精细化工绿色化
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原子经济性的定义：合成所用原料化合物分子中究竟有百分之几的原 子转化为有用产物
理想的原子经济反应要求原料分子中的原子百分之百地转变成产 物，不产生副产物或废物。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
◆原子经济性反应举例
（1）乙烯氧化合成环氧乙烷
C H 2 C H 2+0.5O 2 A g C H 2 C H 2 O
“后十二条” 原则：
7）向化学或工艺工程师咨询； 8）考虑全过程中选择化学品与工艺的效益； 9）促进开发并应用可持续性量度； 10）量化和减用辅料与其他投入； 11）了解何种操作是安全的，并与减废要求保持一致； 12）监控、报道并减少实验室废弃物的排放。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
2.2.1、基本概念 1、原子经济性
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，
因无副产物，理论上为原子经济性反应。
（2）甲醇和CO 合成碳酸二甲酯
催 化 剂 3CH3 H 3OC HH O + C O + 0 . 5 O 2 C H 3 O C O O C H 3 + H 2 O
虽然有副产物水生成，但无毒无害，归为绿色反应。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
2.评价指标
——常用原子利用率来度量，即
Red tide Water bloom
Leabharlann Baidu 废物多了！
生物少了!
“腾 腾”
2006年12月，由海洋生物学家组成的国际小组在这条 世界上最繁忙的河流（长江）上进行了为期6周的密集搜索， 但最终没有找到一条白鳍豚。关于该物种灭绝的科学论文正 式确认，白鳍豚已经在地球上消失了。
2.1 精细化学品及其生产绿色化设计
2.2.2 有机合成中的原子经济性反应：
重排反应：
目的产物摩尔质量 AU参加反应所有原 质料 量摩 之1尔 和 0% 0
——常用环境因子来评价资源浪费与环境污染，即
废弃物质量 E 目标产物质量 （注意不同化工领域的E值不同）
——常用环境商来表达绿色化成度，即
EQ环境因子 废物对环境的不度 友好程
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
◆表2-1
不同化工领域E-因子
2.1.1 精细化学品生产绿色化
➢经济效益、环境效益与社会效益的平衡 ➢石油等矿产资源的日益枯竭 ➢避免环境污染
2.1.1 精细化学品生产绿色化
何谓绿色化学？
又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化 学，是新世纪人们追求健康，环保，生态平 衡的趋势。指采用化学的技术和方法去减少 或停止那些对人类健康、社区安全、生态环 境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、 副产物等的使用和产生。其理想是使污染消 除在生产的源头，使整个合成过程和生产过 程对环境友好，从根本上消除污染。简言之， 即利用一系列原理来降低或消除在化工产品
领域
产物吨位数
石油化工
106～108
大宗化工产品
104～106
精细化工
102～104
医药品
10～102
E-因子 约0.1 <0.5 5～>50 25～ > 100
◆注：废物对环境的不友好程度 Q 为相对值
如果将无害NaCl的Q 值定为1，则可根据重金属离子的 毒性大小，推算出Q值为100～1000。
大气变了!
沙尘暴来啦！
全球气温上升
洪水“进”城啦！
Statue carved in 1702； photographed in 1908 (left) and 1969 (right).
正常生长的水稻
受酸雨伤害的水稻
危害
水质变了!
水生动物受到伤害! 人民的身心受到伤害!
水体富营养化问题
《精细化学品化学》
第二章 精细化工绿色化
本章主要内容
精细化学品生产及其绿色化设计 原子经济性反应和绿色合成反应 精细化学品合成原料绿色化 精细化工过程溶剂绿色化
精细化工绿色技术
背景
当代全球十大环境问题是： 大气污染 臭氧层破坏 全球变暖 海洋污染 淡水资源紧张和污染 土地退化和沙漠化 森林锐减 生物多样性减少 环境公害 有毒化学品和危险废物
2） 复配物制备 3) 商品化
复配原材料选用、制备工艺过程和包装材料
要求：不产生废弃物；对人类和环境更安全，打破以往“先 污染后治理”模式（人类健康、生态）
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；
的设计、生产及应用中有害物质的应用和产
生。
绿色化学主要特点
1 充分利用资源和能源，采用无毒、无 害的原料
2
在无毒、无害的条件下进行反应，以 减少向环境排放废物
3
提高原子的利用率，力图使所有作为 原料的原子都被产品所消纳，实现“ 零排放”
4
生产出有利于环境保护、社 区安全和人体健康的环境友 好的产品。
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。
“后十二条” 原则：
1）鉴别与量化副产品； 2）报道转化率、选择性与生产率； 3）建立整个工艺的物料衡算； 4）测定催化剂、溶剂在空气与废水中的损失； 5）研究基础的热化学； 6）估算传热与传质的极限；
精细化学品生产绿色化示意图
原料绿色化： 无毒无害原料 可再生资源
原子经济性反应 ；绿色反应；高 效、高选择性催 化反应
产品绿色化： 污染排放为0
绿色催化剂 绿色溶剂 过程强化 绿色化工技术：
2.1.2 精细化学品生产绿色化设计
1）原药合成
无毒无害分子；选用原料及生产过程绿色化；产品使用后 代谢降解或再生重复利用
理想的原子经济反应要求原料分子中的原子百分之百地转变成产 物，不产生副产物或废物。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
◆原子经济性反应举例
（1）乙烯氧化合成环氧乙烷
C H 2 C H 2+0.5O 2 A g C H 2 C H 2 O
“后十二条” 原则：
7）向化学或工艺工程师咨询； 8）考虑全过程中选择化学品与工艺的效益； 9）促进开发并应用可持续性量度； 10）量化和减用辅料与其他投入； 11）了解何种操作是安全的，并与减废要求保持一致； 12）监控、报道并减少实验室废弃物的排放。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
2.2.1、基本概念 1、原子经济性
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，
因无副产物，理论上为原子经济性反应。
（2）甲醇和CO 合成碳酸二甲酯
催 化 剂 3CH3 H 3OC HH O + C O + 0 . 5 O 2 C H 3 O C O O C H 3 + H 2 O
虽然有副产物水生成，但无毒无害，归为绿色反应。
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
2.评价指标
——常用原子利用率来度量，即
Red tide Water bloom
Leabharlann Baidu 废物多了！
生物少了!
