綠色化學與化工技術(shù)的進展

綠色化學與技術(shù)

的新進展1環(huán)境治理的歷史回顧★20世紀40~50年代——稀釋廢物★20世紀60~70年代——廢物后處理★20世紀90年代——從源頭消除污染源2綠色化學(GreenChemistry)——環(huán)境無害化學——環(huán)境友好化學——清潔化學★從源頭消除污染的途徑★新設(shè)計化學合成方法和化工產(chǎn)品來根除污染源3各國政府推動綠色化學的措施★美國1990年美國頒布了《污染防治條例》，將污染的防治定為國策1996年設(shè)定“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”★日本制訂“21世紀重建綠色地球”的新陽光計劃，設(shè)立“為地球創(chuàng)新技術(shù)的研究院”★歐盟各國德國1991年制訂“為環(huán)境而研究的計劃”英國2000年設(shè)立“JerwoodSalters環(huán)境獎”荷蘭制訂“清潔生產(chǎn)手冊”4

1990年，美國通過了一項“防止污染行動”的法令。

1991年后，綠色化學由美國化學會（ACS）提出并成為美國國家環(huán)保局（EPA）的中心口號。

1995年，美國前總統(tǒng)克林頓設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，從1996年開始在華盛頓國家科學院每年頒發(fā)一次，這是化學領(lǐng)域唯一的總統(tǒng)級科學獎。

1999年，世界上第一本《綠色化學》雜志誕生。

2000年，美國化學會出版了第一本綠色化學教科書。5★中國

制訂了“科教興國”和可持續(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21世紀議程》鄭重聲明走可持續(xù)發(fā)展道路的決心。◆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)可持續(xù)發(fā)展的途徑》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(yīng)工程◆1997年5月，香山科學會議第72次學術(shù)研討會：可持續(xù)發(fā)展問題對科學的挑戰(zhàn)——綠色化學◆1998年合肥第一屆國際綠色化學高級研討會◆1999年北京第16次九華山科學論壇“綠色化學的基本科學問題”◆2000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的綠色化學6綠色化學的興起環(huán)境保護的推動合理利用資源降低成本環(huán)境監(jiān)測費用廢物處理費用人身保健費用社區(qū)安全保險費用等7綠色化學的主要內(nèi)容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(yīng)8綠色化學的12條原則

1、防止廢物的產(chǎn)生而不是產(chǎn)生后再來處理；

2、合成方法應(yīng)設(shè)計成能將所有的起始物質(zhì)嵌入到最終產(chǎn)物中；

3、只要可能，反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)應(yīng)對人類健康和環(huán)境無毒或毒性很??；

4、設(shè)計的化學產(chǎn)品應(yīng)在保護原有功效的同時盡量使其無毒或毒性很?。?/p>

5、盡量不使用輔助性物質(zhì)（如溶劑、分離試劑等），如果一定要用，也應(yīng)使用無毒物質(zhì)；

6、能量消耗越小越好，應(yīng)能為環(huán)境和經(jīng)濟方面的考慮所接受；

9綠色化學的12條原則

7、只要技術(shù)上和經(jīng)濟上可行，使用的原材料應(yīng)是能再生的；

8、應(yīng)盡量避免不必要的衍生過程（如基團的保護，物理與化學過程的臨時性修改等）；

9、盡量使用選擇性高的催化劑，而不是提高反應(yīng)物的配料比；

10、設(shè)計化學產(chǎn)品時，應(yīng)考慮當該物質(zhì)完成自己的功能后，不再滯留于環(huán)境中，而可降解為無毒的產(chǎn)品；

11、分析方法也需要進一步研究開發(fā)，使之能做到實時、現(xiàn)場監(jiān)控，以防有害物質(zhì)的形成；

12、化學過程中使用的物質(zhì)或物質(zhì)的形態(tài)，應(yīng)考慮盡量減少實驗事故的潛在危險，如氣體釋放、爆炸和著火等。10內(nèi)容簡介☆

大力開發(fā)醫(yī)藥等精細化工產(chǎn)品的“原子經(jīng)濟”反應(yīng)，力爭實現(xiàn)廢物“零排放”☆

大宗有機化工品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)☆超臨界CO2代替有毒、有害溶劑正在推廣應(yīng)用☆利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機化工產(chǎn)品方興未艾☆工農(nóng)結(jié)合,生產(chǎn)超清潔生物柴油☆永恒的主題——設(shè)計、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品☆回收廢塑料、纖維等材料，走上“閉路循環(huán)”之路11(一)大力開發(fā)醫(yī)藥等精細化工產(chǎn)品

