绿色化学与化工技术的进展PPT课件
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绿色化学与化工技术的进展 PPT
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C l
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Cl
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O H
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
➢ 绿色工艺
O
锡/沸石
O O
+ H 2O 2
+ H 2O
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，
副产物只有水
医药、农药、功能化学品的研究
——绿色化学最活跃的前沿领域
• 大力研究原子经济反应和手性合成 等
– 政府支持 – 与农业生产结合（农业加工工业） – 种植低成本油料作物 – 改进工艺，利用副产品（甘油、润滑剂、清洁溶剂等）
降低成本
（六）永恒的主题——设计、生 产和使用环境友好产品
环境友好产品——在加工和应用 过程中及功能消失之后均不会对人 类健康和生态环境产生危害
美国“总统绿色化学挑战奖”的
➢ 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
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺
传统工艺
绿色工艺
47%原子经济性
投资、成本低
100%原子经济性
对于替代剧毒光气、氢氰酸等原料 的制造大宗有机化学品
需要努力开发低成本技术，形成 规模经济的生产厂以利竞争
➢ 代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂 ➢ 超临界CO2为溶剂，生产氟化物单体和聚合物
超临界二氧化碳代替有毒、 有害溶剂的发展
利用我国合成氨厂、炼油厂中制 氢装置大量排放的CO2，开发（或 引进） 超临界CO2技术在房屋装修 、泡沫塑料生产、服装干洗等中应 用，形成新兴产业。
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O H
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
➢ 绿色工艺
O
锡/沸石
O O
+ H 2O 2
+ H 2O
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，
副产物只有水
医药、农药、功能化学品的研究
——绿色化学最活跃的前沿领域
• 大力研究原子经济反应和手性合成 等
– 政府支持 – 与农业生产结合（农业加工工业） – 种植低成本油料作物 – 改进工艺，利用副产品（甘油、润滑剂、清洁溶剂等）
降低成本
（六）永恒的主题——设计、生 产和使用环境友好产品
环境友好产品——在加工和应用 过程中及功能消失之后均不会对人 类健康和生态环境产生危害
美国“总统绿色化学挑战奖”的
➢ 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
甲基丙烯酸甲酯的生产工艺
传统工艺
绿色工艺
47%原子经济性
投资、成本低
100%原子经济性
对于替代剧毒光气、氢氰酸等原料 的制造大宗有机化学品
需要努力开发低成本技术，形成 规模经济的生产厂以利竞争
➢ 代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂 ➢ 超临界CO2为溶剂，生产氟化物单体和聚合物
超临界二氧化碳代替有毒、 有害溶剂的发展
利用我国合成氨厂、炼油厂中制 氢装置大量排放的CO2，开发（或 引进） 超临界CO2技术在房屋装修 、泡沫塑料生产、服装干洗等中应 用，形成新兴产业。
《绿色化学与化工》课件
绿色化学强调将环境友好性作为优先考虑因素，与传统化学相比，它更注重可持续性和 资源利用。
3 绿色化学的优势和意义
绿色化学的应用可以减少对健康和环境的危害，促进可持续发展，为未来创造更健康和 繁荣的社会。
绿色化学的原则
1 原子经济
通过优化反应条件，最大限度地利用每个反 应中的原子，减少废弃物产生。
2 使用可再生原料
选择可再生资源作为化学反应的原料，减少 对有限资源的依赖。
3 减少废弃物产生
通过改进反应工艺和使用更环保的催化剂， 最大程度减少废弃物的生成。
4 绿色化学反应的设计
设计更高效、更环保的反应路径，以减少对 环境的影响。
绿色化学的应用
绿色溶剂
使用环境友好的替代溶剂代替 有机溶剂，减少对健康和环境 的危害。
可再生能源在化学工 程中的应用
利用可再生能源供电化学过程， 减少对化石燃料的依赖。
绿色材料设计和合成
开发具有绿色特性的材料，如 可降解材料和环境友好型纳米 材料。
绿色化学的挑战和前景
1 技术挑战
绿色化学的实施面临着技术挑战，如如何提高效率、降低成本等。
