化学工程节能的重要性及绿色化工技术应用

化学工程节能的重要性及绿色化工技术应用

付槟瑞

身份证号：211121198711053613

摘要：绿色化工技术也被称为环境无害化学技术，在化工企业应用后既可改变能源结构、开发绿色化学原料、革新生产技术，也能辅助其提质增效、节本降耗，并实现从传统化学工程向绿色化学工程转型发展。从近几年部分企业在化学工程生产经验看，常用绿色化工技术主要包括清洁生产技术、绿色环保产品、化学生产技术、绿色化工反应技术、新型分离技术等。目前，正值化工企业升级转型之际，此类企业应持续扩大对此类技术的应用，为其实践赋能。

关键词：化学工程；节能；重要性

1化学工程节能的重要性

1.1推动产业转型

我国化工企业的升级转型主要包括两大方向：（1）产业生态化转型，旨在通过化工产业资源与绿色化工技术资源的整合，走低碳化、绿色化发展之路。（2）产业数字化转型，强调在化工产业升级中按照已经十分成熟的技术赋能路径，扩大技术要素配置比例辅助企业提高全要素生产率，进而从根本上改变经济增长方式，逐渐从传统化工转型到“智慧化工”方向。从目前来看，基于中国式现代化理论的“并联式”发展思路下，化工企业的两个升级转型方向不仅不矛盾，而且还可以通过产业生态化与产业数字化方面的融合发展，有效推进产业转型。

1.2降低环境污染

化学工程生产中会产生废气、废水、废渣及其他固体废弃物，排放后会对环境产生污染，进一步破坏生态，并且不能排除通过“事件→风险事件→安全事故”的传导链引发重大安全事故。经过新一轮工业化改革的洗礼，化工企业在化学工程中已建立了以项目立项、项目决策、项目设计、物料采购、施工建设、运营管理等为主的设计生产一体化实践模式。在该模式下针对诸环节应用绿色化学技术开展节能实践工作，一方面可以减少工业“三废”对环境造成的污染，另一方面能够有效预防生态环境破坏事件及重大安全事故的发生。

2化学工程节能中绿色化工技术应用分析

2.1以清洁生产技术为例

化学工程生产中需要消耗大量能源与原料，清洁生产技术主要是通过能源与原料代替方式，降低其能源并减少因原料运输、存储、使用期间产生的污染以及降低其危害等。例如，化学工程生产中对工业用水的需求较多，而我国本身属于可利用水资源匮乏国家，在这种情况下可以选择一些清洗生产技术实现节约水资源的目的。以海水淡化技术为例，通过对海水进行萃取、过滤、脱盐等将其转变为淡水资源应用于化学工程生产之中。以光伏发电技术为例，我国大部分地区的年太阳辐射量相对较高，化工企业根据化学工程生产实际场地，对其闲置区域与建筑屋面进行充分调研后，可以结合附近的变电站、同类企业光伏发电建设情况等，安装光伏发电设备，利用光电效应为其提供清洁能源，取代火力发电中的能耗并减少对二氧化碳排放量的控制等。尤其是部分化学工程中将天然气作为燃料，通过能源代替后可以减少对天然气的使用量等。

2.2以化学生物技术为例

自20世纪60年代开始，西方主要发达国家推进了化学技术与生物技术交叉融合发展，目前已形成成果显著的化学生物技术。作为绿色化学技术中的典型技术，在化学工程中的应用有利于降低有毒物含量，合成新型化学产品。例如，传统时期化学工程生产中产生的工业“三废”已对局部环境产生的严重污染，在其治理期间可以从生物酶的降解作用，实现对部分化学废弃物的降低，提高其处置效果。或充分利用其特有的微生物发酵方式合成相应的化学产品，降低化工产品本身的多余危害物等。从当前的化学生物技术实验方面看，操作比较温和，而且具有分辨率高可实施微量或痕量分析等优势，通过此类实验方式不仅能够提前对所需的化学废弃物或者化学合成产品进行全方位的分析，而且有利于选择适配性较高的技术形式，系统的辅助化学工程节能等。

2.3以绿色环保产品为例

化学工程节能离不开对绿色环保产品的应用，近几年化工企业通过将清洁生产技术和化学生物技术进行融合应用，开发诸多绿色环保产品，大幅度提高了化学工程节能效果。例如，化学工程中对催化剂、制冷剂、助剂、溶剂的使用十分普遍，此时通过绿色化学技术开发相应的绿色环保产品，不仅能够解决此类制剂供应不足的问题，还可以从根本上提高其使用效率，辅助企业降低成本。以催化剂为例，化工企业100%会用到催化剂，但是并不能保障化学催化剂的无毒无害。尤其是一些催化剂中含有毒害性较强的杂质，一方面会造成环境污染，另一方面则会缩减其使用寿命。此时，化工企业可以结合催化剂的这种特性引入超临界化学反应技术，制备能够去除其杂质、延长其使用寿命的清洗产品。另外，可以针对部分催化剂进行专业制造，如冶金化工中对低臭型聚氨酯催化剂的使用较多，此类催化剂无毒无害，应用效果较好，当前存在供不应求的现象，化学工程生产中可以在需求导向下制造相应的产品。以制冷剂为例，化工企业中的原料与产品存储及运输要求较高，往往需要配置相应的空调设备，使用期间需要消耗大量的氟利昂制冷剂，会对臭氧层造成严重破坏。

3化学工程节能中绿色化工技术应用建议

3.1工艺设计

化学工程中对绿色化工技术的应用增多后，化工企业应进一步结合已经建立的设计生产一体化实践模式推进化学工程节能。具体实施时，可以从工艺设计环节的引领性作用出发，加强对再生工艺的设计。例如，化学工程生产中会产生一定量的废溶剂，此类溶剂本身含有二次开发的价值。此时工作人员可以按照绿色化工技术应用经验设计相应的再生工艺，进而提高废溶剂利用效率并减少其排放量，间接起到保护环境的作用。再如，化学工程中应用的绿色化工技术种类繁多，实际应用时涉及到对具体技术的选择与开发利用。化工企业应清醒地认识到当前化学工程节能中对此类技术应用期间存在的适配性较差现象，进而从技术滞后与开发不足的现状出发，加强相关工艺设计与创新。

3.2原料代替

建议化工企业在化工原料方面，尽可能从化学工程节能角度出发选择一些绿色化、无害的原料，通过代替方式减少对它们的使用。例如，在绿色冶金化工方面有毒害性的原料应用相对较多，此时，工作人员可以先将有毒害的化工原料与绿色化工原料区分开来，然后针对前者实施相应的替代。以聚丙烯原料为例，通过催化方式能够制成聚合物，不仅能够减少毒害性，还能够发挥更好的耐化学性能，促进此类化学工程绿色化发展，进而实现节能目的。

结语

综上所述，中国式现代化改革时期的化工企业实施化学工程节能有利于促进产业升级、降低工业污染并使其产出综合效益。由于当前化学工程中应用的绿色化工技术相对增多，加上市场竞争环境发生了根本性变化，因而化工企业在低碳化、绿色化发展理念下，一方面扩大对绿色化工技术的应用，另一方面则根据自身的实际情况加强对新型绿色化工技术的研发。建议化工企业将工作重点集中到工艺设计、绿色环保产品开发、原料代替、工艺优化等方面，并通过综合性措施，实施高水准的化学工程节能。

参考文献

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