化學工程工藝中化工技術的開發與應用

潘廣大(國家電投集團山西清潔能源有限公司，山西 太原 030000)

0 引言

化工生產促進國家工業發展，推進經濟繁榮，為人們的生活提供便利，例如石油的生產，極大方便人們的出行，卻給環境帶來重大影響，企業需要加強對綠色化學的開發應用，堅定綠色環保理念，結合國內外先進的清潔技術，合理選擇化工原料與化學催化劑，控制有害物質的排放，減輕環境的沉重負擔，積極研發新型化工技能，促進自然環境與經濟的協調發展。

1 化學工程工藝與化工技術概述

1.1 化學工程工藝

化學工程工藝通常指工業化學生產中涉及的領域，如生物制藥工程、冶金工程等。化學工程包括單元操作(蒸發提取、結晶干燥)、化學反應工程、化學系統工程等內容。其中工程師為了使化學生產更科學，重復進行單元操作，進行物理實驗，保障化工生產的可靠進行；化學反應工程是重要的化工生產內容，與工廠發展息息相關，工程師通過分析記錄化學反應，有效擴展化工工程的內容與方法；此外，工程師通過有效控制化學系統工程的系統與過程，可以優化化學操作系統，降低化工工廠的研發成本，提高企業的經濟效益。同時，為了促使化學工程的持續發展，需要重視綠色環保生態理念，減少環境污染，通過不斷優化產品新工藝，實現工藝規范化發展。

1.2 化工技術

化工技術需要加強化學技術研發，通過化學有效防止污染，保護生態環境，確保化學產品環保。雖然化學工程為人們提供物質與能源，促使人類社會快速發展，但其嚴重污染環境，造成能源短缺，企業需要加強生態化學技術的開發，減少有害物質的排放，優化生產運作流程，轉移發展中心，重視環境保護與工業運作協調發展。此外，企業還可以構建科學的廢物處理機制，對廢物加工回收、再利用，實現化工工程綠色發展，同時充分利用能源資源，提高產品產出，增加資源利用率，在生產過程中盡可能使用無毒無害的生產原料，降低污染物的產生，完善化工生產工藝，將綠色環保理念貫徹到化學工程技術中，避免化工生產造成環境破壞，促進化學工程的可持續發展。化學是科技發展的重要部分，企業需要加大化學的研發力度，合理使用先進的化學技術，釋放大量的人力物力資源，減少化學生產對周邊環境造成的影響，實現資源的有效利用。

2 化學工程工藝中化工技術的開發

2.1 合理選擇化工原料

化工原料對化工技術的發展起到重要作用，需要進行合理選擇，避免化工原料影響企業綠色生產的推進。在實際工作中，研究人員需要選擇不含化學添加劑的無毒害農作物、植物等原料，從源頭上減少環境污染。例如應用于醫藥、紡織行業的有機化工產品環氧丙烷（PO），可以采用過氧化氫氧化法（HPPO）進行生產，降低化工原料對生態環境的影響。目前，國內環保原料的開發利用程度不高，需要加強研究環保原料，改進環保生產工藝。企業在選購原材料時，需要綜合分析材料的特征，選擇破壞性低的原料，丟棄部分毒害程度高的材料，節約企業經濟投入，提高環保意識，做好化工防范工作，同時重視化工原料的研發，進行技術創新，要嚴格控制原材料采購，提升工業自動化水平[1]。

2.2 改進化學反應

企業在實際生產過程中，需要改進化學反應，充分利用生產原料，實現化工技術開發。例如進行石油化學工程工藝生產，一般采用烴類物質充當氧化物，容易產生大量污染廢物，不利于發展綠色環保理念。為此，企業需要深化化工工藝反應，盡量減少污染物產生，從而推進環保化工理念的發展。改進化學反應可以提高產品生產效率，有利于降低生產成本的投入，避免環境污染，提高企業的社會效益。例如8 000 m3/h火炬氣的化工制作，通過氣柜混合、脫硫等工序，煉化石化企業的煉油、化工、芳烴、老煉油等火炬氣，然后生產出氫氣、燃料氣，接著加壓氫氣投入石化氫氣管網進行石油煉制，加壓燃料氣投入石化燃料氣管網作為燃料，加熱鍋爐，生產企業可以降低成本，避免污染物發生反應，造成環境污染。

2.3 廢物回收利用

化學工程產生有毒害的廢棄物，將嚴重破壞周圍生態環境，針對無毒害廢物若不能進行循環利用，會造成資源浪費，長期堆積廢物不及時處理，也會造成環境污染。為此，化工技術，應當重點關注化學廢物的再利用，企業通過合理使用廢棄物，進行產品生產，可以減少資源浪費，降低周邊環境污染，實現企業可持續發展。因此企業需要加大力度鉆研廢物回收再利用措施，實現工業垃圾變廢為寶，減輕生態環境的負擔，降低企業環保成本。

