化学工程与工艺中的节能探讨

罗德平

身份证号： 52272319961101**** 贵州贵定 551300

摘要：化学工程的发展与人类生产、生活以及物质文明的建设有着密切连贯，在理论、工艺方法等取得重要研发成果的背景之下，化学工程给人类生产、生活带来的重要贡献，为化学工程的持续发展创造了契机。但从可持续发展视角来看，现行化学工程在实施过程中存在不同程度的环境污染问题、能源浪费现象，以推进化学工艺的绿色化发展为目标，构建新时期化学工程的发展规划，逐步取代传统的化工工艺，成为化学工程创新发展迫切需要解决的难题。本文围绕化学工程与工艺中的节能问题展开讨论，希望对绿色化学工程的建设提供一定的参考。

关键词：化学工程；化学工业；工艺改进；节能减排

引言

目前，化学工程表现出“贡献突出”、“环境污染突出”的两面性。以实现化学工业的持续发展为背景，探索绿色、新型工艺，逐步取代既往的工艺方法，保证整个化学工程的生产活动在绿色、无毒害条件下实现，不仅能够解决化学工程存在的“两面性”问题，减少整个生产过程带来的污染问题，还能够提高反应的选择性，最大限度减少副产物的出现，甚至直接实现零排放目标。基于此，探索化学工程的节能措施，构建绿色化学工程体系，具有重要价值。

1 绿色化学工程的概念

在化学工程领域，绿色化学一般指“清洁化学”、“环境无害化学”等概念，其核心在于控制、消除化学工业生产过程的环境污染及其负面影响，在化学工业的发展与环境保护之间建立起相互促进的良性循环关系。相较于既往采取的化学工艺，绿色化学工程之下的生产活动具有以下特征：（1）在化学工艺的起始端合理设置相应的防范措施，确保其能够有效预防、控制生产过程伴随的环境污染问题；（2）在反应过程以及终端，以减少副产物的生成、实现“零污染”、“零排放”目标等具体任务为切入点，不断优化现行的化学工艺。为达成上述目的，化学工业领域的技术人员积极探索原材料、能源、工艺方法以及反应途径等层面的革新思路，诸多积极的探索、尝试活动，为化学工程与工艺节能目标的实现提供了可行的实践策略。

2 化学工程与工艺中的节能途径

2.1 原材料的绿色选择

原材料是化学工业生产活动不可缺少的要素，原材料的质量与性能，是能够直接左右工业生产效率以及副产物生成情况、污染物排放状况的关键因素，以“绿色化学工程”理念为基础，对原材料的选择进行“绿色化”改造，具有一定的积极意义。从实际生成过程分析，原材料的选择，与化学反应条件、生产工艺等有着密切关联。既往受到技术水平、管理意识等层面因素的限制，化工企业会更加看重化学工业生产的反应速率与材料的转化率，继而保证企业自身能够获得足够的利润。而在绿色理念下，忽略原材料与节能减排之间的关系，盲目沿用原来的生产工艺，没有系统评估原材料“绿色选择”的价值，不仅会导致工业生产出现严重的环境污染问题，还会因为污染物的集中处理、环境问题的治理而出现生产成本增加、经济利润降低等现象。为妥善解决原材料筛选不当带来的阻碍作用，有学者提出，围绕“无毒”、“无公害”目标的实现，针对化学工业原材料的选择制定明确、细化的筛选标准，确保所选的原材料与绿色发展、节能减排理念相符。例如，将林业产物、农作物等用作化学生产的原材料，能够有效降低生产过程的污染物排放，实现“无毒”、“无公害”环境的创设，而充分利用废弃物、植物，则是最大化资源利用率的具体表现。在具体的实现方法上，农作物、林业产物等主要依赖微生物菌落完成转化、发酵，并为后续化学生产提供必要的材料。基于上述分析，在探索化学工业的节能措施时，选择相对安全、环保的原材料，将是提升工业生产的生态效益的重要方式^[1]。而从工艺应用的角度看，企业有必要加强内部生产环节的管理，保证各个环节严格按照绿色工艺的规定，合理应用绿色原材料，对于涉及原材投入的各个环节，企业都应当安排专人进行检查、核对，保证原材料的质量、性能与工艺标准相匹配，最大限度规避高污染、效能差的化学材料流入生产现场。

2.2 清洁技术的选择

在保证化学生产所选的原材料符合“节能减排”理念的基础之上，对生产工艺进行择优选取，尽可能降低整个反应过程中的副产物生成与污染物排放量，是实现节能减排目标的关键所在。从现阶段的学术研究资料看，清洁技术的研发，一直是化学工业领域的科研重点，不少科技型企业、大型化工企业在看到绿色化学工业的发展趋势以及清洁技术的巨大潜能以后，纷纷参与到清洁技术的开发与实践应用工作中，同时致力于绿色化学工艺体系的建设与配套设施的完善等工作^[2]。实践效果表明，清洁技术的研发，能够为新旧技术的更替提供广泛的素材与数据，让化工企业能够根据自己的实情以及绿色化学工程建设的根本需求，合理选择化学工艺，兼顾化学工业生产的经济效益与社会效益。而在清洁技术的研发中，对原材料中的杂质进行提取，制定集中处理或者循环利用方案，减少因材料中杂质排除落实不到位而引起的环境污染、副产物生产，是技术研发的重要方向。以脱硫技术为例，该技术的核心是利用现有的技术将材料中的硫元素“脱出”，从而减少二氧化硫等污染物的排放。又如，通过多种技术的组合，以及绿色、高效能催化剂的科学使用，实现化学工业与其他技术门类的结合，减少生产过程中的污染物排放以及能源、材料浪费问题

^[3]。氮氧化物、硫氧化物的过滤，化学反应过程中其他能够引起空气污染的因素的有效控制，都是清洁技术研发与应用的焦点，对化学工程而言，清洁技术的合理应用，将为其节能减排理念的实践创设良好的条件。

2.3 能源的选择

能源是化学生产工艺中不可缺少的要素。以实现节能减排目标为出发点，化工类企业在确定能源类型时，应当围绕以下问题进行客观分析：（1）该能源是否具有可循环利用的特性；（2）能源利用过程中是否存在其他不合理消耗；（3）如何最大化能源的可利用性。在既往的生产经营模式下，企业一般会侧重于从能源利用的成本出发对其可利用性进行分析，并将其作为选择能源类型的重要指标，但实际应用阶段，盲目依赖能源选择来实现生产成本的控制，不仅伴随着能源利用不充分、能源使用成本增加等问题，还可能给工业生产带来额外的环境污染问题，增加治理成本。因此，在选择能源类型时，企业不仅需要关注对应工艺的生产成本，还需要对能源的利用效率以及循环性等做深入分析。

3 结语

目前，绿色化学工程的发展已受到业内的广泛重视，以创新工艺、发展绿色化学技术体系为目标，化工企业积极投身于绿色环保理念的实践。鉴于绿色化工理念渗透的重要意义，以及现阶段化学工程发展面临的新挑战，化工企业有必要从原材料的控制、清洁技术的开发与应用、能源类型的合理选择等角度出发制定构建绿色化学工程的实施战略，尽快实现化工生产的“节能减排”目标，扩大化工领域的生产效益，妥善解决化工生产与环境保护之间的矛盾。

参考文献

[1] 吴涛. 绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进研究[J]. 化工设计通讯, 2020, v.46;No.212(02):110+115.

[2] 毛丽. 绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用研究[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(003):292.

[3] 孙龙. 绿色化学工程与工艺对石化工业节能的促进作用[J]. 石化技术, 2020, v.27(01):258+262.