浅析化学工程与工艺中绿色化工技术的应用

发表时间:2020/9/18   来源:《工程管理前沿》2020年第15期   作者:陈先军
[导读] 文章对化学工程工艺中的绿色化工技术的应用进行研究,仅供参考。
陈先军
山东圣奥化学科技有限公司    山东菏泽    274400
摘要:随着人们环保意识的增强,在化学工程工艺中对绿色化工技术的应用越来越广泛,应用绿色化工技术,可以在很大程度上降低化学工艺生产过程中对环境造成的污染,既有助于促进化学工业生产的绿色化,也有助于实现可持续发展目标。文章对化学工程工艺中的绿色化工技术的应用进行研究,仅供参考。
关键词:化学工程工艺;绿色化工技术;应用
        绿色化工技术,就是通过改善已有的化学技术,以及通过对化学理论的使用与工程技术应用减少化工原料与溶剂等污染环境的物质,从而达到零排放的目的,降低对人和环境的危害,构建良好的生态环境。
1.绿色化工技术与化学工程工艺的概述
1.1绿色化工技术的概述
        针对绿色化工技术,应以化工产品为对象,加大对其生产工艺的改革力度,当生产化学产品时,在具有较强针对性的基础上,降低有毒有害物质排放量,尽量减轻环境污染,并将对生产技术的破坏力度降到最低。从绿色化工的角度来讲,其终极目标为促使原料分子中所有原子发生转变,成为产品,杜绝废物的产生,并且无废物排放。不过,当前工艺与设备等有所约束与限制,无法实现废物排放量为零的目标,所以,应该针对废物中可回收物质,切实做好回收工作,不仅可以大幅提高废物利用率,还可以减轻环境污染,这是国内绿色化工行业可持续发展的必然趋势。
1.2化学工程工艺的概述
        化学工程工艺包括能源、材料的生产和冶炼等内容,在化工、汽车、机电炼油、煤转化、天然气转化、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等领域有着广泛的应用。其指的是在完整的工艺流程中,要特别遵循相关的化学理论和原理,并且要体现出一定的工业特色,将原理和工业实现有机的结合。如何在其原理的基础上把环保理论进一步结合进去,成为推动社会不断发展的动力,这是目前阶段化学工程工艺所面临的巨大挑战。随着社会的不断进步和发展,人们生活水平不断提高,人们对于居家理念变得更为关注。环保和安全成为普遍的追求,环保问题也成为人们日常所关注的重点问题。化学工程工艺的应用范围较为广泛,涉及到大量的化学理论体系,近些年来,与新型环保理念结合紧密,在绿色环保理念下引领的化学工程工艺也带来了不可估量的实用价值。
2.化学工程与工艺中绿色化工技术的开拓创新
2.1化学反应选择性深化
        在实际运用绿色化工技术时,化学反应选择性也是应该重视的,在进行任何化学反应中,需要对反应过程中各个因素都进行考虑,如果期间有一些造成环境污染的因素则应该制定一些方案,尽量避免对环境污染的因素或者是对反应有影响的因素。并且在化学反应中应该进行选择性工作,避免出现损害生成物的情况出现,使之符合绿色化工技术,并且使环境得到有效的保护。
2.2科学选取化学原料
        在绿色化工技术的开发过程中,科学选取化学原料是重中之重,只有确保化学原料的科学性,才能使化工技术充分发挥自身得作用,通常情况下,科学选取化学原料需要遵循以下原则:首先,在化学工艺生产过程中,应选择无害、无毒的化学原料,同时还要确保化学原料没有化学添加剂。例如,可以应用农作物或者植物等作为化学原料,这些原料属于绿色无污染原料,既能降低化学工艺生产所造成的污染和危害,同时也能在很大程度上降低化学工艺生产的成本,提升经济效益。其次,在对化学原料的应用过程总,可以对有害材料进行处理,通过化学反应原理来消除原料中的污染物,进而保障化学原料的质量,避免产生危害以及造成环境污染等不良现象。
2.3科学选择化学催化剂
        在化学工程工艺生产过程中,对化学催化剂的应用比较广泛,通过化学催化剂,可以增加化学反应速度,进而提升生产质量和生产效率。但是应用化学催化剂比较容易造成环境污染,这是因为应用化学催化剂会产生大量的有毒和有害物质,如果这些有毒有害物质得不到妥善的处理,很容易造成环境的污染。

