綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用

綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用

　　無機化工生產與我國社會經濟發(fā)展密切相關，在促進經濟發(fā)展的同時，也帶來了一些問題，下面是小編搜集整理的一篇探究綠色化學與工藝在無機化工過程應用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘 要：化工生產在我國國民經濟發(fā)展過程中具有重要作用，但在化工生產過程中，不可避免的會產生一些廢棄物或有毒有害物質，這就需要采取相應的措施減少化工生產的危害，綠色化學與工藝由此得到發(fā)展。本文將對綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用展開簡要論述。

　　關鍵詞：綠色;無機化工;化學與工藝

　　化學在人類發(fā)展過程中起著十分重要的地位，為人類的生存與發(fā)展提供了重要的物質保障。與此同時，化學生產帶來的各種污染問題同樣也給人類的生存與生活產生了嚴重影響，如何發(fā)展對人類健康和環(huán)境危害較小的生產工藝，成為化學家面臨的新問題，綠色化學由此得到發(fā)展。綠色化學與工藝是指利用化學技術和化學方法，減少或者消除對人類及環(huán)境有害物質的使用和產生，使化工生產與環(huán)境友好共存。

　　1 綠色化學與工藝在無機化工過程中的應用

　　1.1 綠色化學與工藝介紹

　　1.1.1 原子經濟理念下的綠色化學。原子經濟理念提出較早，其含義是：在化工生產過程中，應將化工原材料中的分子最大化的轉化為目標產物。雖然無機化工生產對社會經濟的發(fā)展具有重要影響，極大地推動了社會經濟的發(fā)展，但我們也應該清醒地認識到化工生產給環(huán)境帶來的危害。為此，應在化工生產和研發(fā)中，充分發(fā)揮原子經濟理念的作用，最大限度的將化工原材料轉化為目標產物，降低化工生產對環(huán)境和人體健康的危害。

　　1.1.2 原料的綠色化�；�工企業(yè)在生產過程中，由于工藝需要，通常會在化工生產中使用氫氰酸、光氣等有毒原料，這些有毒原料在反應過程中會產生大量的有害物質，給作業(yè)人員人體健康帶來極大危害，同時也給環(huán)境造成了嚴重污染。為保護工作人員的人體健康，使環(huán)境免受污染，化工企業(yè)應在化工生產中盡可能采用無毒無害的化學物質。

　　化工企業(yè)在生產中使用酸、堿或有機化合物替代有毒化工原料，降低了化工生產的毒性，但酸、堿性物質腐蝕性較強，在反應過程中會產生高濃度的酸性氣體或堿性氣體，不僅腐蝕化工生產設備，縮短設備使用壽命，還會對作業(yè)人員身體造成嚴重影響，這也是應盡量避免的。綜上所示，化工企業(yè)應改進生產工藝，采用無毒、無害、無腐蝕性的化工原料，若必須要使用腐蝕性材料，應利用催化劑加快反應速率，降低反應條件，減少腐蝕性化學品對設備的危害。

　　1.1.3 溶劑的綠色化�；�工生產過程中，需要使用大量的溶劑，其主要功能是反應介質、分離物質以及配置溶液等，部分溶劑會在反應后產生大量污染氣體，為降低溶劑在反應過程中產生有毒有害氣體，可使用綠色無污染的溶劑，如超臨界二氧化碳(CO2)。超臨界二氧化碳溶劑是指溫度和壓力達到臨界點以上的流體，具有與溶劑一樣的密度，而且具有氣體的粘度和傳質速度，該溶劑在化工生產反應中得到初步應用，已經取得了較為理想的效果。相對于其他傳統(tǒng)溶劑而言，超臨界二氧化碳具有無毒、不可燃，成本低等優(yōu)勢，因此具有十分廣闊的發(fā)展前景。

