绿色化学工艺的开发与应用

【摘 要】伴随着经济的不断发展,现代人们享受到了经济大潮带来的物质回报,但是,同时也面临着新的更重要的问题,那就是环境污染问题,环境污染问题已经成为整个社会普遍关注的话题,已经成为国际社会共同探究的亟待解决的一大全球性灾难问题,化学工业产生的环境问题更是不容忽视,如何研发与启动新的绿色工艺,减少环境污染,已经成为现代化学工业发展的新方向、新趋势.本文针对这一问题展开讨论,分析了绿色化学工艺的开发与应用.

【关 键 词】绿色化学工艺；开发；应用

最近一段时间以来,很多大城市都笼罩在雾霾的世界里,空气质量严重下降,能见度差,甚至对人们的日常出行与交通车辆的正常通行都带来了不同程度的影响,造成这种现象的一个重要原因就是化工企业的废气排放,面对这样的形势,绿色化学成为各大企业正在研究的项目,通过发展与优化化学工艺,改善化学反应过程的内在属性来控制其产生的危害,实现对人类健康,社会安定的维护是化工发展的大势所趋,绿色化学工艺已经成为众多企业研发的对象.

1.绿色化学工艺的研发

自从上个世纪,国际组织就已经提出了“绿色科技”的概念,其内涵表现为：要对环境污染进行控制,在源头上免除生产带来的污染,传统化学工艺无法从根本上改善污染,污染仍然处于一个惨痛的境地.然而,绿色化学工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制化工污染的最根本的方法.最佳的绿色化学工艺就是使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,也就是说在反应过程中不会出现额外的废物产品,达到反应原料的充分利用.

第一,研制“原子经济”反应.这一反应最早起于20世纪90年代,主要内容为：化学反应中的一切原子都变化成生产物,达到反应物中原子的百分百利用,其实,原子经济与反应类别有关系,一些反应就没有杂物的产生,例如：加成反应.一切反应物质都会被利用.原子经济反应是绿色化学工艺首要研发的反应类型,要改善反应中的催化剂,这样才能确保反应的节能、高效.

第二,确保反应的选择性.在石化产业中会经常选用烃类选择性氧化反应,会产生一些不稳定的中间体,他们容易被进一步氧化,所以,这一类反应不会用作催化剂,最新的研究表明：不仅要依照各种烃类氧化反应类型来选取性能高,载氧能力好的新型催化剂,还要依照催化剂的反映特征,研发出对应的反应工艺.

例如：苯乙烯最广泛用的工艺为：乙苯脱氢,一些企业已经研发了丁二烯作为原料的苯乙烯工艺来替代乙苯工艺,其内部的中间产物的转化率为90%,采用的催化剂能够把内部的体验转化为苯乙烯单位的选择性大于92%,另有一些海外企业所研制甲苯歧化工艺,也是利用了最新的硅改性催化剂,其中的选择性也达到了98%以上.

第三,利用无毒害的原料.在化学反应中首要的选取原料,原料的性质就在一定程度上决定了生产过程与方法.绿色化学工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,国际知名企业研制了用二乙醇胺做原料,在催化脱氢的作用下生成氨基二乙酸钠,这一最新工艺大大改善了曾经的利用甲醛、盐酸—作为原料的二步合成工艺,减少了毒害.

要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如：野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如：秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质.将糖类植物转化为乙酰丙酸,对谷物进行开发获得葡萄糖.

例如：以往的乙二酸是用苯作为原料生产的,苯对人体的伤害极大,改为葡萄糖后,在通过微生物进行转化,极大地提高了反应的绿化效果,减少了毒害物质的出现.

第四,利用清洁工艺.化学工艺的研发要想达到绿色环保的效果,就需要选择情节工艺,要优先设计出能够有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的循环体系,在具体的生产中,不但要利用无毒害、无污染的原料,而且还要尽量利用高端、先进、低消耗的工艺流程,而且也要尽量避免废弃物的出现.

2.绿色化学工艺的应用

2.1生物技术的应用

与化学工业不同,生物技术中涵盖了基因、微生物等方面的科学技术,为了提高化工生产的绿化效果,近年来,生物技术被大量利用在化工生产中,因为生物酶作为催化剂具有高效、选择性好的优势特征.将生物技术利用在化学合成中,可以说是绿色化学工艺发展的一大趋势.

早期的化工合成都的利用生物自然资源,经过发展煤、石油等矿物成为了化学生产的原料,但是这些矿物资源是不可再生的,要想有效节省能源,达到环保的效果就要减少对这些矿物资源的利用,而是要回归到酶时代,继续利用酶来作为催化剂.

2.2绿色生产技术的应用

绿色技术主要体现为清洁生产,它的特点是没有毒害作用,没有废物的产生,常见的绿色生产技术体现为：煤气化技术、脱硫或者脱碳技术,城市垃圾无害处理等技术,以及太阳能技术、沼气等绿色节能技术.

常见的绿色节能生产技术主要有：生物工程技术,其中的细胞、基因工程等工程技术.辐射加工技术,例如：离子束—他们的特征就是在一定的温度与压力下能够引起化学反应,无需高温与高压的苛刻条件.

2.3生产绿色产品

绿色化学工艺利用的终极目标为：制造一些对环境有利的产品,其中的典型代表为：能够取代氟氯昂的化学产品,减少对臭氧层的破坏,不含有磷的洗涤用品,不含铅的化妆品,燃油代替品能够控制对汽车对污染气体的排放,可以利用低廉、质量较好的二甲醚来代替汽油,来减少城市汽车污染物的排放,各个化工企业要尽量生产那些能够达到国家环保标准的产品,来保护生态系统.

当今世界上,已经生产出来了一系列的环境产品,其中已经包括：高分子、有机以及精细化工等多种产品,例如：生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果.

3.总结

要想有效降低化工污染对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺.

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