现代绿色化工工艺介绍

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绿,色,色,化,化,工,工,工,工,艺,艺,greenchemicalindustry,在,化,工,工,产,产,品,品,生,生,产,产,过,过,程,程,中,中,，,，,从,从,工,工,艺,艺,源,源,头,头,上,上,就,就,运,运,用,用,环,环,保,保,的,的,理,理,念,念,，,，,推,推,行,行,源,源,消,消,减,减,、,、,进,进,行,行,生,生,产,产,过,过,程,程,的,的,优,优,化,化,集,集,成,成,，,，,废,废,物,物,再,再,利,利,用,用,与,与,资,资,源,源,化,化,，,，,从,从,而,而,降,降,低,低,了,了,成,成,本,本,与,与,消,消,耗,耗,，,，,减,减,少,少,废,废,弃,弃,物,物,的,的,排,排,放,放,和,和,毒,毒,性,性,，,，,减,减,少,少,产,产,品,品,全,全,生,生,命,命,周,周,期,期,对,对,环,环,境,境,的,的,不,不,良,良,影,影,响,响,。,。,绿,绿,色,色,化,化,工,工,的,的,兴,兴,起,起,，,，,使,使,化,化,学,学,工,工,业,业,环,环,境,境,污,污,染,染,的,的,治,治,理,理,由,由,先,先,污,污,染,染,后,后,治,治,理,理,转,转,向,向,从,从,源,源,头,头,上,上,根,根,治,治,环,环,境,境,污,污,染,染,。,。,绿色化,学,学,绿色化,学,学又称,环,环境无,害,害化学,（,（,EnvironmentallyBenignChemistry),、环境,友,友好化,学,学,(EnvironmentallyFriendlyChemistry),、清洁,化,化学,(CleanChemistry),。绿色,化,化学是,新,新世纪,人,人们追,求,求健康,，,，环保,，,，生态,平,平衡的,趋,趋势。,是,是用化,学,学的技,术,术和方,法,法去减,少,少或停,止,止那些,对,对人类,健,健康、,社,社区安,全,全、生,态,态环境,有,有害的,原,原料、,催,催化剂,、,、溶剂,和,和试剂,、,、产物,、,、副产,物,物等的,使,使用和,产,产生。,其,其理想,是,是使污,染,染消除,在,在生产,的,的源头,，,，使整,个,个合成,过,过程和,生,生产过,程,程对环,境,境友好,，,，从根,本,本上消,除,除污染,绿色化,学,学的特,点,点,（,1,）采用无毒,、,、无害的原,料,料；,（,2,）在无毒无,害,害的反应条,件,件下进行；,（,3,）具有“原,子,子经济性”,，,，即反应具,有,有高选择性,，,，极少副产,品,品，甚至实,现,现零排放；,（,4,）产品应是,环,环境友好的,；,；,（,5,）满足“物,美,美价廉”的,传,传统标准,绿色化学的,研,研究内容,绿色化学抗,氧,氧化物的研,究,究,绿色化妆品,是,是近几年绿,色,色化学中热,门,门的热门话,题,题。其所指,的,的是采用天,然,然原料，尽,量,量不使用对,皮,皮肤有刺激,的,的色素、香,精,精和防腐剂,；,；采用清洁,的,的生产技术,；,；使用可降,解,解和可再生,利,利用的包装,材,材料；舍弃,化,化学合成添,加,加剂而采用,生,生物工程制,剂,剂和天然植,物,物提取物；,在,在安全无害,的,的前提下，,发,发挥除皱、,美,美白、抗衰,老,老等功效。,而,而其中的抗,衰,衰老涉及到,体,体内的抗氧,化,化剂的研究,，,，又和绿色,化,化学走到了,一,一起。,绿色化学的,实,实现途径,开发原子经,济,济反应；,提高烃类,氧,氧化反应的,选,选择性；,采用无毒,、,、无害的原,料,料；,采用无毒,、,、无害的催,化,化剂；,采用无毒,、,、无害的溶,剂,剂；,采用生物,技,技术从可再,生,生资源合成,化,化学品；,环境友好,产,产品；,计算机辅,助,助的绿色化,学,学设计；,有机电化,学,学合成方法,。