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中图分类号：S73文献标识码： A
摘要：运用科学有效的方法对化工原料、催化剂、溶剂、试剂、废物、产品等等进行改善来减少其对人类健康以及生态环境的危害，并促进化工工业的节能发展，这就是绿色化学工程与工艺。本文作者根据工作和实践经验，就绿色化学工程与工艺的开发、化工企业的节能减排以及在化学工业节能中的应用等方面做了论述。
关键词：化学工程 绿色化工 工艺改进 节能减排
一、化学与绿色化学
20世纪80年代以来，化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为，“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句‘本品不含任何化学添加剂’“化学”似乎成了“有害”的同义词。然而，殊不知，那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说，任何物质都是有毒的，物质的毒性与物质的“量”有关。常用衡量物质毒性的标准时LD50(半数致死量)( mg/kg)等见下表：
表1化学物质的急性毒性分级
随着化学的发展，尤其是化学工业给社会带来的环境污染问题，污染环境似乎成了化学的代名词。造成这一现象固然是出于误解，但是不可否认不少化学工业生产的排放和一些化学品的滥用，确实给整个生态环境造成了非常严重的影响。当前面临的形式是，我们这个社会已经无法离开我们当前物质文明的化学工业和化工测评而倒退到从前。尽管我们处于恐怖的白色污染中，但离开今天的高分子产品，我们的日常生活还能正常进行吗?“尤其是在都市中。而我们自己也己经或者正在将一些有毒有害的化学生产转移到发展中国家”。这一结果最终将是自食其果，毁了我们赖以生存的地球。因此我们既要为了开创美好生活而发展化学工业，又不能让它的生产过程和它的产品破坏我们的环境，贻害我们的子孙。这是当前化学工业者面临的最大的挑战，即要为社会创造新的、安全的化学一绿色化学。
四、绿色化学的兴起
什么是绿色化学?“美国绿色化学研究所长P .T - Anastas博士认为，“绿色化学就是在化学品的设计、制造和使用过程中利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或者在过程中的生成。”绿色化学又称环境友好化学，是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生，使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。
从这定义上来看，绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防，把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法，既通过改变化学方应与化工过程，从而从根本上减少或消除危害物质的产生，并进而解决环境问题。2、绿色化学的特点
绿色化学是当今国际化学工业研究的前沿，己成为21世纪化学工业的主要方向之一，其显著特点是:
1）绿色化学考虑社会可持续发展，促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源，充分利用生物质，即植物、农作物，以及其他通过光合作用产生的有机物，它们是理想的石油品替代原料。此外，还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等，促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学，是更高层次的化学。如:在设计获取新物质的化学反应路线时，力求使原料中的原子100%地转变为目的产物，实现废物的‘零排放’。这样既可以充分利用资源，又不会对环境造成污染。
2）绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术，特别是新的催化工程技术，在选择原料路线时，尽量使用低污染、无污染的原料，以替代有毒有害的原材料，反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物，能够实现化学反应技术的绿色化。
3）绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防(pollutionention)环境治理则是对已被污染的环境进行治理，即“末端治理”。时间表明，这种“末端治理”的粗放式经营模式，往往治标不治本，只注重污染的净化和处理，不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放，既浪费资源和能源，治理费用投资又比较大，综合效益差，甚至造成二次污染。因此，绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。
五、绿色化学工程与工艺的开发
1、选择、采用无毒害化学原料
生产化学产品的源头是原料的选择，它决定着化学生产流程和工艺的选择。绿色化学工程与工艺以不使用有毒有害的原料为首要开发目标，从源头上防止化学污染，同时绿色化学工程与工艺本着采用可再生的自然物质作原料的开发原则，来保证化学生产的无污染。
2、提高化学反应的选择性
烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应，石油化工工业中时常发生这种反应，但是，它的生成物不稳定，很容易被进一步氧化，生成H2O和CO2。在各类的催化反应中，此反应一般不会被选择，因为有时生成物中还会存在同分异构提，不利于得到最终产物，所以，为了简化生产，一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度，还提高了反应的选择性，还能够起到降低成本，节约资源，减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性，比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂，就可以应对不同的烃类氧化反应。
3、采用无毒无害的化学催化剂
近年来，化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中，而催化劑对提高反应速率有着明泉的效果，所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今，相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂，此外，分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。
六、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用
绿色化学工程的开始与使用很大程度上促进了化学工业节能的实现，主要有以下几方面的应用。
1、清洁生产技术的应用
清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术，比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等，这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广，主要有以下几种技术:生物工程技术，这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术，如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术，这里有多种催化剂，比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术，这里有超临界H2O。和超临界CO2，都能阻燃并且无毒。
2、生产环境友好型产品
发展绿色化学工程与工艺，其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例，比如寻找替代品来替代氟利昂，这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染，近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料，大大减少汽车尾气造成的污染。
结语：
绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料，选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程，应用清洁的生产技术，实现生产与环境相协调，产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺，已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术，是建设环境友好型社会，实现可持续发展的关键所在。
参考文献：
[1]胡常伟:绿色化学原理和应用.[M].北京:中国石化出版社.2002
[2]王延吉:绿色催化过程与工艺[M].北京:化学工业出版社.2002.
