绿色化工技术在化工工程工艺中的应用

摘要：化工行业在我国经济发展中既是“污染大户”，也是“耗能大户”。在可持续发展战略的背景下，为确保化工行业的健康和可持续性发展，必须加快行业转型与升级步伐，提升其环保性与节能性。本文从技术应用价值、种类及策略三个维度对绿色化工技术在化工工程工艺中的应用进行了分析，旨在为推动化工行业绿色化发展提供参考。

关键词：绿色化工技术；化工工程工艺；应用价值；应用策略

一、技术应用价值

化工工程与我国经济发展和社会民生息息相关，其涵盖范围主要包括但不限于石油炼制工业、冶金工业、印染工业、食品工业等。因此，保障化工工程健康、安全地发展具有极其重要的意义。随着全球生态环境问题的日益严峻，在化工工程生产工艺中应用绿色化工技术，已成为调和人类社会与生态环境、人类与自然之间关系的重要途径。

（一）有利于推动化工企业可持续发展

以牺牲生态环境为代价的行业和企业，必将在人类社会发展进程中逐渐走向衰落。作为我国主要的“耗能大户”“污染大户”，化工行业只有朝着绿色化、节能化方向转型和改革，才能适应现代社会发展的基本需求[1]。在化工工程工艺中应用绿色化工技术，能够有效减少运营过程中产生的污染，例如减少有害、有毒物质的排放。这将使化工行业和企业成功摆脱“污染”“高能耗”的负面标签，对推动其可持续发展具有重要意义。

（二）有利于降低对生态环境的危害性

传统的化工工程工艺在生产过程中会释放多种有毒物质，这些物质通过污水排放、废气排放进入生态环境，导致大气污染、水体污染和土壤污染等严重后果，最终威胁人类健康和生命安全。相比之下，采用绿色化工技术的新型化工工程工艺能够在确保化工产品质量的同时，有效降低对生态环境的负面影响[2]。例如，使用清洁生产技术代替传统污染型生产技术，可以大幅减少生产过程中的废气、废水和废渣，甚至将废弃物转化为可再利用的材料。这不仅提升了化工企业的经济效益，还避免了对生态系统和自然环境的破坏。

二、技术应用种类

绿色化工技术主要是指在绿色化学原则的指导下，从源头上预防环境污染的化工技术。随着科学技术的不断进步和发展，绿色化工技术的种类正日益多元化，且应用效率不断提升。

（一）超临界流体技术

通常情况下，当流体的温度和压力超过其临界点时，该流体被称为超临界流体。由于超临界流体对温度和压力变化极为敏感，并具有黏度低、密度高、流动性强、传质能力强、传热能力强等特性，将其应用于化工工程工艺中，不仅能够显著提高化工产品质量和生产效率，还能有效减少化工生产过程中的污染[3]。目前，超临界流体技术已广泛用于天然产物萃取、超微粉和纤维生产、聚合反应等化工领域，在一定程度上推动了化工行业和企业绿色化发展进程。

（二）生物工程技术

生物工程是一门新兴的跨学科技术，它融合了分子遗传学、细胞生物学、化学工程、能源学等多个学科。在化工工程工艺中的应用生物工程技术，能够通过生物手段有效降低化工生产过程中的污染，例如，凯赛生物利用合成生物技术，成功实现了生物基戊二酸、长链二元酸的生产。

（三）新型催化技术

绿色催化技术、相转移催化技术等都属于新型催化技术的范畴。这些技术在化工工程工艺中的应用，能够显著提升化学反应的速率和效率，同时提高目标产物的产率，有效解决了化学反应不完全的问题。此外，新型催化技术还成功提高了化学生产中的资源利用率。因此，它是一种绿色化工技术，对实现化工生产节能降耗、减少污染具有显著成效。

三、技术应用策略

在化工工程工艺中应用绿色化工技术，需要从原材料选择与管理、化学反应条件的优化、催化剂和溶剂使用以及清洁生产等方面进行改革和创新。只有这样，才能保障化工生产过程的高效化和绿色化。原材料、化学反应条件、催化剂以及产品研发等，是化工工程工艺的关键组成部分，也是应用绿色化工技术的重要载体。

