采用绿色生产工艺课件

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目录
重新设计少污染或无污染的生产工艺
优化工艺条件 改进操作方法
采用新技术
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绿色工艺的定义
❖ 绿色工艺是指在产品加工过程中尽量节约 能源、减少污染。绿色工艺与清洁生产密 不可分。绿色工艺主要还应从技术入手， 尽量研究和采用物料和能源消耗少、废弃 物少、对环境污染小的工艺方案。如现在 的精确成形、干式切削、准干式切削、生 产废物再利用、快速原型制造等都是绿色 工艺的新技术。
❖ 传统是合成路线是以甲苯为原料通过亚苄基 二氯水解而得到。选择适当的条件进行甲醛 侧链氯化，得到以亚苄基二氯为主的产物。 再经水解、精馏等步骤而得到苯甲醛：
❖ 缺点：生产过程中将产生大量需要治理的废 水,且由于伴随光和热的大量氯气参与反应， 对环境产生污染因此对环境造成严重污染
CH3
CHCl2
CHO
❖ 聚碳酸酯的传统合成方法采用光气与苯酚反 应产生碳酸二苯酯，进而和双酚A进行酯交换 ，再缩聚成聚碳酸酯。
❖ 缺点：光气属剧毒物质，对人体健康和环境 有害。
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聚碳酸酯合成的新方法
❖ 美国、日本等国都积极开发不用光气合成聚 碳酸酯的绿色技术。采用碳酸二甲酯取代光 气与苯酚反应，生成碳酸二苯酯，然后与双 酚A进行酯交换，再缩聚反应生成高分子聚碳 酸酯，并在1993年建成非光气法生产聚碳酸 酯的工业装置。
生产布洛芬的新方法
1
优点：反应只需三步 废物量可减少37%
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
(CH3CO)2O HF
2
异丁苯
COCH3
CH2CH(CH3)2
Raney Ni H2
H3C CH OH
CO,Pd
CH2CH(CH3)2
3 H3C CH COOH
例2：苯甲醛的合成 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
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例如：乙酰苯胺的硝化反应
❖ 原工艺要求将乙酰苯胺溶于硫酸中。再将混 酸进行硝化反应。
❖ 后经研究发现，乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸 浓度已足够高，混酸中的硫酸可以省去。
❖ 优点：新法采用的碳酸二甲酯属环境友好化 学品，原料中无游离氯，也不需要溶剂，因 而产品质量好，特别适合于制备光学材料。 生产过程中产生的甲醇可回收利用制备碳酸 二甲酯，苯酚也可以循环使用，从而构成原 料的封闭循环，没有废弃物排放到环境中。
CH3O
O H 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
NaOH
CH2CH(CH3)2
水蒸汽
CH2CH(CH3)2
H3C C CHCOONa O
H3C CH CHO
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
A gN O 3,K O H
HCl H3C CH COOK
H3C CH COOH
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一、重新设计少污染或无污染的 生产工艺
❖ 在重新设计药品的生产工艺时应尽可能选用 无毒或低毒的原辅材料来代替有毒或剧毒的 原辅材料，以降低或消除污染物的毒性。
❖ 例如在霉毒素的合成中，原来采用氯化高汞 作催化剂制备异丙醇铝，后改用三氯化铝代 替氯化高汞作催化剂，从而彻底解决了令人 2棘Al+手6(的CH汞3)2C污H染OH问题催化剂 2Al[(CH3)2CHO]3+3H2
原料：异丁苯
布洛芬的合成： 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
CH2CH(CH3)2
(CH3CO)2O A lC l3
COCH3
C2H5ONa C lC H 2C O O C 2H 5
H3C C CHCOOC2H5 O
2
会影响污染物
反应温度
的种类和数量
反应压力
溶剂
PH值
3
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工艺条件的优化
❖ 工艺条件影响产品收率以及污染物的种 类和数量
❖ 优化工艺条件是减少或消除污染的一个 重要手段
❖ 做到工艺条件的优化必须统筹兼顾，既 要使反应完全，又要使原料不致过量。
❖ 优点：闭路循环，无污染物排放 ❖M 反n2+应方电解 程氧化 式反应 如下Mn ：3+ + e
CH3
+ 4Mn3++ H2O
CHO + 4Mn2+ + 4H+
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例3：聚碳酸酯的合成
❖ 在合成化学过程中，尽可能不使用和不生产 对人体健康和环境有害的物质，这是绿色化 学的一条重要原则。
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❖ 设计无污染的绿色生产工艺是消除环境 污染的根本措施。
❖ 简化合成步骤，可以减少污染物的种类 和数量，从而减轻处理系统的负担，有 利于环境保护。
❖ 例1：布洛芬的合成
❖ 原来使用Darzens合成路线，从原料异 丁苯C到H 2成C H品(C需H六3 )2步反应
Cl2 光和热
H2O H+
甲苯
亚苄基二氯
苯甲醛
间接电氧法制备苯甲醛 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
❖ 基本原理：在电解槽中将Mn2+电解氧 化成Mn3+，然后将Mn3+与甲苯在槽外 反应器中定向生成苯甲醛，同时Mn3+被 还原成Mn2+。经油水分离后，水相返回 电解槽电解氧化，油相经精馏分出苯甲 醛后返回反应器。
O
O
C OCH3 + 2
OCO
+ 2 CH3OH
(n+1)
O OCO
+ n HO
O OC
CH3
O
C
OC
CH3 n
CH3
C
OH
CH3
OH
+ 2n
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1
二、优化工艺条件
❖工艺参数：
不仅会影响产 品收率，而且
原料纯度 投料比 反应时间