2 商业前景
随着可持续发展的重视度不断提高，绿色化学的商业前景变得越来越有吸引力。
总结和展望
绿色化学与化工提供了一种可行的途径来减少对环境的负面影响，实现可持续发展。未来的发展将需要更工
绿色化学与化工是一门旨在开发环境友好型化学品和工艺的领域。通过减少 废弃物产生、使用可再生原料和设计绿色反应，绿色化学可以为可持续发展 做出贡献。
绿色化学与化工概述
1 什么是绿色化学与化工
绿色化学与化工致力于开发环境友好型的化学品和工艺，以减少对环境的负面影响。
2 绿色化学与传统化学的区别
3 绿色化学的优势和意义
绿色化学的应用可以减少对健康和环境的危害，促进可持续发展，为未来创造更健康和 繁荣的社会。
绿色化学的原则
1 原子经济
通过优化反应条件，最大限度地利用每个反 应中的原子，减少废弃物产生。
2 使用可再生原料
选择可再生资源作为化学反应的原料，减少 对有限资源的依赖。
3 减少废弃物产生
通过改进反应工艺和使用更环保的催化剂， 最大程度减少废弃物的生成。
4 绿色化学反应的设计
设计更高效、更环保的反应路径，以减少对 环境的影响。
绿色化学的应用
绿色溶剂
使用环境友好的替代溶剂代替 有机溶剂，减少对健康和环境 的危害。
可再生能源在化学工 程中的应用
利用可再生能源供电化学过程， 减少对化石燃料的依赖。
绿色材料设计和合成
开发具有绿色特性的材料，如 可降解材料和环境友好型纳米 材料。
绿色化学的挑战和前景
1 技术挑战
绿色化学的实施面临着技术挑战，如如何提高效率、降低成本等。
2 商业前景
随着可持续发展的重视度不断提高，绿色化学的商业前景变得越来越有吸引力。
总结和展望
绿色化学与化工提供了一种可行的途径来减少对环境的负面影响，实现可持续发展。未来的发展将需要更工
绿色化学与化工是一门旨在开发环境友好型化学品和工艺的领域。通过减少 废弃物产生、使用可再生原料和设计绿色反应，绿色化学可以为可持续发展 做出贡献。
绿色化学与化工概述
1 什么是绿色化学与化工
绿色化学与化工致力于开发环境友好型的化学品和工艺，以减少对环境的负面影响。
2 绿色化学与传统化学的区别
绿色化工ppt课件
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。
• 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
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。
化工过程的绿色化ppt课件
精选ppt 10
2015年“美国总统绿色化学挑战奖”获 奖项目（第20届）
绿色合成路线奖 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）广泛存在于工业废
气中，给大气环境带来危害。LanzaTech公司发展的微生物 发酵方法将CO、CO2转化为乙醇、2,3-丁二醇等重要燃料。 相较于以天然气、煤、石油等为原料的传统工艺，新方法的 实施可以将温室气体的排放减少到70%左右。
欧盟各国 德国： 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国： 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰： 2001年制订“清洁生产手册”
精选ppt 17
中国
制订了“科教兴国”和可持续(sustainable)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。
精选ppt 11
绿色反应条件奖
聚异丁烯是生产润滑油、添加剂和汽油添加剂的重要中 间体。传统的合成方法需要使用BF3等具有腐蚀性的Lewis酸 催化剂；不仅需要使用昂贵的仪器设备，而且会排放出等量 的废水。Soltex公司通过BF3与醇的络合，将其固定在氧化铝 载体上，有效地解决了上述问题。
绿色化学品设计奖
(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。
异氰酸酯是化学工业中重要的试剂，但因其具有强刺激
性 和 潜 在 的 致 癌 作 用 而 饱 受 诟 病 。 Hybrid Coating
2015年“美国总统绿色化学挑战奖”获 奖项目（第20届）
绿色合成路线奖 一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）广泛存在于工业废
气中，给大气环境带来危害。LanzaTech公司发展的微生物 发酵方法将CO、CO2转化为乙醇、2,3-丁二醇等重要燃料。 相较于以天然气、煤、石油等为原料的传统工艺，新方法的 实施可以将温室气体的排放减少到70%左右。
欧盟各国 德国： 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国： 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰： 2001年制订“清洁生产手册”
精选ppt 17
