綠色化學和化工市公開課金獎市賽課一等獎課件

1、醫(yī)藥化工學院：梁華定綠色化學與化工導論第1頁開設(shè)本課程目標環(huán)境污染、能源枯竭等問題是當前人們最為關(guān)心熱門話題之一,傳統(tǒng)化學、化工面臨著人類可連續(xù)發(fā)展要求嚴重體挑戰(zhàn)，而綠色化學化工興起和發(fā)展,既能夠從根本上保護環(huán)境,又能夠深入促進化學工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,所以化學工業(yè)出路在于大力開發(fā)和應用基于綠色化學原理產(chǎn)生和發(fā)展起來綠色化學化工技術(shù)。20世紀化學工業(yè)為衣、食、住、行、保健和娛樂以及國防安全提供了豐富化學物質(zhì)，也帶來了不一樣程度環(huán)境污染二十一世紀綠色化學進展將證實化學有能力推進經(jīng)濟和社會可連續(xù)發(fā)展，保障子孫后代美滿幸福生活第2頁經(jīng)過本課程學習，掌握綠色化學與化工基本概念、基本原理，了解化學、化工生產(chǎn)中資

2、源與能源合理利用及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展間關(guān)系。達到開闊視野，拓寬知識面，便于從整體上認識化學學科，樹立既保護環(huán)境又推進工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展新觀念。同時及時了解最新最熱門科學技術(shù)成果研究進展以及國內(nèi)外發(fā)展狀況，為成為知識淵博、研究方向明確高素質(zhì)人才打下基礎(chǔ)。開設(shè)本課程目標第3頁本課程為考查課，總學時數(shù)為34學時。自學課程：主要以自學為主，輔導兩次 。目培養(yǎng)自學能力。自學內(nèi)容：按大綱要求，結(jié)合教材及有關(guān)參考資料自學，做好自學筆記?？己诵问剑鹤詫W筆記40%，小論文或讀書報告30%，期終考查30%。課程性質(zhì)及要求第4頁教材及參考書1、貢長生、張龍綠色化學武漢：華中科技大學出版社，2、李德華綠色化學化工導論北京

3、：科學技術(shù)出版社，20053、閔恩漬. 吳巍 編著. 綠色化學與化工.北京：化學工業(yè)出版社,200044、仲崇立. 綠色化學導論.北京：化學工業(yè)出版社, 20005、貢長生、張克立. 綠色化學化工實用技術(shù).北京：化學工業(yè)出版社, 20026、沈玉龍、魏利濱、曹文華.綠色化學.北京：中國環(huán)境科學出版社, 20047、顧國維、何澄. 綠色技術(shù)及其應用.上海：同濟大學出版社,19998、P.T.阿納斯塔斯， J.C.沃納.李朝軍,王東.綠色化學理論與應用. 北京：科學出版社, 2002第5頁李德華綠色化學化工導論內(nèi)容第一章 緒論 從環(huán)境問題產(chǎn)生與發(fā)展，了解綠色化學產(chǎn)生、發(fā)展、主要性；掌握綠色化學定義

4、和特點。 第二章 綠色化學原理 掌握綠色化學12條基本標準；掌握原子經(jīng)濟性反應及綠色化學伎倆。 第三章 化學工業(yè)可連續(xù)發(fā)展 了解可連續(xù)發(fā)展與化工清潔生產(chǎn)關(guān)系；掌握化工可連續(xù)發(fā)展有效路徑是必須采取綠色技術(shù)。 第四章 工業(yè)生態(tài)學原理 了解工業(yè)生態(tài)學發(fā)展史及幾個基本概念；熟悉工業(yè)生態(tài)學三大研究方法（工業(yè)代謝、生命周期評價、區(qū)域產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)）；掌握循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)工業(yè)主要性。 第6頁第五章 綠色化學化工技術(shù) 了解能源、分類及各種能源技術(shù)；了解材料分類并掌握各類新型材料特點；掌握催化技術(shù)；熟悉生物技術(shù)及分離技術(shù)（微波技術(shù)、膜技術(shù)、超聲技術(shù)）。 第六章 綠色無機化學工藝 熟悉幾個無機化學工業(yè)生產(chǎn)（磷銨生

5、產(chǎn)、鉻鹽生產(chǎn)、氯堿生產(chǎn)等）綠色化。 第七章 綠色有機化學工藝 以乙苯脫氫制苯乙烯、環(huán)氧丙烷綠色生產(chǎn)工藝、醋酸生產(chǎn)綠色化為例熟悉幾個有機化學工業(yè)生產(chǎn)綠色化。 第八章 制藥工業(yè)綠色化 熟悉各種制藥工業(yè)（化學制藥、中草藥制藥、生物制藥）綠色化。 李德華綠色化學化工導論內(nèi)容第7頁可連續(xù)發(fā)展基本化學問題綠色化學一、綠色化學主要性二、綠色化學主要特點及內(nèi)容三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”四、化學工業(yè)可連續(xù)發(fā)展五、綠色工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)六 、綠色化工及技術(shù)七、綠色化學生產(chǎn)第8頁一、綠色化學主要性從科學觀點看化學科學基礎(chǔ)創(chuàng)新從環(huán)境觀點看從源頭上消除污染從經(jīng)濟觀點看合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本 符合經(jīng)濟和

6、社會可連續(xù)發(fā)展要求可連續(xù)發(fā)展基本化學問題綠色化學 迄今為止?；瘜W工業(yè)絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)。 近年來，因為化學工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害物質(zhì)。1992年，美國化學工業(yè)用于環(huán)境保護費用為1150億美元，清理已污染地域花去7000億美元。1996年美國Dupont企業(yè)化學品銷售總額為180億美元。環(huán)境保護費用為10億美元。所以從環(huán)境保護、經(jīng)濟和社會要求看化學工業(yè)不能再負擔使用和產(chǎn)生有毒。有害物質(zhì)費用.需要大力研究與開發(fā)從源頭上降低和消除污染綠色化學。第9頁各國政府推進綠色化學辦法美國，美國化學會出版了第一本綠色化學教科書 綠色化學化工作為應對二十一世紀挑戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ),已

7、成為二十一世紀世界科技研究前沿熱點1995年美國副總統(tǒng)Gore宣告了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標為:至年地球日時。將廢棄物降低40-50%,每套裝置消耗原材料降低20一25%；宣告設(shè)置“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，1996年7月第一屆頒發(fā)，設(shè)置學術(shù)獎、小企業(yè)獎、變更合成路線獎、變更溶劑/反應條件關(guān)、設(shè)計更安全化學品獎（表1-2）1990年美國頒布了污染防治條例， 將 污染防治定為國策在美國公布二十一世紀化學化工發(fā)展戰(zhàn)略中，再次強調(diào)了綠色化學化工主要性。第10頁英國皇家化學會主辦國際性雜志綠色化學1999年1月創(chuàng)刊；年設(shè)置“Jerwood Salters環(huán)境獎”德國 1991年制訂“為環(huán)境而研究計劃”荷蘭

