化工行業(yè)運用環(huán)境無害化學

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本文作者：段冰雪 單位：哈爾濱師范大學

在人類社會進入工業(yè)化大生產的時代后，各類化工工業(yè)迅速發(fā)展起來，雖然給經(jīng)濟的增長和人們生活水平的提高帶來了很大裨益，但同時也嚴重污染著我們的生存環(huán)境。就目前來看，人類面臨的最嚴重的生態(tài)環(huán)境問題有溫室效應、酸雨、水污染題和臭氧層空洞等。這些問題不僅降低了自然環(huán)境的質量，還隱藏著一些自然災害的不穩(wěn)定因素。隨著自然環(huán)境和生態(tài)問題的日益嚴峻和突出，有關部門和機構的都在尋求一條更加和諧的發(fā)展模式，可持續(xù)發(fā)展的理念也就應運而生。根據(jù)這一基本理念的指導，人們逐漸的認識到目前廢物排放和治理的方法上還存在著諸多不足和缺陷，回收利用的方法已經(jīng)不能滿足人們在生產過程中所要達到的保護環(huán)境的目的，更加科學合理的做法是要從化工生產的每一個環(huán)節(jié)入手，形成綠色化學的生產模式。

1綠色化學的概念

所謂綠色化學,就是要在化工生產的源頭上盡量可能的通過技術和工藝的改進，來達到減少污染甚至消除污染的一種新型化工行業(yè)的生產模式。不同與以往的保護生態(tài)的方法和做法的地方在于，傳統(tǒng)的化工生產是在按照正常的流程和工藝進行生產后，對其所產生的環(huán)境污染和廢物進行一定的加工和處理，以盡可能減少對環(huán)境的危害和不利影響。但是綠色化學的核心內容在于從生產的過程中，即源頭上減免這種污染和危害，是通過對生產工藝的改進和技術的提高，來遏制生產過程中的污染現(xiàn)象的產生。所以，綠色化學絕不是簡單的生態(tài)保護環(huán)境的技術創(chuàng)新，而是一種觀念和理念的革新，綠色化學理念是人們思想認識觀念的一次巨大的改變和飛躍,也是在綜合了社會發(fā)展、生產建設、科學研究、生態(tài)保護等問題后，形成的最適合可持續(xù)發(fā)展理念的發(fā)展模式和方法，對人類社會的發(fā)展與自然環(huán)境的和諧相處有著非常重要的指導意義。

2綠色化學在化工行業(yè)運用的原理

通過上文對綠色化學的基本含義的解讀，我們可以發(fā)現(xiàn)綠色化學在化工行業(yè)中的應用可以有效的改善化工行業(yè)的環(huán)境污染問題，可以從原理上和方法上兩個方面對化工行業(yè)的發(fā)展予以指導，同時還可以為設計新的環(huán)境友好產品指出方向。實踐中上我們發(fā)現(xiàn)，通過使用無毒無害原料、原子經(jīng)濟反應、溶(助)劑和催化劑等方法可以更好的實現(xiàn)化學工藝的清潔生產。通過加工,使用新的綠色化學品使其人身健康、社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境無害化。下文中筆者將結合生產過程中的具體實例，談談綠色化學方法在化工行業(yè)中的應用，以最常見的石油和造紙化工業(yè)為例，簡單進行論述。

3綠色化學在石油化工行業(yè)的應用

在化工生產中經(jīng)常會使用光氣和氫氰酸這些劇毒的化學物質,近年來隨著綠色化學技術的不斷開發(fā)和應用,許多有關化工生產中過去經(jīng)常使用的這些劇毒物質正在或逐漸被其它一些無毒或低毒原料所替代。比如說用二氧化碳或碳酸二甲酯代替光氣合成異氰酸酯的新方法,還有日本旭化司開發(fā)了用異丁烯直接催化氧化制甲基丙烯酸的新工藝,德國公司則用毒性較小的丙醛和甲醛為原料首先制得甲基丙烯醛,再進一步氧化成甲基丙烯酸。這些新工藝都避免使用氫氛酸,使環(huán)保得到了極大的改善。綠色化學在石油化工行業(yè)的應用還表現(xiàn)為盡量采用可再生資源為原料,傳統(tǒng)生產己二酸、對苯二酚的原料路線是以煤或石油為基礎的。這些路線不僅工藝復雜、污染嚴重,而且利用的是一些不可再生的煤或石油為原料，所以無法滿足生產過程中的減免廢物污染的要求。綠色化學的方法則是用淀粉水解所得葡萄糖為原料通過酶催化可制得己二酸,這樣就更好的利用了可再生資源,避免了過度使用不可再生資源。另外,綠色化學在石油化工行業(yè)的應用還表現(xiàn)為使用的催化劑、溶劑盡量綠色化,從而制造出對環(huán)境和人體都友好的綠色化產品。例如環(huán)境友好柴油的配方要求低的含硫量(質量分數(shù)小于2.0x10-5)和低的芳烴含量,同時要求十六烷值不低于40。新的綠色汽油配方對蒸汽壓和芳烴、烯烴的含量限制提出了更高要求,并要求在汽油中加人一些甲基叔丁基醚、醇類等含氧化合物以取代鉛的氧化物來保持和提高汽油的辛烷值和其它性能。這無疑對煉油技術和油品的配制提出了更高的要求。

4綠色化學在造紙工業(yè)中的應用

造紙工業(yè)是我國環(huán)境污染最嚴重的產業(yè)之一,每年有毒有害廢水的排放量高達5×109t，不僅嚴重的污染了生活用水，還給污水處理帶來了很大的負擔,為解決制漿造紙工業(yè)的污染問題,必須發(fā)展新的無(少)污染制漿技術。新的技術包括機械法制漿技術和生化法制漿技術。生化法制漿得率高、能耗低、污染很少,有浸漬法制漿和酶法制漿兩種.浸漬法是將細菌直接接種于纖維原料中,細菌在生長繁殖的同時分泌產生大量的酶,在酶的催化作用下使纖維分散.該方法簡單,但需要大型發(fā)酵設備.酶法是在一定設備條件下培養(yǎng)某種細菌,使其產生大量的酶,經(jīng)一定生物技術處理將酶濃縮后加到纖維原料中,通過酶解作用使纖維分散.兩種方法均有工業(yè)應用。無污染漂白的技術是用不含氯的物質如O2,H2O2,O3等作為漂白劑對紙漿在中高濃條件下進行漂白,以代替嚴重污染環(huán)境的低濃紙漿氯化漂白和次氯酸鹽漂白的方法。

綜上所述，上文中筆者對綠色化學的基本含義和在化工行業(yè)中的應用進行了論述，并輔以一定的實例來闡述其應用效果，雖然只舉出了兩個簡單的應用例子,但是不難看出綠色化學由于其符合生態(tài)環(huán)境保護的要求,必然在化學工業(yè)的應用會越來越廣泛,不僅涉及石油工業(yè)、造紙工業(yè),也涉及紡織工業(yè)、制革工業(yè)和農藥工業(yè)等。因此，可見綠色化學是化學家們的一項長期重要戰(zhàn)略任務,綠色化學的根本目的是從節(jié)約資源和防止污染的觀點來重新審視和革新傳統(tǒng)化學,從而應用在化學工業(yè)中,使得對環(huán)境的治理從治標逐漸轉向治本，以上僅是筆者拙見，諸多不足，還望批評指正。