石宇梁

（湖南師范大學(xué)，湖南長沙 410000)

關(guān)于綠色化學(xué)工程技術(shù)應(yīng)用的探究

石宇梁

（湖南師范大學(xué)，湖南長沙 410000)

所謂的綠色化學(xué)工程技術(shù)，指的是在已有化學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加大研究力度，改善生產(chǎn)的技術(shù)和方法，降低甚至消除對環(huán)境、人體有害的原材料的投入和有害物質(zhì)的產(chǎn)生，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的作用。探討了如何對綠色化學(xué)工程技術(shù)進(jìn)行開發(fā)、這項(xiàng)新技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)該用于那些方面，以及在如何在大時(shí)代的背景下促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，希望能夠起到一定的引導(dǎo)作用。

綠色；化學(xué)工程；技術(shù)應(yīng)用

20世紀(jì)，世界上大多數(shù)國家已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)時(shí)代，隨著21世紀(jì)的到來，世界上的能源問題、環(huán)境問題已經(jīng)十分嚴(yán)重。近些年來，世界人口數(shù)量持續(xù)增加，使得人們對能源的需求量進(jìn)一步增加。如今，各種生活垃圾、工廠排放廢棄物破壞了我們賴以生存的生活環(huán)境，人與自然之間的矛盾也在不斷的升級，各種自然災(zāi)害持續(xù)發(fā)生。所以人類必須改變現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)方式，將化學(xué)工程技術(shù)引入到工業(yè)生產(chǎn)中，不僅可以減少有害化學(xué)物質(zhì)的排放，減少對大自然的危害、保證人類的身體健康，還能減少部分能源的使用，可以說，研究綠色化學(xué)工程技術(shù)，對人類生存有著重大的意義。

1 開發(fā)新型綠色化學(xué)工程技術(shù)

1.1 原料的選擇

無論是何種生產(chǎn)，原材料是必須的，而在綠色化學(xué)生產(chǎn)技術(shù)中，選擇正確的原材料是整個(gè)技術(shù)的源頭，對生產(chǎn)的工藝流程也會(huì)產(chǎn)生決定性的影響。為了減少有害物質(zhì)的排放，在選擇原材料的時(shí)候盡量選擇無毒無害的物質(zhì)，對于一些化學(xué)品生產(chǎn)的行業(yè)，可選擇一些可再生的自然產(chǎn)物作為原材料，例如生產(chǎn)醇、酮、酸等物質(zhì)的化學(xué)工廠完全可以使用野生植物或者是農(nóng)作物廢棄物。

1.2 提高化學(xué)反應(yīng)的速度和深度

在石油生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生烴類選擇性氧化反應(yīng)，這種反應(yīng)會(huì)釋放出大量的熱量，但是這種反應(yīng)所產(chǎn)生的產(chǎn)物穩(wěn)定性比較差，很容易在此發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而生成H2O 和CO2。所以人們在設(shè)計(jì)催化反應(yīng)的時(shí)候，一般會(huì)避免這種化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生。而且，在很多生物體中，還有同分異構(gòu)體的存在，這對最終產(chǎn)物的獲得也是不利的。所以，為了化學(xué)反應(yīng)更加簡便，人們一般會(huì)選擇能夠增強(qiáng)反應(yīng)效果，價(jià)格相對便宜的試劑。這樣一方面增加了反應(yīng)的效果，降低了對反應(yīng)物提純的難度，同時(shí)節(jié)約了資源、降低了生產(chǎn)的成本，還減少了對自然環(huán)境的污染。

1.3 化學(xué)催化劑的選擇

為了提高化學(xué)反應(yīng)的速度、提高反應(yīng)的效果，隨著化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在生產(chǎn) 過程中加入了催化劑。催化劑的使用使得反應(yīng)的速率提升了很多，減少了企業(yè)生產(chǎn)過程中所需的時(shí)間成本，而且有些催化劑還能使化學(xué)反應(yīng)更加完全，減少了有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生。所以在綠色化學(xué)技術(shù)中，如何選擇催化劑也是一項(xiàng)重要的任務(wù)，不僅要能高效的催化反應(yīng)，還要盡量降低有害物質(zhì)的產(chǎn)生。目前，我國相關(guān)部門正在大力研發(fā)新型催化劑，其中所研發(fā)的烷基化固相催化劑和分子篩催化劑在化學(xué)工業(yè)中就得到了很好的應(yīng)用。

