绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用

冯宇宏

（黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002）

化工生产是经济市场多种生产行业中的重要组成部分，其发展与人们的生活有着密切联系，但是在发展过程中，往往会对周围的环境造成影响。化工生产想要实现可持续发展，就要重视对周围环境的治理。在化工生产中，有必要使用绿色生产技术和材料减少工业污染与能耗，降低对周围环境的影响。

1 绿色化学工业的概念

绿色化学又被称为清洁化学、环境无害化学等。总而言之，无污染的化学工业生产技术就是绿色化学工业生产技术。该技术运用化学原理，从生产过程中减少污染源，降低对生态环境造成的影响。化学工业生产的基础是化工生产技术，当前，绿色化学已经成为化学工业生产的重要发展方向。具体而言，绿色化学生产有两个特征：（1）绿色化学生产的基本思想是对自然资源的保护以及实现自然资源的可持续发展，保护自然生态系统，构建人与自然的和谐关系。（2）绿色化学代替传统的化学生产技术，可以降低对外界环境的影响。本质上，绿色化学生产技术是一种预防环境污染的生产技术，而环境化学是一种环境治理技术，两者之间存在明显的不同，并且所得到的结果也不同。

现阶段，国内对绿色化学生产的研究重点是绿色化工技术。绿色化学生产的技术原理是在化学反应过程中去除或者减少污染物，将化学工业生产过程最终的污染物排放量降到最低[1]。

2 绿色化学工程与工艺的开发研究

传统的化学工业生产技术存在一定的滞后性，尤其是对有毒物质的不合理处理，造成了环境污染和能源损耗，不符合国家的可持续发展战略要求。绿色化学工程生产技术的开发与研究，弥补了传统化工生产的缺漏。

生产原料是影响化学工业产品性质与发展的重要因素。传统的化工生产以不可再生能源为生产原料，不仅会消耗大量的能源，还会增加污染物的排放量，对生态环境造成不利影响。如果选择芦苇、玉米秸秆等植物作为化学原料，可以在化工生产中将其转化为醇、酸等化学制品，不会产生有害化学物质。化学反应是化工生产的核心，原料、时间、环境等因素都会对化学反应产生不同程度的影响，选择合适的反应形式可以提高反应速率、加快生产速度。在绿色化学工业生产中，采用没有毒害的催化剂和原料可以降低能源的损耗、减少环境污染，实现真正意义上的减排[2]。

3 绿色化学工程与工艺对化学工业节能发展的必要性

3.1 化工行业可持续发展的需要

未来化工行业必然朝着环保、可持续的方向发展，因此，需要在技术层面消除对大气、水资源、土地资源的污染，同时从源头上控制投入的资源。此外，化工行业的发展需要全面贯彻对化学生产全过程的科学管理，实现对生产环节各个步骤的环保化，对化工行业的可持续发展有着非常重要的意义。

3.2 化工行业技术创新的需要

化工行业的专业技术较为密集，技术创新对行业的发展有重要影响。同时，技术创新也是化工行业的主要发展方向。化工行业的技术创新要秉持绿色节能的发展理念，这也是技术创新的基本要求。因此，在化工行业技术创新发展过程中，要研究绿色环保的施工工艺，在此基础上提高生产效率，同时控制生产成本和扩大发展空间，使化工行业获得更长远的发展[3]。

3.3 化工行业全球化发展的需要

随着化工行业不断发展，发展理念与形式也在逐渐转变。在化工行业发展初期，需要大量资金以及资源的支持。在新时期，需要秉持绿色环保、可持续发展的理念，这也是推动化工行业全球化发展的基础。在如今全球气候变暖与能源紧张的背景下，化工行业的发展也面临考验。如何实现化工行业技术工艺的节能化，已经成为全球化发展必须解决的难题与考验。

