基于綠色化學(xué)的理念，深入分析了綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用，同時(shí)從綠色工業(yè)的基本概念出發(fā)，對(duì)綠色化學(xué)革命推行的必要性進(jìn)行了論證。此外，對(duì)綠色化工技術(shù)研發(fā)過程中的應(yīng)采取的措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討。最后通過對(duì)綠色化學(xué)發(fā)展前景的展望論述了發(fā)展綠色化工技術(shù)的重要意義。綠色化學(xué)是20世紀(jì)90年代在國際化學(xué)領(lǐng)域興起的全球綠色革命。近年來，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，由此帶來的負(fù)面影響，包括自然資源的過渡開發(fā)，環(huán)境的嚴(yán)重污染，生態(tài)的肆意破壞，促使人類的環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)?；趥鹘y(tǒng)發(fā)展，結(jié)合綠色創(chuàng)新發(fā)展，集資源節(jié)約，高效利用和環(huán)境保護(hù)于一體，推進(jìn)綠色化工技術(shù)的有序發(fā)展是探索化學(xué)工業(yè)節(jié)能，綠色和可持續(xù)發(fā)展以及大幅緩解工程與工藝污染的必經(jīng)之路。

1研究綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用

傳統(tǒng)化工行業(yè)存在高能耗，高污染，高排放和工藝落后等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的影響是顯而易見的。綠色化學(xué)的興起始于環(huán)境保護(hù)的推動(dòng)，終于資源的合理有效利用，各項(xiàng)成本費(fèi)用的降低，這對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進(jìn)作用是不言而喻的。

1.1促進(jìn)發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)化工的發(fā)展過程中，各個(gè)企業(yè)多以經(jīng)濟(jì)利益最大化為目標(biāo)。綠色化學(xué)理念的提出，讓人類意識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)與生態(tài)環(huán)保的步調(diào)保持一致，并駕齊驅(qū)，這一發(fā)展理念的轉(zhuǎn)變推動(dòng)了綠色化工技術(shù)的開發(fā)，加速了節(jié)能減排技術(shù)的提升。綠色化學(xué)理念的踐行能夠促使科研工作者在開發(fā)新技術(shù)的同時(shí)注重工藝流程的優(yōu)化，生產(chǎn)效率的提高以及控制尾氣，廢水，廢渣的排放。綠色化學(xué)的號(hào)召不僅僅是當(dāng)前工程與工藝的簡(jiǎn)單改進(jìn)，還是對(duì)能源的有效，合理和清潔利用，更是對(duì)環(huán)境和生態(tài)的呵護(hù)，是可持續(xù)發(fā)展觀與科學(xué)發(fā)展觀的有機(jī)結(jié)合。

1.2促進(jìn)交叉學(xué)科的融合

綠色化工技術(shù)得以有序的開發(fā)主要依賴于生物技術(shù)的研發(fā)?，F(xiàn)代生物技術(shù)涵蓋了生物學(xué)，化學(xué)等多個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科的工程原理和技術(shù)，屬于高新技術(shù)之一。目前生物質(zhì)的的研發(fā)主要涉及物理，化學(xué)和生物轉(zhuǎn)換三種。例如，生物質(zhì)通過物理轉(zhuǎn)化可以制成固體成型燃料；通過化學(xué)轉(zhuǎn)換（細(xì)分為液化、氣化和熱解等）能夠制備燃料油，甲醇，乙醇，氫氣和化工產(chǎn)品等；通過生物轉(zhuǎn)換（發(fā)酵）可以甲烷氣和乙醇等的制備。此外，研究表明生物酶可以作為催化劑加速反應(yīng)的進(jìn)行，避免了在長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)過程中副產(chǎn)物的產(chǎn)生，能夠強(qiáng)化生物酶對(duì)化學(xué)相關(guān)工程的應(yīng)用，加速多學(xué)科之間的交叉與融合。

1.3促進(jìn)清潔技術(shù)的研發(fā)

綠色化工技術(shù)多以清潔，高效和節(jié)能等特點(diǎn)著稱。清潔技術(shù)的成功研發(fā)可以大大縮短工藝的流程以及顯著降低能量的消耗。無毒無害的原料預(yù)處理技術(shù)能夠在某種程度上大大降低后續(xù)處理的負(fù)荷。例如常用的脫硫，脫氮技術(shù)可以將原料中雜原子化合物在未參加反應(yīng)初期直接除去，一方面提高了目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和收率，另一方面減少了后期廢棄物的排放。清潔技術(shù)的研發(fā)是推動(dòng)各種綠色產(chǎn)品生產(chǎn)和使用的前提，也是保護(hù)生態(tài)，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的重要途徑。

