现代绿色化学与化工概述(ppt 24页)

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绿色化工ppt课件

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高效分离技术
总结词
高效分离技术是实现化工生产绿色化的关键环节,通过高效 、低能耗的分离方法,减少分离过程中的能耗和物耗,降低 废物产生。
详细描述
高效分离技术包括超临界流体萃取、膜分离、吸附分离和结 晶分离等。这些技术能够提高分离效率和产品质量,降低分 离过程中的能耗和物耗,减少废物产生和排放。
新型反应技术
绿色合成技术
总结词
绿色合成技术是实现化工生产绿色化的重要手段,通过采用无毒或低毒原料、 催化剂和溶剂,优化反应条件,减少废物产生,提高资源利用率。
详细描述
绿色合成技术包括原子经济反应、环境友好催化、高效合成方法和新型反应过 程等。这些技术能够显著降低化工生产过程中的能耗、物耗和污染物排放,提 高生产效率和产品质量。
绿色过程强化技术
总结词
绿色过程强化技术是实现化工生产绿色化的重要手段之一,通过采用先进的工艺流程和设备,优化生 产过程,提高生产效率和产品质量,降低能耗和物耗。
详细描述
绿色过程强化技术包括热集成、能量集成、物料集成和信息集成等。这些技术能够优化生产过程,提 高生产效率和产品质量,降低能耗和物耗,减少废物产生和排放。同时,这些技术还能够提高化工生 产的自动化和智能化水平,降低人工成本和提高生产安全性。
绿色化工ppt课件
contents
目录
• 绿色化工概述 • 绿色化工技术 • 绿色化工的应用 • 绿色化工的挑战与解决方案 • 绿色化工的未来展望
01
绿色化工概述
定义与特点
定义
环保性
绿色化工是指采用无毒、无害的原料,在 清洁的生产工艺下,实现高效、安全生产 ,同时降低对环境的影响的化学工业。
使用无毒或低毒原料,减少废物排放。

绿色化学与化工

绿色化学与化工

绿色化学与化工绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个 “新化学婴儿”。

它涉及有机合成、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。

世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。

一、现代化学发展面临挑战:化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。

一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。

这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,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是会带来环境污染的。

现在,有些人把化学和化工当成了污染源。

人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。

事实上,这些是对化学的偏见、监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。

2、绿色化学产生背景:1. 环境危机 2. 能源危机。

环境保护运动呼唤绿色化学:人类面临的环境危机:1、温室气体大量排放导致全球变暖2、臭氧层破坏3、生物多样性减少4、酸雨成灾(PH 值<5.6的雨水就称为酸雨)5、森林锐减6、土地沙漠化7、大气污染8、淡水资源污染9、海洋污染 10、垃圾围城——最严重的城市病这些问题等着这绿色化学的解决。

3、绿色化学的特点:①从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式的创新和发展。

②从经济观点看,绿色化学为我们提供合理利用资源和能源、降低生产成本、符合经济持续发展的原理和方法。

③从环境观点看,绿色化学是从源头上消除污染,保护环境的新科学和新技术方法。

《绿色化学化工技术》课件

《绿色化学化工技术》课件
• 总结词:绿色化学化工技术的应用领域非常广泛,包括制药、农业、能源、环保等。通过采用绿色化学化工技 术,可以开发出更加安全、环保的化学品和生产工艺,为人类健康和环境保护作出贡献。
• 详细描述:在制药领域,采用绿色化学化工技术可以开发出更加高效、安全的合成方法和药物制剂,降低药物生产和应用对环境的影响。在农业领域,采用绿色化学化工技术可以开发 出更加环保、安全的农药和化肥,减少对土壤和水资源的污染。在能源领域,采用绿色化学化工技术可以开发出更加高效、环保的燃料和能源生产工艺,降低对化石燃料的依赖和环境 污染。在环保领域,采用绿色化学化工技术可以处理各种污染物,如废水、废气、固体废物等,降低对环境的负面影响。
案例二
原子经济性反应在绿色合 成中的应用
案例三
绿色合成中的环境友好介 质
案例一
生物催化在绿色合成中的 应用
案例四
绿色合成中的高效合成策 略
绿色分离实践案例
案例一
膜分离技术在绿色分离中的应用
案例二
超临界流体萃取在绿色分离中的 应用
案例三
绿色分离中的新型吸附剂
案例四
绿色分离中的节能减排技术
绿色过程实践案例
总结词
绿色过程技术是指采用高效、低能耗、环境友好的过程控制方法,实现化工生产的优化和节能减排。
详细描述
绿色过程技术包括反应动力学模型、过程强化、能量回收等。这些技术能够提高反应效率,降低能耗 和资源消耗,减少废物产生,是实现化工生产节能减排和可持续发展的重要手段。
04
绿色化学化工技术实践案例
绿色合成实践案例
详细描述
20世纪90年代初,绿色化学的概念被提出,强调在化学品的设计、开发和生产中考虑环境影响。随后,绿色化学 化工技术在多个领域得到应用,如制药、农业、能源等。进入21世纪,随着环保意识的提高和技术的发展,绿色 化学化工技术的研究和应用越来越广泛,成为化学和化工领域的重要发展方向。

