綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)分析

黃亞飛 焉華駿 李志剛 王馨

1．青島譜尼測(cè)試有限公司 山東青島 266000

2．山東省綠色食品發(fā)展中心 山東濟(jì)南 250000

化學(xué)工業(yè)是經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)不可或缺的組成部分，與人民生活和我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。污染發(fā)生在發(fā)展過(guò)程中，嚴(yán)重影響了工業(yè)的發(fā)展。化學(xué)工業(yè)必須發(fā)展無(wú)害環(huán)境的化學(xué)，才能長(zhǎng)期穩(wěn)定。因此，化學(xué)工業(yè)必須充分認(rèn)識(shí)到無(wú)害環(huán)境化學(xué)和化學(xué)科學(xué)的重要性，并加強(qiáng)其在高能效生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用，從而促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 綠色化學(xué)工程工藝特征

1.1 原料的綠色化

化學(xué)工業(yè)是經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)不可或缺的組成部分，與人民生活和我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，污染發(fā)生在發(fā)展過(guò)程中，嚴(yán)重影響了工業(yè)的發(fā)展。化學(xué)工業(yè)必須發(fā)展無(wú)害環(huán)境的化學(xué)，才能長(zhǎng)期穩(wěn)定。因此，化學(xué)工業(yè)必須充分認(rèn)識(shí)到無(wú)害環(huán)境化學(xué)和化學(xué)科學(xué)的重要性，并加強(qiáng)其在高能效生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用，從而促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 催化劑的綠色化

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，運(yùn)用理性、科學(xué)的化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)化學(xué)成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。化學(xué)生產(chǎn)需要大量化學(xué)反應(yīng)和各種催化劑。合法使用催化劑不僅加快了反應(yīng)過(guò)程，而且提高了反應(yīng)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，還減少和消除了相應(yīng)副產(chǎn)品的產(chǎn)生，避免了污染，最大限度地利用了資源。采用綠色催化劑也是化學(xué)工藝研究的重要組成部分，我們開(kāi)發(fā)了一種徹底的催化劑，化學(xué)加工中，分子過(guò)濾器等固體催化劑取代了各種酸等有害液體催化劑，不僅安全，而且簡(jiǎn)化了工藝，有效地減少了排放。

1.3 溶劑和助劑的綠色化

化學(xué)生產(chǎn)中，無(wú)論是化學(xué)反應(yīng)還是構(gòu)件的化學(xué)分離，都需要大量溶劑和添加劑來(lái)克服分離過(guò)程中的反應(yīng)或障礙，但所使用的溶劑和補(bǔ)充劑往往有毒，可能對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境產(chǎn)生不利影響。因此，無(wú)害和無(wú)害溶劑及補(bǔ)充劑的使用已成為關(guān)注綠色化學(xué)品開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，綠色溶劑和添加劑不僅產(chǎn)生快速化學(xué)反應(yīng)，而且能耗低，效果好。

1.4 能源的綠色化

化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)涉及巨大的能源消耗和化學(xué)品生產(chǎn)，以便獲得化學(xué)品、化學(xué)反應(yīng)以及反應(yīng)的分離和再結(jié)晶，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中變熱時(shí)，必須在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)加入一定量的熱量以促進(jìn)反應(yīng)。如果是熱反應(yīng)，則需要冷卻和去除熱量來(lái)控制反應(yīng)條件，分離化學(xué)品時(shí)，在蒸餾、結(jié)晶、萃取、超通風(fēng)等作業(yè)中消耗大量能源，導(dǎo)致能源消耗的補(bǔ)充和利用，這是環(huán)境可持續(xù)性的目標(biāo)。

2 綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能發(fā)展的必要性

2.1 產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的需要

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，未來(lái)的化學(xué)工業(yè)必須朝著無(wú)污染和可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展。因此，它要求其化學(xué)工程和技術(shù)從技術(shù)上消除空氣、水和土地的污染。同時(shí)，他們的技術(shù)在控制環(huán)境和生產(chǎn)產(chǎn)品方面發(fā)揮著重要作用，可以控制資源，從源頭上消除污染。此外，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展需要在原料、加工、制造、加工、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)确矫嫒鎽?yīng)用整個(gè)化學(xué)過(guò)程管理的概念。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新的需要

