浅谈绿色化学工艺的开发与运用

武转玲

（大同师范高等专科学校，山西 大同 037039）

引言

环境保护问题日益严重，生态环境破坏带来的后果会对人们生存造成威胁，因此，世界各国都在探索低碳环保、污染治理的道路。目前，我国制定的环境保护政策与低碳减排政策无法从根本上解决、改善环境污染，且投入资金过高，大部分治理政策需反复、重复进行，浪费大量人力、物力，对环境的改善微乎其微。绿色化学工艺是指使用先进科技开发出环保、无污染、无毒害的化学药剂，如催化剂、化工原料等，使化工行业实现低排放、低污染，走向健康可持续的发展道路。

1 绿色化学工艺的基本概念

1.1 化学工程工艺

化学工程工艺是以化学为基础，进行工程研究和化学工艺流程设计，其中包括基础化学、工程图纸设计等，其在现代化工行业生产中应用较为广泛，如制药、建筑、炼金等均需运用该化学工艺[1]。化学工程工艺为人们的生活提供了极大便利，该工艺符合绿色化学的基本要求与核心，使用该工艺进行生产可促进环境保护，使化学工程朝向绿色、安全、环保方向不断进步。

1.2 绿色化工技术

绿色化工技术是指在化工行业生产中，从生产技术上使用绿色环保技术，推行低碳、清洁的生产环节，从源头上解决环境污染。该技术针对当前常见化工技术进行升级优化，以减少生产过程中有害物质的生成，避免过多污染物会对大自然造成破坏。

2 我国绿色化学工艺的发展现状

目前，我国经济处于飞速发展状态，除经济增长速度外，还应实现高质量发展状态。但经济增长带来的环境问题不容小觑，如何在保持经济稳定增长的同时平衡生态环境有待商榷。我国化工行业在生产过程中排放大量环境污染物，对工厂周边的土壤、水源造成严重破坏。

基于此，我国颁布关于环境保护的相关政策，并加大环境保护宣传力度，提倡全民环保，绿色出行，将环境治理作为首要任务。经过近年来的治理，我国化工行业的生产污染物依旧没有得到稳定控制，污染物数量逐渐增加，绿色化学工艺应用范围较少。绿色化学工艺成本较高，与传统生产方式相比经济效益较低，因此未得到多数化工企业认可。在绿色化学工艺方面投入大量资金进行发展创新，对相关产业提供支持，但传统生产工艺转变为绿色化学工艺仍需要漫长时间，同时，应加大对新型绿色化学工艺的研发，提高使用该工艺的经济效益，以促进该工艺的有效推广。

3 绿色化学工艺的开发

绿色化学工艺是一种对传统化工的优化与完善,同时更是低碳、环保发展形势下的一种必然选择。对绿色化工的开发是一种对传统的化工生产的挑战。长时间以来,传统化工生产均对人们所生活的环境带来了很大的污染,甚至是对人们的身体带来各种的不良影响。为可以降低污染，保护生态.环境，实现生态的可持结发展,绿色化学工艺的开发将会是一种必然趋势。目前，开发的重点主要有下面的几个内容。

3.1 采用绿色的化学催化剂

催化剂能提高化工生产中物质的转化率，或提高生产速率，因此催化剂在化工行业中应用广泛。绿色化工生产，要求选择无污染、环保、清洁的催化剂。例如在化工生产中，较多反应过程使用的催化剂都具有较大公害，该化工生产结束后的工业废水中存在大量有害物质，会对环境造成极大破坏。同时，具有毒性的催化剂在使用过程中也可能对生产设备造成腐蚀，增加经济成本[2]。

因此，在研究绿色催化剂过程中，终于研制出符合现代化工行业生产需求的环保型催化剂，投入生产后取得有效收益，并促进环境保护。如固相烷基化催化剂，能有效提高生产速率，该反应过程中残留的废水废渣对周边环境造成影响较小。

3.2 开发“原子经济”反应

原子经济反应是绿色化学工艺中的理想生产状态，即反应物中的所有原子经催化剂作用后，百分百转变为产物中的所有原子，化学转换率高达100%。而在化工生产中，不同化学反应类型的原料的转化率会对环境造成不同程度的影响，部分化学反应符合理想状态下绿色化学反应，如重排反应和加成反应，均可实现原子的100%转化率，对环境影响较小，且该生产效率能提升经济效益。例如绿色化学工艺中，使用苯与乙烯烷基化制备乙苯，在生产工艺选择中，传统乙苯脱氢工艺和绿色化学工艺催化脱氢-氢选择性氧化（Styro-plus），后者可将氧化反应中，脱氢反应生成的氢气氧化成水，该过程可提升热能的利用率，该反应过程中的大量热能可对初步脱氢冷却的物料进行加热。将两种工艺的指标进行对比，如表1 所示。

表1 乙苯脱氢工艺与Styro-plus 工艺的基本指标对比

4 绿色化学工艺的运用

4.1 绿色化工技术的运用

绿色化工技术又被称为清洁生产技术，该技术应用于化工生产后的排放物无公害，清洁环保，对周围环境不会造成任何负面影响。在该技术应用的生产过程中，即使认为触碰到某环节的化学产物也不会对人体造成损伤，该化工技术在新能源生产方面应用较广泛，例如进行风力发电、潮汐发电等，新能源的使用不仅能促进资源的可持续发展，同时对环境保护起到良好作用。绿色化工技术在原料形成产品的全生产过程中，均可实现无公害、无污染的高效生产，且最终产品投入使用也会促进环保工作的有效进行[3]。

4.2 生物工程技术的应用

生物工程技术是将基础生物学与工程学结合进行研究，对传统生物材料的性能和结构进行定向改变，以创新出具有特定性能的新型生物材料。该技术主要包括细胞、催化剂、发酵等绿色技术。为响应国家环保政策，多数化工企业已致力于将传统生产转变为绿色生产，应用绿色化工技术。生物技术的研究成果如绿色催化剂，已逐渐推广，应用到多数化工企业生产过程，生物酶能够提高生产效率，带来可观经济效益的同时，对环境起到保护作用。

5 结语

在低碳环保的社会背景下，开发、研究绿色化学工艺，并将其应用到化工生产环节，已成为当下化工企业发展的主要方向。若要从根本上对化工生产中的废物、废气进行改善，需不断创新、探究新绿色生产技术，选择更加环保的化工原材料和生物酶作为环保催化剂，同时，大力推广绿色化学工艺的应用，使其逐渐渗透进各类化工企业生产过程中，提高化学生产效率，促进环境可持续发展。