绿色化学展现化工行业美好前景

化学工业的发展在不断促进人类进步的同时，客观上也带来了环境污染、温室效应等负面效应。一些著名的环境事件多与化学工业有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化（如太湖蓝藻大面积暴发事件）等。然而，把所有的环境问题归因于“都是化学惹的祸”，显然不公平。在早期的化学工艺流程中，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都会带来环境污染，导致有些人把化学和化工当成了污染源，甚至谈“化”色变。这些仅仅是对化学的偏见，而事实上，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。为了应对化学工业所面临的挑战，消除人们对化学工业的误解，提倡绿色化学已刻不容缓。

    绿色化学关乎化学工业的每个环节

    绿色化学又称环境无害化学，其核心是利用化学原理从根本上消除化学工业对环境的污染，它具有少产、甚至不产废物，达到“零排放”的特点。绿色化学是从化学科学基础内容上进行更新，从源头上消除污染。绿色化学能达到合理利用资源和能源，降低生产成本，符合实现化学工业的可持续发展。在激烈的市场竞争中，企业要生存和发展，首先要融入发展绿色化工的理念，引进先进技术，降低能源和原料的消耗，提高产品品质，并在化工产品的生产、储运、使用、报废的全过程中不对环境造成危害。目前，

    绿色化工的理念正逐渐渗透到化学工业的每个环节。

    在废水处理方面，通过建立污水处理厂，处理工业和生活废水，实现循环利用。如江苏亚邦化工公司建设的污水处理厂，污水处理量达10万t/d，大大提高了工业园区的环境质量，改善了投资环境，确保了环境效益与社会效益的双赢，促进了工业园区的可持续发展。在化学工艺流程方面，通过加强生产技术研究，积极采用清洁生产工艺，引进环境友好的技术设备，开发品质优、环保成本低且符合国际环保要求的化工产品，实现化工产品的绿色化。在产品的包装使用上，通过采用可降解塑料，尽量减少白色污染。

    科技进步引领绿色化工快速发展

    未来几年，我国人口将继续增加，资源、能源消耗将持续增长，面临的环保压力也将越来越大。化工行业的节能减排任务也更加艰巨。我国将大力倡导生态文明，推动绿色化工的建设，通过环保、绿色化学工艺过程的开发，使化工生产从原料到产品的整个过程实现绿色化。近几年来，我国在绿色化学的工业化和基础研究方面均取得了巨大进展。

    在工业化应用方面，绿色化学化工领域一个重大成果“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”在2005年获得国家技术发明一等奖。该成果结合了非晶态合金催化剂优异的磁性、加氢性能与磁稳定床优异的传质、传热性能，使反应过程得到强化，在国际上首次实现了磁稳定床和非晶态合金催化剂的集成创新和工业化。同年，中国石化通过组织开展以绿色化学和可持续发展为理念的技术创新，使国内引进的2套分别以苯和甲苯为原料的5万t/a己内酰胺生产装置扭亏为盈。2006年石油化工科学研究院成功开发了高压醇解法生产清洁燃料生物柴油，并在中国石化石家庄化纤公司成功实现中试，可望完全实现工业化。

    在基础研究领域，离子液体、超临界和高效绿色催化都取得了突破性进展。近年来，开发了全绿色氨基酸离子液体家族，研发了胍类离子液体并应用于纳米催化，合成了手性离子液体等。

高效绿色催化作为绿色化学的核心内容之一，一直为我国科学家所重视。近两年，围绕绿色催化开展的系列工作受到国内外高度评价。我国提出的高选择性氧化和卤化催化剂体系、高空间选择性的立体选择催化、手性Michael加成、自担载手性催化剂多相化、离子液体担载超常寿命纳米催化剂等，均处于国际领先水平。

    绿色化工绿色化工助力其他领域节能减排

    不仅使化学工业达到节能减排的目标，而且还通过绿色化学品以及绿色化学工艺在其他领域的应用，推动了其他行业实现绿色生产。如用无毒无害的原料代替剧毒的光气和氢氰酸等制备中间体，以无毒无害的溶剂代替挥发性有机溶剂等。

    染料和染料中间体在我国精细化学品的出口中占有很大比例。我国每年硝基芳烃类中间体的产量超过百万吨，生产此类产品所采用的主要生产工艺过程硝化以及硝基的还原等，都属于重污染工艺。研究和开发新的清洁硝化和还原技术，是解决这些传统工艺中重污染的关键所在。在农药行业中，开发高效、低毒、易降解、安全性和环境相容性好的绿色农药，以取代低效、高毒、高残留及抗性高的传统农药已成为当今新农药创制的方向。

