化学工程工艺中绿色化工技术的应用

化学工程工艺中绿色化工技术的应用

盘素芬

广州麦科凌电力装备有限公司  广州市  510990

摘要：在化学工业中，由于其所产生的大量的有毒气体，给周围的生态环境造成了很大的破坏，一直以来都是人们关注的焦点。近年来，国家对化学工业中的有毒物质进行了大量的控制，如碳配额和税收激励等。但是，该技术在治理环境污染方面的推进效果不明显，不能从根本上解决化学工业中的环境污染问题。为此，国家环保机构正致力于研究和开发一种能够最大限度地减少化学工业对环境的影响，并从污染的源头着手进行预防和控制。

关键词：化学工程工艺；绿色化工技术；应用分析

1国内绿色化工技术研究情况

绿色化学技术是一种将节能环保理念与化学工业相结合，使化学工业对环境的影响达到最小化的现代技术。化工行业对环境的污染，具体体现在化工废水、催化剂、化工原材料等方面。选择适当的技术，能够对污染载体展开高效的处理，将其上存在的有毒的化学物质彻底地去除，一方面可以减少污染的程度，对生态环境起到保护作用。另一方面，还可以实现一定程度上的回收再利用，减少资源消耗，推动可持续发展。中国科学院在1995年率先在中国率先开展了绿色化学技术的研发工作，并在此基础上进行了30多年的探索，获得了高温热压Ti-Si分子筛、无定形催化剂和己内酰胺的绿色合成技术等，推动了化工过程向环境友好的方向发展，并在此基础上，初步达到了减排的目的。但是，从总体上看，我国的绿色化学技术还不能完全适应我国的环境保护需要，还需要不断地创新和探索，不断地完善我国的绿色化学技术。目前，在绿色化工技术的发展过程中，以革新技术为主，有关部门应该在环保友好型产品、清洁生产技术、生物技术等方面进行创新，对化学工程过程进行更多的优化。

2化学工程工艺中绿色化工技术的应用必要性

化学工程工艺是化学工业的重要技术基础，它与化学工业经济效益、环保能力有着密切的关系。在化学工程工艺中应用绿色化工技术，不但可以提高化学工业环保能力，大大降低化学工业环境污染程度，还可以帮助化学工业增强成本把控力，扩大产业利润空间，提升化学工业经济效益。目前，环保发展已经成为了时代的主导发展趋势，而化学工业要想确保其可持续发展，最重要的就是要增强在化学工程工艺中的绿色化工技术的应用的深度和广度。在传统化学工业中，化学工程工艺对绿色化工技术的运用水平不高，化学产品污染物中含有大量重金属、氧化物、无机酸、营养化物质等。一方面，它会对生态环境产生严重的影响，导致酸雨、臭氧层空洞、赤潮等环境污染现象，同时还会对人类及动植物的生命健康产生严重的危害。另外，大多数的化学原料都含有很高的杂质，不能被循环使用，这会导致化学工业的生产成本上升，对工业的后期发展不利。一些化工企业在对环保工作的认识上，还出现了一些误解，他们对绿色化学技术的使用有很大的偏见，他们对绿色化学技术的使用会提高公司的生产成本，但是在实际的生产过程中，他们并没有对生产废弃物进行无害化的处理，从而导致了大范围的环境污染。此外，最近几年，随着化学行业的发展，他们的生产技术也在不断地进步，他们的产量也在不断地增加，因此，他们的能耗也在不断地增加。将绿色化工技术运用于化工过程，一方面能够促进化工行业向“低排放”的方向发展，另一方面能够将所需的原料资源进行有效的循环，从而达到“使用-回收-使用”的目的，从而缓解化工行业的原料短缺问题，促进其可持续发展。另外，化工行业对环境的影响越来越大，而常规的处理方法对化工行业中的化工产品进行处理时，其处理效果不佳，处理效果不佳。治理人员应该将绿色化工技术作为技术革新的蓝本，创新和改革现行的污染治理技术，从而确保污染治理技术能够有效地解决化学污染，为人们提供最优的环境质量。在人们的日常生活中，化工产品的使用范围较广，需求量也较大。所以，最近几年，化工企业数量、化工产品制造量都有了显著的增长，同时，也带来了化学环境污染隐患的持续增大，所以，发展绿色化工技术是时代发展的必然趋势。当前，有关人员的工作重心是怎样推进绿色化学技术的发展，他们要做的第一件事，就是运用现代科技，对生产原料进行绿色化，将原料中所包含的污染物清除掉，为之后的绿色生产和材料回收打下坚实的基础。其次，要确保化学制品的制造在安全的条件下，不能在有害的条件下制造，以增加物质的分子的使用量。最终，将绿色化学技术运用到整个生产过程中，使每个生产环节都达到环保要求，从而保证所得到的产品是无公害、绿色环保型产品。在传统的化学产品生产过程中，存在着许多会造成化学产品对环境造成危害的原因，例如：生产技术落后、缺乏环保理念等。在当前阶段，人们对化学污染的关注度一直在上升。因此，利用绿色化学技术，既能让人们对化学产品的需求得到充分的满足，又能让生态环境保护与化学生产之间的关系得到充分的平衡，因此，绿色化学技术的应用重要性也越来越突出。