8、 制訂“清潔生產(chǎn)手冊”澳大利亞也創(chuàng)建了綠色化學期刊； 日本制訂“二十一世紀重建綠色地球”新陽光計劃， 設(shè)置“為地球創(chuàng)新技術(shù)研究院”歐盟各國各國政府推進綠色化學辦法第11頁 1995年中國科學院化學部組織了綠色化學與技術(shù)推進化工生產(chǎn)可連續(xù)發(fā)展路徑院士咨詢活動 1997年國家自然科學基金委“九五”重大項目：環(huán)境友好石油化工 催化化學與反應工程1997年5月，香山科學會議第72次學術(shù)研討會：可連續(xù)發(fā)展問題對科學挑戰(zhàn)綠色化學1998年合肥第一屆國際綠色化學高級研討 1999年北京第16次九華山科學論壇“綠色化學基本科學問題”年科技部國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目立項石油煉制和基本有機化學品合成綠色化學各

9、國政府推進綠色化學辦法中國制訂了“科教興國”和可連續(xù)發(fā)展策略，并于1993年世界環(huán)境和發(fā)展大會之后，編制了中國二十一世紀議程鄭重申明走可連續(xù)發(fā)展道路決心。第12頁二、綠色化學主要特點及內(nèi)容1、化學反應原子經(jīng)濟性無毒無害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品 回歸自然廢物回收利用無毒無害催化劑 無毒無害溶劑原子經(jīng)濟反應2、化學反應清潔性3、化學工藝循環(huán)性和閉路性。4、化學反應技術(shù)可連續(xù)性5、化工生產(chǎn)可連續(xù)性第13頁1.預防（prevention) （預防污染優(yōu)于污染治理） ：預防廢物產(chǎn)生優(yōu)于廢物產(chǎn)生后再處理或清理2.原子經(jīng)濟性（atom economy）：應設(shè)計合成方法使其能把反應過程中利用全部材料盡可能多

10、地轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”Trost在l991年首先提出了原子經(jīng)濟性(Atom economy 概念原料分子中終究有百分之幾原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物理想原子經(jīng)濟反應是原料分子中原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不生副產(chǎn)物或廢物。實現(xiàn)廢物零排放(Zero emission)。第14頁原子經(jīng)濟性傳統(tǒng)合成關(guān)心合成效率如選擇性反應化學選擇性（即：生成所需產(chǎn)物）區(qū)域選擇性（即：在特定位置反應）立體選擇性（即：產(chǎn)物立體結(jié)構(gòu)）等第15頁大力開發(fā)醫(yī)藥等精細化工產(chǎn)品 “原子經(jīng)濟”反應，力爭實現(xiàn)廢物“零排放”產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零A B C DA B C 工業(yè)部門每噸產(chǎn)品排放廢物（噸/噸）煉油0

11、.1大宗化學品15精細化工520制藥25100不一樣工業(yè)部門生產(chǎn)中廢物排放量制藥、精細化工更需開發(fā)原子經(jīng)濟反應第16頁第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬布洛芬鎮(zhèn)靜、止痛藥生產(chǎn)Boots企業(yè)Brown方法第一步第二步第三步原子經(jīng)濟性 40%BHC企業(yè)新創(chuàng)造綠色方法原子經(jīng)濟性99%(包含醋酸)獲1997年美國總統(tǒng)“綠色化學挑戰(zhàn)獎”第17頁O+ClOOOOO+ClOHOBaeyer-Villiger反應用于生產(chǎn)醫(yī)藥、塑料添加劑錫/沸石傳統(tǒng)工藝3-氯過苯甲酸氧化劑，原子經(jīng)濟性42%，產(chǎn)生3-氯苯甲酸廢物綠色工藝負載錫沸石催化劑，過氧化氫氧化劑，原子經(jīng)濟性86%，副產(chǎn)物只有水第18頁烴類催化氧化

12、原子經(jīng)濟性反應傳統(tǒng)工藝氯醇法：原子經(jīng)濟性=31%綠色工藝鈦硅分子篩催化：原子經(jīng)濟性=76%次氯酸石灰廢渣 污水1- 氯丙醇2- 氯丙醇丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷第19頁當前針對烴類催化氧化不足，又有了新進展降低H2O2費用原位H2、O2合成H2O2，與丙烯環(huán)氧化集成新氧化劑異丙苯過氧化物 新氧化催化材料Sn/沸石有機氮絡(luò)合Fe2+系催化劑含鎢金屬簇相轉(zhuǎn)移催化劑烴類催化氧化原子經(jīng)濟性反應第20頁替換光氣制造異氰酸酯工藝伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應伯胺和一氧化碳進行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化正在小試、中試，比光氣法生產(chǎn)成本高10，需要降低成本 1984年印度博帕爾光氣泄漏事件年羅馬尼亞一家工廠氰

13、化物泄漏到多瑙河支流事件造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴重破壞 需要開發(fā)綠色技術(shù)第21頁甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝47%原子經(jīng)濟性100%原子經(jīng)濟性投資、成本低傳統(tǒng)工藝綠色工藝第22頁3.低毒化學合成（iess hazardous chemical synthesis）：只要可行，應設(shè)計合成方法使其利用和產(chǎn)生物質(zhì)對人類健康和環(huán)境無毒性或很低毒性。4. 設(shè)計安全化學品(designing safer chemicals):應設(shè)計化工產(chǎn)品使其保留功效，但降低毒性三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”綠色化學合成路徑和合成技術(shù) 一些合成路徑和技術(shù)表達了綠色化學思想，如：電化學合成 是合成新藥品和其它有機物有效

14、伎倆無機水熱合成：條件溫和，污染少，可用于合成新型分子篩和其它環(huán)境友好催化劑。綠色化學化工：尋找充分利用原材料和能源在各個步驟中部凈化和無污染反應路徑和工藝。第23頁在環(huán)境友好產(chǎn)品方面。從1996年美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎看，設(shè)計更安全他學品獎授予RohmHaas企業(yè)。因為其開發(fā)成功一個環(huán)境友好海洋生物防垢劑。小企業(yè)獎授予Donlar企業(yè)。 因其開發(fā)了兩個高效工藝以生產(chǎn)熱聚天冬氨酸，它是一個代替丙烯酸可生物降解產(chǎn)品。在環(huán)境友好機動車燃料方面，伴隨環(huán)境保護要求日益嚴格。1990年美國清潔空氣法(修正案)要求，逐步惟廣使用新配方汽油，減小由汽車尾氣中一氧化碳以及烴類引發(fā)臭氧和光化學 煙霧等對空氣污染

