绿色化学工程与工艺对化学工业节能的作用探讨

绿色化学工程与工艺对化学工业节能的作用探讨

周勇强

身份证号： 652826199008262912 新疆库尔勒 841000

摘要：我国早期频繁地依赖化学工业的生产导致生态环境严重恶化，但随着城市化的逐渐稳定，绿色化工的理念逐渐出现，经过大量的实践研究发现，绿色化学工程与工艺能够将当前环境的问题有效缓解，为化学工业的绿色可持续发展带来了诸多便利。近年来，出于对节约能源、降低排放、绿色环保的考虑，化学工业生产逐步向绿色化、无害化、无污染方向过渡，尤其是清洁生产理念的提出，使得化工企业逐步实现了“零排放”的生产目标，这不仅满足了国家提出的节能降耗、绿色生产的要求，同时，也给化工企业创造了更加丰厚的经济效益与社会效益。

关键词：绿色化学；工程分析；节能作用

引言

进入21世纪以来，针对化学工业，国家提出了节能减排、绿色环保的号召，在这一背景之下，绿色化学工程理念逐步渗透到化学工业生产的各个环节当中，并且随着绿色化学工艺的日趋成熟，我国的化学工业也实现了健康可持续发展的既定目标。本文将着重围绕绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排产生促进作用以及具体应用予以全面阐述。

一．绿色化学工程工艺概述

绿色化学工程工艺指的是对环境无害的工艺，其利用化学技术对化学工业产生的污染进行控制，使化学工业在制造、应用化学产品时能够将对环境有害的物质清除，即便不能完全清除也能够做到将有害物质降到最低，避免对环境产生恶劣的影响，在实际生产的过程中获得质量更高更环保的产品。绿色化学的最终目的是保护环境，其作为能够降低化学物质负面影响的重要技术，具有以下五大特征。

第一，其能够在化学反应的源头控制污染物与废弃物，减小或直接消除化学污染物的负面影响，并能实现传统化学产品生产工艺的功能。第二，其生产流程应当最大化利用化学原材料，扩大其应用范围，充分降低环境污染的可能性。第三，其生产效率远超传统工艺，且具有绿色环保的特点，对化学毒性控制严格。第四，绿色化学生产中析出剂等辅助溶剂的使用较少，其生产的原料大多是无害的，能够替代生产污染物的原料。除此之外，还可以控制化学衍生物，大大降低其含量。第五，绿色化学工程与工艺除了控制化学生产的过程之外，生产结束后的废料回收处理工作也落实得当，能够严格按照环境标准进行控制。

二、绿色化学工程与工艺在化学工业生产中应用措施

（一）选择绿色原料

原材料是生产化工产品的重要载体，在选择产品加工原料时，如果不考虑环境影响因素以及原材料的化学属性，那么在化工生产过程中将极易产生大量的有毒有害物质，这些物质一旦进入到人体，将给人们的健康安全构成严重威胁。因此，在应用绿色化学工程与工艺时，首先应当把好原材料关。目前，在化学工业领域，较为常用的绿色原材料主要是生物质材料，主要包括各种植物、农作物、林产物、海产物以及废弃的天然纤维等，利用这些生物质材料可以将其转化成为化学工业所需要的醇、酮、酸类等较为常用的产品加工原料。这些生物质材料主要是由大自然界中的动物、植物、微生物等生命体衍生而来，材料本身由碳、氢、氧三种基本元素构成。比如，利用脂肪族聚酯或者脂肪族聚酯混合淀粉制造的聚乳酸，由微生物合成的聚羟基脂肪酸酯、以石油为原料合成的聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯及共聚体都是由生物质合成转化而来。应用这些绿色原材料，能够大幅降低各种有害化学物质的产生量，并且化工生产全过程不会对生态环境造成破坏和影响。

