绿色化学工程与工艺对化学工业的促进作用

在19世纪初，化学工业就已经形成了隶属于资金和知识密集型的行业。随着信息和技术的飞速发展，化学工业由最初只能生产少数无机产品和有机产品的行业，渐渐地发展成一个能有效利用天然资源、规模庞大、多行业、高产量的一大工业门类。化学工业的发展与人类生活息息相关，化工生产过程同时也给人们的生活环境带来了巨大的影响，当下解决化工生产过程所带来的环境问题和能源消耗问题迫在眉睫，绿色化学化工也应运而生。近年来，提出的绿色化学化工在化工生产过程中采用环保与资源可持续发展的理念，降低了原料的成本，减少了废弃物的排放等不良影响。

1 绿色化学化工

1.1 概念

绿色化学又称为环境无害化学，是利用化学来防止污染的一门科学。其研究的目的是通过利用一系列的原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生，使化学产品或过程的设计更加环保化。绿色化学包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法和技术，在此基础上产生的无害化工过程，被称为绿色化工[1]。

1.2 基本原则

绿色化学化工在世界范围内的原则相对一体，主要涵盖下列几方面。

(1)在反应过程的源头上减少甚至根除废弃物的产生，而不是在废弃物产生之后再对其进行净化处理。

(2)产品进行设计时，尽量做到原料利用率最大化。

(3)产品进行分析时，在考虑生产效率的同时使原料和产品的毒性降低。

(4)对于析出剂和溶剂等辅助物，尽量少用或选择使用无害产品。

(5)减少生产过程中能量的损耗及其对环境的影响。

(6)除了考虑经济和技术的因素，生产原料尽量选择可回收的加工原料。

(7)尽量避免生产过程中产生不必要的化学衍生物。

(8)所选的催化剂应更符合化学计量。

(9)危险物产生之前进行检测并控制。

2 绿色化学工程与工艺的发展现状

传统化学工程与工艺在处理有毒污染物方面的滞后性较强，其一般方法是在污染物产生后才采取措施对其进行处理，不但没有做到对污染物进行根除，还提高了处理成本及时间。20世纪末期，人们开始留意到可以通过化学方式减少化学污染，这种方式很快在西方国家推广起来，美国1990年污染防治法案的颁布开始了绿色化学化工的研究。此外，欧盟和日本等国家也都非常重视绿色化学化工的发展，并采取各种形式来推动无污染化学这一产业的发展。中国也十分重视这一行业动态，1995年确定了《绿色化学与技术》院士咨询课题，1997年召开了“可持续发展问题对于科学的挑战及绿色化学”研讨会，积极推动相关研究和产业的发展[2]。

2.1 采用绿色能源

化工生产过程中的生产原料对生产过程和工艺有一定的影响。绿色化学化工采用无毒无害的原料，在开车阶段防止了废弃物的产生，而不是传统化学工程与工艺中在废弃物产生之后再进行处理。原料的是否可再生成为绿色化学工程与工艺的重点研发项目，选取类似自然物质这一类可再生且无污染的化工原料是绿色化学工程与工艺的首要步骤。

2.2 提高反应选择性

化学反应是化工生产过程中的重要组成之一，原料由反应得到产物，提高生产效率和产品质量则可通过合理选择反应途径实现。化学反应的影响因素有很多，如反应温度、反应条件、反应时间等。例如氧化反应大多会产生大量的热，那么原料会因受热发生变质，导致产品的质量降低，产率也减少。

3 绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

3.1 清洁生产技术

清洁生产在《清洁生产促进法》[3]第二条中的定义为：“本法所称清洁生产，是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等从源头削减的措施，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。”在化工生产中，清洁生产技术是脱硝和脱硫技术的重要组成部分，也在其他领域中有一定的发展。

3.2 生物技术

迄今，生物技术在化工中应用的主要形式为借助于酶反应进行化学品的合成，通过微生物的发酵方法制取有机化合物以及用微生物处理工业废水[4]。在现代化工生产中，生物技术在化工中的重点研发目标在于研发出种类繁多、具有更高活性和选择性的酶。

4 结束语

绿色化学工程与工艺在化工生产的源头上采用无毒无害的化工原料，减少污染物的产生，也减少了后续的处理过程，缩短工艺过程。它的发展对当今社会有着极大的意义，实现了人与自然和谐共处，同时也是建设环境友好型社会不可缺少的一项技术。