15、。新配方汽油要求限制汽油蒸汽壓、苯含量，還將逐步限制芳烴和烯烴含量。 另外。保護大氣臭氧層氟氯烴代用具已在開始使用。預防“白色污染”生物降解塑料也在使用。產(chǎn)品應是環(huán)境友好第24頁綠色化學品設(shè)計：功效與環(huán)境影響并重轉(zhuǎn)變觀念產(chǎn)品功效與環(huán)境影響并重，設(shè)計、研制新產(chǎn)品時，普通要考慮下面原因：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系防止采取毒性功效基團生物吸收量最小化使輔助物質(zhì)最小化第25頁 Rohm & Haas企業(yè)Sea-NineTM海洋生物防垢劑Albright & Wilson企業(yè)低毒性、能快速降解THPS殺菌劑Rohm & Haas企業(yè)對一類安全高效、含有選擇性殺蟲效果ConfirmTM殺蟲劑家族創(chuàng)造和應用Dow

16、AgroSciences LLC企業(yè)創(chuàng)造新型天然殺蟲劑產(chǎn)品SpinosadDow AgroSciences企業(yè)Sentricon白蟻巢穴殺滅系統(tǒng) PPG企業(yè)Enviro-Prime 無鉛凃?qū)用绹翱偨y(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”設(shè)計更安全化學品獎1996年至年獲獎項目第26頁工農(nóng)結(jié)合, 生產(chǎn)超清潔生物柴油降低汽車尾氣中SOx和顆粒物排放整個過程少排放CO2，降低溫室效應本身無毒、無害，能自行分解回歸自然含有一定潤滑性，從而延長機動車壽命燃燒熱值稍低，傾點較高，影響低溫開啟 柴油是另一類主要石油煉制產(chǎn)品。對環(huán)境友好柴油。美國要求硫含量小于0.05%，芳烴含量小于20%，同時十六烷值不低于40 為到達上述目標

17、，一是要有性能優(yōu)異深度加氫脫硫催化劑;二是要開發(fā)低壓深度脫硫/芳烴飽和工藝。國外在這方面研究已經(jīng)有進展。生物柴油特點第27頁生物柴油制造植物油與甲醇（乙醇）酯交換制得 棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等化學法液堿催化固體堿催化二段催化酶催化第28頁5.采取安全溶劑和助劑（ater solvents and auxiliaries）：應盡可能防止使用輔助物質(zhì)（如溶劑、分離劑），如用時應是無毒三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”6.能量效率設(shè)計(design for energy efficiency)（合理利用和節(jié)約能源）:應考慮到能源消耗對環(huán)境和經(jīng)濟影響，并應盡可能少地使

18、用能源。如有可能合成應在常溫和常壓下進行第29頁用無毒無害溶劑揮發(fā)性有機溶劑有廣泛用途涂料和油漆溶劑泡沫塑料發(fā)泡劑微電子器件等精密清洗服裝干洗清洗劑化工生產(chǎn)過程中作為溶劑揮發(fā)性有機溶劑對環(huán)境危害形成光化學煙霧引發(fā)和加劇各種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率造成谷物減產(chǎn)、橡膠硬化等，每年造成大量損失二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中臭氧層第30頁用無毒無害溶劑無溶劑反應從理論上講，無溶劑，則不會有溶劑毒害。然而許多反應需要溶劑參加傳熱或傳質(zhì)等，無溶劑對反應非常不利以水為溶劑水對環(huán)境無害。但有些反應物不溶于水，且廢棄水會對人類生活產(chǎn)生影響。況且，人類面臨淡水供給危機，這種做法無異于雪上加霜以超臨界流體為溶劑這

19、是非常有前途方法，如采取超臨界二氧化碳，可溶解各種反應物，并能促進許多反應發(fā)生。超臨界二氧化碳含有沒有毒，不可燃，價廉等優(yōu)點，已得到了廣泛應用第31頁采取無溶劑固相反應也是防止使用揮發(fā)性溶劑一個研究動向，如用微波來促進固、固相有機反應。用無毒無害溶劑研究水或近臨界水作為溶劑以及有機溶劑/水相界面反應采取水作溶劑即使能防止有機溶劑，但因為其溶解度有限，限制了它應用，而且還要注意廢水是否會造成污染。在有機溶劑/水相界面反應中。普通采取毒性較小溶劑(甲苯)代替原有毒性較大溶劑，如二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、醋酸等。第32頁超臨界二氧化碳溶劑二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學性質(zhì)穩(wěn)定不會形

20、成光化學煙霧，也不會破壞臭氧層起源豐富，價格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解普通有機化合物超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(3llC、7477.7gkPa)以上二氧化碳流體。它通常含有液體密度。因而有常規(guī)液態(tài)溶劑溶解度;在相同條件下。它又含有氣體粘度,因而又含有很高傳質(zhì)速度。而且。因為含有很大可壓縮性。流體密度、溶劑溶解度和粘度等性能均可由壓力和溫度改變來調(diào)整。優(yōu)點第33頁用超臨界二氧化碳代替揮發(fā)性有機溶劑應用替換機械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采取揮發(fā)性有機清洗劑代替氟氯烴作泡沫塑料發(fā)泡劑超臨界CO2為溶劑，生產(chǎn)氟化物單體和聚合物 利用我國合成氨廠、煉油廠中制氫裝置大量排放CO2，開

21、發(fā)（或引進） 超臨界CO2技術(shù)在房屋裝修、泡沫塑料生產(chǎn)、服裝干洗等中應用，形成新興產(chǎn)業(yè)。第34頁7.使用可再生原料(use renewable feedstocks):只要技術(shù)和經(jīng)濟上可行，原料應是可再生，而不是將耗竭8.降低衍生物(reduce derivatives):應盡可能防止無須要衍生化（阻斷基團，保護脫保護，物理和化學過程暫時修飾）因為這些步驟需要添加試劑并可能產(chǎn)生廢物9.催化(catalysis):催化試劑（有盡可能好選擇性）優(yōu)于化學計量試劑三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”第35頁慣用許多化學、化工原料，如：氰氫酸、丙烯氰、甲醛、環(huán)氧乙烷、光氣、鹵代芳烴、稠環(huán)芳烴等都含有