（二）选择绿色催化剂

在化工生产过程中，通常使用大量的化学催化剂，以加快化学反应速度，提高生产效率，但是，这些化学催化剂多数都属于有易挥发或者有毒有害物质，如果使用这一类催化剂，将增加化学衍生物的产生量，进而使有毒有害化学物质的产生量增大，因此，本着资源能源节约以及绿色环保的原则，目前无毒无公害的绿色催化剂在化学工业当中得到普遍推广和应用。比如，最为常见的绿色催化剂包括固体酸、固体碱、生物催化剂，其中，固体酸包括沸石分子筛、杂多酸催化剂、超强酸、离子交换树脂等；固体碱催化剂主要包括有机固体碱与无机固体碱。以无机固体碱为例，在化工行业中，最为常用的是水合滑石类固体碱催化剂、三氧化铝为载体的无机固体碱以及分子筛为载体的固体碱催化剂；生物催化剂主要是指游离或者固定化的酶或者活细胞的总称，在化学工业中利用这种催化剂专一性强、催化效率高的特点，能够加快化学反应速度，进而达到提高生产效率的目的。生物酶催化剂在石油化工的脱硫工艺中已经得到广泛应用，比如，利用手性酶能够快速合成手性化合物，如α-氨基酸等。尤其在绿色化学理念下，一些精细化的化工加工生产，已经普遍使用固体催化剂分子筛、杂多酸等绿色催化剂，这些催化剂完全取代了过去的浓硫酸等强酸性催化剂，不仅简化了生产工艺流程，而且也有效降低了废气、废液、废渣的产生量[3]。

（三）选择绿色溶剂与助剂

在化学工业生产中，为了加快化学反应速度，抑制多余衍生物的产生量，往往需要使用大量的化学溶剂与助剂，但是这些溶剂与助剂本身都带有毒性，一旦这些有毒气体、液体或者固体排放到自然界当中，将给生物的生存环境造成严重影响，而且也会威胁人类的健康安全。比如，过去在化工生产当中使用的甲苯、二甲苯、DMF、环己酮等传统溶剂，不仅会污染自然生态环境，而且也具有强烈的毒性与致癌性。因此，能够加快化学反应速度且无毒无公害的绿色溶剂已经在化工生产当中得到广泛应用，这些绿色溶剂与助剂不仅能量消耗低，并且具有更高的选择性。比如，各种离子液体溶剂的应用，使得化工产品与副产物成功实现了分离，进而有效降低了有毒有害物质的排放量。再比如，天然植物油溶剂是一种安全性较高的农药载体，这种溶剂无药害、可再生，而且绿色环保易降解，所产生的化学反应物质也不会给生态环境造成污染。植物油的物理特性。一贯追求反应速率而忽略催化剂的环保性为化工行业带来过去惨痛的教训，在新时代，对环境较为友好的催化剂应用成了化工行业发展的要点。虽然某些催化剂原料本身具有化学毒性，但在绿色化学工业的帮助下，完全可以选择无毒无害的催化剂原料。

例如聚氨醋。化工生产中低气味类型的聚氨醋的应用非常广泛，其使用成本较低，化学反应的速率却大大提高，应用效果非常明显。并且此类催化剂属于清洁性产品，作为催化原料而言无毒无害，完全不会对环境造成压力。聚氨醋通常应用于环保涂料以及胶粘剂等化学产品的生产中。选用无毒无害的催化剂加快化学反应不会破坏环境，对于化工行业的绿色生产具有非常显著的作用。

结论

总而言之，绿色化学工程以及化学工业具有绿色环保、处理效率高等特征，其作为当前时代独特的化工工艺，需要承担相应的责任。对于化工行业来说，绿色化工工程与化工工艺中的清洁生产技术、生物技术以及对环境友好的化学品都能够帮助其走向绿色生产发展的道路，促进其节能生产、绿色生产。

参考文献

[1]李宁.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探究[J].云南化工,2021,48(06):68-70.

[2]归丽丽,吴亚萍,李芬,等.绿色化学工程与工艺对化学工业的促进作用探究[J].化工管理,2020(35):105-106.

[3]潘大涛.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].大众标准化,2020(09):97-98