2綠色工業(yè)的概念分析

綠色工業(yè)是基于綠色化學(xué)理論和生產(chǎn)工藝的有機(jī)結(jié)合，在利用無毒無害的原材料實(shí)現(xiàn)清潔，綠色生產(chǎn)的同時(shí)，減少原材料和副產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染，滿足化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品要求，避免有害物質(zhì)的排放，實(shí)現(xiàn)廢物減量化，資源化和無害化的工業(yè)。日常的化學(xué)工業(yè)主要涉及化工原料，化學(xué)催化劑，溶劑，化工產(chǎn)品，工藝流程，主要設(shè)備以及工藝參數(shù)等方面。各個(gè)方面的綠色化的程度決定著最終綠色化學(xué)工程與工藝開發(fā)的可靠性，可行性和經(jīng)濟(jì)性。

2.1化工原料的無毒性

化工原料應(yīng)盡可能地選擇自然界中含量較為豐富的物質(zhì)，避免使用不可再生的化石能源，如煤，石油，天然氣等，最好選用生物質(zhì)（木質(zhì)纖維素和淀粉等），農(nóng)副產(chǎn)品，廢舊塑料等易于環(huán)境降解，可再生的物質(zhì)為原料。我國有豐富的生物質(zhì)能源，以稻草，秸稈等生物質(zhì)依舊是農(nóng)村居民的主要能源。除原料的選用之外，反應(yīng)過程中所用到的溶劑亦應(yīng)實(shí)現(xiàn)無毒化，水是唯一一種沒有毒性，而且對(duì)大多數(shù)物質(zhì)都有親和性的化學(xué)溶劑。以水為介質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)一直是眾多化學(xué)科研工作者的目標(biāo)。

2.2催化劑的選擇，無害，可回收性

化學(xué)工藝中的化學(xué)反應(yīng)多數(shù)涉及催化劑的參與，催化劑的性能直接關(guān)系到目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量和收率。在催化劑的制備過程中不僅要考察其對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性，還要考慮其使用壽命和可回收性。

2.3化學(xué)工藝的高效性

化學(xué)工藝主要包括原料的預(yù)處理，化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化和精制等過程。工藝流程的長(zhǎng)短，設(shè)備的布局直接關(guān)系著設(shè)備費(fèi)用，占地面積以及能量能否回收利用等問題。例如，工藝流程排放的尾氣中常常還有相當(dāng)一部分二氧化碳和氫氣等，二氧化碳的肆意排放不僅造成全球變暖，形成“溫室效應(yīng)”，還會(huì)污染環(huán)境。研究表明，二氧化碳還是一種重要的化工原料，例如它是制備甲醇的主要原料。通過精餾法，變壓吸附法，膜分離法等可以將廢氣中相對(duì)較低含量的二氧化碳提高至純度高到95%以上的二氧化碳精制氣作為制備甲醇的原料。

3綠色化工技術(shù)采用的措施

綠色化工技術(shù)從最初的研發(fā)到最終的使用推廣并不是一蹴而成，而是在循序漸進(jìn)，持續(xù)改進(jìn)中逐步改善實(shí)現(xiàn)的。在整個(gè)工藝的開發(fā)中需要考慮眾多的因素，包括工藝的設(shè)計(jì)，設(shè)備的選型，合理的布局以及節(jié)能降耗等。

3.1工藝流程的設(shè)計(jì)

生產(chǎn)工藝流程是產(chǎn)品從原材料的預(yù)處理，加工轉(zhuǎn)化，到成品的生成，精制等所有操作單元的組合。工藝流程的組織應(yīng)包含以下基本要求：（1）工藝流程應(yīng)滿足產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量要求；（2）工藝流程具有經(jīng)濟(jì)性，包括從流程的規(guī)劃，設(shè)計(jì)，施工，開工和成品產(chǎn)出等整個(gè)周期內(nèi)的成本和消耗的費(fèi)用；（3）工藝流程具有合理性，布局合理，設(shè)備與設(shè)備之間的間距緊湊而不擁擠；（4）符合環(huán)保要求，這也是綠色化學(xué)的初衷之一，應(yīng)徹底考慮各個(gè)操作單元運(yùn)行過程中的副產(chǎn)物的收集，處理以及再利用等后續(xù)工作；（5）過程可操作和可控制性，工藝流程的設(shè)計(jì)最終是為了生產(chǎn)，易于操作，便于控制，確保安全生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)的保障。

3.2設(shè)備的引進(jìn)

工藝流程中的設(shè)備大致可分為動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備兩類，動(dòng)設(shè)備包括壓縮機(jī)、離心泵和風(fēng)機(jī)等傳動(dòng)設(shè)備，靜設(shè)備包括塔器、換熱器、溶劑儲(chǔ)罐，反應(yīng)釜，吸附設(shè)備等。它們的質(zhì)量和壽命的長(zhǎng)短直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。引進(jìn)設(shè)備可以在較短的時(shí)間內(nèi)，較低的風(fēng)險(xiǎn)下提高生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。