2 綠色化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用

2.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)

在所有的化工技術(shù)中，清潔生產(chǎn)技術(shù)可以稱得上是最綠色環(huán)保的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)無害、無毒、無廢，在生活中也得到了廣泛的應(yīng)用。例如先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)、太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等。清潔生產(chǎn)技術(shù)所包含的范圍比較廣泛，但是最主要也是目前應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)有：生物工程，主要指的是對基因、細(xì)胞以及生物酶的研究；輻射加工，主要是對射線、中字束和離子束，通過照射，這些帶有輻射的射線就可以使某些反應(yīng)的溫度降低，甚至在常溫條件下就能進(jìn)行；綠色催化，指的是對化學(xué)反應(yīng)催化劑的研究，這方面的研究取得了不小的成果；超臨界流體，主要研究的是H2O 和CO2的超臨界狀態(tài)，他們不僅不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，還能起到阻燃的作用。

2.2 結(jié)合生物技術(shù)

生物技術(shù)的范圍很廣，上述提到的基因、細(xì)胞、酶等都屬于生物技術(shù)。在化學(xué)生產(chǎn)領(lǐng)域，生物技術(shù)的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面。一方面是生物化工技術(shù)，例如酶的應(yīng)用，從本質(zhì)上來說，酶也是蛋白質(zhì)的一種，而且在化學(xué)催化過程中，它具有高效性和專一性，在生物體中，各種物質(zhì)的合成和分解都離不開酶，人們通過對酶的研究，將其應(yīng)用到化學(xué)工業(yè)中，不僅能夠提高產(chǎn)量，對減少有害物質(zhì)的排放也是十分有效的，反應(yīng)之后，基本無副產(chǎn)物。但是酶具有單一性，所以要想找到催化某種反應(yīng)的酶十分困難，于是在生物化工技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了化學(xué)仿生學(xué)，這是一門仿照生物化工的技術(shù)，通過對生物進(jìn)行研究，然后以人工制造的方式進(jìn)行生產(chǎn)，例如模仿酶制造的催化劑，雖然不能完全模仿其效果，但是相對于之前，反應(yīng)的速度要快很多，有害物質(zhì)的排放也大大的減少了。

2.3 如何進(jìn)行綠色生產(chǎn)

在綠色化工生產(chǎn)中，除了在生產(chǎn)技術(shù)上做出改革，還可以從生產(chǎn)工藝技術(shù)的角度出發(fā)進(jìn)行改革，例如材料的循環(huán)利用，將上一工藝流程或者是其他生產(chǎn)廠家生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物用到新的生產(chǎn)中去。整個(gè)過程不僅減少了有害污染物質(zhì)的排放，對于企業(yè)來說，還降低了生產(chǎn)成本。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)企業(yè)的能量來源都是煤、油等不可再生能源，這類能源的使用不僅降低了儲(chǔ)藏量，還會(huì)產(chǎn)生有毒有害的氣體，對環(huán)境造成污染。

2.4 綠色化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步

傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)的出現(xiàn)，給我們帶來了新的生活，可以說，從人類發(fā)展的歷史來說，化工產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)是不可估量的。但是同樣的，因?yàn)榛ぎa(chǎn)業(yè)，我們生存的環(huán)境被破壞，地球的生態(tài)平衡遭到了破壞，如今的化工產(chǎn)業(yè)阻礙了社會(huì)的進(jìn)步。在新的世紀(jì)，人類必然會(huì)面臨更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)，我們將面臨挑戰(zhàn)，推動(dòng)綠色化學(xué)進(jìn)步。

3 如何促進(jìn)綠色化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展

3.1 著眼于社會(huì)