    发展绿色化工需从源头抓起

    近年来，我国化工行业产业规模扩增趋势强劲，但总体发展水平仍然较低。以江苏省常州市为例，常州市化工生产企业共2401家，其中规模以上企业575家，规模以上化工企业利润总额约占常州市所有规模以上企业利润总额的15%左右。常州市化工企业中小型企业约占4/5，工艺技术水平落后，产品多以高能耗、高污染、资源性的低附加值产品为主。“两高一资”产业的强势扩增为环境治理增加了很大难度。如何平衡发展与环保的矛盾成为亟待解决的问题。此外，很多企业的能源消耗和排污统计方法不健全，也成为行业发展的劣势。

    在太湖蓝藻暴发事件后，常州市政府采取了一系列措施，积极开展环保专项治理活动。对全区范围内排水工业企业、集中式污水处理厂、规模化畜禽养殖场的污染物排放量及去向以及企业立项、建设、三同时等执行情况按照方案进行全面调查。对进入化工园区的企业，严格执行区域环评要求，同时鼓励经济效益和产业发展前景好、管理规范、污染轻的企业做大做强，大力推进企业兼并重组，提升化工园区的产业层次，从源头上解决污染问题。

    绿色化工带来社会效益与经济效益

    目前，绿色化工已被全球列为21世纪实现可持续发展的一项重要战略，是解决资源、能源紧缺、环境恶化的重要途径，是提高人类生存质量和保证国家与民众安全的核心基础科学与技术。未来，绿色化工和清洁生产工艺技术将向节能、环保的方向发展。化学与材料、生命、信息、能源、资源、环境等领域的结合将开辟新的发展方向，为提高人类生活质量和环境改善提供多种途径。采用无毒、无害原料和溶剂、高选择性化学反应，从源头上消除污染的绿色化学过程将得到普遍关注。

    目前世界各国都在大力推崇绿色化工的理念。在法国，“绿色化工”增长势头强劲，给农业发展带来了全新思路。随着“绿色化工”的迅速升温，未来这一新兴产业创造的财富很可能超过农产品本身，仅生物能源一项就将产生巨大经济效益和社会效益。

    绿色化工的出现，为我国化工行业的快速发展提供了良好契机。绿色化工技术和科技产品的逐渐完善，将通过“变废为宝”做到“清洁生产”，资源利用“一体化”，使新兴化工工业园区实现循环经济。

    相关链接

    绿色化学的由来和核心内涵

    绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。绿色化学是近10年才产生和发展起来的一个“新化学婴儿”。1984年，美国环保局(EPA)提出“废物最小化”，这是绿色化学的最初思想。1989年，美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年，美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令，将防止污染确立为国策，该法案条文中首次出现了“绿色化学”一词。1992年，美国环保局又发布了“污染预防战略”。1995年，美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志，标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿，在1995年，中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。

    绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的，用原子利用率衡量反应的原子经济性，在有机合成中最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。

    绿色化学的12项原则

    为了简述绿色化学的主要观点，P.T.Anastas和J.C.Waner提出了绿色化学的12项原则：

    1．防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。

    2．原子经济——设计这样的合成程序，使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。

    3．较少有危害性的合成反应——设计合成工艺只选用或产出对人体或环境毒性小、最好是无毒的物质。

    4．生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能，还应具有最小的毒性。

    5．溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料（如溶剂或析出剂）当不得以使用时，尽可能是无害的。

    6．能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量，还应考虑对环境的影响和经济效益。合成过程尽可能在大气环境的温度和压强下进行。

    7．用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的，原料应能回收而不是使之废弃。

    8．尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应（用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程），因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。

    9．催化作用——催化剂（尽可能是具选择性的）比符合化学计量数的反应物更占优势。

    10．要设计降解——按设计生产的生成物，当其有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物，在环境中不继续存在。

    11．防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特别是对形成危害物质的控制上。

    12．防止事故发生——在化学过程中，反应物（包括其特定形态）的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。资源使用的5R理论

    为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求，人们又提出了5R理论：

    1．减量——Reduction减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保持产量的情况下如何减少原料用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物的排放量。

    2．重复使用——Reuse重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。

    3．回收——Recycling回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等。

    4．再生——Regeneration再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。

    5．拒用——Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。

    理想的化工生产方式

    绿色化学核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和生产有害物质。理想的化工生产方式是：

    1．充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；

    2．在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；

    3．提高原子的利用率，力图使原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；

    4．只生产有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

    绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。

建设造价信息江苏省建设造价信息江苏省建设造价信息