《绿色化学化工技术》课件

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绿色催化剂的分类和应用
生物催化剂
利用微生物、酶、细胞等 生物系统实现芳香品的生 物转化工艺。
金属催化剂
金属与配体法、热解法、 溶胶-凝胶法等方法制备新 型复合催化剂。
有机小分子催化剂
使用有机小分子作为催化 剂,在剂量少的情况下实 现绿色催化反应的高效化。
绿色溶剂的应用领域
水作溶剂
生物质作溶剂
超临界流体作溶剂
水是一种最为常见的优秀绿色 溶剂,无污染物排放,无毒害, 安全可靠。
利用生物质生产新型液态溶剂, 具有废弃物资源化利用、能源 可持续利用等优势。
超临界流体因具有高物理性质、 低环境影响、易处理等特点而 广泛应用于溶剂领域。
可持续利用技术
1
催化裂解
应用催化裂解将废物加工转化为高附加值生产物,实现产值提高与环境保护的双 赢。
2
热解和气化
通过高温热解、氧化热解等技术将生物质转化为燃料、气体、炭黑等多种产品。
3
化学回收
通过提高生产中的资源回收率,更合理利用资源、降低能源消耗、延长能源的使 用寿命。
绿色能源在化学工业中的应用
太阳能电化学合成
通过光电化合成反应,利用太阳能转化电子将CO2还原,实现太阳能直接转化为化学能。
酶催化生产生物燃料
绿色化学化工技术
本PPT课件介绍了绿色化学化工技术的概述,原则,催化剂,溶剂,循环利 用、能源应用和案例研究等全方位信息。
什么是绿色化学?
可持续性
通过最小化化工过程中的废弃物和污染物排放, 实现对环境的保护和可持续性发展。
循环使用
通过高效催化剂、溶剂、精细化工、废物回收利 用等措施,实现废物`资源化利用。
新型绿色化学催化剂
福建师范大学化学科学学院相 关研究者团队新近在催化领域 取得突出进展,具备干细胞分 离、化学性质研究、表面物理 化学表征与催化反应以及机制 研究等多方面的能力。

绿色化学与化工的新进展 ppt课件

绿色化学与化工的新进展  ppt课件
• 选择菌种 • 利用基因工程处理( DNA重组技术、克 隆技术)制得高效的酶,提高稳定性、 活性、和选择性 • 开发成功高效的生物反应器 • 副产物的综合利用(生物脱硫过程,有 机磺化物来生产表面活性剂)
29
生物技术生产的特殊化学品
• • • • 生物制剂 生物制药(医药蛋白、手性药物) 生物农药(生物杀虫剂) 生物食品(果糖、赖氨酸、乳酸、柠檬 酸) • 生物聚合物等 • 品种不少,但目前比重还不到2%

降低H2O2费用
原位H2、O2合成H2O2,与丙烯环氧化集成 新氧化剂—异丙苯过氧化物

新氧化催化材料
Sn/沸石 有机氮络合Fe2+系催化剂 含钨的金属簇相转移催化剂
……
20
采用无毒无害原料 可再生资源
21
替代剧毒光气等原料的绿色技术
1984年印度博帕尔光气泄漏事件 2000年罗马尼亚一家氰化物泄漏到多瑙 河支流事件