[3]朱清时:绿色化学进展.[J].北京:大学化学学报.2000年3月第7期
摘要：运用科学有效的方法对化工原料、催化剂、溶剂、试剂、废物、产品等等进行改善来减少其对人类健康以及生态环境的危害，并促进化工工业的节能发展，这就是绿色化学工程与工艺。本文作者根据工作和实践经验，就绿色化学工程与工艺的开发、化工企业的节能减排以及在化学工业节能中的应用等方面做了论述。
关键词：化学工程 绿色化工 工艺改进 节能减排
一、化学与绿色化学
20世纪80年代以来，化学品在社会公众中的形象产生了一些微妙的变化。一些人甚至认为，“化学品有毒、有味、污染环境。国内一些食品、化妆品广告或包装上常有一句‘本品不含任何化学添加剂’“化学”似乎成了“有害”的同义词。然而，殊不知，那些标榜着纯天然的也是化学品。广义地说，任何物质都是有毒的，物质的毒性与物质的“量”有关。常用衡量物质毒性的标准时LD50(半数致死量)( mg/kg)等见下表：
表1化学物质的急性毒性分级
随着化学的发展，尤其是化学工业给社会带来的环境污染问题，污染环境似乎成了化学的代名词。造成这一现象固然是出于误解，但是不可否认不少化学工业生产的排放和一些化学品的滥用，确实给整个生态环境造成了非常严重的影响。当前面临的形式是，我们这个社会已经无法离开我们当前物质文明的化学工业和化工测评而倒退到从前。尽管我们处于恐怖的白色污染中，但离开今天的高分子产品，我们的日常生活还能正常进行吗?“尤其是在都市中。而我们自己也己经或者正在将一些有毒有害的化学生产转移到发展中国家”。这一结果最终将是自食其果，毁了我们赖以生存的地球。因此我们既要为了开创美好生活而发展化学工业，又不能让它的生产过程和它的产品破坏我们的环境，贻害我们的子孙。这是当前化学工业者面临的最大的挑战，即要为社会创造新的、安全的化学一绿色化学。
四、绿色化学的兴起
什么是绿色化学?“美国绿色化学研究所长P .T - Anastas博士认为，“绿色化学就是在化学品的设计、制造和使用过程中利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或者在过程中的生成。”绿色化学又称环境友好化学，是运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生，使所研究开发的化学产品和过程更加对环境友好。
从这定义上来看，绿色化学的目的就是在化学转化的全过程中对污染进行预防，把污染末端开始控制变为源头就治理。绿色化学涉及对化学产品及其合成设计与改造。通过提供一个新的方法，既通过改变化学方应与化工过程，从而从根本上减少或消除危害物质的产生，并进而解决环境问题。2、绿色化学的特点
绿色化学是当今国际化学工业研究的前沿，己成为21世纪化学工业的主要方向之一，其显著特点是:
1）绿色化学考虑社会可持续发展，促进人与自然的协调。大力开发人类最理想的绿色资源和能源，充分利用生物质，即植物、农作物，以及其他通过光合作用产生的有机物，它们是理想的石油品替代原料。此外，还可利用取之不尽、用之不竭的太阳能及风能、地热能和海洋能等，促进化工生产的持续发展。绿色化学是人类用环境危机的巨大代价换来的新认识、新思维和新科学，是更高层次的化学。如:在设计获取新物质的化学反应路线时，力求使原料中的原子100%地转变为目的产物，实现废物的‘零排放’。这样既可以充分利用资源，又不会对环境造成污染。
2）绿色化学是研究与环境友好化学反应和技术，特别是新的催化工程技术，在选择原料路线时，尽量使用低污染、无污染的原料，以替代有毒有害的原材料，反应过程中采用对环境友好的媒介和反应技术。如:酶催化反应、膜催化反应、清洁合成技术、生物工程技术等。”这些采用生物技术、酶技术及基因重组工程等高新技术开发新的化学反应与合成新的化合物，能够实现化学反应技术的绿色化。
