绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用

绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用

曹伟峰

山东华鲁恒升化工股份有限公司   山东省德州市  253000

摘要：当前，伴随着我国改革开放的历史背景下，促进了城市化进程的步伐逐步加快，与此同时，随着近年来经济建设的迅猛发展，化学工业的生产建设作为现代化生产系统中的主要生产力之一，占据至关重要的地位。但是化工生产一般都会对环境造成一定危害，进而对人们的日常生活造成不同程度的影响。因此，人们越来越重视化工生产的绿色环保节能效果，积极关注各种先进生产技术与材料的应用效果。在此背景下，一种新的化工生产模式出现，可对生产过程所用原料、催化剂、溶剂和助剂等进行环保化处理。因此，围绕绿色化工生产技术对化工节能的促进作用进行讨论。

关键词：绿色化学工程与工艺；化学工业；节能减排；促进作用

引言

在绿色环保理念的指导下，要求化学工程与工艺在发展时能够尽可能地降低对环境所造成的污染，同时在化学反应生成的过程中，应尽可能地降低有毒副产物的产生。而在绿色化学工程与工艺发展时，应对设施设备性能进行改进和提升，降低对能源的消耗，进而使化工领域在提供服务的过程中以尽可能小的副作用促进生产价值的提升，进而促进化学工业的进步，促进人类与自然和谐发展。

1绿色化学工程与工艺的开发研究

传统的化学工业生产技术存在一定的滞后性，尤其是对有毒物质的不合理处理，造成了环境污染和能源损耗，不符合国家的可持续发展战略要求。绿色化学工程生产技术的开发与研究，弥补了传统化工生产的缺漏。生产原料是影响化学工业产品性质与发展的重要因素。传统的化工生产以不可再生能源为生产原料，不仅会消耗大量的能源，还会增加污染物的排放量，对生态环境造成不利影响。如果选择芦苇、玉米秸秆等植物作为化学原料，可以在化工生产中将其转化为醇、酸等化学制品，不会产生有害化学物质。化学反应是化工生产的核心，原料、时间、环境等因素都会对化学反应产生不同程度的影响，选择合适的反应形式可以提高反应速率、加快生产速度。在绿色化学工业生产中，采用没有毒害的催化剂和原料可以降低能源的损耗、减少环境污染，实现真正意义上的减排。

2绿色化学的化学工程与工艺应用

2.1原料投入绿色化

在化学工业的过程中，原料的基本化学性质直接决定着化学工艺的设置以及化工产物的基本属性，而在进行化学工业生产时尽可能的选择绿色原材料，使化学工业的各个环节实现绿色无污染目标，而生产之后的产物也属于无毒无害产品，彻底转变了传统的化学生产现状。例如，在进行原材料投入时选择可再生的绿色资源作为化工原料。而这些绿色化工原料来自于植物、农作物、海产物、城市废弃物等多方面，这些绿色资源在应用时可通过一系列反应得到醇、酮、酸等常用的化工原料，在生产的过程中主要是基于微生物的细胞分解发生化学反应作用。在这一反应链条中所投入的原材料为绿色无污染物，化学反应实施过程中为微生物分解不会带来常规的化学反应所产生的污染排放现象，全过程属于清洁无污染流程。

2.2溶剂和助剂绿色化

化学工业生产中的溶剂和助剂应用也逐渐向着绿色化方向发展。溶剂和助剂贯穿于化学反应的全过程，无论是在化学产品的分离，还是在化学反应催化环节等都会广泛应用溶剂和助剂来保障化学反应过程的顺利进行，以规避化学反应过程中可能出现的其他特殊障碍。然而，在传统的化工领域，其溶剂和助剂的应用大多具有挥发性和毒性。这类溶剂和助剂在应用时，会影响到生产工人的身体健康，同时以此为原料所产生的化工产物也存在一定的环境污染性。而基于绿色化学所诞生的绿色溶剂和助剂在应用的过程中，不仅能够达到与传统有毒化学助剂和溶剂应用时的同等效果，更重要的是绿色无污染的特点使其在应用过程中的损耗较低，产生的化工产物更加绿色化，反应过程及其反应之后的产物不会对环境造成任何污染，使得化学工业的绿色化目标得以实现。

2.3化学催化剂绿色化

在化工行业，化工生产离不开催化剂引发的催化反应。催化剂的出现大幅度提高了当前化工企业的生产效率，降低了化工生产的时间成本。在化学工程中，化学催化剂得到了广泛应用，化学催化技术也深受各化工企业的关注。就化学工程的生产现状来看，一部分企业管理层希望能够更有效地降低投资成本，在选择催化剂时，因为价格而选择了质量不达标的催化剂，虽然降低了生产成本，但是也导致产品性能下降。使用不合格的催化剂不仅会对化工产品的质量产生影响，还会增加原材料的损耗，不能起到节约成本的作用。从整体上看，虽然催化剂节约了一部分成本，但是由于电池和催化剂的选择不合理、化学反应不完全，产生的污染物数量也会增加，会对环境造成不可估量的损害。随着大众节能减排意识的强化，国家环保机构针对这一现象也采取了相关措施，进一步完善了化学工程生产的标准以及化工生产环境的保护政策。化工行业的节能减排技术研发速度在逐年加快，新型节能减排技术的出现也加快了化学催化剂的研发。其中，固体催化剂能够更好地控制化学反应中的排放物流动，减少化学废气的产生，节约生产成本，减少能源浪费，符合国家对化工生产的要求。

3绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

3.1加强无毒溶剂的研发

在如今的化工生产过程中，普遍伴随着较大的污染，这种污染不仅来自有毒的生产原料，还源于许多化学反应中常用的有毒溶剂。目前，常见的溶剂一般都有一定程度的挥发性，使用有毒的溶剂势必会对水资源与空气造成不良影响。为了避免有毒溶剂在化学反应过程中造成较大的污染，相关研究人员对超临界流体进行了更深入的研究，这对实现化学溶剂无毒化的突破有积极作用，能有效减少有毒溶剂造成的污染。超临界流体不仅具备液体的密度，还具备一定程度的黏性，加强对超临界流体的研究对研发无毒溶剂有重要意义。在目前的化工生产过程中，为了有效保护外界环境、避

3.2开发“原子经济”反应

原子经济反应是绿色化学工程与工艺中的理想生产状态，即反应物中的所有原子经催化剂作用后，百分百转变为产物中的所有原子，化学转换率高达100%。而在化工生产中，不同化学反应类型的原料的转化率会对环境造成不同程度的影响，部分化学反应符合理想状态下绿色化学反应，如重排反应和加成反应，均可实现原子的100%转化率，对环境影响较小，且该生产效率能提升经济效益。例如绿色化学工艺中，使用苯与乙烯烷基化制备乙苯，在生产工艺选择中，传统乙苯脱氢工艺和绿色化学工艺催化脱氢-氢选择性氧化（Styro-plus），后者可将氧化反应中，脱氢反应生成的氢气氧化成水，该过程可提升热能的利用率，该反应过程中的大量热能可对初步脱氢冷却的物料进行加热。

结语

化工技术的研发与进步会促进化工行业的发展，同时也会促进社会经济建设的进步。随着绿色化工生产技术不断被应用于化学工业生产中，化工生产结构得到了优化，可有效提高资源利用率，减少不必要的能源损耗，对生态环境的治理与改善有重要意义。因此，绿色化工工艺在化工行业中可以起到良好的促进作用，有助于构建人与自然和谐相处的环境。

参考文献

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