论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

吴庆权

摘要：绿色化学工程与工艺呈现出原料绿色化、催化剂绿色化、溶剂及助剂绿色化、能源绿色化的特征，应用于化学工业中，有助于实现生产过程绿色环保、节能降耗的目标，能够提升资源利用率，提升反应效率，减少废弃物排放，优势明显。

关键词：绿色化学工程与工艺;化学工业;节能;促进作用

化学工业（chemical industry）是国民经济性基础工业，其生产过程中对多采用化学方法，能源消耗大，而且生产过程中会排出大量对环境具有危害性的副产品。随着社会的发展，人们的环保节能意识提升，化学工业要想实现可持续发展，就必须顺应时势，贯彻落实绿色环保、节能降耗理念。绿色化学工程与工艺的发展进步，为化学工业节能发展提供了技术与工艺支持，在工业生产中大力推广绿色化学工程与工艺，是当前化工企业改变生产现状的一个有效途径。

1 绿色化学工程与工艺概述

在环境友好型社会建设背景下，各个领域的研究都逐步朝着绿色化的方向发展，在化工生产中，绿色化学工程与工艺替代了传统的生产工艺，从生产原料选择，到化学反应环境，再到反应过程，到副产品排放，都最大限度实现了绿色生态、节能环保的目标。

整体而言，绿色化学工程与工艺呈现出以下特征：①原料的绿色化。在化工生产中，原材料很大程度决定了其生产过程的环保性，绿色化学工程与工艺提倡采用无毒、无害、可再生原料进行生产，这样能够减少污染物的排放，同时提升资源利用率，当前科学家们正致力于将生活废弃物、农作物、林业产物等作为原料生产出常见化工原料的研究，期间多采用生物转化方法，整个过程不会有污染;②催化剂的绿色化。催化剂能够加快化学反应进程，是当前化工生产中不可或缺的要素，研究更为绿色高效的催化剂，优化催化剂使用方式，能够在发挥其基础作用的前提下，进一步提升反应物转化率，优化产品质量，降低副产物生成量，减少废弃物排放，提升资源利用率，实现节能减排目标，比如说，将固体催化剂的分子筛和杂多酸应用于化工生产中，取代有害液体催化剂，能够提升生产过程的环保性，而且可简化工艺流程，减少副产品;③溶剂和助剂的绿色化。在化学反应及化学工程分离中，需要借助于各类溶剂和助剂，这些化学试剂通常有毒，会危害人类健康及自然环境，研发绿色无害溶剂和助剂，是当前绿色化学工程与工艺研究的重点项目，目前这项研究已经取得一定成果，比如说离子液体，就是一种新型的高效低能耗助剂，能够将产品与副产物分离开来;④能源的绿色化。在化工生产的各个环节，都涉及较大的能源消耗，以化学反应为例，吸热反应中，需提供足够热量推动反应发生，放热反应中，需要进行冷却来控制反应温度，此外，在分离、纯化、萃取等化学工程中，也需消耗大量能量，绿色化学工程与工艺提倡使用电能、太阳能、微波与超声波等清洁能源，为化工生产过程供能。

2 绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

2.1 应用清洁生产技术

清洁生产技术（cleaner production technology）种类繁多，常见的有利用风能或太阳能等清洁能源的发电技术、脱硝脱硫技术、城市垃圾无害处理技术、清洁煤气技术等，这些技术实现了对于自然资源及废弃物等的合理利用。在化学工业中，清洁生产技术应用范围广泛，比如说，在化学加工领域，人们应用射线、离子束、中子束等，让高温高压条件下的化学反应在常温常压条件下也能够发生，降低了化学反应耗能，再比如说，在催化剂使用中，分子筛催化剂、相转移催化剂等多种绿色无害催化剂得到了广泛应用，再比如说，化学工业中应用了超临界的流体技术，应用无毒无害的超临界的H2O 及CO2 等物质阻燃。上述均为绿色化学工程与工艺方向的研究成果，这些成果的应用，有效降低了化学工业能耗，促进了绿色生产目标的实现。

2.2 应用结合生物技术

生物技术覆盖细胞工程、酶工程、基因工程及微生物工程等多个方面，被广泛应用于化学工业生产中。酶是生物体内各类生理反应中的催化剂，特异性高，反应效率高，如果以自然界中的动植物作為化学工业原料，将酶作为化工生产中的催化剂，不仅没有污染，而且其催化作用也毫不逊色于传统的工业催化剂。比如说，在制备丙烯酰胺的化工生产过程中，以生物酶替代丙烯腈作为催化剂，其能耗显著降低，而且原料转化率更高，副产品减少。

2.3 生产绿色环保产品

在化学工业中，应用绿色化学工程与工艺，目标在于生产绿色环保产品，而这些化工产品对于环境的污染更低。比如说，当前常用的可降解塑料制品、无磷洗衣粉、乙醇汽油等，就是绿色化学工程与工艺的应用成果，这些产品不仅绿色环保，而且某种程度上缓解了能源紧缺的情况比如说乙醇汽油，就是借助甘蔗来生产酒精，以酒精替代部分汽油，这样能够降低汽油这一不可再生能源的消耗，节能效果良好。

3 结语

在现代化社会，全球人口持续增长，环境污染形式日益严峻，能源紧缺，为了实现人类的可持续发展，推行环保节能理念已是必然要求。化学工业作为高能耗、高污染型产业，对于社会环境所造成的额负面影响是不可忽略的，引进绿色化学工程与工艺，是该产业可持续发展的需求，是化学工业生产技术创新的要求，同时也是世界大发展趋势的需要。化工企业必须充分重视绿色化学工程与工艺，借助相关研究达成节能生产目标。

参考文献：

[1] 周宝祥，胡杰.绿色化学工程工艺对化学工程节能的促进作用[J].化工设计通讯，2019（02）.

[2] 王宇.浅谈绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用[J].云南化工，2018（09）.

[3] 王虎，杨开福，魏宇慧，邵明，杨红玉.绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].云南化工，2018（04）.

（作者单位：大连市化工设计院有限公司沈阳分公司）