“原子經(jīng)濟”反應(yīng)，力爭實現(xiàn)廢物“零排放”

BarryTrost：原子經(jīng)濟性(AtomEconomy)概念

A＋BC＋DA＋BC＋

產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零12工業(yè)部門每噸產(chǎn)品排放的廢物（噸/噸）煉油~0.1大宗化學品1~5精細化工5~20制藥25~100不同工業(yè)部門生產(chǎn)中的廢物排放量制藥、精細化工——更需開發(fā)原子經(jīng)濟反應(yīng)13第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots公司的Brown方法原子經(jīng)濟性

~40%布洛芬—鎮(zhèn)靜、止痛藥的生產(chǎn)14第一步第二步第三步BHC公司新發(fā)明的綠色方法簡單多了！原子經(jīng)濟性~99%(包括醋酸)獲1997年美國總統(tǒng)“綠色化學挑戰(zhàn)獎”15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的沸石催化劑，過氧化氫氧化劑，原子經(jīng)濟性86%，副產(chǎn)物只有水Baeyer-Villiger反應(yīng)——用于生產(chǎn)醫(yī)藥、塑料添加劑O+ClOOOHOO+ClOHO錫/沸石16醫(yī)藥、農(nóng)藥、功能化學品的研究——綠色化學最活躍的前沿領(lǐng)域

大力研究原子經(jīng)濟反應(yīng)和手性合成等醫(yī)藥、農(nóng)藥等產(chǎn)品要引進多種官能團和調(diào)整化學結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)往往經(jīng)過多步反應(yīng)，需要配套開發(fā)技術(shù)，才能推向工業(yè)化17(二)大宗有機化工產(chǎn)品的第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開發(fā)

烴類氧化的“原子經(jīng)濟”反應(yīng)正在改進替代劇毒光氣等原料的綠色技術(shù)，研究降低成本開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑18烴類氧化的“原子經(jīng)濟”

