化工工程中绿色化工技术的应用分析

化工工程中绿色化工技术的应用分析

刘福锦

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摘要：近几年来，绿色环境保护已是社会发展的主题，而绿色环境保护技术也已应用于各个行业，并已初见成效。化工行业是一个能源消耗较大的行业，因此，在化工行业中采用绿色化工技术是非常有必要的。为此，本文着重对化工领域中的绿色化工技术的应用进行了研究和探讨。

关键词：绿色化工技术；化工工程；应用分析

前言：在化工行业的生产中，需要进行大量的化学反应，如果其最后的产品被排放出去，将会对周围的环境造成很大的破坏。此外，在化工行业生产中，还会产生大量的有毒有害物质，危害人体的健康。所以，在化工行业中，必须适当地引进一些绿色化工技术。

一、绿色化工技术的简述

绿色化工技术是为了达到可循环利用和无污染的目的，其通过利用合成技术或天然物质，逐步实现绿色化生产。化工生产中，少不了各种的溶剂和催化剂，别看它们用得少，却也有污染，自然不能忽略。在溶剂与催化剂的选用上，也要遵循绿色生产的理念，将污染物与有毒物质的排放降到最低，同时要最大程度地节约生产原料，使其达到资源回收的目的，进而从根源上治理污染。在此基础上，一种基于“绿色化工”技术的新方法脱颖而出，从目前的社会发展状况来看，人们对绿色环保的关注日益增加，许多产业都与绿色化生产紧密地联系在一起。

二、绿色化工技术在化工工程中运用的重要性

随着绿色化工思想和技术的普及，它在化工生产中得到了越来越广泛的应用。绿色化工技术的效果如下：一是能够在确保化学品的品质符合化学规范的前提下，降低化学品的生产成本，提高化学品的利用效率，能够降低对周边生态环境以及化学物质自身的污染，从而解决了对资源的占用问题。二是能够减少对环境的污染，从而达到对生态环境的保护。在化工过程中，利用绿色化工技术，能够有效地解决传统化工过程中，因为材料和能源的浪费而导致的环境污染、水污染，还有化工设备在运转过程中产生的噪声污染等问题，它对化工行业的可持续性发展具有十分重要的影响。基于以上优点，将绿色化工技术应用于化学工艺，能够有效地解决过去化学工艺中所存在的对环境造成的损害和对资源的利用效率低等问题，从而达到环保的目的。而推广绿色化工技术，能够更好地推动其发展与创新，进而达到化学工业的可持续发展，也是化学工业今后的发展趋势。

三、绿色化工技术在化工工程中的应用策略

（一）清洁技术的应用

清洁技术是从原料、中间过程、生产工艺等多个方面降低化工生产对环境的污染，这项技术更多地侧重于污染物的源头治理和控制。这与传统的环境保护工程有根本的不同，传统的化学环保是一种终端处理，它是指对已生成的环境污染物，包括废水、废渣和废气，将清洁技术运用到化学生产中，主要体现在：一是要剔除掉很多的有毒和危险原料，二是要对其进行优化，从而使化学反应不会产生新的污染物。在这一点上，一些研究者试图把化学生产中产生的废物和有毒物质，当作新工艺和新反应的原料，并将其转换成无毒和无害的、有一定经济价值的产物，从而达到绿色化学闭环的目的。目前，一些化学工业企业已经对利用细胞工程来进行化学品的合成进行了试验，并开展了在超临界环境下，利用水和二氧化碳来保持反应的环境状态，从而减少了化学工业中的能量消耗。甲醇清洁生产技术、 PVC合成工艺中的废盐酸处理技术、乙苯生产过程中的干法除杂技术、有机废弃物沼气工艺等是目前已被广泛推广的清洁技术。

