性質非常活潑，且易溶于水，毒性大。1984年，印度某農藥廠的生產閥門故障，導致氨基酸甲酸酯原料外泄，致使2500人死亡，周邊20萬居民中毒，57萬人的生命健康受到危害。自該事件發生之后，逐漸開始對氨基酸甲酸酯安全綠色生產進行研究，利用多段隔熱反應器，用空氣來氧化化學原料，減少設備中MIC的留貯量，實現了綠色化的生產。

（二）生物化工技術的應用

生物化工技術主要體現為細胞、微生物、酶的應用，生物化工技術無污染、反應溫和。比如，生物酶目前在化工生產中就得到了廣泛應用，生物酶結合傳統的催化劑，利用自然界中的酶替代催化劑中的合成丙烯酰胺，實現了綠色化的化學催化。膜化學技術目前在化學仿生學中也得到了應用，生物技術可利用再生資源來制造化學品，利用動植物的有機化合物原料以及煤炭石油等原料來實現綠色化生產[3]。

（三）環境友好型產品生產

所謂環境友好產品，就是指產品在生產、使用的過程中，不會對周圍環境造成影響，這也被稱為環境無害化的產品。比如無毒涂料、節能設備、生態產品、可降解塑料等等。比如，尼龍在生產的過程中，就需要應用到己二酸，各個國家為滿足尼龍生產需求，己二酸年產量高達220萬噸。但是己二酸在生產的過程中，要將苯通過還原制作為環己烷，然后將環己醇、環己烷結合在一起得到己二酸，在合成過程中會釋放出N2O，從而對周邊環境造成一定的影響。通過研究，發現二元酸在焚燒之后，產生的酯能夠替代常用的氯烴，就此為切入點，諾貝爾化學獎獲得者野依良治，利用氧化鎢以及相轉移催化劑，利用NHO3、H2O2氧化，和環己烯反應可得到己二酸。相較于傳統的工藝方法，該方法有效降低了傳統化學工藝的污染，不過仍舊不夠全面，因為在制造尼龍的過程中仍舊需要用到“苯”。而后，該方法得到了進一步改良，利用生物化學技術來合成己二酸。主要是利用大腸桿菌的突變體作為催化劑，從葡萄糖中制備化工產品，利用莽草酸路線來處理生物資源。該方法不僅僅改善了傳統的化工工藝方法，同時還搭建了農業、化工業之間的橋梁，為綠色生物化工技術的發展指出了方向。

結束語：

綜上所述，化工行業雖然創造出了豐富的物質、能源，但是生產遺留的污染問題卻對人們的生命健康以及周邊自然環境造成了極大影響。綠色化工技術的應用，能夠有效減小化工生產所帶來的污染，達到綠色環保、無排放的現實目的。