化学工程工艺中绿色化工技术的应用

化学工程工艺中绿色化工技术的应用

朱君晔

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摘要：在化工行业生产过程中，容易产生多种有害物质，严重污染了生态环境，不利于人们的身体健康。在此背景之下，我国采取一系列措施限制化学化工领域有害物质排放，如碳配额、防治污染税收优惠等，取得了一定效果。但上述方法对污染防治推动作用较弱，无法从根源上解决化学化工领域污染排放问题。因此，我国环保部门着力研发绿色化工技术，以从最大程度上降低化工领域环境污染程度，从污染源头开始防治。

关键词：化学工程工艺；绿色化工技术；应用

引言

在我国传统化学工程工艺生产中消耗大量化工原料，向环境排放大量的污染物，对周边环境造成了严重的影响。随着国家对环保的日益重视以及人们环保意识的不断提高，传统的化学工业必须要做出改变。运用绿色化工技术，可提高原材料的使用效率，减少污染物排放，更加科学有效地进行工业生产。

1化工企业发展现状分析

我国工业化进程起步较晚，虽然近年来发展速度较快，但是相较于世界上的先进水平，我国的相关设备以及工艺技术等依然存在一定的差距，在工业化进程中，存在着能源利用率低以及污染排放量高的问题。尤其对于化工行业而言，这方面的问题更为显著。因为化工生产通常伴随着高温、高压等环境条件，同时化工生产还涉及到大量的能量传递以及能量转换环节，在此过程中会造成一定的能量损耗，这使得化工生产的能耗较高。根据化工行业周报显示，新增项目受能源消耗总量控制的部分大幅下降，甲醇原料耗煤约占总耗煤量的59%、合成氨为79%、PVC为30%。但是就我国目前的能耗水平来讲，化工行业的能耗依然较高，占比达到了能耗总量的10%左右，尤其在电能消耗方面，化工行业的占比更高，达到了17%左右。化工行业在高能耗的同时却未能带来高产值，根据相关资料表明，同等能耗水平下，我国化工行业的产值仅为德国、美国的20%左右。这无疑会造成大量的能源浪费，影响社会经济的可持续发展。除此之外，我国化工行业的发展还存在着污染排放量大的问题，“三废”排放量占比相对较高。2022年，国内化工市场需求增速低于供应增速。根据公开信息，聚烯烃、合成橡胶、合成纤维及原料、基础有机化工原料等主要化工品的产能同比增加超过5500万吨，增幅约17%市场份额。2月以来，随着油价剧烈波动，国际油价进入高油价时代，化工产业链成本传导不畅，石脑油裂解装置盈利空间大幅压缩。另外，化工材料结构失衡问题仍然突出。公开数据显示，在我国130多种关键基础化工材料中，32%的品种仍是空白，52%的品种仍依赖进口。这些问题的存在，不仅会在很大程度上抑制化工行业的健康发展，而且还会对社会经济的可持续发展带来不利影响。

2化学工程工艺中绿色化工技术的应用

2.1清洁生产技术

任何领域的工业生产都要有技术的支撑，可以说技术水平的高低会直接影响产品质量以及生产效率。清洁生产技术不仅能够扩大工业生产价值，还能够显著减少原材料浪费和对外排放的污染物总量，十分契合绿色化学工程的生产理念。化学工程领域在运用清洁技术时，能够进一步推广绿色化学，让更多的人了解到绿色化学的优越性。化学工程通过合理运用清洁技术生产，能够更加充分地发挥原材料的价值，提高原材料利用率，进一步提高企业的经济效益。脱硫技术就是一种应用较为普遍的清洁生产技术，由于化工生产过程中所排放的废气中含有大量的硫，如果不经过处理直接排放会严重破坏环境，硫与空气中的水结合还有可能会导致酸雨，对当地的环境造成严重破坏，而脱硫技术的应用能将废气中的硫进行收集处理，之后再进行排放，对环境的影响就会大大降低。在众多清洁生产技术中，除了脱硫技术之外，还有自然发电技术。自然发电技术通过对风能、太阳能等清洁能源的充分利用来进行发电供电，不仅提高了对清洁能源的利用效率，还不会给环境造成污染。例如，在光伏化工领域，可以舍弃传统的电池深埋的作业方式，使用太阳能光伏路灯全面替代铅酸电池。铅酸电池的主要成分为铅和硫酸，这两种化学物质对环境的污染十分严重。铅酸电池深埋地底，能够导致路灯周围的大片土地受到污染。因此，使用太阳能光伏路灯能够将太阳能转化为光能，既能达到绿色环保的目的，又能节约电资源，适用于农村的路灯建设中。

