化工工程工艺中的绿色化工关键技术

引言

化工工程工艺是现代社会非常重要的生产过程，绿色化工技术不仅可以提高化工生产效率，还可以显著减少环境污染。从经济平衡和环境保护的角度来看，必须对绿色化工技术进行全面研究，使化工企业更好地利用化工原料可持续发展。

1 化工工程工艺中的绿色化工关键技术

1.1 生物技术

生物技术作为绿色化工技术的一种，本质上是生物学、化学和工程学三门学科的综合，在包括化工行业在内的多个行业中都有广泛的应用。在化学工程工艺中，生物技术在其中的应用主要以生物酶为主，生物酶作为一种由活细胞产生的有机物，其催化能力在化学工程工艺中有大量的应用，常见的有纺织工业中的棉织物的退浆、蚕丝的脱胶和织物的漂白整理等；生物酶除了在化学工程工艺中的使用优势外，其本身产生污染的概率相对也比较小，即使将某些酶直接置入自然环境中，也不会对环境产生污染 [2]。除此之外，生物技术中生物膜技术在化工行业中也有广泛的应用，并且具有消耗低、利用率高的优点。

1.2 清洁技术

清洁技术在化学工程工艺中主要用于化工废料、废水、废气等污染物的处理，其能从多方面处理和治理污染源问题，进一步优化化学工程工艺流程，保护工厂周边环境。传统的污染物处理一般是在污染物已经产生之后进行处理，清洁技术则是融入于化学工程工艺流程中，提前降低和避免污染物的产生，从源头控制污染问题。同时，随着科技的发展，越来越多的技术人员开始着力于利用清洁技术将污染物转化为可供生产使用的新型材料，由此可见，这种技术的发展一方面能降低环境污染，另一方面污染物的回收利用也能在一定程度上降低企业生产的成本，创造更大效益。

1.3 催化技术

在化工生产中，由于涉及到大量的化学反应，因此通常需要使用各种催化剂。但在整个化学工程工艺流程中，催化剂的用量较大，很多企业出于对企业经营利润的考虑，通常在催化剂的选用中更为注重价格，这也使得实际的化工生产中部分催化剂的使用是不符合标准的，同时也给周边的生态环境造成了很大负担。随着人们环保意识的提升，绿色催化剂的研究也在不断深入，虽然催化技术的使用会在一定程度上提高成本，但从长远的角度考虑，这种技术不仅能提高化工产品的质量，还能减少污染物的产生，间接地降低了污染物的处理成本，整体而言，会使得化工生产的效益更高。

2 化工工程工艺中的绿色化工关键技术应用措施

2.1 原料选择

虽然催化剂是整个化工行业的重要组成部分，但要从根本上改变环境污染问题，仍需从化工原料入手，争取环保节能生产。发展绿色化工技术，必须选用优质原料。化工原料是基础，可以在一定程度上控制污染，并在此基础上进一步缓解环境污染问题。目前，绿色化工原料的选择和开发还存在诸多不足，原料对环境的污染问题仍然是整个化工行业最紧迫的问题之一。因为在具体的实际过程中还存在一些不足，这也会导致一定程度的环境污染。因此，在特定的研发过程中应选择无毒、无害或毒性较小的原材料非常重要。目前，完全绿色的化工原料主要由天然作物和植物组成。随着我国化工工业的不断发展，各生产部门要重视环保材料的开发和使用，尽量使用环保的天然化工原料，从根本上减少因化工原料本身造成的环境污染。此外，研发和应用再利用资源技术，从而确保环境友好型化工技术的发展。

2.2 工艺设计

工艺设计是原料预处理、加工转化、成品制造和精炼等所有作业单元的组合。工艺流程组织要求：一是工艺流程必须同时满足产品质量要求和数量要求；二是工艺流程图要合理，设备间距离不近，相对紧凑；三是符合环保要求，各作业单元在运行过程中，应认真考虑副产品的收集，并在后续工作中对副产品进行妥善处理和再利用；四是流程可管理、可操作。工艺设计的目标是改进生产，操作简单，使安全生产成为环保生产的保证。由于对产品的需求不断增长，原有工艺的升级模式也在向专业化的大型化和运营化单元演进。此外，放置设备应符合工艺流程，一般来说，各车间的地理位置要整齐协调，整体要紧凑，以利于联系，尽量减少输送管道。作业区内的管道和设备分布整齐，主管道走向必须一致。各种管道必须符合标准，贴上标签并集中安置腐蚀性和有毒设备，同时应安装警示标志。此外，在化工反应的选择性方面，为有效实施化工行业的环保生产，应注意及时有效地预防有害产品的反应，从而减少化工对环境的污染。笔者在煤化工生产中为提高效率，对工艺设计提出了以下创新： ① 提出煤基固废碳 - 灰浮选高效分离富集工艺，获得煤基固废宽粒级、大处理量、高效率的碳 - 灰分离技术； ② 通过对外部多能量场分布、强度、作用时段的多重调控实现煤基固废脱水过程能量传输与水分迁移过程强化，提出煤基固废多能量场高效协同脱水过程； ③ 形成煤基固废分质利用与增值化关键技术体系，开发煤基固废碳、灰、水精准分离与增值利用装备。

2.3 对环境的保护措施

在化工厂的日常生产过程中，受影响的元素包括但不限于水污染、大气污染等，还不可避免地会倾倒化工废料和建材废料，通常，使用清洁燃料或高性能燃料添加剂来减少废气，或通过废气处理设备吸收废气，以减少废气对环境的污染。还要注意防尘，为避免扬尘污染等，应根据企业具体情况，采取细水雾喷洒等措施控制粉尘。除此之外，还应监测水污染，净化后的水可以尽快排放，处理后的水排放后，废水池底部的沉积物也需要清洗和运输。最后，提高化工废物处理效率。如果化工废物被有效地储存和处置，可以运往化工厂回收利用，将极大的减小污染程度。对于不能再利用的化工废物，且构成特定危害的化工废物必须明确标记并运送到相关处理厂进行处理。

2.4 节约资源并进行再次利用

首先，工艺设计中采用高效的绿色化工技术，减少生产过程中的返工和材料浪费；其次，节约用水。改善化工过程中的水管理，合理处理废水，控制水资源的使用，化工用水应净化处理后重复使用。除上述外，绿色化工技术的应用还有其他措施。例如，可以安装雨水收集系统来利用雨水，雨水一般杂质含量低，可以直接过滤并收集在水箱中，地下水雨水杂质含量高，需要过滤沉淀。

结束语

自 21 世纪以来，“绿色环保”已经成为了全世界关注的要点问题，结合化工企业的发展，应当增加对绿色化工技术的研究，并大力应用于化学工程工艺中。目前绿色化工技术已经研究出了生物技术、清洁技术、催化技术等相关技术，并且每种技术均有小分支，在目前的化工企业生产中也有大量的应用。以催化技术中的光催化氧化法为例，该方法已经大范围用于处理化工废水中，在不造成二次污染的同时提高了废水排放的水质，减少了环境的污染。

参考文献：

[1] 郝鑫，窦祎凝，郝希东. 绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用[J].化纤与纺织技术，2021，50（3）：52-53.

[2] 姚换方 . 绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用 [J]. 化工管理，2021（6）：170-171.

[3] 任伟峰，潘叶平 . 绿色化工技术在化学工程与工艺中的运用 [J]. 化工管理，2021（5）：158-159.