22、毒性，對環(huán)境有很大危害。無毒、無害原料在代替劇毒光氣作原料生產(chǎn)有機化工原料方面。Riley等報道了工業(yè)上已開發(fā)成功一個由胺類和二氧比碳生產(chǎn)異氰酸酯新技術(shù)關(guān)于代替劇毒氫氰酸原料，Monsanto企業(yè)從無毒無害二乙醇胺原料出發(fā)。經(jīng)過催化蛻氫，開發(fā)了安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉工藝，改變了過去擬氨、甲醛和氫氰酸為原料二步合成路線。并所以取得了1996年美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎中變更合成路線獎。第36頁綠色植物經(jīng)過光合作用直接產(chǎn)生或間接衍生全部物質(zhì)即為生物質(zhì)。 如：植物，地球上儲量約2億億噸，年再生速度1640噸。其主要成份為：淀粉（由葡萄糖經(jīng)a-1,4化學鍵相連）和纖維素（由葡萄糖經(jīng)b-1,4化學鍵相連）。生

23、物質(zhì)中最值得利用是木質(zhì)纖維素，其優(yōu)點是（1）由可降解葡萄糖組成；（2）生物圈中最豐富有機物。然而在實際應用時卻碰到許多困難，其應用中主要難點為：（1）多處于結(jié)晶態(tài)；（2）采取b-1,4化學鍵；（3）與木質(zhì)素連結(jié)在一起。 清潔原料戰(zhàn)略任務是用生物質(zhì)作化工原料。 第37頁生物質(zhì)利用初步嘗試生物質(zhì)利用當前還沒有理想方法，比較有效方法有爆破法：即采取先高壓再減壓方法，將纖維素與木質(zhì)素分離稀釋酸溶解有機溶膠提取技術(shù)超臨界萃取等，將纖維素提取出應該看到：過去，石油化學工業(yè)發(fā)展花費了人類一個多世紀時間，現(xiàn)在生物質(zhì)化學工業(yè)從構(gòu)想變成現(xiàn)實可能需要最少幾十年努力。第38頁國外生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品已取得突破Du

24、 Pont和 Genecor International等合作建成由玉米生產(chǎn)1，3丙二醇(PDO)裝置，成本比化學法低15 CargillDOW企業(yè)正在建設(shè)一個14萬t/a聚乳酸工廠，用于生產(chǎn)塑料、纖維 Frost報道以葡萄糖為原料，經(jīng)過酶反應可制得己二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)苯開始來制取作為尼龍原料己二酸取得了顯著進展。另外,Gfoss首創(chuàng)了利用生物或農(nóng)業(yè)廢物如多糖類制造新型聚合物工作。具優(yōu)越性在于聚合物原料單體實現(xiàn)了無害化;生物催化轉(zhuǎn)化方法優(yōu)于常規(guī)聚合方法，聚合物還含有生物降解功效第39頁產(chǎn)品種類生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占百分比，%當前年2090年液體燃料121050有機化學品

25、102590美國國家研究委員會（National Research Council)從生物質(zhì)原料所制產(chǎn)品目標可再生植物原料中現(xiàn)在使用葡萄糖，正在開發(fā)低成本蔗糖，最終使用木質(zhì)素纖維生物催化、化學法組合。開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵組織多學科合作，加強研究利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機化工產(chǎn)品研究第40頁三、化工生產(chǎn)應遵照“綠色化學12條標準”9.催化(catalysis):催化試劑（有盡可能好選擇性）優(yōu)于化學計量試劑10.降解設(shè)計(design for degradation):應設(shè)計化工產(chǎn)品使其在完成使命后不在環(huán)境中久留，并降解為無毒物質(zhì)11.預防污染快速分析(real-time analysis fo

26、r pollution prevention):分析方法須深入發(fā)展，以能夠進行即時和在線跟蹤及控制有害物質(zhì)生成12.本身安全、能預防意外事故化學(inherently safer chemistry for accident prevention):在化學轉(zhuǎn)換過程中，所用物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)應盡可能地降低發(fā)生化學事故可能性，包含：泄漏、爆炸、和火災第41頁近年來國外正從分子篩、雜多酸、超強酸等新催化材料中大力開發(fā)固體酸烷基化催化劑。其中采取新型分子篩催化劑乙苯液相烴他技術(shù)引人注目，這種催化劑選擇性很高，乙苯重量收率超出99.6%。而且催化劑壽命長。還有一個生產(chǎn)線性烷基苯固體酸催化劑替換了氫氟酸催化劑

27、，改進了生產(chǎn)環(huán)境，已工業(yè)化。在固體酸烷基化研究中。還應深入提升催化劑選擇性。以降低產(chǎn)品中雜質(zhì)含量;提升催化劑穩(wěn)定性。以延長運轉(zhuǎn)周期;降低原料中苯烯比。以提升經(jīng)濟效益采取無毒、無害催化劑當前烴類烷基他反應普通使用氧氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑。這些液體催化劑共同缺點是，對設(shè)備腐蝕嚴重、對人身危害和產(chǎn)生廢渣、污染環(huán)境。為了保護環(huán)境。第42頁工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝乙烯與苯烷基化AlCl3ZSM-5氣相法 USY、液相法丙烯與苯烷基化AlCl3、MCM-22 液相法長鏈烯烴與苯烷基化HF固體酸-固定床 傳統(tǒng)AlCl3、HF催化劑缺點：腐蝕設(shè)備，危害人身健康和小區(qū)安全，廢水、廢渣污染環(huán)境開發(fā)新一代苯

28、與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑分子篩固體酸催化劑環(huán)境友好，不過：酸強度低，分布不均，酸中心少；因而，反應溫度和壓力高，產(chǎn)品雜質(zhì)增多為克服上述缺點，下一代固體酸催化劑雜多酸、包裹型液體酸、Nafion/SiO2復合材料、納米分子篩復合材料、離子液體等第43頁開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑 加緊已經(jīng)有基礎(chǔ)負載型雜多酸開發(fā)利用懸浮催化蒸餾等新工藝 力爭開發(fā)含有中國特色獨特先進新催化劑和工藝繼續(xù)研究納米分子篩復合材料、離子液體等新催化材料第44頁綠色化學方向1、 無毒、無害原料2、在無毒、無害反應條件下進行3、原子經(jīng)濟性“4、 產(chǎn)品應是環(huán)境友好5、“閉路循環(huán)”之路從“末端治理”擴展到“

29、源頭”，從企業(yè)內(nèi)擴展到企業(yè)外環(huán)境質(zhì)量清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟采取二次資源采取可再生能源環(huán)境設(shè)計產(chǎn)品環(huán)境標識源頭治理為本，末端治理為輔分析伎倆：物流分析，產(chǎn)品生命周期分析物質(zhì)減量化碳、硫、氮氧化物減量化第45頁綠色化學工程技術(shù)12條標準1 要盡力確保全部輸入和輸出能量與材料盡可能無內(nèi)在固有危險2 污染預防優(yōu)于污染形成后處理3 產(chǎn)品分離與純化設(shè)計要盡可能降低能量與材料消耗4 質(zhì)量、能量、空間和時間效率最大化5 強化輸出牽引，不要輸入推進6 保留復雜性7 強調(diào)耐久性而不是永久性8 滿足需要，使過量最小化9 降低物質(zhì)多樣性10 當?shù)匚镔|(zhì)流和能源流整合1l 商品后期設(shè)計12 使用可再生而非耗竭材料第46頁四、化