,。,绿色化学的,发,发展预测,(12,项原则,),1.,预防环境污,染,染,Prevention,2.,原子经济性,AtomEconomy,3.,无害化学合,成,成,LessHazardousChemical Synthesis,4.,设计安全化,学,学品,DesigningSaferChemicals,5.,使用安全溶,剂,剂和助剂,SaferSolventsa Auxiliaries,6.,提高能源经,济,济性,Design forEnergy Efficiency,7.,使用可再生,的,的原料,Use of Renewable Feedstocks,8.,减少衍生物,Reduce Derivatives,9.,新型催化剂,的,的开发,Catalysis,10.,降解设计,Design forDegradation,11.,预防污染中,的,的实时分析,Real-timeanalysis for Pollution Prevention,12.,防止意外事,故,故的安全工,艺,艺,InherentlySafer Chemistry forAccidentPrevention,原料的绿色,化,化,传统的直至,现,现代化工生,产,产,原材料大多,数,数对人类健,康,康、生态环,境,境有毒有害,；,；,绿色化学或,绿,绿色化工清,洁,洁生产，主,要,要要考虑两,大,大方面：对人类健康,和,和生态环境,的,的影响；反应、转化,成,成为目标产,物,物（或产品,）,）过程的转,换,换效率。,可再生资源,作,作为化工生,产,产原材料,（,1,）采用生物,质,质材料制取,燃,燃料,（,2,）采用生物,质,质材料制取,精,精细有机化,学,学品,生物质：,由光合作用,产,产生的所有,生,生物有机体,的,的总称，包,括,括植物、农,作,作物、林产,物,物等。其中含有淀,粉,粉、纤维素,、,、木质素等,成,成分。,生物质资源,利,利用实例,发酵技术,绿色催化技,术,术,绿色催化剂,定,定义,绿色化学要,求,求化学品的,生,生产最大限,度,度地合理利,用,用资源，最,低,低限度地产,生,生环境污染,和,和最大限度,地,地维护生态,平,平衡。它对,化,化学反应的,要,要求是：采,用,用无毒、无,害,害的原料；,在,在无毒无害,及,及温和的条,件,件下进行；,反,反应必须具,有,有高效的选,择,择性；产品,应,应是环境友,好,好的。这四,点,点要求之中,有,有两点涉及,到,到催化剂，,人,人们将这类,催,催化反应成,为,为绿色催化,反,反应，其使,用,用的催化剂,也,也就称为绿,色,色催化剂。,绿色催化技,术,术,固体酸,1.,沸石分子筛,2.,杂多酸催化,剂,剂,3.,超强酸,4.,离子交换树,脂,脂,13X,分子筛,3A,分子筛,A,型沸石的骨,架,架结构图,ZSM-5,型沸石的骨,架,架结构图,X,（或,Y,）型沸石的,骨,骨架结构图,随着世界,环,环保意识,的,的加强以,及,及绿色化,学,学的发展,，,，人们越,来,来越重视,环,环境友好,的,的催化新,工,工艺过程,。,。以固体,碱,碱作为催,化,化剂具有,高,高活性、,高,高选择性,、,、反应条,件,件温暖和,、,、产物易,于,于分离、,可,可循环使,用,用等诸多,优,优点，尤,其,其在精细,化,化学品合,成,成方面可,使,使反应工,艺,艺过程连,续,续化，增,强,强了设备,的,的生产能,力,力，发挥,着,着越来越,明,明显的优,势,势，可望,成,成为新一,代,代环境友,好,好的催化,材,材料。