中国
制订了“科教兴国”和可持续(sustainable)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。
精选ppt 11
绿色反应条件奖
聚异丁烯是生产润滑油、添加剂和汽油添加剂的重要中 间体。传统的合成方法需要使用BF3等具有腐蚀性的Lewis酸 催化剂；不仅需要使用昂贵的仪器设备，而且会排放出等量 的废水。Soltex公司通过BF3与醇的络合，将其固定在氧化铝 载体上，有效地解决了上述问题。
绿色化学品设计奖
(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。
异氰酸酯是化学工业中重要的试剂，但因其具有强刺激
性 和 潜 在 的 致 癌 作 用 而 饱 受 诟 病 。 Hybrid Coating
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）。
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）。
现代绿色化学与化工概述(ppt 24页)PPT学习课件
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。
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。
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
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
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
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。
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。
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。
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。
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
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
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
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。
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。
绿色化学发展趋势课件
VS
详细描述
水溶性高分子是一种能够在水中溶解的高 分子材料，具有无毒、无污染、易降解等 优点，可用于制备环保型纸张、涂料、粘 合剂等。目前，水溶性高分子已经实现了 工业化生产，并且市场需求不断增长。
案例二：纳米材料的绿色制备
总结词
纳米材料是一种具有优异性能的新型材料，其绿色制 备方法备受关注。
详细描述
绿色化学的历史与发展
绿色化学起源于20世纪90年代初，随着工业化和现代化的发展，环境问题日益突出， 绿色化学逐渐受到重视。
进入21世纪，绿色化学得到了快速发展，成为全球环境保护领域的重要方向之一。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，绿色化学将会在未来发挥更加重要的 作用。
绿色化学的原则与目标
提高企业和社会的环保意识，加强绿色化学技术的推广 和应用。
加强人才培养和管理机制建设，为绿色化学产业提供充 足的人力资源保障。
05
结论与展望
结论
绿色化学已取得显著 进展
绿色合成方法在许多 领域得到应用
已有许多绿色化学反 应被开发出来
结论
绿色化学品已成为市场主流 绿色化学仍面临挑战 许多化学过程仍然存在污染问题
案例三：二氧化碳的绿色回收
• 总结词：二氧化碳的绿色回收是一种重要的环保技术，对于减缓全球气 候变化具有重要意义。
• 详细描述：二氧化碳的绿色回收技术包括化学吸收法、物理吸附法、膜 分离法和电化学法等。其中，化学吸收法是最为常用的一种方法，利用 碱性溶液吸收二氧化碳，然后通过加热再生释放二氧化碳，实现二氧化 碳的循环利用。物理吸附法则利用吸附剂的吸附作用将二氧化碳分离出 来。膜分离法则利用膜的渗透性能将二氧化碳分离出来。电化学法则是 在电化学反应中利用电解过程将二氧化碳还原为有用的化合物。这些方 法都能够在一定程度上实现二氧化碳的绿色回收和资源化利用。
课件十三绿色化学化工技术