化工行業(yè)是一個(gè)技術(shù)密集型行業(yè)，其技術(shù)創(chuàng)新極大地促進(jìn)了該行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，技術(shù)創(chuàng)新是化學(xué)發(fā)展的主要方向，可以推動(dòng)化學(xué)的發(fā)展。化學(xué)創(chuàng)新的方向應(yīng)始終確保綠色節(jié)能理念，這也是技術(shù)創(chuàng)新的基本要求。因此，在化工技術(shù)創(chuàng)新中，綠色工藝和技術(shù)的研究應(yīng)作為提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)。同時(shí)，環(huán)境進(jìn)程可以有效地?cái)U(kuò)大其市場(chǎng)開(kāi)發(fā)空間，對(duì)其長(zhǎng)期發(fā)展產(chǎn)生積極影響。

3 綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

3.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

清潔技術(shù)是一種無(wú)害的和非燃燒的技術(shù)。常用技術(shù)包括二氧化硫技術(shù)、城市固體廢物無(wú)害環(huán)境處置技術(shù)、生命周期沼澤技術(shù)、清潔來(lái)賓技術(shù)、風(fēng)能和太陽(yáng)能。在清潔生產(chǎn)技術(shù)方面，它涉及廣泛的領(lǐng)域，包括酶、細(xì)胞和基因工程。對(duì)于輻射技術(shù)，射線(xiàn)、離子束和中性導(dǎo)體等于高溫下的恒壓和化學(xué)反應(yīng)。催化劑在綠色催化劑技術(shù)中的使用，分子和相移的類(lèi)型；超導(dǎo)電性、H2O上限和CO2超導(dǎo)電性不受?chē)娝绊憽?/p>

3.2 結(jié)合生物技術(shù)的應(yīng)用

生物技術(shù)除其他外包括化學(xué)和生物化學(xué)中使用的基因、細(xì)胞、微生物和酶技術(shù)。用作生物體內(nèi)催化劑的酶具有較強(qiáng)的變異性和效率，還可以參與生物合成的不同過(guò)程。無(wú)害環(huán)境化學(xué)品的開(kāi)發(fā)和技術(shù)利用生物技術(shù)為合成化學(xué)品創(chuàng)造可再生資源。早期生物物質(zhì)通常由自動(dòng)動(dòng)植物直接使用，通過(guò)石油和煤炭的逐漸發(fā)展。在無(wú)害環(huán)境化學(xué)中，天然或工業(yè)酶主要用作催化劑。酶與傳統(tǒng)催化劑相比具有明顯的免疫能力。具有溫和反應(yīng)。例如，如果丙烯腈生產(chǎn)并以酶富集，就可以大幅降低能耗，完成反應(yīng)。

3.3 生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

環(huán)保化學(xué)工程技術(shù)的主要目的是生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中考慮到這一點(diǎn)。例如，大氣中的臭氧層被更環(huán)保的物質(zhì)所取代。使用可還原性塑料、磷洗滌劑和清潔汽油；由于傳統(tǒng)汽油和柴油對(duì)大氣的高度污染，新汽油、低硫油和無(wú)污染燃料的研究和應(yīng)用繼續(xù)進(jìn)行，有效地減少了汽車(chē)的污染。在一些地區(qū)，甲基也被用作汽車(chē)燃料。甲醛的優(yōu)勢(shì)在于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)，具有極好的發(fā)展?jié)摿Α０臀鬟€研究和開(kāi)發(fā)了乙醇汽油等生物能源，以便從甘蔗中生產(chǎn)酒精。這種乙醇燃料逐漸取代了汽油消耗量的近一半。此外，氫和二氧化碳可以用太陽(yáng)能和電解質(zhì)發(fā)生器合成乙醇。這項(xiàng)新技術(shù)在生產(chǎn)中對(duì)環(huán)境無(wú)害。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，其發(fā)展理念必須從資源利用轉(zhuǎn)向綠色能源。因此，綠色技術(shù)對(duì)化工行業(yè)節(jié)能至關(guān)重要，需要不斷關(guān)注和積極探索，以促進(jìn)其在化工行業(yè)節(jié)能發(fā)展中的更好應(yīng)用。