3.3合理的布局

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，化工基礎(chǔ)制造業(yè)都在試圖通過縮減自身成本來增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)主管，工程技術(shù)人員以及工藝流程設(shè)計(jì)者開始注重設(shè)備的優(yōu)化布置以及場(chǎng)地的使用情況。設(shè)備的布局優(yōu)化主要包括舊系統(tǒng)的改造和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著對(duì)產(chǎn)品需求的增加，工藝流程也由之前的流水線模式向操作單元和大規(guī)模定制方向發(fā)展。加之操作單元和設(shè)備之間相互關(guān)系的復(fù)雜化，密集化和多樣化，簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)施布局方案是化工企業(yè)急需制定和出臺(tái)的。從車間設(shè)備平面布置來看設(shè)備布局應(yīng)順從工藝流程，有效的利用車間屬地，根據(jù)地形和主導(dǎo)風(fēng)向?qū)⒚骰鹪O(shè)備放置于全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)。而配電室和控制室則應(yīng)在生產(chǎn)區(qū)域的中心位置。各車間和各部門之間的地理位置在總體上應(yīng)做到協(xié)調(diào)、整齊、緊湊、相互融合，方便聯(lián)系，盡可能地縮短輸送管線。設(shè)備和管線應(yīng)在操作區(qū)之內(nèi)整齊分布，主要管道的走向要一致。不同管道應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)做好標(biāo)示，對(duì)于有毒，有腐蝕性的介質(zhì)和設(shè)備應(yīng)集中放置，并設(shè)有警示標(biāo)志。

3.4節(jié)能降耗

節(jié)能降耗，顧名思義即節(jié)約能源，降低消耗。多數(shù)的化工企業(yè)工藝流程是長(zhǎng)年累月的處于生產(chǎn)過程中。化工生產(chǎn)過程中的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象嚴(yán)重，各化工企業(yè)應(yīng)制定、發(fā)布和實(shí)施相應(yīng)的管理制度，并將重點(diǎn)落到制度的實(shí)施，落實(shí)到人，將自檢和互檢相結(jié)合，讓每位員工都意識(shí)到跑冒滴漏所造成的資源浪費(fèi)的嚴(yán)重性。重點(diǎn)關(guān)注各自所管轄區(qū)的設(shè)備，管道的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)及時(shí)解決，減少或避免企業(yè)管理過程中跑冒滴漏現(xiàn)象的肆意發(fā)生。另外，應(yīng)注重生產(chǎn)過程中熱量，廢氣和廢渣的回收，合理利用資源，爭(zhēng)取做到將原料吃干榨凈。系統(tǒng)中的能量最大化得到利用。

4綠色化學(xué)發(fā)展前景展望

綠色化學(xué)的提出是人類對(duì)自我發(fā)展的一種挑戰(zhàn)，其不僅是在認(rèn)識(shí)世界，改造世界，更是保護(hù)世界。綠色化學(xué)是一場(chǎng)從源頭杜絕污染，全程零排放，零污染的技術(shù)革新的革命，是可持續(xù)發(fā)展觀和科學(xué)發(fā)展觀的進(jìn)一步詮釋。綠色化工技術(shù)致力于可再生資源的最大化利用來取代傳統(tǒng)不可再生能源的消耗，以生物質(zhì)為代表的綠色化學(xué)能源將成為未來社會(huì)發(fā)展的主要能源。此外，綠色化學(xué)在制藥領(lǐng)域也初步嶄露頭角，由于制藥過程中提煉技術(shù)的改進(jìn)，很大程度上減少了有毒有害物質(zhì)的融入，在降低藥品對(duì)人體傷害的同時(shí)又強(qiáng)化了制造工藝過程中的原子經(jīng)濟(jì)性。綠色化學(xué)同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了對(duì)生物和光等降解高分子的利用，促使對(duì)高效降解材料的研發(fā)，導(dǎo)致其在生物醫(yī)學(xué)和材料領(lǐng)域等都有利用。

5結(jié)論

綜上所述，綠色化學(xué)技術(shù)路徑的探索不管從生態(tài)環(huán)境還是環(huán)境保護(hù)的角度來評(píng)價(jià)都是有利的，而且由此帶來的社會(huì)效益遠(yuǎn)超過于經(jīng)濟(jì)效益。綠色化工技術(shù)的開發(fā)，是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)工程與工藝的持續(xù)改進(jìn)，是對(duì)不可再生資源的保護(hù)，是對(duì)可再生資源的有效、合理及最大化地利用，更是對(duì)環(huán)境和生態(tài)的呵護(hù)。大力推動(dòng)綠色化工技術(shù)的研發(fā)不僅有利于推動(dòng)化學(xué)工程與工藝的節(jié)能發(fā)展，還對(duì)新興化學(xué)工業(yè)化國家的建立有著重要的意義。

聲明：本文所用圖片、文字來源《化學(xué)工程與裝備》2020年10月，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系

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