近些年來，各方面的技術(shù)都在飛速的發(fā)展，綠色化學(xué)難免會(huì)與其他行業(yè)產(chǎn)生技術(shù)交叉。研究人員要著眼于全局，從相關(guān)的領(lǐng)域中查找推進(jìn)綠色化學(xué)發(fā)展的信息，從大范圍的角度出發(fā)，做好化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全局規(guī)劃，讓化學(xué)領(lǐng)域和其他領(lǐng)域相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)進(jìn)步。

3.2 加大對機(jī)械設(shè)備的研究

在化工領(lǐng)域，僅僅是技術(shù)上的提升是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要硬件設(shè)施跟得上技術(shù)的發(fā)展，所以在提升技術(shù)的同時(shí)，也要加大對機(jī)械設(shè)備的研究力度。以我國目前的機(jī)械設(shè)備水平來看，設(shè)備的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于技術(shù)。有了硬件設(shè)施的支持，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)才能發(fā)揮出其作用，才能實(shí)現(xiàn)最終的綠色化學(xué)生產(chǎn)。

3.3 做好教育工作

技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步離不開高水平的人才，綠色化工領(lǐng)域也是一樣的，所以要想持續(xù)發(fā)展，還要注重后備力量的儲(chǔ)蓄。所以在化學(xué)領(lǐng)域，要給學(xué)生培養(yǎng)綠色的概念，如果條件允許，還可針對化學(xué)學(xué)科進(jìn)行專門的培訓(xùn)，培訓(xùn)過程中，不僅要掌握理論知識，更要將理論和實(shí)踐結(jié)合起來，這樣才能培養(yǎng)出適合綠色化學(xué)的專業(yè)型人才。

3.4 積極開拓市場

雖然目前的綠色化學(xué)工程技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，但是總的來說，應(yīng)用市場還可進(jìn)一步拓展，只有技術(shù)的市場足夠廣闊，才會(huì)吸引更多的人力、財(cái)力到這個(gè)行業(yè)中，才能帶動(dòng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，整體提高行的技術(shù)。

4 結(jié)束語

我國一直實(shí)行可持續(xù)發(fā)展政策，在這項(xiàng)政策的指導(dǎo)下，我國各行各業(yè)都以此為最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。在化工領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一直在進(jìn)行新型技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。所謂的綠色化學(xué)，不僅僅是發(fā)現(xiàn)一些對自然、人類無害的化學(xué)技術(shù)，更是將這些先進(jìn)的技術(shù)實(shí)實(shí)在在的應(yīng)用在化學(xué)生產(chǎn)中，在生產(chǎn)過程中，最大限度的將能源、原材料用在實(shí)處，將污染、排放降到最低。僅僅是對技術(shù)的研究稱不上是綠色化學(xué)，更不能稱為持續(xù)發(fā)展，這只是做好這些的第一步，后面還有更多的路要走。對企業(yè)而言，他們要將新型技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)中，為廣大群眾帶來價(jià)格平民的產(chǎn)品。

[1] 葉慶國，周傳光.化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向及對策[J].山東化工，2013，（1）.

[2] 唐海燕.21世紀(jì)的化學(xué)與化學(xué)工程[J].內(nèi)蒙古石油化工，2015，（2）.

[3] 宋斌.試析化學(xué)工程與工藝教學(xué)的實(shí)踐創(chuàng)新[J].知識經(jīng)濟(jì)，2016，（9）.

Research on Application of Green Chemical Engineering Technology

Shi Yu-liang

The so-called green chemical engineering technology，which is based on existing chemical technology，increase research efforts to improve the technology and methods of production，reduce or even eliminate the input of the raw materials and harmful substances harmful to the environment and human’s production，while achieving the energy saving effect.The subject of this paper is how to develop the green chemical engineering technology，this new technology should be used for those in the chemical industry，as well as how to promote the development of this technology in the context of the times，I hope this thesis can play a guiding role.

green；chemical engineering；technical application

X384

B

1003–6490（2017）11–0248–02

2017–09–12

石宇梁（1996—），男，江蘇南京人，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)。