4 促进化学工业中的环保化学品和节能工艺发展

4.1 合理使用环保生产技术

随着人们生活水平的提升和社会不断进步，保护环境已经成为整个社会的主流趋势。在这种情况下，绿色生产技术格外重要。加工无毒材料后，要保证原材料得到有效改善，提高化学工业的生产质量。调查显示，最常见的清洁生产技术为脱硫脱氮技术，采用环保的方法对生活垃圾与受到污染的物体进行科学的集中处理，使其发酵产生沼气供人们使用。这种方式既处理了有害垃圾，又未产生有害物质，是一种处理垃圾的理想方式。同时，自然绿色的生产技术也非常重要，例如阳光、风力等能量都可以转换为清洁能源，尤其是在生物工程技术中使用清洁能源，对城市环境的保护可以发挥出更大的作用，同时可以拓展绿色生产技术的使用范围[4]。

4.2 使用环保化学品

从生产角度来看，绿色化学生产技术在一定程度上推动着我国化学工业的发展，这种生产方式更符合经济市场的可持续发展需求，也更符合国家的发展理念，因此，很多日常生活用品被更加环保的化学产品替代，例如联合国推出的新型环保制冷剂，在一定程度上可以取代空调制冷系统中的制冷剂。传统的制冷剂会导致土地外层发生形变，进而引起温室效应，对环境有着十分恶劣的影响。新型制冷剂对环境的影响较小，这种制冷剂的使用，间接保护了人们的生命健康，也保护了自然环境。因此，绿色环保技术的应用对环境保护有重要意义，对国内的经济发展起重要的推动作用。

4.3 生产环保产品

发展绿色化学工程与工艺的主要目的是生产环保健康产品。只有用绿色健康产品代替传统产品，才能有效降低对环境的污染，在真正意义上实现可持续发展。例如为了保护地球的臭氧层，应该使用新型环保材料代替传统材料氟利昂；使用能被生物降解的塑料制品以及不含磷元素的清洁剂；由于大气污染的主要原因是汽油燃料与柴油燃料的使用，需要研究新型能源代替汽油、柴油等燃料；应用低硫含量的柴油与环保材料可以有效减少汽车尾气污染。部分地区应用二甲醚作为汽车燃料，成本低、发展潜力大；澳洲的生物能源开发研究发现，可以使用乙醇代替汽油。一种方式是通过植物发酵催生出酒精，这种能源材料可以代替一般的汽油，有效降低生产成本，具有一定的经济性，同时对环境的污染也更小。另一种方式是在电解质与太阳能的作用下，氢气与二氧化碳反应生成乙醇，这种反应方式对外界环境的

影响同样较小，适合用来取代传统生产技术。通过这些新型技术的发展应用，可创造一个可持续发展的环境[5]。

4.4 生物技术领域的应用

生物领域包含多种技术，其中少不了化学技术的支持。为了使生物领域的技术发挥出最大的价值，将绿色工程化学与生物技术领域相结合，形成生物化工领域与化学仿生学领域。研究发现，任何一个生物个体都有生物酶。作为一种高效的催化剂，生物酶在生物体的运转中起到重要作用。绿色化学工程与生物技术的结合促进了多种技术的融合，提高了再生资源的利用率，促进了生产创造过程中的节能减排。绿色化学工程主要以工业酶或者自然界中存在的酶作为催化剂，优势在于既不会对环境造成污染，反应过程也更彻底，在实际操作过程中消耗的能量更少，产品质量更好。

5 环保化学品和工艺可以采取的节能措施

5.1 积极引进新设备与技术

科学合理地使用先进的设备与技术可以在一定程度上节约能源，降低化工生产中的能源消耗。根据现有的科学技术，化学用品中普遍存在有毒物质且不便处理，因此，需要使用先进的科学技术与设备，更好地处理化学品中的有害物质，例如转炉炉体的空气冷却装置，需要根据实际情况进行适当的调整，及时改善反应过程，减少能量损耗；使用节能、绿色、电阻低的电子元件；在高热耗化工生产期间，宜采用可以控制污染的新设备，实现生产过程环保化[6]。