（二）生物技术的应用

在绿色化工技术中，生物技术本质上是将化学、生物学和工程学等多个领域融合在一起的一个交叉学科，它是一种通过生物催化来实现物质处理的技术。一些具体的实例证明，采用该方法对一种化学品进行强化处理，可以节省60%的能源，提高40%的生产率。本项目的实施，将为发展新的化学品提供理论依据和技术支持。目前，酶技术与化学工程的联系最密切，而其他的细胞工程和基因工程与化学工程的联系尚在探索中。酶技术在化学合成过程中经常被用作“催化剂”，该“催化剂”来源广，对环境影响小，部分酶技术甚至可以被直接释放到周围的环境中。另外一种比较常用的方法是生物膜法，它主要用于化学工程中的废水处理。在海水淡化、富集和过滤等过程中，应用表明，该技术具有能耗低，资源利用率高，环境污染小等优点。

（三）电化学合成技术的应用

就电化学合成技术来说，其本身就是一个清洁生产技术，它是一种在反应器当中，围绕电能转移的化合物合成技术，其在具体的应用过程中，主要有如下几种方法。

第一种方法是燃料电池法。这种方法又称为自发电化学合成法，即通过与细胞的化学反应得到相关的有机物，并在此基础上产生对应的电能；

第二种方法是牺牲阳极法。在该工艺的实施中，必须利用无隔板的电解装置才能高效地将卤代化合物转化为中间产品。该工艺较为简便，产量也较高。

第三种方法是SPE法。该过程将使用 SPE膜，该 SPE膜具有对应的隔离效应，可以将包含反应物质的有机相和电极室高效地分离。

SPE方法还具有荷电颗粒的转移功能，它基于金属催化剂、 SPE以及有机相溶液，从而发生对应的电解反应，在不使用任何电解质的情况下，它可以将有关物质电解成纯反应物，而且产品的提纯也比较容易，而且其纯度也比较高，同时还会大大减少副反应。

第四种方法是配对电化学法。对于传统的电化学反应而言，产品的电极反应一般都是在正极或正极中的一种电极上进行，而另一种电极并没有被有效地使用，从而会降低其经济效益。如果采用成对的电化学方法，就可以让两个电极同时产生产品，从而获得更多的能量。

第五种方法是间接电化学合成法。该方法是以4价铁为介质，通过直接电催化的方式，使 MBET与 MBET发生直接电催化氧化，得到 MBET产物大苗香醛。然后，通过转移电化学介质，该反应物可以得到目标产品。

（四）超临界流体技术的应用

该技术始终是一项绿色化学化工技术，它被广泛地用于食品精细化学和药物等许多领域。超临界二氧化碳的萃取技术本身就是一种分离和提纯的技术，它可以用来提取香料、色素和金属离子，方便了很多的工业生产。超临界流体的有机合成技术，在生产精细化学品时，需要使用到大量的挥发性有机化合物，这极易对生产人员的身心健康构成严重的危害，也会对生态环境产生一定的影响，此时，超临界流体被用于此，其本身具有高的扩散性和溶解性，在反应的过程中，可以将相关反应物和催化剂等多种物质溶解到 SCF中，从而实现多相反应、均相反应的顺畅转变，从而突破了催化物与反应物的束缚，反应速度也会出现增加的趋势。

（五）绿色催化技术的应用

在化工生产中，使用催化剂可以有效地改善反应的性能，改善目标产品的收率，避免不完整的反应，增加原料的使用率。转移催化和不对称催化是一种新型的催化技术。在这些反应过程中，相转移催化剂因具有低能耗和容易循环使用等优势，被广泛应用。不对称催化是合成单一手性化合物的一种有效方法，广泛应用于农业种子生产化学品、光电材料、医药等领域，同时在多种有机合成中发挥着非常关键的作用。

结语

总之，在化工领域中，应该积极采用先进的、环保的绿色化工生产技术，以降低污染排放，从而达到提高产品质量的目的。我国化学工业已开始向绿色化工生产技术发展，但其发展程度还不够高。要实现可持续发展，还需进一步提高其技术水平。

参考文献

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