（一）合理选择和管控原材料

化工生产过程中需要使用多种原材料，如果原材料本身具备污染性，必然会引发各类危害生态环境的污染问题。因此，合理选择与管控原材料是应用绿色化工技术的核心所在。例如，化工生产中应优先选择环保、可再生的原材料，如生物质原料、可再生资源等。这些环境友好型原材料，可以替代传统的高污染、高能耗的原料，从而减少化工生产过程中的污染物排放，同时提高原材料在化工生产中的应用效率[4]。此外，为进一步降低原材料在化工生产过程中的污染性，企业需对原材料的使用方法、数量等条件实施科学管控，避免因过量使用导致能耗增加、污染加剧等问题。例如，在选择和使用原材料的环节中，应安排专业人员对原材料进行质量检测，防止存在质量缺陷的原材料混入其中，从而影响其环保效益。

（二）重视优化化学反应条件

在化工生产过程中，各种化学反应问题层出不穷，如果化学反应不完全，不仅容易产生各种污染物，还会对化工产品的质量及生产效率产生负面影响。因此，应用绿色化工技术时，应着重优化化学反应条件，提高转化率与选择性，实现降低能耗和减少废弃物排放的环保目的。例如，化学反应式是化工生产中进行化学反应的基础，不同的化学反应式用于生产不同的化学产品。从某种意义上说，优化化学反应式能够改良化学生产工艺，这就要求化工企业加大对化学反应式的研究力度，从而推动化工生产达到环保和节能的标准。

（三）科学使用催化剂和溶剂

在化工生产中，化学反应环节通常需要使用多种催化剂和溶剂。然而，传统的化工生产中往往只关注催化剂或溶剂能否提高化学反应效率，而忽视了它们可能带来的各类污染物问题。这种对催化剂和溶剂的使用思维存在误区。绿色化工技术的引入，为化工工程工艺带来了新的思路，即通过改变催化剂和溶剂的使用方式，以提高化学反应效率和减少污染物为核心目标。例如，在绿色催化剂技术的应用中，钴铁合金催化剂、铂粉等，都是化工生产领域常用的绿色催化剂，在化工工程工艺中的应用，展现出了高效、环保的显著优势。

（四）坚持应用清洁生产技术

清洁生产技术主要通过采用一系列节能、环保的技术和设备，实现生产过程的无污染与低能耗。在化工工程工艺中，绿色化工技术的应用依赖于清洁生产技术，以控制污染物的生成与排放，尤其是一些有害的化学物质。当前，冶金、海水淡化等化工工程领域对清洁生产技术的应用需求尤为迫切。例如，在海水淡化过程中，应用清洁生产技术可以有效提取海水中的盐分，并成功分离其中的有害物质，提取的盐分可用于生活用品的制造。该过程主要依赖于端羟基超支化聚酯材料与阻垢剂的应用，通过提高活性和实用性，显著提升海水淡化的生产效率并减少污染物排放。

（五）研发环保效益高的化学产品

化学产品的研发方向在很大程度上影响化工生产过程的污染程度，如果在化学产品设计和研发过程中仅仅关注其性能与功能，就有可能忽视其环保性。这类化学产品往往在生产或使用中对生态环境造成危害。因此，在化工工程工艺中应用绿色化工技术，必须在产品设计和研发阶段贯彻绿色环保理念，充分考虑化学产品在其生产和使用过程是否会产生污染。如果存在污染风险，则需要对设计和研发方案进行改进，以提高化学产品的环保效益。

结语：化工行业在推动我国经济发展的同时，也对生态环境造成了严重破坏。秉持“促进经济发展不能以牺牲环境为代价”的思想观念，化工行业的绿色化转型势在必行。超临界流体技术、生物工程、高能辐射以及新型催化技术等，均属于化工行业新兴的节能环保技术，在化工工程工艺中加大对这些技术的应用，将有效推动化工行业的绿色化发展。

参考文献：

[1]张瑞喆. 基于不同创新方法的化工工程工艺创新研究 [J]. 工程建设与设计， 2024， （18）： 67-69.

[2]鲍怀玉，刘学栋，王敏. 化工技术在化学工程与工艺中的应用 [J]. 中国石油和化工标准与质量， 2024， 44 （16）： 193-195.

[3]张扬. 化学工程与工艺中新技术的应用分析 [J]. 石化技术， 2024， 31 （08）： 156-158.

[4]黄昊. 节能降耗技术在化工工艺中的应用研究 [J]. 化纤与纺织技术， 2024， 53 （08）： 67-69.