造成人身伤亡、生态环境严重破坏
需要开发绿色技术
22
替代光气制造异氰酸酯工艺


伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应 伯胺和一氧化碳进行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化 正在小试、中试,比光气法生产 成本高10%,需要降低成本
23
甲基丙烯酸甲工艺
投资、成本低
100%原子经济性
24
大力发展可再生资源的利用技术
以植物为主的生物质资源是一个可再生的
巨大资源宝库,利用可再生资源可以消除 污染,用之不竭,实现可持续发展
开发生物催化技术是关键
25
生物催化
• 生物转化法是利用细菌(酶)将生物质降解为葡萄 糖,然后转化为各种化学品。 • 世界石油资源将在50年内面临枯竭的危险。 探 明石油储量为141.1Gt。目前消耗速度3.5Gt左右, 到2020年增加5.5Gt。 • 植物生物质的最主要成份---木质素和纤维素 (包括植物、农作物、林产物、林产废弃物、海 产物和城市废弃物)等每年以约1640亿吨的速度 不断再生(相当于目前石油年产量的15-20倍)。

绿色化学——第一章 绿色化学概论ppt课件

绿色化学——第一章 绿色化学概论ppt课件
ppt课件 11
中国7大环境污染

山东沂南涑河砷化物水污染 2009年4月,亿鑫化工有限公司将产生的大量含 砷有毒废水排放在一处蓄意隐藏的污水池存放。 7月2 0日、2 3日深夜,该公司为节省处理污水费 用,趁当地降雨,附近一河流水量增加之际,用 水泵将含砷量超标2.7254万倍的生产废水排放到 南涑河中,致使水体严重污染。
ppt课件
14
Facts & Figures 2000
“21世纪化学工程进展”专家结构预测(10 — 25年,全球)
产品重组与技术前沿 1. 生化工程产品 2.制药 3a.半导体及电子器件 3b.功能陶瓷及复合材料 4. 新型能源与燃料 5. 新型材料(塑料,高聚物,合纤等) 6. 催化剂 7a.新型食品 7b.海底资源 8. 石化产品 ppt课件 9. 其它新型功能产品

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2、绿色化学与化工
绿色化学化工作为应对21世纪挑战的关键技术与 基础,已成为21世纪世界科技研究前沿热点:

1995 年美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战 奖”; 日本政府规划了在 21 世纪重建绿色地球的“新阳光计 划”; 英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》1999年 1月创刊;
ppt课件
2
世界十大环境污染事件

洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期于美国洛杉矶市,全市 250多万辆 汽车每天消耗汽油约 1600万升,由于汽车漏油、 汽油挥发、不完全燃烧和汽车排气,向城市上空 排放近千吨石油烃废气、一氧化碳、氮氧化物和 铅烟,在阳光照射下,生成淡蓝色的光化学烟雾, 1952年12月的一次烟雾中,65岁以上老人死亡 400人
ppt课件 13


世界化学工业生产能力分布

绿色化学与化工技术的发展 ppt课件

绿色化学与化工技术的发展  ppt课件

绿色化学的12条原则
7、只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的; 8、应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学 过程的临时性修改等);
9、尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比;
10、设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不 再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品; 11、分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场 监控,以防有害物质的形成; 12、化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实 验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。
1990年,美国通过了一项“防止污染行动”的法令。 1991年后,绿色化学由美国化学会(ACS)提出并成为美国国 家环保局(EPA)的中心口号。 1995年,美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”, 从 1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次,这是化学 领域唯一的总统级科学奖。 1999年,世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。 2000年,美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
★ 中国
制订了“科教兴国”和可持续发展策略,并 于1993年世界环境和发展大会之后,编制了 《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道 路的决心。 ◆ 1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技
术——推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活 动 ◆ 1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目:环 境友好石油化工催化化学与反应工程 ◆ 1997年5月,香山科学会议第72次学术研讨会:可 持续发展问题对科学的挑战——绿色化学 ◆ 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆ 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基 本科学问题” ◆ 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》 立项——石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学