3化学工程工艺中绿色化工技术的应用原则

3.1合理性原则

在化学工程过程中，对原料的选用是一个重要的方面。原料是化工生产的污染源，如果对原料进行正确的选择，就能够在生产的源头上对其进行污染控制，从而可以有效地防止后续的化学生产对环境造成的损害。所以，绿色化工技术要把合理性当作是其应用的原则，保证从源头上充分地体现出它的价值。工作人员可以分别从类型与用量两个角度来对原料进行合理的控制。在种类上，工作人员要保证原料具备绿色属性，并且要满足国家安全标准，尽可能地选择天然化学原材料，以此来防止在生产的过程中对环境造成污染。在使用数量上，工作人员可以在两个方面进行：一是可以选用前沿的绿色化学技术，在确保绿色生产的基础上，尽可能地选用具有较高生产力的建筑技术，这样就可以将原材料的使用数量和能耗降到最低；另一方面，可以对化工生产环节展开规范，确保生产过程在制度的框架下展开，从而提升产品的生产行为的规范性，防止由于人为的疏漏而导致的原材料损耗。

3.2全流程性原则

化学生产的过程比较复杂，各个过程之间的关系也比较密切，假如前项过程中产生了毒性的物质，那么它不但会对后面的其它过程中的绿色化学技术的使用结果造成不利的后果，而且还会对整体的生产环境造成不利的影响，从而使其它的化学生产项目处于有害的环境之中，从而使污染的区域变得更大。所以，在化学工程过程中，必须遵守“全过程的原理”，保证每一条生产过程都能使用这种技术，并充分利用这种技术的作用，以实现“零污染”的目的。

3.3高效性原则

在化学工程过程中，绿色化学技术的高效性原理最重要的是使用了催化剂，因为它是化学过程中必不可少的一种，能够增加分子的活性，进而加速化学反应的进行，并提升了生产效率。但是，从根本上讲，它仍然是一种化学工程，它的生产效益和化学反应的速率有着密切的关系。确保其在不同条件下的活性，既能提升该工艺的生产效能，又能减少其使用，防止因过量使用而引起的环境污染。所以，将其用于化工过程，必须重视对其进行有效的利用，并确保其高效化。因此，必须加强对催化剂的开发和创新，以提升其在工业中的使用效率，从而为实现绿色化学工艺的有效使用打下坚实的基础。