反應(yīng)正在改進20世紀80年代發(fā)明鈦硅分子篩作為催化劑采用H2O2為氧化劑實現(xiàn)下列“原子經(jīng)濟”反應(yīng)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對苯二酚19丙烯鞠環(huán)氧綢化制丙環(huán)氧籠丙烷次氯蜻酸石灰廢渣捏污鈔水傳統(tǒng)滴工藝余—氯瘡醇法愿：原子束經(jīng)濟黑性=普31殘%綠色摧工藝疫—鈦設(shè)硅分扁子篩芳催化：原子紐奉經(jīng)濟仁性=軍76蜜%1-品氯巾丙醇2-表氯贈丙醇20目前企針對巡壽烴類碰催化塵氧化暈的不破足，就又有燈了新堆進展降低H2O2費用原位H2、O2合成H2O2，與丙階烯環(huán)吼氧化簡集成新氧朽化劑巖—異濾丙苯擊過氧源化物新氧魂化催預化材疤料Sn/沸石有機扯氮絡(luò)奸合Fe2+系催額化劑含鎢巷的金薯屬簇易相轉(zhuǎn)所移催邪化劑……21烴類全催化辱氧化邁生產(chǎn)由大宗偏有機浮化學零品的障原子勺經(jīng)濟印反應(yīng)分析鉛我國秩已開公發(fā)技咬術(shù)的抽不足參照風國外雷新研澇究動鑄向力爭仿開發(fā)樹下一摘代綠投色技誤術(shù)22替代粥劇毒包光氣兵等原智料的煌綠色菊技術(shù)尸需籌要降摟低成托本19葵84很年印轟度博暈帕爾嚇光氣蜻泄漏臣事件20柄00鞠年羅猛馬尼顯亞一霧家工娃廠的蕉氰化宮物泄姨漏到左多瑙榨河支俯流事聰件造成帥人身顧傷亡遍、生命態(tài)環(huán)墳境嚴較重破遮壞需要努開發(fā)褲綠色去技術(shù)23替代疫光氣注制造封異氰光酸酯積工藝伯胺挪和二建氧化時碳或盡碳酸請二甲構(gòu)酯反罵應(yīng)伯胺造和一析氧化鐵碳進撤行氧闊化羰退化硝基扮苯和異一氧夸化碳徹羰基幻玉化正在叼小試題、中偵試，袍比光闊氣法蓬生產(chǎn)成本翼高1負0％駛，需恒要降豬低成葵本24甲基叢丙烯棒酸甲賽酯的過生產(chǎn)包工藝傳統(tǒng)盾工藝綠色誤工藝47梨%原爆子經(jīng)歐濟性10找0%您原子開經(jīng)濟塞性投資震、成騾本低25對于控替代雙劇毒憤光氣戀、氫刊氰酸仙等原富料的設(shè)制造擴大宗長有機意化學草品需要礎(chǔ)努力盜開發(fā)廁低成嫌本技蜜術(shù)，巖形成葬規(guī)模嘗經(jīng)濟排的生洗產(chǎn)廠虎以利帶競爭26開發(fā)新新一舒代苯挪與烯辛烴烷疾基化言無戒毒無幣害固瘋體酸糠催化踢劑工藝傳統(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)Al傳Cl3、H講F催化密劑的僑缺點曲：腐扶蝕設(shè)摩備，增危害殿人身窩健康腫和社頌區(qū)安服全，槽廢水堤、廢姥渣污芽染環(huán)榨境27開發(fā)曲新一莊代芳艦烴烷貫基化錄固漫體酸扯催化絲式劑分子己篩固彼體酸臨催化理劑環(huán)境驅(qū)友好惹，但壩是：冊酸強綱度低發(fā)，分浙布不刷均，繞酸中府心少辟；因盯而，右反應(yīng)致溫度咬和壓蝕力高炎，產(chǎn)努品雜微質(zhì)增尿多為克盟服上激述缺圓點，態(tài)下一蠟代固隱體酸良催化窯劑雜多居酸、舉包裹顏型液司體酸趙、Na順fi撇on磨/S善iO2復合繡材料憶、納部米分直子篩用復合核材料重、離防子液枝體等28開發(fā)屠新一后代苯傅與烯變烴烷松基化深無除毒無獄害固他體酸肝催化垮劑加快辮已有癥基礎(chǔ)貪的負迎載型也雜多彈酸的愚開發(fā)利用副懸浮段催化諸蒸餾堤等新卷工藝力爭籌開發(fā)竹具有拔中國姐特色乓的獨粗特先汗進新尋催化問劑和脫工藝繼續(xù)界研究儀納米辜分子迫篩復趟合材萌料、梅離子命液體世等新胞催化尤材料29（三瓜）超妙臨界唱二氧謝化碳鎮(zhèn)代替私有毒壩、有妖害溶帽劑正層在推肯廣應(yīng)幸用揮發(fā)尊性有許機溶窗劑有訪廣泛質(zhì)用途涂料泄和油訴漆的震溶劑泡沫桂塑料挎的發(fā)幫泡劑微電胞子器利件等仍的精餡密清金洗服裝涼干洗迎的清鍵洗劑化工己生產(chǎn)賄過程揭中作末為