精細(xì)化工中化工技術(shù)的應(yīng)用

李盼盼

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161000）

一直以來，加工行業(yè)都是我國工業(yè)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著時代的發(fā)展，加工行業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的粗放式生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫?xì)化生產(chǎn)模式。精細(xì)化工與工農(nóng)業(yè)、國防、人民生活和尖端科學(xué)都有著極為密切的關(guān)系，是與經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活密切相關(guān)的重要行業(yè)，是化學(xué)工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點之一。精細(xì)化工與人們的日常生活有很大的關(guān)系。過去在精細(xì)化工設(shè)計過程中更加重視得到的產(chǎn)品，忽略了對人類以及環(huán)境等方面的研究。在對于精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品設(shè)計分析研究時，就需要對于綠色化學(xué)產(chǎn)品有一定的了解，最重要的就是能夠分析出所設(shè)計的化學(xué)品對環(huán)境以及能源帶來的影響。

雖然與傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式相比，我國加工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀相對較好，發(fā)展趨勢也極為廣闊，但是與國外發(fā)達(dá)國家相比，其精細(xì)化工仍然具有很大的完善和發(fā)展空間，特別是在節(jié)能減排方面。在國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的趨勢下，綠色化工技術(shù)的形成對于精細(xì)化工可以產(chǎn)生積極的影響，并具備較大的應(yīng)用價值和應(yīng)用空間。

1 綠色化工和精細(xì)化工概述

1.1 綠色化工的特征

綠色化工是指在化工產(chǎn)品生產(chǎn)時，始終遵循綠色化零污染以及零排放的原則，這種技術(shù)符合國家持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的相關(guān)內(nèi)容。綠色化工的特征主要表現(xiàn)在有毒有害物質(zhì)的零排放，以及可以實現(xiàn)新型物質(zhì)生產(chǎn)的過程。當(dāng)然綠色化工還具備資源利用率較高的特點。在我國能源日益短缺的情況下，對新能源進(jìn)行開發(fā)，提高化工行業(yè)綠色能源的使用效率，并且實現(xiàn)百分百利用能源的目的，是綠色化工的必要條件。目前常用的綠色化工技術(shù)主要有新型生物發(fā)酵、微化工技術(shù)以及綠色催化技術(shù)等。

1.2 精細(xì)化工的特征

精細(xì)化工是指生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品的工業(yè)。精細(xì)化工是綜合性較強的技術(shù)密集型工業(yè)。精細(xì)化學(xué)品是那些具有特定的應(yīng)用功能的化工產(chǎn)品，其技術(shù)密集產(chǎn)品附加值高。精細(xì)化工是化工領(lǐng)域的主要研發(fā)方向。

在我國化工行業(yè)的生產(chǎn)工作當(dāng)中，精細(xì)化工是非常重要的組成部分，它與傳統(tǒng)的化工行業(yè)生產(chǎn)模式相比具備科技含量高、類型繁多、設(shè)備規(guī)模不大的特點，屬于國內(nèi)非常重要的密集型技術(shù)產(chǎn)業(yè)。從其裝置規(guī)模的角度進(jìn)行分析，精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模一般都比較小，因為精細(xì)化工生產(chǎn)出來的產(chǎn)品體型比較小，也比較精致。從種類的角度分析，在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，人們對于精細(xì)化工產(chǎn)品的要求越來越多，這也使得精細(xì)化工的發(fā)展速度變得越來越快，精細(xì)化工產(chǎn)品的研發(fā)種類也日漸增多。從技術(shù)含量高的角度分析，大部分精細(xì)化工產(chǎn)品的質(zhì)量要求都比較高，需要相關(guān)研發(fā)人員花費大量的時間和精力進(jìn)行研究，其加工和生產(chǎn)流程都比較復(fù)雜，必須引進(jìn)多種先進(jìn)技術(shù)才可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

2 精細(xì)化工中應(yīng)用綠色化工技術(shù)的方法[1]

2.1 微化工技術(shù)

微化工技術(shù)是在技術(shù)研究以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的背景下形成的一種新型技術(shù)。該技術(shù)需要建立在微型設(shè)備的基礎(chǔ)之上，可分為多個不同類型的系統(tǒng)，包括微系統(tǒng)、微反應(yīng)系統(tǒng)等。微化工技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，它的出現(xiàn)提高了化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，同時也使得化工系統(tǒng)朝著小型化的方向發(fā)展。微化工技術(shù)在推動化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，具備抑制副反應(yīng)、提升反應(yīng)速率、提高產(chǎn)生率、提高選擇性的工藝特點。而且與傳統(tǒng)的間歇式反應(yīng)釜生產(chǎn)工藝相比，微化工技術(shù)可以使得物料更加均勻地碰撞混合，提高資源的利用效率。該技術(shù)的出現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)生產(chǎn)工作當(dāng)中存在的反應(yīng)不徹底容易爆炸的技術(shù)難題，而且微化工技術(shù)應(yīng)用了傳感器、衛(wèi)星裝置、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等設(shè)備，以及與傳感器之間的關(guān)聯(lián)性比較強，使生產(chǎn)的安全性得到有效優(yōu)化。

