試論綠色化學工藝的開發與應用

陳一釩 王冬冶 劉婉欣

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，人們在科技大潮中享受著物質回報的同時，也在不斷的向生態環境試壓，嚴重的環境污染問題隨之而來。如今綠色環保理念的提倡，使社會各個領域開始注重對資源的有效利用率、生產過程中的三廢情況等，綠色化學工藝技術在此背景下被開發出來，已經成為現代化學工業新的發展方向與趨勢。本文針對綠色化學工程與工藝的開發與應用進行了深入的探討，以促進綠色化學工藝發展的同時，提高生態環境質量。

關鍵詞：綠色化學；化學工藝；開發；應用

一、綠色化學工藝的開發

1992 年，聯合國世界環境與發展大會召開，由此“綠色科技”的理念得到提出，關注環境治理的源頭，從源頭上對污染進行治理。當前，我國的環境污染治理方式一直采用的都是治標不治本的方式，沒能從根本上解決污染問題的來源。如此一來，不僅治理成本高，而且還出現了反復治理問題，費時費力。而綠色化學工藝的開發則采用的是無毒無害的催化劑、溶劑和原料，目標是生成過程的零排放和清潔生產。因此，有必要就綠色化學工藝的開發進行深入的探討，當前綠色化學工藝的開發主要包括：

1.采用無毒害的生產原料

企業在生產化學產品的過程中，首先應該做好的就是對生產原料的選擇。這是因為生產原料不同，相應的生產方法與流程也會有所不同。綠色化學工藝則要求在生產過程中使用無毒無害的原料，即使在必須要使用化學物質的情況下，也要采取措施將危害降到最低。為在根源上消除環境污染，在生產過程中綠色化學工藝應采用的是那些如野生植物或農作物等可再生的原料?？梢赃x擇將農副產品中的廢棄物，如麥秸、木屑等加工成醇、酮和酸一類的化學物，選擇將糖類作物用來生產乳酸或乙酞丙酸，選擇生物質氣化來制造氫氣等，這都是色化學工藝中通過綠色原料的開發來進行生產的典型例子。

2.采用無毒害的催化劑

目前的化學生產中，90%以上的化學反應都需要在催化劑的作用下來提高反應速率， 因此在綠色化學工藝的開發過程中對無毒害、新型高效綠色催化劑的開發也是一個關鍵的研究方向與課題。丁烯烷與異烯烷基化生產工業異辛烷屬于“原子經濟”反應，但在反應過程中使用的是氫氟酸或硫酸這樣的對設備具有強烈腐蝕性危害的催化劑，而且生產后的廢液很難進行恰當的處理，又會進一步污染環境。當前，國內外的很多機構都在研發新型的烷基催化劑，開發出腐蝕性低、能耗低、污染小的催化劑，也是綠色化學工藝的重要努力方向。

3.提高化學反應的選擇性

在石油化工行業中有許多強放熱類的反應，而且其目的產物一般又是一些不穩定的容易被反應氧化的中間體，因此這類催化劑就成為了催化劑中選擇性最低的類型。另外，還有一些產品的組成方式是異構體的，因此為有效的將原材料加工轉換成產品，在過程中就需要加入選擇性較高的催化劑，對這種催化劑的開發不僅能夠降低生產成本、節約資源，更重要的是能減少其對環境的不良影響，綠色化學工藝注重的是不同氧化反應和不同反應特點的催化劑的開發。

二、綠色化學工藝的應用

在目前大規模的化工生產中，綠色化學工藝還未得到較為普遍的應用，因此，有必要就清潔的生產方法進行進一步的推廣與應用，以推動綠色化學工藝的發展。有關綠色化學工藝的應用主要有以下幾個方面：

1.生物技術

從廣義上來說，生物技術包括了基因、細胞、酶以及微生物技術等。在應用方面，生物技術的應用領域主要在生物化工和化學仿生學方面。生物在某些領域正在逐步代替石油、天然氣等不可再生能源。生物技術中所進行的化學反應，大多數都是利用自然界中找到的酶或者是工業生產的酶作為催化劑。這種利用酶作為催化劑取代化學催化劑的方法，具有對環境無化學污染、反應的條件溫和以及生產出來的產品性質相對優良等特點。

2.清潔生產技術

即無廢、無害、無毒技術，這種技術也有著相當廣泛的應用，例如利用風能、太陽能等自然界的資源來發電，利用生物質來制取沼氣等這類典型的清潔生產技術。清潔技術的應用不僅能夠生產出無公害的清潔產品， 而且生產過程也較為綠色、環保。

3.環境友好產品的生產

這是綠色化學工藝開發的最終目的，目前環境友好產品已有很多實例。例如無磷洗衣粉、保護臭氧層的氟利昂替代品等。目前世界上已能生產的環境友好產品，涵蓋了有機、無機、精細化工及高分子等各種類別。

三、結語

綜上所述，隨著人民生活水平的提高和質量的改善，社會對環境保護意識也得到增強，綠色化學工藝的開發與運用，不僅能夠有效的促進環境問題的解決，而且也有利于化學工藝的自身發展。消除化學生產中所帶來的環境問題，需要的不僅僅是先進的技術，同時生產原料與催化劑也要無毒害。綠色化學工藝的開發與運用，是現代社會發展所要求的必然趨勢， 也是實現社會可持續發展的關鍵。

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作者簡介：

陳一釩（1996.05—），男，籍貫：遼寧，學校：遼東學院，專業：化學工程與工藝。