化学工程与工艺中的绿色化工技术探析

发表时间:2021/3/18   来源:《工程管理前沿》2020年第35期   作者:崔月丽
[导读] 针对化学工程与工艺中的绿色化工技术进行分析,阐述绿色化工技术在化学工程中的重要作用
        崔月丽
        山东方明化工股份有限公司  
        
        摘  要:针对化学工程与工艺中的绿色化工技术进行分析,阐述绿色化工技术在化学工程中的重要作用,通过扩大这种技术应用优势,将环境保护理念贯彻到化学工程中,促使化学工程朝着生态环保趋势发展,为化学工程持续性发展提供条件。
        关键词:化学工程;绿色化工技术;技术
        在化学工业发展过程中,由于一些化学品的污染性,使得化学生产伴随着环境污染,不能满足现代社会环境保护的要求。目前,化学工程中的绿色化工技术受到人们的广泛关注,使用绿色化工技术,能解决化学生产带来的污染问题,通过发展化学原料和催化剂等方面的绿色化工工艺,可提高化学产品利用效率,实现生态环境保护和化学工程发展间的平衡。
        1  绿色化工技术应用原则
        绿色化学是指对环境无污染的化学,避免化学生产中的环境污染。绿色化工技术在化学生产过程中的使用能加强对产品设计、研发和使用等环节中有害物质的控制,落实环保理念。为了实现绿色化学发展目标,要注重环境保护,合理运用化学技术进行生产制造,尽可能使用确保能源来生产,减少环境污染,达到节能减排的生产目的。在绿色化工技术使用中,应遵循以下原则:第一,在绿色化工生产中,应从原料控制、工艺流程优化等方面入手,从根源处解决环境污染问题;第二,在产品设计环节应保证原材料的有效利用,提高材料利用率,选择环保性较好的材料;第三,在进行产品分析时,要重点考虑产品的质量和毒性,按照相关的检查标准判断产品是否达到生产标准;第四,减少化学生产中能源消耗对生态环境的不利影响;第五,做好生产前的检测和控制工作;第六,使用绿色化工工艺时,充分考虑经济效益、技术水平和环境保护等因素,降低生产作业中的环境污染。
        2  綠色化工技术研发
        在绿色化工研发方面,应重点关注以下方面:
        第一,合理选择原材料。绿色化工技术的使用是控制环境污染的有效举措,但在使用该技术时只针对控制污染来考虑,无法发挥绿色化工技术的应用价值。因此,在利用绿色生产技术时要坚持以预防为主的治理思想,从源头解决污染问题,促进化学工程的生态化发展。化学工艺、化学科技发展应从环保材料选择、防范措施合理运用两方面入手,减少化学生产中的污染物排放,开发多种绿色环保材料,为化学生产的顺利进行提供物质基础。
        第二,合理选择催化剂。催化剂对化学反应有着重要影响,在化学生产中应用广泛。但是大部分催化剂有着较强毒性,会对生态环境造成危害。为了达到绿色生产的目的,应从催化剂选取角度出发,发展绿色化工技术,减少有害物质的生成,在促进化学生产的同时,降低废弃物的处理难度。研究人员应优先选用无公害催化剂,其次要控制污染物质的排放[1]。

例如将烷基化固相催化剂应用到化学生产中具有效率高、无污染的优点,并能在反应中利用废弃物,形成一个循环利用的生产流程,对提高化工生产经济效益和环境效益有着重要作用。
        第三,提高化学反应的收率,提高绿色生产水平,在化学反应正常进行的情况下,适当减少反应物剂量。
        第四,废弃物的回收利用。化学工程生产中将产生不同数量的废弃物,一些废弃物有害有毒,是造成周边生态环境破坏的主要原因,即使是无毒害物质,同样会造成空间和资源的浪费,并且将其长期暴露于空气中会带来环境污染。因此,应将减少生产中的废弃物作为绿色化工技术研发的重要方向,在技术支持下,减少资源浪费或环境破坏,实现化学工程的持续性发展。同时,废弃物回收利用减轻了企业废弃物处理的负担,满足企业绿色生产需要。
        3  化学工程和工艺中的绿色化工技术分析
        3.1 生物技术
        化学工程中绿色化工的突出特点体现在生物技术的使用,该技术是通过微生物和细胞完成一系列化学反应,为化学用品制造提供技术支持,满足资源充分利用的化工生产要求,将再生资源转换成化学产品,为化学工程发展提供新思路。例如将微生物技术应用到废水处理中可实现淤泥的循环利用,加大对污染物排放的控制。另外,生物技术催化的反应大多比较温和,不会造成不可控过程,目前,化工生产往往需要利用动植物等有机原料,运用生物技术可缓解这类物质产生的环境污染,石油和煤炭的使用会引起严重的生态环境破坏问题,可使用生物技术减少上述问题产生的环境影响。
        3.2 环境友好产品
        环境友好产品是指化学生产中不会对周围环境造成污染的产品,化学生产中要注重环保型生产设备和原材料的开发,从材料和设备层面入手,探索绿色化工技术的应用路径,并将绿色生产技术融入化工生产中。
        3.3 电化学合成
        通常来讲,电化学是在电解液或者电池中完成的,因此,电化学实质上是绿色化工技术之一。在化学生产中,使用有机合成法、阳极合成法、燃烧电池法等技术手段,能在环境保护要求下完成化工生产。在化学工程不断发展的过程中,电化学合成技术的重要性越来越突显,将逐步扩大该技术的适用范围。今后的绿色化工技术研究应重点关注电化学合成技术的发展,针对化学生产实际要求,确定绿色化工技术的研发重点和方向。
        4  化学工程和工艺中绿色化工技术的应用
        绿色化工技术逐步发展成熟,使其在化学生产中应用效果较好,能实现原材料的循环利用,如在生产过程中,将废弃物添加到原料中,能实现废弃物向有价值物品的转换,确保材料利用率最大化。从传统化学生产流程来看,使用汽油、煤等能源进行生产时,将产生严重的材料损耗问题,并且会产生大量污染物,与生态环境保护要求不符。绿色生产技术的运用对能源进行选择,在化工生产作业中,可使用风能、太阳能等能源减少石油、煤等的利用,发挥绿色化工技术在化工生产中减轻环境污染的作用和功能,同时,在实践中不断发展和优化绿色化工技术。
        4.1 生物技术的使用
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