2.2 綠色催化技術(shù)

不同類型的化工產(chǎn)品在生產(chǎn)期間都會出現(xiàn)各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，而大部分的化學(xué)反應(yīng)都需要建立在催化劑的基礎(chǔ)上。催化劑本身就具備促進(jìn)化學(xué)物質(zhì)分解與形成的目的，它可以加速化學(xué)反應(yīng)并提高化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。但是目前使用的大部分催化劑都含有有毒物質(zhì)，會對環(huán)境造成污染，同時也會威脅到人們的身體健康。綠色化工技術(shù)的首要原則是綠色生產(chǎn)。所以利用綠色催化技術(shù)進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)，可以滿足綠色環(huán)保的特點，能夠在提高生產(chǎn)效率的同時保障人們的生命安全，控制環(huán)境污染問題。

2.3 計算機(jī)分子設(shè)計技術(shù)

近年來，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度相對較快，利用計算機(jī)分子技術(shù)進(jìn)行化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，可以改善精細(xì)化工的生產(chǎn)效率，也能夠滿足綠色環(huán)保的實際需求。計算機(jī)分子設(shè)計技術(shù)廣泛應(yīng)用，極大地促進(jìn)了各行各業(yè)的發(fā)展以及進(jìn)步。利用計算機(jī)分子設(shè)計技術(shù)進(jìn)行有機(jī)物的合成，可以保證分子結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、合理性，也可以實現(xiàn)綠色催化的效果，使得精細(xì)化工產(chǎn)品更具備環(huán)保性的特點。

2.4 生物化工技術(shù)

精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)對技術(shù)具有較高的要求，不僅需要相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)具備科學(xué)性的特點，還需要滿足綠色生產(chǎn)的原則以及要求。通過對多種類型的產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行研究以及分析，可以發(fā)現(xiàn)生物化工技術(shù)能滿足精細(xì)化工生產(chǎn)的各項要求，同時也具備環(huán)保性的特點。從定義的角度分析，生物化工技術(shù)其實就是將生物技術(shù)與化工原理充分地結(jié)合在一起，從而達(dá)到提高化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質(zhì)量的目的。生物化工既屬于生物附屬學(xué)科，同時也是化工領(lǐng)域發(fā)展的重點技術(shù)。生物化學(xué)技術(shù)涉及的內(nèi)容包括生物催化工程、生物制藥、基因工程、組織工程等多個領(lǐng)域。精細(xì)化工領(lǐng)域中應(yīng)用生物技術(shù)生產(chǎn)化學(xué)品，能夠使產(chǎn)品的成本變的更低，還可以使生產(chǎn)工藝變得更加合理，環(huán)境污染程度變低，而且還能提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

生物催化技術(shù)具有選擇性高、快速、成本低等優(yōu)勢，并且其技術(shù)在化工行業(yè)具有比較成熟的應(yīng)用，主要用于生物新材料、生物能源等相關(guān)方面。在農(nóng)藥生產(chǎn)中，綠色化工技術(shù)的應(yīng)用價值相對較大，在進(jìn)行抗生素、殺蟲劑等農(nóng)藥產(chǎn)品生產(chǎn)時，利用該技術(shù)可以確保農(nóng)藥的安全性，避免農(nóng)產(chǎn)品危害消費者的生命安全。

生物化工技術(shù)在精細(xì)化工中的應(yīng)用有利于新材料的開發(fā)。比如水處理添加劑、食品添加劑、營養(yǎng)添加劑、飼料添加劑，極大地改善了人們的生活。

2.5 綠色分離技術(shù)

精細(xì)化工的生產(chǎn)過程所使用的裝置、設(shè)備及科技程度相對較高，目前大部分的化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間，在運用精細(xì)化工裝置進(jìn)行相關(guān)的生產(chǎn)活動時，均利用多種類型的分離技術(shù)。常見的分離技術(shù)主要有超臨界流體萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)、微波萃取技術(shù)等，這些技術(shù)都具備高效環(huán)保耗能低的特點，屬于綠色分離技術(shù)，可以用于香料產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)加工中。其中超臨界萃取技術(shù)就是能夠利用超臨界流體在臨界點附近出現(xiàn)的微小的溫度變化以及壓力變化使得化工產(chǎn)品所利用的物質(zhì)，溶解度和擴(kuò)散性等性質(zhì)出現(xiàn)突變的現(xiàn)象，最終達(dá)到提取和分離的目的。