化工过程的绿色化ppt课件

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7. Use of Renewable Feedstocks A raw material or feedstock should be renewable rather than depleting whenever technically and economically practicable.
(李朝军)
加拿大绿色化学首席科学 家 、 麦 吉 尔 大 学 (McGill Univ.) 教 授 。 美 国 总 统 绿 色化学挑战奖(2001) 和加 拿大华人教授优秀奖 (2011) 等 。 2012 年 当 选 加 拿大皇家科学院院士。“ 原子经济性”的绿色化学 有机合成研究。空气和水 中的过渡金属催化反应。
2. Atom Economy Synthetic methods should be designed to maximize the incorporation of all materials used in the process into the final product.
3. Less Hazardous Chemical Syntheses Wherever practicable, synthetic methods should be designed to use and generate substances that possess little or no toxicity to human health and the environment.
4. Designing Safer Chemicals Chemical products should be designed to affect their desired function while minimizing their toxicity.

绿色化学化工概论

绿色化学化工概论

利用超临界流体,利用CO2加氢合成甲酸
O=C=O + H-H
HCOOH
二价钯催化的烯炔偶联反应
原子经济性反应研究的启发
如何最大限度地利用资源,就要从合成各方面去寻找切入点: (1)注重有原子经济潜力的反应:加成、重排反应好于取代、消除。 (2)催化剂起重要作用,如提高反应速率,产率,减少步数,污染等 (3)改变反应的介质,如超临界流体能够减少污染和使产品易分离。
绿色化学的国内进程
科学行动:
◆1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推进化工生 产
可持续发展的途径》院士咨询活动 ◆1997年5月,香山科学会议第72次学术研讨会:可持续发展问题对 科学
的挑战——绿色化学 ◆1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 ◆1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” ◆2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油炼
H迁移
O OH
-CN
CC CN H