30、學工業(yè)可連續(xù)發(fā)展1、聯(lián)合國人類環(huán)境會議（1972，瑞典，113國家參加，發(fā)表“關(guān)于人類環(huán)境斯德哥爾摩宣言”及“人類環(huán)境計劃”）2、聯(lián)合國環(huán)境及發(fā)展會議（1992，巴西，178國參加，發(fā)表“關(guān)于環(huán)境與發(fā)展里約熱內(nèi)爐宣言”等5項條約等）3、可連續(xù)發(fā)展世界首腦會議（，南非，191國家參加，發(fā)表“關(guān)于可連續(xù)發(fā)展約翰內(nèi)斯堡宣言”及“可連續(xù)發(fā)展世界首腦會議實施興計劃”）-1987年我們共同未來一書發(fā)表，提出了“可連續(xù)發(fā)展”最經(jīng)典定義：“滿足當前需要但不損及后代滿足他們自己需要”。( “代間不平等” 問題)1、什么叫“可連續(xù)發(fā)展” ？聯(lián)合國關(guān)于可連續(xù)發(fā)展三次會議第47頁（1）面臨世界資源挑戰(zhàn)地球資源年耗盡

31、年來，一個能夠清潔空氣關(guān)鍵自由基分子在世界范圍內(nèi)逐步降低，它濃度平均下降，至今尚不清楚它下降原因和周期，它將對地球健康組成巨大威脅。它是地球防污染劑，它降低將使煙塵越來越濃，造成破壞保護地球臭氧層。2、可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求世界自然基金會和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合發(fā)表年地球生態(tài)匯報顯示，若按當前速度繼續(xù)消耗地球資源，那么我們地球資源會在年耗盡。（2）地球正在失去自我清潔能力第48頁 如溫室氣體排放，臭氧層破壞等,過去里全球水文氣象災害數(shù)量增加了一倍。 若化石燃料不加限制地消耗下去，2030年CO2濃度可到達550 ppm,到2050年氣溫會上升1.54.5。 那時生態(tài)災難又會比現(xiàn)在上升幾倍？ 全球生態(tài)

32、系統(tǒng)正在向危險臨界值靠近，環(huán)境惡化造成自然災害，近十年中造成世界億美元損失，過分對礦物燃料使用，使氣溫變暖，北極冰蓋已降低4，繼續(xù)變暖會造成水資源極度缺乏，食品降低，和諸如瘧疾、登革熱之類致命疾病廣為擴散。（3）全球環(huán)境處于危險十字路口第49頁 經(jīng)濟形勢之一：中國經(jīng)濟高速發(fā)展近（1985年）中國經(jīng)濟高速發(fā)展。國內(nèi)GDP總量超出10萬億元，人均GDP超出1000美元；年國內(nèi)GDP到達20萬億元，人均GDP超出1500美元。1949198637年1986199619965年2年5000萬噸1953198434年19993年199319996年198419939年2.5億平方米1953199239年

33、1年2年19928年中國經(jīng)濟高速發(fā)展，帶動了鋼鐵、建筑、汽車等各行各業(yè)加速發(fā)展。100萬輛3、可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求（中國形勢）第50頁經(jīng)濟形勢之二：重工業(yè)是中國經(jīng)濟發(fā)展主要支柱 材料工業(yè)是國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展物質(zhì)基礎(chǔ)，如鋼產(chǎn)量伴伴隨GDP同時增加；我國鋼產(chǎn)量到達4.18億噸，占世界鋼產(chǎn)量33.7%；水泥產(chǎn)量到達12.4億噸，占世界產(chǎn)量50%；重工業(yè)普通是資金密集、勞動力密集高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)與粗鋼產(chǎn)量發(fā)展趨勢：世界鋼產(chǎn)量11.3億噸年：世界鋼產(chǎn)量12.4億噸我國鋼產(chǎn)量在世界上地位萬噸國內(nèi)水泥產(chǎn)量發(fā)展 我國經(jīng)濟增加主導是重工業(yè)，1985年至間，重工業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值百分比波動在

34、5070%。我國以重工業(yè)作為經(jīng)濟發(fā)展主要支柱，是造成單位GDP能耗高、污染嚴重主要原因。國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)與粗鋼產(chǎn)量發(fā)展趨勢我國鋼產(chǎn)量在世界上地位第51頁經(jīng)濟形勢之三：中國經(jīng)濟發(fā)展進入轉(zhuǎn)型期 世界各國人均GDP到達1000-3000美元是主要經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期，也是戰(zhàn)略機遇期； 經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期主要標志是發(fā)展中國家轉(zhuǎn)為發(fā)達國家，工業(yè)化社會轉(zhuǎn)為信息化社會； 轉(zhuǎn)型期主要社會矛盾是經(jīng)濟高速發(fā)展與資源環(huán)境制約； 歐、美經(jīng)歷這一發(fā)展階段時間長達12；日、韓國用78年實現(xiàn)轉(zhuǎn)型；而墨西哥、巴西、菲律賓、泰國、馬來西亞等國長久未能實現(xiàn)轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟陷入停滯不前。 我國經(jīng)濟發(fā)展與GDP增加趨勢為了盡快實現(xiàn)中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，必須堅

35、持節(jié)能減排、建設(shè)節(jié)約型社會基本國策，深入降低能源、資源消耗，改進社會環(huán)境。第52頁可連續(xù)發(fā)展面臨問題之一資源缺乏 社會轉(zhuǎn)型期是主要戰(zhàn)略機遇期，也是各種矛盾凸顯期，伴隨經(jīng)濟快速增加和人口不停增加，資源約束矛盾日益突出，環(huán)境形勢愈加嚴峻。 從資源稟賦看，我國是總量上大國，人均上貧國。人均淡水資源占有量僅為世界平均水平四分之一，人均耕地占有量不到世界平均水平40%，45種礦產(chǎn)資源人均占有量不到世界平均水平二分之一，石油、天然氣人均占有儲量為世界平均水平7%和4.5%，鐵礦石、銅和鋁土礦儲量分別為世界平均水平1/6、1/6和1/9。伴隨經(jīng)濟發(fā)展，GDP增加與資源消耗呈線性正比關(guān)系。這意味著今后國內(nèi)經(jīng)濟