“腾 腾”
2006年12月，由海洋生物学家组成的国际小组在这条 世界上最繁忙的河流（长江）上进行了为期6周的密集搜索， 但最终没有找到一条白鳍豚。关于该物种灭绝的科学论文正 式确认，白鳍豚已经在地球上消失了。
2.1 精细化学品及其生产绿色化设计
2.2.2 有机合成中的原子经济性反应：
重排反应：
目的产物摩尔质量 AU参加反应所有原 质料 量摩 之1尔 和 0% 0
——常用环境因子来评价资源浪费与环境污染，即
废弃物质量 E 目标产物质量 （注意不同化工领域的E值不同）
——常用环境商来表达绿色化成度，即
EQ环境因子 废物对环境的不度 友好程
2.2 原子经济性反应和绿色合成反应
◆表2-1
不同化工领域E-因子
2.1.1 精细化学品生产绿色化
➢经济效益、环境效益与社会效益的平衡 ➢石油等矿产资源的日益枯竭 ➢避免环境污染
2.1.1 精细化学品生产绿色化
何谓绿色化学？
又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化 学，是新世纪人们追求健康，环保，生态平 衡的趋势。指采用化学的技术和方法去减少 或停止那些对人类健康、社区安全、生态环 境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、 副产物等的使用和产生。其理想是使污染消 除在生产的源头，使整个合成过程和生产过 程对环境友好，从根本上消除污染。简言之， 即利用一系列原理来降低或消除在化工产品
领域
产物吨位数
石油化工
106～108
大宗化工产品
104～106
精细化工
102～104
医药品
10～102
E-因子 约0.1 <0.5 5～>50 25～ > 100
◆注：废物对环境的不友好程度 Q 为相对值
如果将无害NaCl的Q 值定为1，则可根据重金属离子的 毒性大小，推算出Q值为100～1000。
大气变了!
沙尘暴来啦！
全球气温上升
洪水“进”城啦！
Statue carved in 1702； photographed in 1908 (left) and 1969 (right).
正常生长的水稻
受酸雨伤害的水稻
危害
水质变了!
水生动物受到伤害! 人民的身心受到伤害!
水体富营养化问题
《精细化学品化学》
第二章 精细化工绿色化
本章主要内容
精细化学品生产及其绿色化设计 原子经济性反应和绿色合成反应 精细化学品合成原料绿色化 精细化工过程溶剂绿色化
精细化工绿色技术
背景
当代全球十大环境问题是： 大气污染 臭氧层破坏 全球变暖 海洋污染 淡水资源紧张和污染 土地退化和沙漠化 森林锐减 生物多样性减少 环境公害 有毒化学品和危险废物
2） 复配物制备 3) 商品化
复配原材料选用、制备工艺过程和包装材料
要求：不产生废弃物；对人类和环境更安全，打破以往“先 污染后治理”模式（人类健康、生态）
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；
的设计、生产及应用中有害物质的应用和产
生。
绿色化学主要特点
1 充分利用资源和能源，采用无毒、无 害的原料
2
在无毒、无害的条件下进行反应，以 减少向环境排放废物
3
提高原子的利用率，力图使所有作为 原料的原子都被产品所消纳，实现“ 零排放”
4
生产出有利于环境保护、社 区安全和人体健康的环境友 好的产品。
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。
“后十二条” 原则：
1）鉴别与量化副产品； 2）报道转化率、选择性与生产率； 3）建立整个工艺的物料衡算； 4）测定催化剂、溶剂在空气与废水中的损失； 5）研究基础的热化学； 6）估算传热与传质的极限；
精细化学品生产绿色化示意图
原料绿色化： 无毒无害原料 可再生资源
原子经济性反应 ；绿色反应；高 效、高选择性催 化反应
产品绿色化： 污染排放为0
绿色催化剂 绿色溶剂 过程强化 绿色化工技术：
2.1.2 精细化学品生产绿色化设计
1）原药合成
无毒无害分子；选用原料及生产过程绿色化；产品使用后 代谢降解或再生重复利用