溶潔劑揮發(fā)萬性有紀機溶艦劑對飾環(huán)境箱的危勁害形成端光化夜學煙廉霧引起忽和加抄劇多銹種呼敢吸系愧統(tǒng)疾賤病，關(guān)增加慣癌癥被發(fā)病異率導致弱谷物陸減產(chǎn)誦、橡洽膠硬廳化等佩，每造年造粗成大餐量損姓失二氟舟二氯如甲烷綱等破編壞地羊球大蹲氣中騰的臭蠟氧層30超臨鍋界二勞氧化爐碳溶溪劑的要優(yōu)點二氧丑化碳孩在常盲溫下詢是氣限體，圖無色寒、無劫味、陶不燃意燒、牛化學驚性質(zhì)昨穩(wěn)定不會臟形成泥光化智學煙衡霧，渾也不倒會破川壞臭饒氧層來源顫豐富貞，價哥格低墨廉超臨鄰界二睛氧化貞碳可歲很好眨地溶耍解一覽般有絨機化蠅合物31用超迅臨界侮二氧閣化碳通代替刑揮鄭發(fā)性齒有機能溶劑院的應(yīng)禿用替代株機械中、電乳子、冰醫(yī)藥仗和干冶洗等道行業(yè)習中普喂遍采陸用的丟揮發(fā)量性有劃機清錢洗劑代替羨氟氯肉烴作森泡沫載塑料擔的發(fā)銳泡劑超臨睜界CO2為溶橡劑，芹生產(chǎn)禿氟化帶物單團體和串聚合愧物32超臨脆界二單氧化永碳代擁替有蹈毒、騙有害絨溶劑陷的發(fā)勞展利用條我國諷合成前氨廠駐、煉殊油廠旨中制務(wù)氫裝覆置大器量排頑放的CO2，開傍發(fā)（象或引級進）筒超刺臨界CO2技術(shù)煉在房招屋裝維修、疾泡沫極塑料萬生產(chǎn)呢、服袋裝干刊洗等粥中應(yīng)怨用，甩形成梳新興龜產(chǎn)業(yè)卷。33（四闖）利株用可濱再生低資源城生產(chǎn)富大宗汪有機技化工春產(chǎn)品烏方興疫未艾以植醒物為奏主的晶生物支質(zhì)資勝源是師一個蚊可再昂生的某巨大室資源失寶庫殘，利肺用可坊再生惱資源郵可以踢消除質(zhì)污染淘，用棵之不捆竭，謠實現(xiàn)機可持樹續(xù)發(fā)丹展開發(fā)畏生物恥催化拼技術(shù)惹是關(guān)穴鍵34國外舟生物劇技術(shù)允生產(chǎn)戴大宗涂化分工產(chǎn)騎品已眉取得沸突破Du礙P亮on賠t和Ge強ne刮co繡rIn殿te嘆rn巡壽at鐘io捏na勸l等合才作建宿成由算玉米漢生產(chǎn)壯1，駱3―俱丙二馳醇(PD萄O)裝置械，成恭本比沸化學激法低碰15?。a熔rg沫il娛l―省DO那W公司右正在迫建設(shè)鼠一個善14辦萬t/賣a的聚貿(mào)乳酸陪工廠史，用勸于生兼產(chǎn)塑筆料、械纖維35從生糕物質(zhì)松原料榆所制走產(chǎn)品淡的目籍標產(chǎn)品種類生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占比例，%當前2020年2090年液體燃料1~21050有機化學品102590美國嶼國家昆研究勇委員嫩會（Na陪ti表on寶al依R這es遺ea藏rc許h恥Co懷un各ci烏l)36利用硬可再娘生資堅源生艘產(chǎn)大碰宗有安機化快工產(chǎn)趁品的隊研究可再正生植粒物原哲料中巧現(xiàn)在菠使用棍的葡公萄糖費，正于在開請發(fā)低荒成本錢的蔗叢糖，勝最后灶使用勾木質(zhì)葡素纖嗽維生物如催化弦、化堵學法擺的組宜合組織俗多學笑科合款作，紀加強灶研究37（五母）工榆農(nóng)結(jié)殲合,示生怒產(chǎn)超洪清潔輪生物腥柴油生物拉柴油護的特鋼點減少循汽車室尾氣躲中SO恨x和顆撥粒物杜排放整個增過程昏少排術(shù)放CO2，減少繡溫室骨效應(yīng)本身艷無毒供、無渾害，抖能自箭行分仗解回預歸自盞然具有奮一定頭的潤門滑性址，從身而延惡長機占動車宇的壽只命燃燒盯熱值噸稍低距，傾璃點較其高，沈影響包低溫傾啟動38生物渴柴油蜜的制佩造植物錯油與閃甲醇捕（乙院醇）闊酯交毫換制招得棉籽礙油、碑棕櫚士油、榆椰子邁油、聯(lián)菜籽間油、暈野生案植物脖油以毅及海末藻等化學場法液堿感催化固體升堿催秘化二段丹催化酶催客化39生物盞柴油譜在國付外已邪經(jīng)銷羨售使栗用目前蛙歐共捆體年秧產(chǎn)生脂物柴女油7已0萬辯噸，掏20勒03懷年規(guī)抹劃達鍵到2忌30盡萬噸晃，2堵01撕0年巨達到址83丙0萬誓噸。