36、發(fā)展需要大量資源。所以，國內(nèi)資源缺乏將是束縛我國經(jīng)濟高速發(fā)展主要制約原因。第53頁我國能源及水資源現(xiàn)實狀況我國是一個公認能源短缺而又貧水國家 ! 主要國家鐵礦石儲量與鋼產(chǎn)量資源類型中國儲量占世界儲量%中國人均占有量 / 世界人均占有量%能源煤11.051石油2.411天然氣1.25水資源淡水5.425第54頁我國化學工業(yè)經(jīng)濟增加很大程度建立在大量消耗能源及原材料基礎(chǔ)上，有時以犧牲環(huán)境為代價。我國化學工業(yè)總產(chǎn)值居世界第三位，但人均化工產(chǎn)值僅為世界平均1/4。我國化學工業(yè)總能耗為美、加、墨三國之和4.1倍，但產(chǎn)值相當三國之和23.8%?；U水排放量占全國工業(yè)部門17.5%，名列第1位；化工廢氣排

37、放量占第4位，固體廢物排放占第5位，但危險廢物占60%，為第1位。 萬元產(chǎn)值水耗為美國3.5倍。而萬元產(chǎn)值污染物排放強度是美國近百倍。 大氣污染：一級標準城市只占多個城市中不到工業(yè)污染：中國流行病是因為水污染傳輸固體廢棄物嚴重：以速度增加，存放量已達.億噸，占地5.17萬頃 可連續(xù)發(fā)展面臨問題之二大氣環(huán)境污染嚴重第55頁 可連續(xù)發(fā)展面臨問題之二大氣環(huán)境污染嚴重 全國527個市（縣）中，出現(xiàn)酸雨城市有298個，占統(tǒng)計城市56.5%，有些地域酸雨頻率到達100%。據(jù)測算，大氣污染造成經(jīng)濟損失已經(jīng)占到GDP23%，中國大氣污染形勢不容樂觀。40% 國土受酸雨威脅溫室效應氣體排放居亞洲之首二氧化硫排放

38、逐年增加第56頁 可連續(xù)發(fā)展面臨問題之二大氣環(huán)境污染嚴重第57頁七大水系各種水質(zhì)類別所占百分比 我國人均水資源不足世界平均值1/4，而且水質(zhì)受到較嚴重污染。當前，全國60%城市存在不一樣程度缺水，108各城市嚴重缺水，飲用水源地水質(zhì)較差，約有30%人口得不到安全飲用水。 我國生活垃圾清運量達1.5億噸，年均增加7-10，處理率遠遠達不到要求，垃圾圍城現(xiàn)象普遍。 可連續(xù)發(fā)展面臨問題之三水質(zhì)污染、固體廢棄物泛濫第58頁 可連續(xù)發(fā)展面臨問題之四人居環(huán)境受到嚴重威脅全國主要城市空氣污染綜合指數(shù) 電廠對大氣污染北京遭遇沙塵暴太湖污染第59頁全球CO2排放量從249億噸增加到2005292億噸，同期美國從

39、63億噸升到65億噸，中國從28億噸猛增至53億噸。年，全世界CO2排放量突破300億噸；節(jié)能減排壓力與困難來自國外壓力 炭燃燒生成CO2(約占總量80%)是產(chǎn)生溫室效應主要原因，CO2阻擋太陽光輻射造成全球氣溫上升、環(huán)境惡化和自然災害頻繁發(fā)生。全球必須共同抑制CO2排放量。中國已簽署京都議定書，作為發(fā)展中國家暫不承諾CO2減排指標，但發(fā)達國家普遍認為中國不負擔控制溫室氣體排放義務，仍不能降低空氣污染和溫室氣體危害。結(jié)論：中國環(huán)境污染與溫室氣體排放已引進全世界高度關(guān)注，必須盡快采取節(jié)能減排辦法降低環(huán)境污染和溫室氣體排放量。第60頁4、可連續(xù)發(fā)展研討內(nèi)容國策：“可連續(xù)發(fā)展”廿一世紀人類進步,已進

40、入了可連續(xù)發(fā)展階段，其產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)是工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)展經(jīng)濟模式就是循環(huán)經(jīng)濟?！翱蛇B續(xù)發(fā)展與生態(tài)工業(yè)”其科學與技術(shù)基礎(chǔ)是綠色化學科學與工程二十一世紀可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)與園區(qū)模式是生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)與生態(tài)工業(yè)園區(qū)。應用系統(tǒng)工程方法，去分析、研究、設(shè)計與規(guī)劃化工園區(qū)大系統(tǒng)中基本流：物流、能量流、資金流與信息流，以達到環(huán)境友好、資源、能源與資金最優(yōu)化利用目標。-生態(tài)工業(yè)園區(qū)第61頁循環(huán)經(jīng)濟,綠色GDP與可連續(xù)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是仿照自然生態(tài)系統(tǒng)，在生產(chǎn)、流通和消費等全社會范圍內(nèi), 經(jīng)過物質(zhì)循環(huán)、廢物最小化、工藝替換和產(chǎn)品共生等方式，組織成一個“資源產(chǎn)品再生資源”物質(zhì)重復循環(huán)流動過程，到達資源、能源高效利用，對環(huán)境影響最小

41、經(jīng)濟模式，本質(zhì)上是一個生態(tài)經(jīng)濟。循環(huán)經(jīng)濟是一個以“三R”為標準以資源高效利用和循環(huán)利用為關(guān)鍵以低消耗、低排放、高效率為基本特征以生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈為發(fā)展載體以清潔生產(chǎn)為主要伎倆到達實現(xiàn)物質(zhì)資源有效利用和經(jīng)濟與生態(tài)可連續(xù)發(fā)展第62頁循環(huán)經(jīng)濟基本標準3R標準即減量化（reducing）再利用（reusing）再循環(huán)（recycling）是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟主要行為標準第63頁循環(huán)經(jīng)濟實例 1 新疆天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈圖 第64頁循環(huán)經(jīng)濟實例 2第65頁 綠色工程建立生態(tài)工業(yè)是依據(jù)生態(tài)經(jīng)濟學原理，以節(jié)約資源、能源、清潔生產(chǎn)和廢棄物多層次循環(huán)利用（即節(jié)能、降耗、減排標準）等為特征，以當代科學技術(shù)為依靠，利用生態(tài)規(guī)律、

