绿色化学应用ppt
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• 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。
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2021年3月10日星期三
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化
5.1.2 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。 1. 乙醛氧化法制备乙酸 反应式如下：
2CH3CHO+O2
绿色化学的应用
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本章目录
5.1 绿色化学反应 5.2 绿色化学品 5.3 绿色技术在工业中的应用
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5.1 绿色化学反应
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5.1 绿色化学反应：生物催化
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。
• 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。
• 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。
工业应用 工业应用 工业应用 工业应用 接近成熟 工业应用 工业应用 开发中 开发中
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5.1 绿色化学反应：生物催化
• 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%。
•
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。
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
•
1968年美国Monsanto公司的Paulick和Roth发现了
表5-1. 生物催化技术的应用领域
工业部门
应用领域
技术状况
石油炼制 大宗化学品 高分子聚合物 特殊有机中间体
湖南科大化学化工学院
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 黄原胶聚合物 聚丙烯酰胺 新中间体 手性中间体
Oleochemicals
2021年3月10日星期三
2CH3COOH
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。
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化
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。
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 工业应用 工业应用
6
5.1 绿色化学反应：生物催化
表5-1. 生物催化技术的应用领域(续)
工业部门
应用领域
技术状况
医药 农用化学品 日用化学品
环境保护
医用蛋白 手性药物 碳水聚合物 生物杀虫剂 乳酸 赖氨酸 柠檬酸 废物处理技术 生物治理
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
•
20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-碘催化剂的力53MPa，产物按甲
醇计收率为90%。
2.丁烷液相氧化法 该方法曾是50-60年代生产乙酸的主要路线, 反应式:
C4H10+5/2O2
2CH3COOH+H2O
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。
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 。重点介绍:
➢ 生物催化反应 ➢ 甲醇羰基化合成乙酸 ➢ 碳-碳偶联反应 ➢ 选择氧化
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5.1 绿色化学反应：生物催化
5.1.1 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
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
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5.1 绿色化学反应：丁烷液相氧化制乙酸
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
3. 甲醇羰基化法 该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
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5.1 绿色化学反应：生物催化
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几套千吨级规
模装置的基础上，一套规模为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。
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，生物催化剂才开始应用于多种 工业生产过程.
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酵法制造甘油，已建成示范工厂。
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5.1.2 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。 1. 乙醛氧化法制备乙酸 反应式如下：
2CH3CHO+O2
绿色化学的应用
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5.1 绿色化学反应 5.2 绿色化学品 5.3 绿色技术在工业中的应用
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5.1 绿色化学反应
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5.1 绿色化学反应：生物催化
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。
• 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。
• 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。
工业应用 工业应用 工业应用 工业应用 接近成熟 工业应用 工业应用 开发中 开发中
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5.1 绿色化学反应：生物催化
• 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%。
•
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。
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
•
1968年美国Monsanto公司的Paulick和Roth发现了
表5-1. 生物催化技术的应用领域
工业部门
应用领域
技术状况
石油炼制 大宗化学品 高分子聚合物 特殊有机中间体
湖南科大化学化工学院
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 黄原胶聚合物 聚丙烯酰胺 新中间体 手性中间体
Oleochemicals
2021年3月10日星期三
2CH3COOH
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。
湖南科大化学化工学院
2021年3月10日星期三
10
5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化
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。
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 工业应用 工业应用
6
5.1 绿色化学反应：生物催化
表5-1. 生物催化技术的应用领域(续)
工业部门
应用领域
技术状况
医药 农用化学品 日用化学品
环境保护
医用蛋白 手性药物 碳水聚合物 生物杀虫剂 乳酸 赖氨酸 柠檬酸 废物处理技术 生物治理
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
•
20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-碘催化剂的力53MPa，产物按甲
醇计收率为90%。
2.丁烷液相氧化法 该方法曾是50-60年代生产乙酸的主要路线, 反应式:
C4H10+5/2O2
2CH3COOH+H2O
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。
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 。重点介绍:
➢ 生物催化反应 ➢ 甲醇羰基化合成乙酸 ➢ 碳-碳偶联反应 ➢ 选择氧化
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5.1 绿色化学反应：生物催化
5.1.1 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
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
湖南科大化学化工学院
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5.1 绿色化学反应：丁烷液相氧化制乙酸
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5.1 绿色化学反应：甲醇羰基化法合成乙酸
3. 甲醇羰基化法 该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
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5.1 绿色化学反应：生物催化
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几套千吨级规
模装置的基础上，一套规模为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。
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，生物催化剂才开始应用于多种 工业生产过程.
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5.1 绿色化学反应：生物催化