德國沿生物駁柴油載的年綿產(chǎn)量閥已達壇40示萬噸默，已剪有7逮00律多個探加油編站銷棵售生胳物柴達油。法國測許多可石油箏柴油融中已制調(diào)配理有生插物柴旦油，婆哥本互哈根辮、里塊斯本持等歐毛洲城論市的諒公共贈汽車灘已經(jīng)揉使用炊生物殼柴油美國顏30覽萬噸屠/年許，日披本4慎0萬滾噸/適年生瓦物柴訪油生史產(chǎn)能脾力40我國研發(fā)展暖生物醋柴油熔的意材義、納問氏題及兼對策超清貝潔柴泄油有利震于增武產(chǎn)柴么油、少調(diào)整吊柴汽糊比減少陣原油粱進口踏，多銹一條芳運輸高能源引安全旗保障艙的途鉛徑多一塞條農(nóng)半林業(yè)臂增產(chǎn)隱、增墓收途隨徑關(guān)鍵室是植迫物油散成本庫高，術(shù)難與扔石油揭柴油焦競爭對策寒：政府址支持與農(nóng)絡(luò)業(yè)生休產(chǎn)結(jié)嘆合（腳農(nóng)業(yè)紗加工集工業(yè)貫）種植盒低成盜本油絡(luò)料作望物改進定工藝芝，利依用副漠產(chǎn)品眾（甘圈油、繪潤滑嘗劑、或清潔灑溶劑宗等）拘降低色成本41（六幅）永凱恒的粘主題埋——門設(shè)計甲、生旗產(chǎn)和被使用亂環(huán)境柳友好嘴產(chǎn)品環(huán)境稍友好端產(chǎn)品裳——熟在加欺工和周應(yīng)用或過程岡中及塌功能鳳消失億之后詢均不蜂會對秘人類勿健康傘和生憑態(tài)環(huán)托境產(chǎn)亮生危扭害42美國譽“總盲統(tǒng)綠束色化漢學挑禽戰(zhàn)獎干”的設(shè)計久更安丹全化僚學品純獎19浴96域年至勒20聾01農(nóng)年獲漆獎項疤目Ro竊hm捆&索H鏟aa和s公司誘的Se朱a-Ni樹neTM海洋刑生物推防垢慰劑Al肅br廳ig食ht規(guī)&些W態(tài)il細so叢n公司問的低毒袍性、贈能快廈速降露解的TH唇PS殺菌難劑Ro怪hm則&嘩H妹aa奴s公司甲對一勇類安全壁高效鳥、具清有選叨擇性把殺蟲霧效果背的Co轎nf紐奉ir補mTM殺蟲門劑家調(diào)族的禁發(fā)明腹和應(yīng)惠用Do稻wAg總ro央Sc晚ie河nc推esLL駐C公司儲發(fā)明墊的新型戲天然腐殺蟲蜘劑產(chǎn)敬品Sp縣in夏os基adDo蕩wAg止ro電Sc盆ie猛nc況es公司喬的Se繡nt朗ri賤co騰n白蟻鐵巢穴珍殺滅惜系統(tǒng)PP鈴G公司攔的En踐vi腐ro-P僑ri講me銅2道00跌0無鉛待凃?qū)?3綠色消化學洗品的院設(shè)計侄：功能亞與環(huán)饒境影賺響并日重轉(zhuǎn)變演觀念慰——仇產(chǎn)品隔功能湯與環(huán)讀境影淺響并厲重，捐設(shè)計脊、研澡制新放產(chǎn)品足時，姑一般南要考元慮下躍面因機素：物質(zhì)冬的結(jié)牽構(gòu)與型活性償?shù)年P(guān)肝系避免爺采用寸毒性公功能菊基團生物佛吸收固量最春小化使輔礙助的由物質(zhì)薯最小?；?4（七顧）廢埋塑料桂、纖泄維等驅(qū)材料黨的回有收，思走上俯“閉掩路循閱環(huán)”測之路“閉鴿路循嫂環(huán)”季回收叮的實瞧例：轟從尼右龍地震毯中油回收殃己內(nèi)禮酰胺Du貿(mào)P拴on拉t公司肢舊地怒毯送杜回工裳廠，神從底妖層除猛去地膝毯纖顧維，纏碾碎籠成尼熟龍細侄絨，加再混統(tǒng)合成記型利很用Al棗li最ed界S橫ig鴉na惜l和DS什M公司盆，化庫學反白應(yīng)除趁去聚化丙烯愚和襯踐里、鏟填充嚇物，檔再回止收己摸內(nèi)酰輩胺45從聚暮酯廢熔料回參收原凱料—對摔苯二革甲酸的和乙糧二醇采用伶糖化命法，醫(yī)正建秘一套谷廢聚凱酯瓶舉回收耍對苯貴二甲賀酸和喉乙二風醇的檢工廠規(guī)模去1萬至噸閑/年46從廢罵泡沫斗塑料畏回收戚原料—苯仿乙烯采用魚高溫截高壓導熔融亡裂解狂工藝厲，已社建一額套廢啞泡沫溉塑料繡回收頌苯乙罵烯的涼工廠規(guī)模鴨10胳00赤噸得/年47廢塑萄料、顧纖維跟等材蠶料的相回收騎，走