绿色化学工艺的开发与应用要点

　　[摘 要]20世纪，世界上大多数国家已经进入工业时代，随着21世纪的到来能源问题、环境问题已经十分严重。近年来，世界人口数量持续增加，使得人们对能源的需求量进一步增加。如今各种生活垃圾、工厂排放废弃物破坏了我们赖以生存的生活环境，人与自然之间的矛盾也在不断的升级，各种自然灾害持续发生。所以人类必须改变现有的工业生产方式，将化学工程技术引入到工业生产中，不仅可以减少有害化学物质的排放，减少对大自然的危害、保证人类的身体健康，还能减少部分能源的使用，可以说，研究绿色化学工程技术，对人类生存有着重大的意义。
　　[关键词]绿色化学工艺；开发；应用
　　中图分类号：S365 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0286-01
　　1 绿色化学的概念及原则
　　1.1 概念
　　绿色化学有多种名称，如“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。这些名称可以体现出绿色化学的基本原则为“原子经济性”，即在化学反应过程以及结果中没有有毒物质的产生。比较客观的概念为：在获得新物质的化学反应中每个参与反应的原子都要使用上，实现“零排放”的目的，使得在整个化学反应前后都没有毒害物质的参与和产生，达到真正理想上的绿色无污染。绿色化学不再是最开始的先污染后治理的思路，而是真正从根本上、从源头处减少污染的发生，最大程度的利用了有限的资源，无论从环境角度还是从经济角度都符合可持续发展的基本要求。
　　1.2 绿色化学的原则
　　为了正确评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的，P.T.Anastas和J.C.Waner提出了绿色化学的原则作为评估的指导方针和标准，它反映了目前绿色化学的研究内容，也指明了未来绿色化学的研究方向，其主要内容是：（1）预防环境污染；（2）原子经济性；（3）无害化学合成；（4）提高能源经济性；（5）使用可再生原料；（6）减少衍生物；（7）新型催化剂的开发；（8）降解设计；（9）预防污染中的实时分析；（10）防止意外事故发生的安全工艺。
　　2 绿色化学工艺的开发
　　2.1 核心化学开发
　　绿色化学工艺开发的直接目的是提升资源利用率，降低化工生产带来的资源损耗。绿色化学工艺核心开发是在传统化学产品加工的基础上，实行化学工业资源的综合性转换，实现化学产品加工零排放。举例分析，某化学产品中含有大量的甲烷、乙炔等化学物品。核心化学开发应用于化学产品加工处理过程中，运用甲酵碳化制醋酸、乙炔氧化环氧作为化学原子中和的主要辅助品，将甲烷乙炔等化学物品转换为三苯基氧产物，降低甲烷、乙炔中含有的成本元素，实现化学产品降解的处理效果。
　　2.2 反應性化学开发
　　绿色化学工艺的开发也运用化学药剂基础反应的特征，实行化学污染的分解。这一化学反应状态能够降低化学产品加工处理的实施难度。例如，氧化制苯时，氧化制苯的容量越大，附着在容器表层的清除难度越大，后期氧化中苯的提取浓度就会也低。为了解决这一问题，提高氧化苯制作过程中纯苯分离的效果，可以运行烃类化学物质作为氧化物的辅助部分，顺利的将化学生产附着的碳复合类物质集中性分离，实现有效处理化工产品中遗留化学元素的问题，从而达到了绿色化学产品的高效应用。
　　2.3 化学添加物的开发
　　绿色化学工艺在生活中的开发，在于社会资源开发时，能够充分利用化工产品研究新的产品，为社会化学资源的利用提供了来源保障，当前绿色化学工艺开发的主要代表包括催化剂和溶剂两种。（1）绿色化学开发的催化剂用于果蔬产品成熟中，实行绿色化学产品运用，将多重化学物品突破在果蔬产品上，能够起到食品辅助成熟的作用。例如：酸碱催化剂，沸石催化剂，酶化合物催化剂等就是绿色化学催化剂的代表，绿色化学催化剂往往运用化学中和反应原理，在产品发展的过程中起到助推性作用。同时，这种化学添加辅助，随着辅助催化剂应用实践不断延长，催化剂的化学作用也就自然而然的消失了。（2）溶剂性绿色化学产品的运用，主要借助二氧化碳作为其催化的过渡气体，实施化学成分结合二氧化碳后生成水，使化学产品损耗后的环境污染比例效果大大降低。