4化学工程工艺中绿色化工技术应用路径

4.1优化化工生产工艺流程，为绿色化工技术应用营造良好环境

要促进绿色化工技术在化学工程过程中的高效应用，其核心问题就是要保证其与各个生产过程的深度结合，从而使其整体的应用价值得到充分的体现。化学生产工作体系是对化学生产工艺流程产生直接影响的一个重要因素，它对绿色化学技术的应用有很大的影响，所以可以通过优化工作体系来促进绿色化学技术的应用。比如，在供热工作中，传统的化工生产工艺流程，主要采取的是内部单一性供热方式，利用独立的专属设备为生产工艺提供热能。这种方式可以充分满足化工生产工艺的要求，但是容易发生热能逸散的现象，从而增大了供热能源消耗，从而增加了化工生产成本。此外，一些化工生产工艺流程对热量的需求比较低，因此，集中性的供暖不但会造成热量的浪费，还会对生产工艺流程的环境造成影响，从而妨碍了生产效率的提升。所以，在对供热工作体系进行优化的时候，要从微观的角度着手，对各个生产环节对热能的需求进行分析，可以采用联合加热工作设备来为生产工艺流程提供热能，这样就可以避免在某些流程中存在的热能浪费。也可以引入变频电机设备等，在保证化学反应速率及生产活动需求的前提下，通过控制电动机驱动方式，尽可能减少能耗。通过对供暖工作系统的改进，一方面能够减少能耗，确保供暖生产过程的优化符合绿色化学技术的目标，另一方面也能够为其它的绿色化学技术的应用创造一个有利的条件。

4.2加强国际合作，提高新技术研发力度

与发达国家相比，与之相比，我国的绿色化学技术的研发和应用还比较滞后，因此可以采取强化国际合作的方法，将其他国家的绿色化学技术应用经验引进进来，从而提升我国的使用水平。在此基础上，通过政府的帮助和协调，为国内和国外的化学行业开展合作开辟了一条新的通道。一是利用这一通道，加大与国际上优秀的化学工业公司的技术合作，主动引入先进的化学工业技术，从而提升化学工业的发展程度；另一方面，要主动派出绿色化学技术应用人员到国外去进行学习和交流，向他们学习到了一些先进的化工企业的应用经验，并将这些经验进行本土化，从而对绿色化学技术的应用能力进行全方位的提升。除此之外，化学工业的发展势头很好，其产品的更新换代速度很快，这就要求化工生产企业加强各种新技术的研发，并对其进行及时的更新，以确保技术发展与行业发展趋势相适应。

4.3明确绿色节能工作导向，强化清洁生产技术应用

化学工程过程是一个比较复杂的过程，它所牵扯到的工作也比较多，所以要全面提升化学工程过程的环境保护程度，就需要确保绿色化工技术的洁净度和经济效益。所以，把它运用到化工过程中，要求运用者要有一个清晰的工作目的，要把它的“清洁性”和“经济性”作为其工作的方向，才能使它充分地运用到实际中去。在目前阶段，清洁生产技术已经被广泛地运用在了化学工程过程中，它在制革、电镀及海水淡化等方面都得到了很好的运用，并且明显地减少了各项化工生产中的有害物质的排放量。比如，在海水淡化方面，化学生产需要大量的水资源，但是，我国的水资源匮乏的问题比较突出，一些地区还存在着水资源的浪费，使得目前的淡水资源不能完全满足化学生产的需要。所以，化学公司要扩大水源的来源，可以利用合理的海水淡化工作，对海水进行过滤和提取，来解决自己的用水问题。在脱盐过程中，要注意采用洁净工艺，减少对海洋的化学污染。过去，在化工企业进行海水淡化的过程中，他们主要采用的是防垢剂。但是，传统的防垢剂的组成成分是：羟基乙叉二磷酸、聚丙烯酸及水解聚马来酸酐等，它们的活性和应用效果都比较差，导致了海水淡化的效率很低。化学工业可将末端羧基超支化聚酯物质添加到防垢体系中，构成低磷型复合防垢体系，提高防垢的脱盐效果。与此同时，化工公司还必须开展试验工作，对试验过程中的阻垢剂的使用情况进行评估，确保其满足清洁生产技术的要求后，再进行推广，以促进环保化学技术的推广。