绿色化学化工技术蔡卫权Tel: 139********E-mail:T l139********E ilq@pwqcai@武汉理工大学化学工程学院主要内容Á1 环境治理的历史回顾与绿色化学的兴起Á2 绿色化学的概念Á3 各国政府推动绿色化学的措施4Á4 绿色化学与绿色工程Á4.1 化学过程绿色程度的评价Á4.2绿色化学的研究内容和实现途径4.3Why Should Chemists Pursue the Goal of GC Á4.3 Why Should Chemists Pursue the Goal of GCÁ4.4 Barriers to introducing GCÁ5 绿色化学化工技术Á5.1 医药等精细化学品“原子经济”反应的开发52Á5.2 大宗有机化工品第二代绿色生产技术的开发53替代有毒有害溶剂的推广应用Á5.3 超临界CO2替代有毒、有害溶剂的推广应用主要内容Á5.4 利用可再生资源生产大宗有机化学品Á5.5 超清洁生物柴油的生产境友好设计使用Á5.6 环境友好产品的设计、生产和使用Á5.7 回收废塑料、纤维等材料—闭路循环6Á6 结束语Á思考题环境治理的历史回顾★世纪4050年代2040~50——稀释废物★20世纪60~70年代——废物后处理★20世纪90年代——从源头消除污染源绿色化学的兴起–环境保护的推动–合理利用资源–降低成本•环境监测费用•废物处理费用•人身保健费用•社区安全保险费用等绿色化学的含义又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康社区安全生态境有害的反应原料催康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的新兴学科，是一门从源头上减少或消除污染的化学。
绿色化工技术_PPT课件
• 微波干反应通常将反应物分散担载在无机载体上 进行。无机载体如蒙脱土、氧化铝、硅胶等本身 同微波耦合作用较弱，而且可以透过微波，因而 可以作为良好载体，有时还可以起到催化剂作用。
• 应用实例：P97～99
(4)微波技术在其它化学化工领域中的应用 (P99)
• 微波技术还广泛应用在高分子、生物化学、 金属有机、同位素取代及低碳烃的研究等 方面。
❖超临界流体用作助剂 ❖生产工艺过程集成、优化控制 ❖超声波技术 ❖微波技术
➢思 考 题
➢2.6.2 强化绿色化工过程的设备
2.6.1.1 绿色化工过程集成
• 绿色化工过程集成 P78：
涵盖从分子聚集体界面单元过程多 元过程工场工业园的全过程，主要解决与 “化学供应链”的过程工程和产品工程相关的创 造、合成、优化、分析、设计及控制等的多元复 杂问题，以建立环境友好的、可持续发展的化工 过程或产品为最终目标。
微波在化学反应中的作用原理
• 一种看法认为微波技术仅仅是一种加热手 段，无论微波加热还是普通加热方法，反 应的动力学不变。
• 另一种看法认为微波技术除具有热效应外， 还存在微波的特殊效应，微波催化了反应 的进行，降低了反应的活化能，也就是说 改变了反应动力学。
➢目前，学术界多以第一种观点来解释实验 中出现的各种现象。
超声波的作用： P84
• 1)超声波引起的微泡爆裂时所产生的机械效应； • 2)微泡爆裂时产生的高能环境（高温、高压）； • 3)微泡爆裂时从溶剂或反应试剂产生的活性物质，
如离子和自由基存在竞争，则有可能产生不同的 产物； • 4)超声波对溶剂本身结构的破坏，这些效应单一 或共同作用的结果，使得反应体系的反应性能大 大增强。
(2)超声波在强化有机合成中的应用
• 应用实例：P97～99
(4)微波技术在其它化学化工领域中的应用 (P99)
• 微波技术还广泛应用在高分子、生物化学、 金属有机、同位素取代及低碳烃的研究等 方面。
❖超临界流体用作助剂 ❖生产工艺过程集成、优化控制 ❖超声波技术 ❖微波技术
➢思 考 题
➢2.6.2 强化绿色化工过程的设备
2.6.1.1 绿色化工过程集成
• 绿色化工过程集成 P78：
涵盖从分子聚集体界面单元过程多 元过程工场工业园的全过程，主要解决与 “化学供应链”的过程工程和产品工程相关的创 造、合成、优化、分析、设计及控制等的多元复 杂问题，以建立环境友好的、可持续发展的化工 过程或产品为最终目标。
微波在化学反应中的作用原理
• 一种看法认为微波技术仅仅是一种加热手 段，无论微波加热还是普通加热方法，反 应的动力学不变。
• 另一种看法认为微波技术除具有热效应外， 还存在微波的特殊效应，微波催化了反应 的进行，降低了反应的活化能，也就是说 改变了反应动力学。
➢目前，学术界多以第一种观点来解释实验 中出现的各种现象。
超声波的作用： P84
• 1)超声波引起的微泡爆裂时所产生的机械效应； • 2)微泡爆裂时产生的高能环境（高温、高压）； • 3)微泡爆裂时从溶剂或反应试剂产生的活性物质，
如离子和自由基存在竞争，则有可能产生不同的 产物； • 4)超声波对溶剂本身结构的破坏，这些效应单一 或共同作用的结果，使得反应体系的反应性能大 大增强。
(2)超声波在强化有机合成中的应用
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1~5
5~20 25~100
制药、精细化工——更需开发原子经济反应
布洛芬—镇静、 止痛药的生产
Boots公司的 Brown方法
第一步
第二步
第三步
