化学工程工艺中绿色化工技术的开发与应用刘亭亭

化学工程工艺中绿色化工技术的开发与应用刘亭亭

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摘要:环境是人类生存的家园。在我国日益恶化的环境中,人们慢慢认识到环境保护的重要性,并在保护环境方面做了大量工作。对环境造成的污染,化学工业是明显的,在这种情况下,相关人员提出了绿色化工技术,该技术在化学工程与工艺中可以有效地减少对环境的污染,所以,绿色化工技术的开发和应用,对人类发展很有实用价值。

关键词:化学工程工艺;绿色化工技术;开发;应用

近年来,我国经济得到前所未有的发展,但随之而来的环境问题也日益突出,其中化学工程行业对生态环境的危害也受到社会各界的广泛关注。因此,如何将绿色观念与化学工艺进行有机结合,如何减少化工生产中有毒有害物质的使用,如何处理排放的废物是当前化工行业亟需解决的重要问题之一。

1绿色化工技术简介

绿色化工技术的目的就是减少化工工业的污染。通过一些绿色技术比如催化剂的选取、化工原材料的选取及化工过程中化学反应的选择等技术手段来减少化工工业的污染问题。由于其技术核心是绿色环保,所以与人类的长期发展相吻合,是化工工业治理污染的重要发展方向。可以通过创新化工技术、改进化工工艺来有效地减少化工工业排放物对环境的污染。另外对化工工业排放物的高效回收也是绿色化工技术的一部分,在提高资源利用率的同时,也减少了排放物对环境的污染。

2绿色化工技术的开发

2.1合理规范使用原材料

在运用绿色化工技术中,显得尤为重要的是选用化学材料,即在生产的源头阻断污染。在原材料的挑选上,保证原材料的绿色安全,只有如此在生产的运行过程中才能保证污染不会进一步扩大,使环境污染进一步加重。因此,对于这种现象,在对原材料进行严格把控的基础之上,选用天然材料;在制定生产工序的时候切不可为了一时的小利,置大家的生存空间的清洁于不顾;在生产过程中严格遵循生产工序的要求,专门的工序安排专业人员进行监督看管;在产品的检验阶段严格把关,不能让不合格的产品进入消费者的手中;选用可以满足消费者需求的原材料。

2.2选择合适的化学反应

在化工工艺中,为了生产出要求的化工产品,就必须采用一些化学反应。但对于同一种化工产品来说,常常有几种化学反应可以达到目的,化学反应过程也是可以选择的。在选择化学反应过程时,不仅要考虑到反应效率和经济成本,同时也要考虑到环境污染问题,二者必须综合考虑,才能达到减少污染的目的,这也是绿色化工技术之一。在过去,我们只考虑反应效率和经济效益,不考虑污染问题,所以,科学合理地选择化学反应过程以控制污染是有着很大的提升空间。

2.3化学催化剂

化学催化剂是化工生产领域中应用最广泛的重要材料,也是提高化工生产效率的最佳途径。另外,化学催化剂也可以在一定程度上减少化工生产时有毒有害废弃物的大量排放,也对保护生态环境至关重要。因此,绿色化工技术研发要点之一就是对绿色化学催化剂的研发,以及如何利用化学催化剂对生工生产中废弃物排放时进行有效控制。一般情况下,化学催化剂选取时必须立足于化工生产实际需求,以毒性小、危害低的催化剂为首选,并在生产全过程贯彻落实绿色发展理念。现阶段,借助先进的科学技术和国际经验的借鉴在催化剂研发过程中严格控制废弃物排放量,并重点对如何实现废弃物循环利用进行深层次研究。目前,我国绿色催化剂研发已取得一定成果,尤其是无毒无害催化剂研发成果已达到国际先进水平,如烷基化固相催化剂等。

3化学工程工艺中绿色化工技术的应用

3.1清洁生产技术

清洁生产技术已广泛应用于冶金、海水淡化等领域,在生产过程中有毒有害物质较少,并通过清洁生产技术将废物和其他污染物控制在正常范围内。举个例子,海水淡化主要是通过清洁和可行的化学方法在海水附近进行操作的。原材料主要是丰富的海水,淡水是最基本的产品。在整个生产过程中使用的生产技术不会对环境造成太明显的污染。

3.2生物化工技术

目前,生物化工技术在化学仿生学和生物化工等领域应用非常广泛,其主要由细胞技术、微生物基因技术和酶技术等多种技术组成。以具有高效性和转移性为优势的生物酶为例,其作为一种生物催化剂不仅被广泛应用于生物化工各个合成阶段,同时也在化学仿生学的膜化学技术得到应用。另外,生物酶相对于传统工业酶和化学催化剂而言,具有无污染、温和的反应条件以及优良的产物性质等优势。尤其是绿色化工技术利用自然界原生酶合成的丙烯酰胺在降低技术能耗的同时也无任何污染物排放。早期生物技术主要利用动植物等再生资源合成有机化合物原料,而当今生物技术则主要以石油和煤炭等为原料。

3.3应用环境友好型产品

环境与人们的日常生活紧密相连,随着经济和社会的飞速发展人们对环境的要求越来越严格,对环境的重视程度也明显提高,针对控制环境污染问题研究出的无污染的产品,就是环境友好型产品。传统的汽油在日常生活中应用广泛,传统的汽油燃烧,不仅造成严重的大气污染,还对人的健康造成危害,需要开发新的产品来替代这种类型的汽油,随着新的燃料和能源的迅速发展,人们的环保意识也不断增强了。比如甘蔗作为酒精生产的天然原料,用新的乙醇汽油代替传统的汽油,在实践中得到了广泛的应用。绿色环保产品在实际应用中对减少环境污染起到了重要作用。

4绿色化工技术发展前景

绿色、低碳、环保是未来化学工艺发展的主流趋势:首先,利用直接转化技术可以有效提升“原子经济”的合成效率,而一般绿色产品的有机合成需要至少两步操作,而原子经济反应可以直接缩减为一步。例如传统的环氧丙烷生产采用反映方式时需要两步完成,得到钛硅分子筛后即可运用催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济方法。当然,在化工领域中完全实现直接转化技术还需不断完善原子经济性的基础条件,并积极实现集成化学反应,以及将化工排放的废弃物转化为其他反应原料的技术。总之,实现化工生产零排放是未来绿色化工技术发展的主要方向之一。其次,降低化工生产排放量和能源消耗将会一直是绿色化工技术研究的重点。在节能减排理念下积极探索新型热能、氢能、太阳能资源的利用方法,在重视输入端能量和过程能量管理的过程中还应坚持能源消耗循环利用的原则,以新工艺和新技术减少化工工艺碳排放量。最后,利用高效、先进的催化材料研发具有高效活化且可以对二氧化碳实现定向转化的新技术,利用电化学方法、光催化方法等先进手段对输出端二氧化碳进行集中转化,以减少化工生产过程中二氧化碳的排放量。

5结语

为了顺应国家生态文明建设的新形势,响应发展节能减排的号召,在今后的化工生产中,需要进一步增强绿色化工技术创新的研究和开发工作,这样不仅可以实现对自然环境的保护,还可以提高化工生产效率,提高化学原材料利用水平。我们只有不断完善绿色化工技术,形成完善的绿色化学技术体系,并广泛应用于化学生产中,才能提高人们赖以生存的环境质量,所以完善绿色化工技术具有重要意义。

参考文献:

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