2.4 優化供熱體系

供熱系統是化工企業進行化工生產的重要部分，目前化工企業通常采用單線供熱的傳統供熱方法進行供熱，即單套裝置為所有生產設備供熱，容易降低熱量的使用效率。例如供熱不平衡，給不需要供熱的設備供熱，造成供熱嚴重浪費，提高企業生產成本，不利于化工過程環保經濟的發展；同時供熱不足，單線供熱不能迅速給相應的設備提供熱量，導致儀器供熱效率低。因此，企業想要獲得長遠發展，需要優化供熱體系，減少熱能浪費的情況，可以結合化學工程反應產生的熱量，使用不同供熱設備進行聯合熱量供應，從而減少熱能浪費，有效解決實際問題，提高企業化學反應的效率，完善化工技術，促使化工企業可以更綠色健康發展。

3 化工技術在化學工程工藝中的應用

3.1 清潔生產技術與催化技術

清潔生產技術可以改進原有生產技術，降低污染物毒性，在實際生產過程中，應用清潔生產技術可以降低化學反應對周邊環境的影響，企業可以在阻垢劑里添加羧基端的超支化聚酯，使其成為低磷復配阻垢劑。針對分子蒸餾技術的應用，可以分離純化花生四烯酸（ARA），一種可以調節生理功能、改善視網膜的多不飽和脂肪酸，傳統的分離方法一般是使用工藝簡單的低溫結晶、尿素包合，不過反應期間需要消耗大量有機溶劑，同時極難回收溶劑的介質。為此，可以高真空運用分子蒸餾技術進行連續蒸餾，實現物質分離獲取ARA，降低廢物排放。

催化反應技術得到廣泛應用，傳統催化劑活性較低，后續生產容易產生大量副產物，導致原料轉化率不高。為此，可以采用固化催化劑或者是高效流化床技術，提高催化活性，大幅度延長催化劑壽命，避免在反應中降低產生副產物與廢催化劑，減少對環境的污染。此外，隨著鈀催化技術的更新，雙氧水生產逐步實現規模化發展，可以實現更有效的化工技術發展。在化工產品生產過程中，采用環保的催化劑，可以提高原料利用率，如采用固體催化劑雜多酸、分子篩等，減少有害液體催化劑的使用，針對固體能源可以使用催化燃燒法，催化劑大孔分子篩可以實現固體能源快速反應，推動化工綠色發展[2]。

3.2 環境友好型產品與綠色環保型產品

企業應當進行環境友好型產品的生產，有效保護生態平衡。例如石油生產，其燃燒會產生危害人體的氣體，為此需要控制汽油燃燒，避免石油過多使用，增加環境負擔，工作人員可以專注于研究開發新型燃料以及環保性強的汽油，避免私家車數量增加，造成環境污染。針對塑料袋，可以使用可降解的塑料袋，避免污染環境，危害人體健康。因此化工企業需要加強研發力度，扶持環保材料的研發，堅持綠色環保理念。

經濟發展應當以生態環境為前提，企業需要開發綠色環保型產品，一種不會破壞生態環境的產品。例如食品級CO2產品，高純食品級CO2產品以粗CO2氣體為原料，通過脫硫干燥提純，普通食品級CO2產品的原料氣經脫硫干燥凈化，再次過濾后經液化系統由氣態轉為液態，經過不同的工序步驟回收CO2氣體，減少周邊環境的污染。同時液體CO2還可以生產干冰，應用其他領域，如食品海鮮、集成電路板清洗，避免產生有毒害廢物，實現廢物再利用。

3.3 生物技術在化學工程工藝中的應用

生物酶技術是重要的生物技術，企業運用生物酶技術可以發揮生物技術的強催化作用，加快化學反應速度，避免出現化學污染物。例如生物酶取代丙烯腈物質，可以實現丙烯酰胺物質的高純凈度提煉，避免出現不必要的能源損耗。同時，還可以借助生物合成技術，將農業廢物小麥稈轉化為生產原料，使其經過反應后形成聚乳酸，從而生產出高效的生物降解塑料，降解聚乙烯塑料，避免塑料廢物污染環境。此外，深入研究微生物、細胞等領域，還可以實現生物技術的快速發展，基因重組技術可以實現化工工藝的環保發展，經過有效控制可以生產出預防并且治療腫瘤類疾病的疫苗、多肽藥物。生物技術可以整合化學物質以及再生能源，其中化工工程的有機化合物可以從動植物中提煉，具有較強的環保性[3]。

4 結語

應用化工技術，合理選擇化學原料，運用清潔生產技術、環境友好型產品，可以實現生態環境保護，減少有毒害的化工廢料產生，減少環境污染。企業需要加強對綠色化工技術的開發力度，積極應用先進的化工技術，充分發揮其優勢功能，實現化學工程工藝的環保發展，落實環保理念，優化化工產品流程，促進化工行業快速發展，提高社會經濟效益。