2.6 納米技術(shù)

納米技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工作當(dāng)中的應(yīng)用價值相對較高，它是指利用物質(zhì)自身的性質(zhì)使微小的物質(zhì)構(gòu)成一定的系統(tǒng)之后，根據(jù)這些物質(zhì)的運動規(guī)律，進(jìn)行相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)。該技術(shù)是新時代發(fā)展中非常重要的產(chǎn)物，它涉及的范圍比較廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域與基本的學(xué)科之間存在密切的聯(lián)系。與此同時，它還成為多學(xué)科交叉的綜合性科技。不管是從基本科學(xué)的角度分析，還是從高端科學(xué)的角度分析，在產(chǎn)品生產(chǎn)中，納米技術(shù)都發(fā)揮著非常重要的作用。納米日用化工和化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細(xì)化工材料等將把人們帶到五彩繽紛的世界。

在進(jìn)行精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)時，應(yīng)用納米技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的產(chǎn)品生產(chǎn)工作，可以從材料生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝等多個方面提高產(chǎn)品生產(chǎn)的效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。而且精細(xì)化工的應(yīng)用使得納米技術(shù)的價值得到提升。例如：可以利用納米技術(shù)在人體當(dāng)中進(jìn)行藥物輸送，從而達(dá)到提高殺菌效果的目的。

2.7 綠色精細(xì)化工合成技術(shù)

在有機(jī)合成過程中，減少化學(xué)副產(chǎn)物的關(guān)鍵就是提高反應(yīng)物選擇性以及選擇最優(yōu)的反應(yīng)條件，即選擇最佳反應(yīng)路徑，也就是使反應(yīng)物中原子盡可能都轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)物中的原子并且最大限度地減少副產(chǎn)物的生成以及副反應(yīng)的發(fā)生。綠色精細(xì)化工合成技術(shù)在一些化工行業(yè)、藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、香料等行業(yè)提供了高效的綠色合成方法。隨著人們對環(huán)保關(guān)注的力度以及能源利用方面的日益增加，傳統(tǒng)的化工技術(shù)就會逐漸被淘汰并且消失在行業(yè)生產(chǎn)中。綠色化工技術(shù)的應(yīng)用還需分析把握精細(xì)化工的特點，結(jié)合綠色催化技術(shù)和綠色分離技術(shù)等的應(yīng)用才能進(jìn)一步促進(jìn)綠色化工的生產(chǎn)。

3 精細(xì)化工中綠色化工技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢

使用傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時，在各種類型的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后就會生成廢物，這些廢物很有可能對環(huán)境造成污染，甚至?xí)绊懙饺藗兊纳】怠８母镩_放之后，我國對于工業(yè)發(fā)展的內(nèi)容十分重視，也在一定程度上帶動了我國的經(jīng)濟(jì)，經(jīng)過多年的發(fā)展之后，我國生態(tài)環(huán)境不斷惡化，甚至威脅到了全社會的發(fā)展。面對越來越嚴(yán)峻的環(huán)境問題，世界各國越來越重視環(huán)保事業(yè)。綠色化工技術(shù)是在綠色環(huán)保要求下開發(fā)的一種新型技術(shù)，它目前正朝著高效化和多樣化的方向發(fā)展，可以很好地解決我國化工污染的問題。在相關(guān)政策頒布的同時，監(jiān)管部門也加強了綠色化工技術(shù)的監(jiān)督以及管理，整體提高人們的環(huán)保意識，這為綠色化工技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

在綠色化工技術(shù)的使用中，擁有精細(xì)化工的相關(guān)內(nèi)容，可以使得綠色化工技術(shù)的完善程度越來越高，而且它不僅可以在一定程度上避免生態(tài)環(huán)境遭受破壞的問題，還可以整體提高資源利用率的合理性。在此背景之下，我國相關(guān)部門就需要通過頒發(fā)相關(guān)政策以及決定的方式，加大綠色化工技術(shù)的發(fā)展并使化工行業(yè)生產(chǎn)的綠色產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。只有充分利用精細(xì)化工進(jìn)行綠色化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，才可以不斷地在實踐操作當(dāng)中提高綠色化工技術(shù)的占比，保證國內(nèi)化工行業(yè)的良好發(fā)展，解決源頭的污染問題，以保護(hù)自然資源環(huán)境。