5.2 化工生产理念的转变

从目前国内化学工业的发展来看，企业生产过于追求利润，忽视了对生态环境的保护，这种生产模式会对环境造成极大的影响。因此，生产企业要转变生产理念，应用绿色生产技术，节约能源，促进化工行业可持续发展。如今，绿色化学工程不仅是我国的发展目标，更已成为全球性的发展目标。自然资源紧缺、生态环境不平衡等问题对人类的生产与生活造成了极大的影响，因此，相关人员应该积极探索、创新绿色化学技术，促进经济与社会快速发展，重点关注先进技术的开发，以提高绿色化工生产效率；要从技术生产的源头排除污染物，将污染控制到最小。

6 绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

6.1 加强无毒溶剂的研发

在如今的化工生产过程中，普遍伴随着较大的污染，这种污染不仅来自有毒的生产原料，还源于许多化学反应中常用的有毒溶剂。目前，常见的溶剂一般都有一定程度的挥发性，使用有毒的溶剂势必会对水资源与空气造成不良影响。为了避免有毒溶剂在化学反应过程中造成较大的污染，相关研究人员对超临界流体进行了更深入的研究，这对实现化学溶剂无毒化的突破有积极作用，能有效减少有毒溶剂造成的污染。超临界流体不仅具备液体的密度，还具备一定程度的黏性，加强对超临界流体的研究对研发无毒溶剂有重要意义。在目前的化工生产过程中，为了有效保护外界环境、避

免产生过多的能源消耗与资源投入，需要研发无毒害溶剂，这对促进绿色化工生产有重要意义[7]。

6.2 提高生产过程中的原子利用率

要想进一步发展绿色化学，需要提高原子使用率，同时减少化学工业生产需要投入的能源，这是达到化工生产节能减排目标的重要手段，对促进化工行业可持续发展有特殊意义。目前，各个国家都在重点研究原子经济，通过研发新型催化剂提高原子使用率。采用催化剂可以减少化学材料和生产能源的损耗，极大程度地降低投入成本，有效提高经济效益。

7 绿色化学工程与工艺的注意事项

7.1 化学原料的无毒性

在化工行业造成的污染中，生产所需要的原材料毒害是污染的重要来源。只有从源头上进行控制，才能真正实现对化工行业污染的治理。绿色化学工程与工艺治理必须从根源着手，在生产过程中使用无毒害的原料代替传统的有毒害原料，最好研发出一种具有可再生能力或者天然植物属性的原材料作为化学工业生产的基础，不仅可以保证生产过程的环保性，还能提升化工行业技术水平，使人们在日常生活中摆脱塑料、石油燃料等有害原料的危害。

7.2 化学反应的选择性

化工行业的污染主要来自化学反应产品或者衍生物，包括反应过程中生成的气体、液体以及固体废弃物。这些废弃物不仅会对生态环境造成污染，还难以处理，浪费了大量化学生产原料。绿色化工行业的废弃物治理必须从化学反应着手，尽量减少反应的衍生物，降低化学反应过程中原材料的损耗，抑制废弃物的生成[8]。

7.3 催化剂的高效无害性

化学反应通常离不开催化剂，催化剂可以加快或减缓化学反应的速率，是化学反应的重要条件，有助于生产出更多化工产品，为企业带来更大的利润空间。但是，催化剂也是主要的污染源。随着化工生产反应的完成，催化剂就成为一种废弃物。一般情况下，催化剂难以处理，若随意排放非常容易造成环境污染。绿色化学工程与工艺不仅关注化学原理与产品，还关注催化环节产生的污染物，目的在于研发出辅助化学反应进行、推动化学工业生产无污染催化的生产过程，直接推动化工行业的绿色环保发展。

8 结语

化工技术的研发与进步会促进化工行业的发展，同时也会促进社会经济建设的进步。随着绿色化工生产技术不断被应用于化学工业生产中，化工生产结构得到了优化，可有效提高资源利用率，减少不必要的能源损耗，对生态环境的治理与改善有重要意义。因此，绿色化工工艺在化工行业中可以起到良好的促进作用，有助于构建人与自然和谐相处的环境。