2.2生物技术

生物技术作为现阶段前沿性生产技术，应用在化学工程工艺中不仅可以促使化工生产达到零污染目标，而且可以提高资源再回收利用率，将废物转为必需物质。近年来生物技术在化工生产中主要表现形式为生物酶技术及膜化学技术，生物酶技术在化学物质内部进行催化作用，具有转移性及高效性，为生物化工融合工作打下基础；膜化学技术主要应用于化学仿生学及化学工程。此外，生物技术还表现在再生物质二次利用、再生物质化学品转化等方面。在化学工程工艺中应用绿色化工技术，要优先使用丙烯酰胺，尽量选择天然酶代替丙烯腈完成丙烯酰胺催化融合工作，从而达到降低能源消耗目的。其中天然酶主要来源于动植物体内有机化合物，传统酶大多来源于煤炭、石油，化学反应较为剧烈，易对环境造成污染，天然酶化学反应较为温和，可以将环境污染控制在合理区域内，并且其产物性能更为优秀。因此加大生物技术应用，可以有效推动绿色化工技术发展。

2.3绿色催化技术

绿色催化技术是将传统工业生产中产生的污染物质进行转化，利用催化剂或催化工艺使有害物质转变成无害甚至是有利的物质。一般绿色催化技术可以分成两种类型，即生物性绿色催化技术和化学性绿色催化技术。两种技术都是通过优化工艺而达到环保节能的目的。绿色催化技术在化工产业中应用较多，一方面可以提升化工生产效率，另一方面可以降低生产过程中的不良反应，减少有害物质的排放。目前我国对绿色催化技术的研究不断发展进步，清洁能源研发与绿色催化技术有着密切的关系。

2.4研发环境友好型产品

现阶段化学工程工艺技术持续发展，化工生产效率不断提高，如果未及时采用绿色化工技术，可能会加剧化工生产对环境破坏程度，因此需要积极推动绿色化工技术应用。现阶段人们对环境保护形成了正确认知，在选择产品时会有意识地偏向选择环境友好型产品，这为化工产业研发环境友好型产品奠定了良好基础。化工产业要加强环境友好型产品研发及推广力度，从而降低部分有害化工产品产量，从源头上降低化工生产对环境造成的负面影响。环境友好型产品要求化工企业确保在产品使用寿命内不会对环境产生负面影响，化工行业环境友好型产品生产范围主要包括各种节能设备、可降解包装、生态纺织服装、无污染建筑工程材料等。环境友好型产品的生产对绿色化工技术依赖性较强，各生产环节均需要融入绿色化工技术，为绿色化工技术应用提供良好环境。

2.5微化工技术

微化工技术是一种先进的绿色化工技术，其合理应用可以有效控制化学品生产的全过程，不仅能优化生产工艺，提高资源利用率，加快化学品的生产速度，还能在很大程度上减少化工废弃物的无序排放，从而实现高效环保的绿色生产目标。微化工技术结合微结构、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、大数据、卫星遥感、传感器采集单元等技术的应用，显著提高了化工生产的现代化水平。

结语

绿色化工技术不仅安全低碳环保，且具备一定的可再生性质，还能够促进化工企业提升生产效率及质量。因此，促进化工企业应用绿色化工技术有着强大的价值和意义。化工企业应积极探索绿色化工技术的应用路径，为我国工业长远健康发展奠定扎实的物质基础。

参考文献

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