O OH C CH

维生素B1可代替剧毒的催化剂KCN合成安息香,更符合绿色化 学的要求。
原子经济性反应例5:过渡金属催化的环 加成反应
O
(ph3p)3RhCl HO
OH Et(OH),25'C
HO
O OH
原子经济性反应例6:炔烃的异构化
原子经济性反应例7:二氧化碳加氢合成甲酸 原子经济性反应例8:烯炔偶联反应
原料绿色化
10.3 绿色化学工艺的途径和手段
过程绿色化
绿色化学工艺
原料绿色化
产品绿色化
过程绿色化
采用原子经济性反应 采用绿色催化剂 采用绿色溶剂 过程强化——外场强化
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典型的氧化反应: 酒精-> 一种含有羧基的酸 铬 (6)当做 stoichiometric 氧化剂
表 1.1" 原子解释 " 为典型的部分氧化反应使用铬酸盐
元素
命运
原子利用
C
产品(s)
达 100%
H
产品(s) +废弃物酸
<100%
Cr
铬废弃物
0%
Na
含盐的甜废弃物
0%
S
含盐的甜废弃物(在酸的中立化之后) 0%
1.1 化学-过去、现在的和未来
目前,化学的贫穷图像消极是感人的要求。在英国,在大学读化学的 申请者的数字一直稳定地落下好几年 申请者的数字读化学工程是更多惊慌(<1000 在英国的 2000 年)
图 1.2 在英国大学学习化学的申请的数字中倾向。(来源: UCAS 大学和学院 许可服务)
二十的世纪视野化学制造业
• (1) 用一个以石油为基础的给料开始。 • (2) 在一个溶剂中溶解它。 • (3) 增加一个试药。 • (4) 对形成产生反应一中间的化学。 • (5) 重复 (2)-(4)好几次,直到最后一种产品被获得;丢弃全部废弃
物和花费试药; 使再循环溶剂哪里经济上能养活的。 • (6) 在全世界运输产品,时常为长期的储藏。 • (7) 释放产品进入它的长期效果的在适当评估生态系统。
第1 章 介绍
詹姆士 H。克拉克
1.1 化学-过去、现在的和未来 1.2 废弃物的费用 1.3 化学的绿皮苹果
永续发展, 较干净的生产, 原子经济, E 因素, 绿色化学的原则, 生命周期评估
1.1 化学-过去、现在的和未来
化学的产品作对我们生命中质量的无价贡献而且担任几乎现代社会 的每个方面的一个基本的角色。
• 区域传统地想法因为肮脏的 (油精炼&大量的化学生产)是相对地干 净的-他们需要边缘以来每一公斤是低的。
• 较新的工业用较高的利润边缘而且使用较多复杂的化学相对地生产更多 废弃物。
环境的商数(情绪商数)
E 因素仅仅给废弃物的比和目标产品。
但是环境的污染强烈地与废弃物的有害表现有关。
情绪商数=E × Q
• 废弃物的费用能容易地为典型的专长化学的产品总计 40% 的全部的生产费用。
生产花费
Breakdown of Typical Speciality Chemical Manufacturing Cost
Cost of Waste Breakdown
Materials
Treatment & Disposal Capital Depreciation Labour
E= The amount of target product
环境的因素
表 1.2 不同化学药品的相对效率制造部门
工业部门
油精炼 大量的化学药品 罚款化学药品
制药的
产品吨位
106-108 104-106 102-104 10-103
副产物重量/产品重量
<0.1 1-5 5 –50+ 25-100+
E环境的因素 Q对环境的废弃物的危险的范围从环境的废弃物的表现获得。
能源效率
能源效率经由 " 失掉了工作 "
主要的化学程序的表 1.3 全球的’失去的工作’
理论上的工作潜能( kJ·摩尔- 1 最后一种产品)
程序
原料
最后的
热力学的效率(%)
producta
天然气+空气-> 甲醇
• 预防,显然最令人想要的选项
• 再循环,下个大多数有用的选项
• 处理,最没有令人想要的选项
• 较干净的生产:
’整合
预防的环境策略的连续申请对程序和产品减少人类的风险和环境。因
为生产处理,较干净的生产包括保存原料,而且减少所有排放物和废
弃物的质量和毒性在他们留下一个程序之前。’
原子经济
原子经济: 多少原子出发材料被转换到有用的产品和该浪费多少。
O
产品(s) 废弃物来自哪里? 环境的因素 它被用来定量对环境的生产程序的效果 主意: 所有其他化合物形成除了目标产品之外被考虑 是废弃物。
环境的因素
如果原子 Utilization=100%
E=0
较多的废弃物形成 这更严重的污染
环境的 因素
The amount of waste
一分之二十世纪的食谱
• (1) 设计分子有对于环境最小的影响. (短住宅时间,可自然腐化 的)
• (2) 一个可重新开始的给料的产品(举例来说碳水化合物). • (3) 使用一个长生活催化剂。 • (4) 没有使用溶剂或一完全地 recyclable 良性的溶剂。 • (5) 在综合中使用步骤的最小的可能数字。 • (6) 制造依照需要的产品和尽可能接近对它被需要的地方。
制药的产品
在二十的世纪内,
世界人口: 从十六亿到六十亿,平均寿命: 几乎 60%↑
农作物保护和生长提高化学药品
巨大的人口要求西方的水平
化学工业的公众图像在最后十年已经严重地恶化。化学工业的公众图像 在最后十年已经严重地恶化。 。化学工业的公众图像在最后十年已 经严重地恶化。 。 。
在化学药品制造业的一些主要中心,较多的人给积极的超过否定视野, 但是为许多欧洲的国家比不有用的对有用的视野骇人地很高。
Waste Labour Energy & Utilities
Materials Capital Depreciation
图 1.3 生产为特制化学药品花费。
废弃物的费用
图 1.4 废弃物的费用。
1.3 化学的绿皮苹果
图 1.5 选项为废弃的管理在一个化学的制造业的程序里面。
废弃管理技术的阶级组织
1.1 化学-过去、现在的和未来
在英国,在许多年上的化学药品业的在公众知觉稳定的衰微清楚显然。 更接近分析调查数据而且注意 16-24 年年龄小组有化学药品业的最低 的意见尤其烦扰。
图 1.1 对大众 (使阴谋光滑了)的化学工业在 favourability 中倾向。 (在时期 1980-2000 基于 MORI 意见调查身材)
• 我们一定训练新一代的化学家在化学药品制造业中想到环境、社会 而且经济的因素。
1.2 废弃物的费用
• 在美国的 1990 年代中期,举例来说,只有,大约 300 左 右使用的 75000 商业的物质被归类为了危险的。
• 符合存在环保法规的作法将会把新欧盟会员国花费得很好 超过€1 零; 相似的数量被度过对待而且解决废弃物的在 美国中的每年。
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