4.4提高环境友好型产品研发力度，有效发挥绿色化工技术价值

在目前的阶段，化学工程工艺技术一直在继续发展，化工生产的效率也在不断地提升。但是，由于没有及时地使用绿色化工技术，这就会加重化工生产对环境的破坏程度，所以，我们必须要积极地推进绿色化工技术的应用。在这个阶段，人们已经对环境保护产生了正确的认识，他们在选择产品的时候，会有意识地倾向于选择环境友好型的产品，这为化工行业的研发提供了一个良好的基础。化学工业要加大对环保的开发和宣传，减少一些有毒化学品的产出，减少化学生产对环境的不良影响。对于环保的产品，需要化工公司保证在其产品的整个生命周期中，不会对周围的环境造成不良的影响。在化工行业中，环保的产品的生产领域中，有各种节能设备、可降解包装、生态纺织服装、无污染建筑工程材料等。环保产品的制造离不开绿色化学技术，因此在各个制造过程中都要将其融合进去，为其应用创造一个有利的环境。

4.5加大生物技术应用，达到化工生产零污染目标

目前，将生物技术运用于化工过程，既能促进化工过程的“零污染”，又能提升资源的循环利用效率，变废弃物为基本材料。最近几年，生物技术在化工生产中的主要体现方式是：生物酶技术和膜化学技术。生物酶技术是在化学物质的内部展开的，它的特点是转移和高效性，这也是为生化和化学的融合工作奠定了基础。膜化工技术在化工、化工等领域有着广泛的应用。另外，再生材料的二次利用和再生材料的化学转换也是一种新的技术。在将绿色化工技术运用于化工过程时，应优先采用丙烯酰胺，并尽可能采用天然酶来替代丙烯腈来进行丙烯酰胺的催化合成，以实现节能。在这些方法中，天然酶的来源主要是动物和动物的有机物，而常规的酶类大多来源于煤炭和石油，它们之间的化学反应比较激烈，容易对环境产生污染，而天然酶的化学反应比较温和，能够将对环境的影响限制在一个合理的范围之内，而且它的产品的性质也更加优良。所以，提高生物技术的使用水平，是促进绿色化学技术发展的重要途径。

4.6化学工程在发电低碳发展转型中的应用

在实现社会的低碳转型发展中，面对非化石燃料物质资源需求的显著增加，核心技术的创新是重要基础，面向资源高效利用的化学工程技术将发挥重要作用。例如锂电池性能一直在提高，而钴含量在过去十年中迅速下降，下一代电池可以进一步降低钴含量；盐湖提锂是未来新增锂产能的重要来源，也是缓解锂资源紧缺、保障我国锂资源自主可控的重要手段；钠电池也有望成为重要备选路线。新材料的开发利用还可以进一步降低可再生能源发电成本。例如，风电设备中采用轻质塑料基材料可以制造更长涡轮叶片，从而提高发电效率。创新材料还有助于提高风力涡轮机的耐用性，从而降低维护成本，这对于在恶劣环境下持续工作尤其有益。

结语

化学工业具有很强的环境危害性，容易对人们的健康造成威胁，必须尽可能地减少化学工业的污染。将绿色化工技术应用到化学工程工艺中，既能减少化工生产的污染，又能提高原料的利用率，增强企业的成本控制能力。因此，我们必须要对绿色化工技术的应用途径展开研究，通过对化工生产工艺流程的优化，加强国际合作，强化清洁生产技术的应用，提高环境友好型产品研发力度，加大生物技术的应用等，将绿色化工技术在化学工程工艺中的应用，为实现环保型生产打下了良好的基础。

参考文献

[1]袁峥嵘.绿色化工技术在化学工程工艺中的运用[J].造纸装备及材料，2022，51(03):142-144.

[2]曾志鹏，叶海涛.绿色化工技术在化学工程中的发展策略[J].化工设计通讯，2022，48(02):138-140+204.

[3]高莉.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用研究[J].化纤与纺织技术，2022，51(01):68-70.

[4]常艳苹.绿色化工技术在化学工程中的发展路径分析[J].化工设计通讯，2021，47(12):83-84.

[5]朱礼旺，徐珍.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用思考[J].中国石油和化工标准与质量，2021，41(22):135-136.

[6]陈惠华.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用[J].当代化工研究，2021(20):144-145.