绿色化学的应用ppt

5
生物技术在化学化工中的应用正在全面兴起。
在精细化学品和药物的合成，
手性化合物等
高附加值化学品的合成中已得到成功的工业应用，并 占据了一定的市场分额。
据统计，1996年，生物催化剂已占世界催化剂90亿美 元市场的11%。
美 国 Biosystem 公 司 （ EBC） 已 成 功 开 发 了 一 种 生 物 脱硫的新工艺（BDS），第一套柴油生物脱硫工业示 范装置正在Petro Star公司的 Alaska 炼油厂建设之 中，预计2001年第三季度投产。
催化反应速度明显提高，达到了
1.2~6.6×103 molAcOH/molRh·h,
时空产率高达15mol/L，羰基化产
物选择性保持在99%以上，形成具
有自己特色的催化反应体系。
2019-10-5
感谢你的聆听
15
甲醇羰基化法合成乙酸的成功，
百度文库
2019-10-5
感谢你的聆听
13
1968年美国Monsanto公司的Paulick 和 Roth发现了新的可溶性羰基铑-碘化物催化 剂体系，它们对甲醇羰基化合成乙酸有更高 的催化活性和选择性（催化速度 1.1×103molAcOH/molRh·h, 羰基化选择性大于99%。），而且反 应条件变得十分缓和，反应温度降至 175~200 oC，反应压力降至6 MPa以下，产物 以甲醇计收率为99%。
感谢你的聆听
12
2 0 世 纪 中 期 ， Reppe 等 人 开 创 了 应 用 第 VIII族过渡金属羰基化合物作催化剂的先例。
在此基础上BASF公司开发出采用羰基钴碘催化剂的高压羰基化工艺，反应温度250oC， 反应压力53MPa，产物按甲醇计收率为90%。
此方法的缺点是反应条件苛刻、能耗高、 催化反应速度低、原料利用不充分、生成副 产物较多，因此推广应用有限，仅有几套装 置运行，最大规模为64kt/a。
Cargill Dow 聚合物公司正耗资3亿美元建设一套生 产规模为140kt/a的从玉米生产聚乳酸的装置，用于 生产纤维和塑料等。
2019-10-5
感谢你的聆听
6
我国在某些领域也取得了重大进展。
如生物催化丙烯腈制丙烯酰胺在建设套 千吨级规模装置的基础上，一套规模 20kt/a的生产装置正在投产。
以厌氧活性污泥为原料的“有机废水发 酵法制氢技术”研究目前已通过中试验 证，实现了中试规模连续非固定菌长期 操作生物制氢。
以玉米淀粉制得的糖类化合物为原料，
采用生物发酵法制造甘油，已建成示范
工厂。
2019-10-5
感谢你的聆听
7
二、甲醇羰基化法合成乙酸
乙酸生产有乙醛氧化法、丁烷和轻质油氧 化法以及甲醇羰基化法。
乙醛氧化法制备乙酸的反应式如下：
2019-10-5
感谢你的聆听
8
这条生产乙酸的技术路线开发最早，至19世纪60年 代，Hoechst-Wacker法直接氧化乙烯制乙醛技术开 发成功后更有了有飞速的发展。
当时乙烯法制乙醛的路线以其生产规模大，成本低 而与其他路线竞争占有很大优势，使乙烯制乙醛在 70年代初达到了1610kt/a的规模，所生产的乙醛大 部分用于制造乙酸。
2019-10-5
感谢你的聆听
11
甲醇羰基化法合成乙酸
甲醇羰基化法合成乙酸是一个典型的原子经济反应， 它的原子经济性达到100%。 该方法是20世纪60年代后期由美国Monsomto公司开 发成功的 ，它占了乙酸新增生产能力的90%以上 。
CH3OH+ CO Rh,CH3I CH3COOH
2019-10-5
第六章 绿色化学的应用
2021-10-5
感谢你的聆听
1
化学反应因选择性不高造成资 源大量浪费，而且副产物的生成 又造成对环境的污染。
因此化学家们一直在探索提高
反应选择性，以达到尽可能高的
原子经济性反应 。
2019-10-5
感谢你的聆听
2
第一节： 绿色化学反应
一、生物催化
生物材料在利用资源和发展绿色技术方面均 十分重要。
生物催化选择性高、副反应少、反应条件温 和、设备简单，因此是绿色生产技术。
生物技术的研究始于50、60年代，但直到90
年代，基因重组工程和生物筛选技术的改进
和新的稳定生产技术的开发成功，生物催化
20剂19-10才-5 开始应用于多感种谢你工的聆听业生产过程
3
表6-1. 生物催化技术的应用领域
工业部门 石油炼制
但其后石油和乙烯价格的大幅度上升，使原料成本 增加。同时乙醛制乙酸的单程转化率约90%，收率以 乙醛计为94-95%，反应中有少量副产物双乙酸乙叉 酯，丁烯酸，丁二酸等生成，分离麻烦，同时设备 投资较高，因此导致此路线后来逐渐失去竞争能力。
2019-10-5
感谢你的聆听
9
丁烷液相氧化制乙酸
该方法曾是50-60年代生产乙酸的主要路线，
4
手性中间体
工业应用
Oleochemicals 工业应用
医药
医用蛋白
工业应用
手性药物
工业应用
农用化学品 Carbonhydrates Polymers 工业应用
生物杀虫剂
工业应用
日用化学品 乳酸
接近成熟
赖氨酸
工业应用
柠檬酸
工业应用
环境保护
废物处理技术 开发中
2019-10-5
生物治理
开发中
感谢你的聆听
大宗化学品
高分子聚合物
特殊有机中间体
2019-10-5
应用领域 生物脱硫 生物制机动燃料 生物制氢 乙醇 1，3丙二醇
甘油 可生物降解聚合物 Xanthan plymers 聚丙烯酰胺 新中间体
感谢你的聆听
成熟程度及应用情况 工业示范 开发中 开发中 已成熟 接近成熟 工业示范
工业应用 工业应用 工业应用 工业应用
C4H10 + 5/2O2 2CH3COOH + H2O
2019-10-5
感谢你的聆听
10
真正的反应过程是相当复杂的， 生成的氧化产物多，主要副产 物有甲醇、甲酸、乙醇、丙酸 等，它们占有相当大的比例， 分离过程比较麻烦。
因此无论从原料的有效利用和 环境影响来看，丁烷液相氧化 法不再具有任何优势，因此已 逐渐被淘汰。
根据这一研究成果，Monsanto公司成功地开
发了甲醇低压羰基化合成乙酸技术，从工业
生产上实现了原子经济反应，成为近代羰基
合201成9-10-技5 术发展道路上感谢的你的里聆听程碑。
14
我国中科院化学所蒋大智等[ ]
对甲醇羰基化合成乙酸的催化剂
和催化反应体系进行改进，他们
采用高分子负载型铑催化剂，使