原子经济性 ~40%
布洛芬
第六步
第四步
第五步
BHC公司新 发明的绿色 方法 原子经济性 ~99%
(包括醋酸) 获1997年美国总统 “绿色化学挑战奖”
第一步
(一)大力开发医药等精细化工产品 “原 子经济”反应，力争实现废物“零排放”
Barry Trost：原子经济性(Atom Economy)概念
产物
废物或副产物
A＋B
C＋D
A＋B
C＋
废物 为零
不同工业部门生产中的废物排放量
工业部门 炼油 每吨产品排放的废物（吨/吨） ~0.1
大宗化学品
精细化工 制药
绿色化学的兴起
– 环境保护的推动 – 合理利用资源 – 降低成本
• 环境监测费用 • 废物处理费用 • 人身保健费用 • 社区安全保险费用等
绿色化学的主要内容
无毒无害原料 可再生资源 环境友好产品 回归自然 废物回收利用
原子经济反应
无毒无害 催化剂
无毒无害 溶剂
绿色化学的12条原则
1、防止废物的产生而不是产生后再来处理； 2、合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产 物中； 3、只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和 环境无毒或毒性很小； 4、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无 毒或毒性很小； 5、尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），如 果一定要用，也应使用无毒物质； 6、能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所 接受；
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。
• 烃类氧化的“原子经济”反应正在改 进 • 替代剧毒光气等原料的绿色技术，研 究 固体酸催化剂
烃类氧化的“原子经济” 反应正在改进
20世纪80年代发明钛硅分子筛作为 催化剂 采用H2O2为氧化剂
实现下列“原子经济”反应
– 丙烯环氧化制环氧丙烷
内容简介
☆ 大力开发医药等精细化工产品的 “原子经济”反 应， 力争实现废物“零排放” ☆ 大宗有机化工品的第二代绿色生产技术正在开发 ☆ 超临界CO2代替有毒、有害溶剂正在推广应用 ☆ 利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾 ☆ 工农结合, 生产超清洁生物柴油 ☆ 永恒的主题——设计、生产和使用环境友好产品 ☆ 回收废塑料、纤维等材料，走上“闭路循环”之 路
★ 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
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%， 副产物只有水
医药、农药、功能化学品的研究
——绿色化学最活跃的前沿领域 • 大力研究原子经济反应和手性合成 等 • 医药、农药等产品要引进多种官能 团和调整化学结构，生产往往经过 多步反应，需要配套开发技术，才 能推向工业化
(二)大宗有机化工产品的第二 代绿色生产技术正在开发
– 环己酮氨氧化制环己酮肟
– 苯酚氧化制对苯二酚
丙烯环氧化制环氧丙烷
传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%
★ 从源头消除污染的途径
★ 新设计化学合成方法和化工产 品来根除污染源
各国政府推动绿色化学的措施
★ 美国
1990年美国颁布了《污染防治条例》， 将 污染的防治定为国策 1996年设定“总统绿色化学挑战奖”
★ 日本
制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划， 设立“为地球创新技术的研究院”
★ 欧盟各国
绿色化学与化工 技术的进展
绿色化学与技术 的新进展
闵恩泽
中国石油化工股份有限公司
石油化工科学研究院
环境治理的历史回顾
★ 20世纪40~50年代 —— 稀释废物 ★ 20世纪60~70年代 —— 废物后处理 ★ 20世纪90年代 —— 从源头消除污染源
绿色化学(Green Chemistry)
——环境无害化学 ——环境友好化学 ——清洁化学
德国 1991年制订“为环境而研究的计划” 英国 2000年设立“Jerwood Salters环境奖” 荷兰 制订“清洁生产手册”
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。
第二步
第三步
简单 多了！
Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂 传统工艺
O O O O O Cl
O
+
+
Cl
O O OH
OH O
O O
O
OH
Cl
+ +
Cl
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
绿色工艺
O + H2O2
锡/沸石
O O + H2O