这就需要在绿色化工技术开发过程中,科学选择化学催化剂,尽量采用无公害的化学催化剂,减少有毒有害物质的生成量,进而降低对环境的污染,同时也能降低有毒有害物质处理的费用。例如,在化学工程工艺过程中应用烷基化固相催化剂,由于这种催化剂应用不会产生有毒有害物质,因此,可以避免对环境造成污染。应注重研发和推广此类催化剂。
3.绿色化工技术在化学工程中的应用及分析
3.1生物技术的应用
        生物技术在绿色化学中主要以膜化学为主,因为其在此效果中使用效果可以达到最佳,有利于生物膜的形成和研发。生物技术可以将化学工程中的有害物质转变为对人体有益的物质,这也是生物技术的最大优势,其中生物技术中酶的效果最强,因为其具有专一性、高效性、作用条件比较温和。这些特性有着极大的好处。它可以大大的加快化学反应的速率,而且在此过程中也不会出现有害的物质。
        在化学的流程中,可以尽可能的使用一些化学环保型的材料,将化学污染控制到最低。拥有一个无污染的环境对我们人类的生存十分的重要,每个人都应该尽我所能保护环境。
3.2催化技术
        催化剂是化学工艺的基础,是许多化学工艺可以实现工业应用的关键,目前许多的化工产品的生产一般都采用了催化反应技术。传统化学工艺所选用的催化剂受制于成本等因素,在反应过程中会导致更多的废弃物产生。现如今的绿色催化剂是绿色化学技术的主要应用之一,尽管使用成本会更高,但是不会产生过多的废弃物,从而降低了反应的污染程度。目前应用的催化技术有采用安全的固体催化剂如分子筛、杂多酸等,替代有害的液体催化剂(如氢氟酸、硝酸、硫酸),简称工艺过程,为了达到减少废水、废气、废渣的排放量的目的,合成化学中采用择型的大孔分子筛作为催化剂,在固定和移动能源中采用催化燃烧法,作为无污染动力等。
3.3清洁技术的具体应用
        绿色化工技术作为一种新型技术,可以避免污染环境,清洁技术与此理念相符,所以可将其视为一种绿色化工技术。当前,在化学工程中,绿色催化技术的应用范围越来越广,有利于工业产业发展,在其中充分发挥自身作用与价值,主要包括冶金领域以及化工领域中,能够有效处理有毒物质,不仅可以加强对废物的再利用,还可以为自然环境提供较大保护,并有利于维护居民生活环境。当再利用工业废料时,不仅可以应用绿色催化剂,还能够应用风能、沼气等各种技术。以当前实际情况为依据,应科学、高效应用海水淡化技术,使其优势得到全面发挥,以做好化工工作。通过应用海水淡化技术,可以改进与完善国内面临的诸多环境问题,比如化工生产污染水资源的问题等,有效应用独树一帜的技术,及时隔离盐分,在此基础上生产食用盐。通过科学、高效应用各种管理手段,最大程度发挥绿色化工技术的作用与优势,既可以提高废物再利用效率,也可以为环境提供最大保护。
3.4 电化学合成技术
        电化学合成技术是在电化学反应器(习惯称为电解池或电解槽)内进行以电子转移为主的合成有机化合物的清洁生产技术,电化学绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性的催化剂,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制单位产品产污系数低,资源和能源消耗少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环境污染,是绿色化工技术的重要组成部分。随着经济及化工行业的迅猛发展,电化学合成技术将会在人们生活中发挥更大的功效
4.结语
        综上所述,在传统化学工程的发展过程中,无论是资源还是能源均得到高效应用,严重耗损资源与能源。除此之外,当进行化学生产时,大量废物产生,均会污染自然环境,并且破坏生态。当前,可持续发展理念日益强化,因此不仅要促进化学工程健康、长远发展,还需要提高对绿色化及节能化的重视程度,在化学工程工艺中广泛应用绿色化工技术。
参考文献
[1]王蒙,毛桂月,朱慧宏,等.化学工程工艺中绿色化工技术的实践应用研究 [J]. 石化技术,2019,26(9):202-203.
[2]周学斌,邵宇华.绿色化工技术在化学工程工艺中的应用[J].化工设计通讯,2019,45(9):239,245.
[3]高静,齐维霞.化学工程工艺中绿色化工技术的实践应用研究[J].科技风,2019(19):155.
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