,固体碱,金属氧化,性,性,水合滑石,类,类固体碱,催,催化剂,负载型无,机,机固体碱,分类,分子筛为,载,载体的固,体,体碱,其他载体,的,的固体碱,三氧化铝,为,为载体的,无,无机固体,碱,碱,有机固体,碱,碱,有机无机,复,复合固体,碱,碱,无机固体,碱,碱,生物催化,剂,剂,定义,工业用生,物,物催化剂,是,是游离或,固,固定化的,酶,酶或活细,胞,胞的总称,。,。,由于具有,反,反应条件,温,温和、催,化,化效率高,和,和专一性,强,强的优点,，,，利用生,物,物催化或,生,生物转化,等,等生物方,法,法来生产,药,药物组分,已,已成为当,今,今生物技,术,术研究的,热,热点课题,。,。,生物催化,剂,剂的应用,目前，生,物,物催化工,艺,艺对化学,工,工业已产,生,生重大影,响,响，全球,酶,酶市场规,模,模约,10,亿美元。,酶,酶都有其,最,最佳温度,和,和,pH,值。而有,些,些工业生,产,产过程需,在,在在传统,方,方面，微,生,生物和酶,工,工艺已被,用,用于生物,衍,衍生原料,，,，现在开,始,始扩展到,石,石油衍生,材,材料领域,，,，且手性,酶,酶在有机,药,药品合成,及,及柴油微,生,生物脱硫,中,中得到广,泛,泛应用，,在,在反应中,作,作歧化剂,。,。在生产,小,小分子的,药,药物及中,间,间体时，,生,生物转化,和,和传统的,化,化学方法,最,最显著的,区,区别就是,能,能非常有,效,效地不对,称,称合成手,性,性化合物,。,。,催化在绿,色,色化学中,的,的重要性,催化是化,学,学工业的,基,基石，化,学,学工业上,的,的重大变,革,革、技术,进,进步多数,是,是因为因,的,的催化材,料,料或者技,术,术的产生,，,，因此要,发,发展这样,的,的一门对,环,环境友好,，,，造福于,人,人类的绿,色,色化学，,催,催化尤为,关,关键，促,使,使研究人,员,员的持续,研,研究。,绿色化工,中,中的原子,经,经济性,原子经济,性,性是指原料,分,分子中有,百,百分之几,的,的原子转,化,化成了产,物,物，用以,评,评价不同,工,工艺路线,的,的原子利,用,用程度。,原子经济,性,性反应的,特,特点：,1,）最大限,度,度地利用,原,原料；,2,）最大限,度,度地减少,废,废物的排,放,放，减少,污,污染。,反应类型,及,及其原子,经,经济性,1,分子重,排,排反应,(Rearrangements),分子重排,反,反应是,100,原子经,济,济反应，,因,因为它通,过,过原子重,整,整产生新,的,的分子，,所,所有反应,原,原子都结,合,合到产物,中,中。,2,加成反,应,应,(Addition),加,成,成,反,反,应,应,是,是,原,原,子,子,经,经,济,济,反,反,应,应,，,，,如,如,环,环,加,加,成,成,、,、,烯,烯,烃,烃,溴,溴,化,化,等,等,，,，,将,将,反,反,应,应,物,物,加,加,到,到,底,底,物,物,上,上,，,，,充,充,分,分,利,利,用,用,原,原,料,料,中,中,的,的,原,原,子,子,。,。,3,取,取,代,代,反,反,应,应,(Substitution),取,代,代,反,反,应,应,中,中,，,，,离,离,子,子,基,基,团,团,是,是,终,终,产,产,物,物,中,中,不,不,需,需,要,要,的,的,废,废,物,物,，,，,反,反,应,应,的,的,原,原,子,子,经,经,济,济,性,性,降,降,低,低,，,，,而,而,其,其,非,非,原,原,子,子,经,经,济,济,程,程,度,度,则,则,视,视,不,不,同,同,的,的,试,试,剂,剂,和,和,底,底,物,物,而,而,决,决,定,定,。,。,4,消,消,除,除,反,反,应,应,(Elimination),消,除,除,反,反,应,应,是,是,原,原,子,子,经,经,济,济,性,性,最,最,低,低,的,的,反,反,应,应,。,。,绿,色,色,化,化,学,学,工,工,艺,艺,绿,色,色,无,无,机,机,化,化,学,学,工,工,艺,艺,无,机,机,化,化,工