42、經(jīng)濟規(guī)律和系統(tǒng)工程方法經(jīng)營和管理一個綜合工業(yè)發(fā)展模式。 工業(yè)生態(tài)學關(guān)鍵是怎樣實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟與環(huán)境友好理念，實現(xiàn)再生資源利用, 即用化學方法改變和回收利用廢物，將廢物轉(zhuǎn)化為原料，進而到達資源與能源高效利用目標。五、綠色工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)第66頁1、生態(tài)工業(yè)群-園區(qū)生態(tài)工業(yè)模式原子經(jīng)濟性 + 零排放循環(huán)經(jīng)濟 + 環(huán)境友好123456生態(tài)工業(yè)園區(qū)為大系統(tǒng)（網(wǎng)），生態(tài)工業(yè)群（鏈）為工業(yè)園區(qū)一級子系統(tǒng)，企業(yè)為二級子系統(tǒng)（點）。第67頁2、生態(tài)工業(yè)園區(qū)及其大系統(tǒng)過程集成 生態(tài)工業(yè)園是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟理念和工業(yè)生態(tài)學原理而設(shè)計建立一個區(qū)域型新型工業(yè)組織形式，經(jīng)過模擬自然系統(tǒng)建立產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中“生產(chǎn)者消費者分解者”循環(huán)途經(jīng)，

43、盡可能實現(xiàn)物質(zhì)閉路循環(huán)和能量多級利用。 即生態(tài)園內(nèi)企業(yè)模擬自然界生態(tài)系統(tǒng)，相互之間存在協(xié)同和共生關(guān)系，將最大程度地充分利用資源和降低負面環(huán)境影響，最終到達工業(yè)可連續(xù)發(fā)展目標。第68頁丹麥卡倫堡( Kalunborg) 生態(tài)工業(yè)園區(qū)丹麥Kalundborg工業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖淤泥肥料魚 塘壁板廠街區(qū)供熱水泥和鋪路農(nóng)藥廠硫粉煤灰廢熱淡水湖泊制藥廠硫酸廠2.煉油廠溫室1.燃煤電廠廢熱石膏廢熱煙氣冷卻水蒸汽蒸汽1. 這種能量交換有更顯著能效2.物料和能量交換能為參加者提供經(jīng)濟效益3、園區(qū)進行了水資源循環(huán)利用第69頁鋼廠水泥廠汽車粉碎機塑料和金屬分離金屬回收能量回收塑料回收能量美國北德克薩斯州工業(yè)生態(tài)園內(nèi)物質(zhì)流E

44、AF Fe灰塵ASR美國北德克薩斯州一個生態(tài)工業(yè)園生態(tài)工業(yè)園中心便是一個鋼廠，它利用廢汽車作為主要原材料第70頁序號E，P項目地址包括行業(yè)特點1查爾斯角弗古尼亞農(nóng)業(yè)、海產(chǎn)品及海水養(yǎng)殖、旅游藝術(shù)品，高新技術(shù)產(chǎn)品2費爾菲爾德馬里蘭石化、有機化學品、廢物再利用、環(huán)境技術(shù)3布朗斯維爾得克薩斯煉油、瀝青、化工、紡織、車罩部件、熱電、污水處理、溶劑回收4河岸佛蒙特生態(tài)農(nóng)業(yè)，生物能源，廢物處理5綠色協(xié)會明尼蘇達綠色產(chǎn)業(yè)孵化器、廢物再利用6普拉茲堡紐約軍事設(shè)施再開發(fā)、資源和廢物管理7東海岸加利福尼亞資源再生、自然美化、提升能源效率8特靈頓新澤西現(xiàn)有工業(yè)區(qū)再開發(fā)，清潔工業(yè)9沙為昂 亞利桑那商準一體化開發(fā)；環(huán)境，

45、自然特色10富蘭克林卡羅萊納可更新能源與環(huán)境技術(shù)商貿(mào)聯(lián)合體美國部分生態(tài)工業(yè)園區(qū) 第71頁加拿大部分生態(tài)工業(yè)園區(qū)序號生態(tài)工業(yè)區(qū)名稱園址主要生產(chǎn)企業(yè)1伏特薩斯喀徹溫(FortSaskatchewan)薩斯克(Sask)化學品，聚氯乙烯、苯乙烯、電力、生物燃料等2康沃爾(Cornwall)安大略湖(Ontario)熱電聯(lián)產(chǎn)、造紙、化工、電力設(shè)備和水泥等3比勘克(BecancouE)魁北克(Quebec)氯堿鹽酸、雙氧水、烷基苯磺酸鹽等化工4東蒙特利爾(MontrealEast)魁北克(Quebec)煉油石化、工業(yè)氣體，石膏板、冶金等5圣喬爾(SaintJohn)新布倫瑞克(NewBrunswick)

46、電力、造紙，煉油、釀酒、制糖等第72頁國內(nèi)部分生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工業(yè)園區(qū)主要特征貴港國家生態(tài)工業(yè)（制糖）示范園區(qū)制糖產(chǎn)業(yè)生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)南海國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)虛實結(jié)合、全新規(guī)劃，高新技術(shù)環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)為主導包頭國家生態(tài)工業(yè)（鋁業(yè)）示范園區(qū)“鋁電聯(lián)營”生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)黃興國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)主導，零排放工業(yè)試點山東魯北國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、海水一水多用技術(shù)天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)開發(fā)區(qū)生態(tài)改造，發(fā)展靜脈產(chǎn)業(yè)蘇州高新區(qū)國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)“綠色高新區(qū)”、15014000環(huán)境管理體系、清潔生產(chǎn)審核四川沱牌釀酒生態(tài)工業(yè)園區(qū)釀酒生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)第73頁貴港國家生態(tài)工業(yè)示范園

47、總體結(jié)構(gòu)該示范園區(qū)六個系統(tǒng)，各系統(tǒng)內(nèi)分別有產(chǎn)品產(chǎn)出，各系統(tǒng)之間經(jīng)過中間產(chǎn)品和廢棄物相互交換而相互銜接，從而形成一個比較完整和閉合生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，園區(qū)內(nèi)資源得到最正確配置、廢棄物得到有效利用，環(huán)境污染降低到最低水平。其中，甘蔗制糖蔗渣造紙生態(tài)鏈、制糖糖蜜制酒精酒精廢液制復合肥生態(tài)鏈以及制糖(有機糖)低聚果糖生態(tài)鏈這三條園區(qū)內(nèi)主要生態(tài)鏈，相互間組成了橫向耦合關(guān)系，并在一定程度上形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。物流中沒有廢物概念，只有資源概念，各步驟實現(xiàn)了充分資源共享，變污染負效益為資源正效益。 國內(nèi)生態(tài)工業(yè)園第74頁貴港國家生態(tài)工業(yè)示范園總體結(jié)構(gòu)第75頁過程集成是實現(xiàn)綠色化工目標關(guān)鍵技術(shù) 基于熱力學原理集成換熱器網(wǎng)