　　3 绿色化学工艺的应用
　　对于绿色化学的推动发展应该从工业的生产技术入手，而其它辅助技术的推广也会帮助到绿色化学工业的运用。
　　3.1 生物技术
　　作为现代发展中高新技术之一，也被引用到化学工业的发展中来，运用细胞、酶以及微生物技术可以对新型催化剂的研究起到很大的帮助。自然界中，最高效的催化剂莫过于酶，然而酶又受限于生物活性，无法在恶劣的条件下使用，但是对于生物化学来讲，仍然具有极高的发展前景。由于是生物质作为原料，在生产中对环境的污染几乎可以降至零。目前，生物技术应用于绿色化学工业也是一个重要的发展方向。
　　3.2 清洁的生产技术
　　这方面的技术要求主要是能源生产类型，比如煤的脱硫，和煤的气化；沼气的生产和沼气废料的再次利用；对于太阳能，风能，地热能，潮汐能的利用，这类型的生产几乎都是使用清洁的生产技术，对于环境的污染降至到了最低。
　　3.3 处理工业三废
　　绿色化学是合理处理工业三废的唯一途径，对于废气、废水、废渣的直接处理方式都是难以令人满意的，只有从源头解决问题，才能实现真正的一劳永逸。化工业生产的三废总和超过了任何一个行业，如此大量的废物如果只能在产生后再解决根本得不到想要的结果，使用绿色化学工艺从源头解决三废的生产才是关键，实现零排放。
　　4 绿色化学工艺的未来发展
　　绿色化学工艺有着广阔的发展前景，但是当前想要说出一个详细的指标还是存在着一定的难度。当前，人们已经注意到绿色化学工艺，因为只有做好绿色化学工艺人类资源紧缺的问题才能够得到有效的解决，人类赖以生存的地球环境才能变好。可以确定的是在未来的发展中会有更多无毒无害、高效率的催化剂运用到绿色化学中。并且始终以改善人类生存的环境为目标。在绿色化学的未来发展中人们会对相关的绿色化学工艺进行优化升级，并在之后的绿化处理中，采用创新的方式加强对绿色化学生产的在线检测与把控。具体落实到工艺生产的每一个流程，相互协调，从而确保进行化学反应的材料都是无毒无害，安全的。同时针对化学反应中可能会出现的一些意外要建立相应的处理机制，并强化对公众环境保护意识的教育。从而在有效的减少工业污染的同时也极大的降低了生活垃圾的排放量。绿色化学工艺的应用中主要涉及到以下两个方面，分别是化学清洁技术与农业生产方面技术的应用。其中化学清洁技术方面主要涉及到一些清洁能源的应用，比如说风能、清洁煤以及太阳能。农业生产方面的应用主要是农作物在生长的过程中需要通过生物固氮的方式来增加农作物生长所需的氮元素。由于氮元素在农作物的外部环境中是以氮气的形式存在，因此农作物没有办法直接吸收。传统上，人们使氮元素固定的方式主要是才通过NH3的形式进行生产。在生产的过程中会用到催化剂进行化学反应生成，在这过程中会有杂质的生成，从而对环境的质量产生负面影响。而采用生物固氮的方式却可以实现对环境的保护作用。
　　5 结语
　　综上可知，随着科学技术的不断发展，我国的绿色化学工艺水平也得到了极大的提高，在一定程度上能够有效的降低环境污染的现象。但是想要彻底的实现绿色生产，还需要在生产的过程中采用无毒无害的原料以及提高对催化剂使用的重视，从而促进绿色化学工艺的未来朝着更好的方向发展。
　　参考文献
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　　[2] 杨彤.浅析绿色化学工艺的开发与应用[J].科学大众（科学教育），2016（09）：187.
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