　　1.1.4 可再生資源的利用�？稍偕�資源生產化學產品是綠色化學未來重要的研究領域之一，也是無機化學企業(yè)未來發(fā)展的方向�？稍偕�資源的使用不僅能有效緩解資源緊缺問題，還能將化工生產中產生的廢棄物變廢為寶。如化工生產過程中廢棄物經過處理后，可用于動物喂養(yǎng)、燃料燃燒以及其他用途，這主要是通過生物或農業(yè)肥料進行聚合物再造工作完成的�？稍偕�資源的利用，提高了化工生產的環(huán)境效益，降低其成本，可有效提升化工企業(yè)的經濟效益和社會效益。

　　1.2 綠色化學與工藝應用實例

　　1.2.1 含汞廢液微電解處理工藝。汞在化工生產商有重要用途，同時該物質也是對環(huán)境和人體具有危害的一種金屬物質。上世紀五十年代日本水俁事件以后，世界各國開始加大了環(huán)境保護力度，并對工業(yè)廢水中汞污染問題的處理進行了深入研究。在電池生產工藝中，工業(yè)廢水含有大量的汞、鋅、錳等重金屬，對廢水中的汞進行處理是一個關鍵環(huán)節(jié)。雖然除汞的方法較多，但各類方法的特點不同，而且適合應用于電池廠工業(yè)廢水處理的方法并不多。較為常用的有混凝法處理工藝，該工藝是將三種重金屬轉化為氫氧化物或者氧化物污泥，從而達到降低污染物含量的目的。但該工藝在汞含量較高時難以達到量的處理效果，如某電池廠每天生產100t工業(yè)廢水，其中汞、鋅、錳的污泥含量大約為20-50kg，直接排放形成了巨大的資源浪費，同時還會污染環(huán)境。

　　新研發(fā)的微電解-混凝沉淀技術可用于電池含汞廢水處理工藝中，試驗結果表明，總含汞量低于1.765mg/L的工業(yè)廢水經過該工藝處理后，其總汞含量達到排放標準，而且汞基本富集于汞泥當中，有效避免了鋅、錳污泥的污染，為后期金屬的回收利用提供了便利;該工藝操作簡單，使經濟效益和環(huán)境效益得到了同步實現(xiàn)。

　　1.2.2 液相法芒硝制堿中苛化廢渣利用工藝。近年來，我國科研學者開始研究液相法芒硝制堿新工藝，并取得了顯著進展。該工藝主要分為兩部分，①通過加入中介質，將芒硝(Na2SO4・10H2O)轉化為質量分數(shù)為12%的高濃度Na2CO3溶液;②將得到的Na2CO3溶液中的溶質直接苛化為NaOH溶液。在制取NaOH溶液的同時，產生大量的苛化廢渣，其主要成分是碳酸鈣(CaCO3)，若將其棄掉，不但降低原料的利用率，而且還要占用大量的土地堆存，造成嚴重污染。

　　為解決制堿工藝中廢渣對環(huán)境污染問題，科研工作者在回收利用方面進行了較為系統(tǒng)的探究試驗。具體流程如下：第一步，廢渣成分分析，主要對苛化鈉組成進行分析;第二步，轉化，利用碳化法將廢渣中的碳酸鈣成分轉化為輕質的碳化鈣;第三步，碳化鈣的利用，試驗證明轉化后的輕質碳化鈣可廣泛用于冶金、有機合成、玻璃制造等制造工藝中，而且還能用于塑料、橡膠、油膜的填料。該處理工藝不僅減少了廢渣對環(huán)境的污染，還使原材料得到了充分利用，降低了燒堿和塑料等產品的生產成本。

　　2 結束語

　　無機化工生產與我國社會經濟發(fā)展密切相關，在促進經濟發(fā)展的同時，也帶來了一些問題，如環(huán)境污染問題以及人類健康問題，需要我們采取積極的應對措施。為促使化工生產能夠健康持續(xù)發(fā)展，減少對環(huán)境的污染，保障工作人員健康，應充分利用現(xiàn)代生產工藝進行生產，從原材料、溶劑、生產工藝等多個方面進行改進，實現(xiàn)無機化工的綠色化生產，確保無機化工能夠持久發(fā)展。

　　參考文獻：

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　　[3]井博勛，莒菲.淺議綠色化工技術在化學工程工藝中的應用[J].天津化工，2015，03.

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