3）绿色化学是从源头上防止污染的生成。即污染预防(pollutionention)环境治理则是对已被污染的环境进行治理，即“末端治理”。时间表明，这种“末端治理”的粗放式经营模式，往往治标不治本，只注重污染的净化和处理，不注意从源头上和生产全过程中预防和杜绝废物的产生和排放，既浪费资源和能源，治理费用投资又比较大，综合效益差，甚至造成二次污染。因此，绿色化学的目的就是把现有的化学工业生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上消除污染”。
五、绿色化学工程与工艺的开发
1、选择、采用无毒害化学原料
生产化学产品的源头是原料的选择，它决定着化学生产流程和工艺的选择。绿色化学工程与工艺以不使用有毒有害的原料为首要开发目标，从源头上防止化学污染，同时绿色化学工程与工艺本着采用可再生的自然物质作原料的开发原则，来保证化学生产的无污染。
2、提高化学反应的选择性
烃类选择性氧化是一类具有强放热性的反应，石油化工工业中时常发生这种反应，但是，它的生成物不稳定，很容易被进一步氧化，生成H2O和CO2。在各类的催化反应中，此反应一般不会被选择，因为有时生成物中还会存在同分异构提，不利于得到最终产物，所以，为了简化生产，一般都会使用选择性高的试剂。这样不仅可以降低分离产品和纯化产品的难度，还提高了反应的选择性，还能够起到降低成本，节约资源，减少环境污染的作用。所以加强这一方面的研究会有很强的实用性，比如开发载氧能力强、选择性好的新型催化剂，就可以应对不同的烃类氧化反应。
3、采用无毒无害的化学催化剂
近年来，化学反应越来越多的应用到了工业化的生产中，而催化劑对提高反应速率有着明泉的效果，所以开发新型高效、无毒无害的催化剂以成为绿色化学工艺的发展方向之一。如今，相关部门都在研发新的烷基化固相催化剂，此外，分子筛催化剂也得到了很好的开发和应用。
六、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用
绿色化学工程的开始与使用很大程度上促进了化学工业节能的实现，主要有以下几方面的应用。
1、清洁生产技术的应用
清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术，比如先进的脱硝和脱硫技术;城市垃圾的无害化处理技术;生活垃圾制沼气技术;高效清洁的煤气化技术;利用风能、太阳能等自然能发电技术等等，这此都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广，主要有以下几种技术:生物工程技术，这其中有细胞工程、酶工程、基因工程等等;辐射加工技术，如离子束、射线和中子束等在常温常压下就可以引起一些需要在高温高压下才能进行的反应;绿色催化技术，这里有多种催化剂，比如分子筛催化剂、相转移催化剂等;超临界流体技术，这里有超临界H2O。和超临界CO2，都能阻燃并且无毒。
2、生产环境友好型产品
发展绿色化学工程与工艺，其目的是生产出环境友好型产品。在生活中有许多实例，比如寻找替代品来替代氟利昂，这样可以保护大气的臭氧层;使用可降解的塑料制品;无磷洗衣粉、清洁汽油等等。因为传统汽油柴油给大气带来了严重污染，近年来国内外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他无污染燃料，大大减少汽车尾气造成的污染。
结语：
绿色化学工程与工艺采用无毒的溶剂、原料，选择无污染、低耗、节能的化学工艺过程，应用清洁的生产技术，实现生产与环境相协调，产品和生态友好。开发和应用绿色化学工艺，已成为当代化学工业的发展趋势和前沿技术，是建设环境友好型社会，实现可持续发展的关键所在。
参考文献：
[1]胡常伟:绿色化学原理和应用.[M].北京:中国石化出版社.2002
[2]王延吉:绿色催化过程与工艺[M].北京:化学工业出版社.2002.
[3]朱清时:绿色化学进展.[J].北京:大学化学学报.2000年3月第7期