48、絡(luò)夾點技術(shù)推廣到傳質(zhì)交換網(wǎng)絡(luò)中來。質(zhì)交換器指是任何逆向直接接觸傳質(zhì)操作，如吸收、吸附、液液萃取、離子交換、浸取、汽提，氫夾點分析等。這種質(zhì)交換網(wǎng)絡(luò)分析目標是設(shè)計污染雜質(zhì)回收網(wǎng)絡(luò)，以降低污染。廢水最小化夾點設(shè)計方法。六 綠色化工及技術(shù)1、夾點分析（資源、能源節(jié)約型）第76頁熱交換網(wǎng)絡(luò)建立仍是世界化工節(jié)能主要技術(shù)第77頁傳統(tǒng)常規(guī)型流程（11個裝置設(shè)備）乙酸甲醇催化劑乙酸甲酯溶劑共沸物水溶劑共沸物水較重組分當代集約型流程 （1個裝置）蒸餾萃取蒸餾反應蒸餾反應反應蒸餾蒸餾乙酸催化劑甲醇乙酸甲酯由傳統(tǒng)流程向集約型耦合過程發(fā)展3R第78頁2、深度過程集成：網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型模擬 立足于通用反應器及相互連接流股

49、網(wǎng)絡(luò)組成超結(jié)構(gòu)，在研究傳質(zhì)和傳熱各種可能安排基礎(chǔ)上，找尋最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 用可再生資源代替不可再生資源 氫夾點分析 基于溶劑分離系統(tǒng)設(shè)計 利用微化工廠來躲避風險、提升效率工廠公用工程及聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能第79頁綠色石油化工生產(chǎn)鏈與資源循環(huán)利用環(huán)氧乙烷草酸（媒染劑、除銹劑、漂白劑）墨水、染料、皮革二醋酸乙二醇酯（溶劑）反應分離與聚合 醇酸樹脂、滌綸二甘醇乙二醇三甘醇水合脫水氧化醫(yī)藥、化裝品等醋酸 乙烯石油醇解或水解單體.如環(huán)氧乙烷深度加工第80頁生物質(zhì)“循環(huán)利用”綠色過程示意圖產(chǎn)品a生物質(zhì)(比如玉米等)葡萄糖液細菌和酵母二步轉(zhuǎn)化 肥 料特 種 精 餾濃縮與分離(膜、超臨界等)產(chǎn)品b肥 料土 壤聚 合生物降

50、解 精制（結(jié)晶等）綠色產(chǎn)品c 催化反應綠色產(chǎn)品d綠色產(chǎn)品e離子交換等第81頁國際化學工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)展態(tài)勢原料基本化工精細化工 功效產(chǎn)品 生產(chǎn)鏈鏈式結(jié)構(gòu)基本化工：規(guī)模效益（資源利用率提升） 信息化程度（自動化程度）提升 能耗降低精細化工(包含功效產(chǎn)品): 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及時調(diào)整 多產(chǎn)品車間建立柔性生產(chǎn)線石油化工一體化依據(jù)全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在美、英、日、德等國大化工行業(yè)GDP中精細化學品及功效產(chǎn)品占79%。第82頁八、綠色化學生產(chǎn)涂料工業(yè)制革工業(yè)引言造紙工業(yè)氯氟碳化合物（CFCs）可降解塑料第83頁涂料：應用于物體表面而能結(jié)成堅韌保護膜物料總稱，多數(shù)是含有或基本不含顏料粘液。 1、涂料工業(yè)涂料功效：（1）預

51、防物體表面受到氣候腐蝕、化學腐蝕以及日光照射而起改變；（2）預防或降低物體表面直接收到摩擦和沖擊；（3）增加物體表面美觀。揮發(fā)性有機物（VOC）：涂料中通常含有揮發(fā)性有機物（VOC），VOC (Volatile Organic Compound)：包含碳氫化物，有機化物，有機硫化物，碳基化合物，有機酸和有機過氧化物等，在NOx存在下，還可造成光化學煙霧產(chǎn)生和污染。有機溶劑及其它有機污染物在陽光作用下會產(chǎn)生許多光化學反應（普通指大氣中原子，分子，自由基或離子因為吸收光子而引發(fā)反應）。污染范圍大，使全球氣候變暖，大氣層氧化容量和酸度改變（造成酸雨）VOC（揮發(fā)性有機化合物）會產(chǎn)生直接毒害，同時還會

52、產(chǎn)生光化學煙霧。第84頁綠色涂料，亦稱環(huán)境友好涂料，是指涂料在制造和施工過程中沒有有害物質(zhì)分解、揮發(fā)、排放或分解、揮發(fā)、排放有害物質(zhì)在要求工藝條件下能滿足排放標準，不至于對人類和大自然造成危害。所以，我們要發(fā)展對環(huán)境污染少，對人體無害涂料。低固含量溶劑型涂料固含量通常為30-50%，而高固含量溶劑型涂料固含量為65-85%。開發(fā)高固含量溶劑型涂料可降低揮發(fā)性有機溶劑使用，降低對人類和環(huán)境危害程度。綠色涂料嘗試1、涂料工業(yè)關(guān)鍵：開發(fā)低VOC涂料。（1）高固含量溶劑型涂料第85頁水分散型涂料，即以有機溶劑/水為溶劑。以水代替部分有機溶劑，能夠降低OC危害。乳膠型涂料，即涂料分子以乳膠形式分散于水中

53、。這種涂料VOC含量極低，甚至為零，當前以取得廣泛應用。水溶性高分子，即涂料高分子材料即為水溶性，這么即可完全采取水作為溶劑。但開發(fā)水溶性高分子材料，尤其是適合用于各類需求涂料高分子材料含有一定難度，所以該類已商品化涂料較少。粉末涂料，即不需要任何溶劑涂料。其優(yōu)點是理論上絕對零VOC，然而在應用中卻碰到困難，如：工藝復雜、涂層較厚、配色性差、不規(guī)則物體涂布效果差等。 （2）水基涂料水基涂料以水作為溶劑，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染常見水基涂料第86頁制革工業(yè)是我國主要工業(yè)部門之一，年產(chǎn)量高。每年年產(chǎn)豬皮革約八千多萬張，牛皮革三千多萬張，羊皮革五千多萬張。年出口創(chuàng)匯八十多億美元，在國際皮革業(yè)，尤其是中低級皮革業(yè)中占有主要地位。 2、制革工業(yè)制革工業(yè)污染嚴重，主要污染起源為：除去原料皮上廢料（占污染源70-80%，通常1噸原料皮只能生產(chǎn)200千克皮革），制革過程中所用化工原料（如：鹽腌、酸浸、鞣制（鉻鞣）等過程中都會帶來很大污染。制革工業(yè)