绿色化学与化工技术的进展

绿色化学与技术

的新进展1环境治理的历史回顾★20世纪40~50年代——稀释废物★20世纪60~70年代——废物后处理★20世纪90年代——从源头消除污染源2绿色化学(GreenChemistry)——环境无害化学——环境友好化学——清洁化学★从源头消除污染的途径★新设计化学合成方法和化工产品来根除污染源3各国政府推动绿色化学的措施★美国1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染的防治定为国策1996年设定“总统绿色化学挑战奖”★日本制订“21世纪重建绿色地球”的新阳光计划，设立“为地球创新技术的研究院”★欧盟各国德国1991年制订“为环境而研究的计划”英国2000年设立“JerwoodSalters环境奖”荷兰制订“清洁生产手册”4

1990年，美国通过了一项“防止污染行动”的法令。

1991年后，绿色化学由美国化学会（ACS）提出并成为美国国家环保局（EPA）的中心口号。

1995年，美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑战奖”，从1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化学领域唯一的总统级科学奖。

1999年，世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。

2000年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。5★中国

制订了“科教兴国”和可持续发展策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制了《中国21世纪议程》郑重声明走可持续发展道路的决心。◆1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推进化工生产可持续发展的途径》院士咨询活动◆1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油化工催化化学与反应工程◆1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学◆1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会◆1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题”◆2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学6绿色化学的兴起环境保护的推动合理利用资源降低成本环境监测费用废物处理费用人身保健费用社区安全保险费用等7绿色化学的主要内容无毒无害原料可再生资源环境友好产品回归自然废物回收利用无毒无害催化剂

无毒无害溶剂原子经济反应8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；

9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，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。10内容简介☆

大力开发医药等精细化工产品的“原子经济”反应，力争实现废物“零排放”☆

大宗有机化工品的第二代绿色生产技术正在开发☆超临界CO2代替有毒、有害溶剂正在推广应用☆利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾☆工农结合,生产超清洁生物柴油☆永恒的主题——设计、生产和使用环境友好产品☆回收废塑料、纤维等材料，走上“闭路循环”之路11(一)大力开发医药等精细化工产品

“原子经济”反应，力争实现废物“零排放”

BarryTrost：原子经济性(AtomEconomy)概念

A＋BC＋DA＋BC＋

产物废物或副产物废物为零12工业部门每吨产品排放的废物（吨/吨）炼油~0.1大宗化学品1~5精细化工5~20制药25~100不同渔工业蒜部门育生产雅中的狭废物趋排放存量制药潜、精讨细化宝工—勇—更姿需开沟发原滋子经捏济反仓应13第一印步第二码步第三烫步第四厦步第五超步第六袜步布洛展芬Bo叠ot夕s公司述的Br谜ow鉴n方法原子瓶经济艇性~4阻0%布洛泥芬—象镇静饼、止扛痛药北的生贷产14第一主步第二巩步第三漠步BH阀C公司六新发忘明的迫绿色干方法简单多了纱！原子漠经济崖性~9配9%(包括开醋酸)获1垮99帅7年句美国倍总统“绿脖色化菌学挑壶战奖魔”15传统多工艺3-放氯过榜苯甲羡酸氧胡化剂随，原体子经炉济性虏42烫%，果产生矮3-肝氯苯吹甲酸停废物绿色会工艺负载拌锡的沸石寄催化纵剂，乱过氧滥化氢章氧化逼剂，原子丧经济椅性86悉%，话副产灶物只括有水Ba除ey附er墨-V烈il柴li贺ge石r反应——涨用于宵生产忘医药果、塑狸料添劣加剂O+ClOOOHOO+ClOHO锡/沸扭石16医药嫩、农苹药、倾功能惑化学圈品的胁研究——陡绿色借化学坏最活怠跃的金前沿幼领域大力必研究燃原子寒经济感反应引和手吵性合期成等医药遣、农避药等施产品界要引吴进多私种官益能团丽和调亡整化爪学结比构，岛生产达往往航经过塞多步舍反应偏，需主要配奋套开套发技坡术，次才能址推向煤工业阔化17(二)大再宗有招机化众工产虾品的隙第二爽代绿插色生墓产技藏术正沸在开骑发烃类盏氧化揭的“扭原子裳经济蜡”反暗应正朋在改速进替代伐剧毒贩光气光等原槽料的册绿色亲技术蹄，研泄究降罩低成伪本开发寻新一铃代苯侦与烯梳烃烷肥基化款无毒贸无害围固体席酸催享化剂18烃类喂氧化扭的“鹿原子涌经济话”哪反应介正在铲改进20担世纪盛80腹年代嚷发明垒钛硅逆分子驰筛作籍为催子化剂采用H2O2为氧盏化剂实现控下列“原子庄经济”反应丙烯蝴环氧捎化制秩环氧仙丙烷环己袍酮氨东氧化治制环东己酮腾肟苯酚席氧化纠制对植苯二妥酚19丙烯股环氧摔化制达环氧庸丙烷次氯再酸石灰废渣销污移水传统休工艺丸—氯戒醇法锐：原子冶经济深性=浪31亚%绿色轮工艺猾—钛吨硅分短子筛制催化：原子疾经济运性=患76耕%1-泥氯蔽丙醇2-脾氯烧丙醇20目前浴针对尸烃类惜催化肤氧化泪的不姿足，帽又有爪了新彩进展降低H2O2费用原位H2、O2合成H2O2，与丙糖烯环厌氧化载集成新氧晨化剂升—异震丙苯恒过氧播化物新氧刮化催妨化材烦料Sn/沸石有机迫氮络压合Fe2+系催位化剂含钨窜的金房诚属簇贵相转衫移催燃化剂……21烃类泉催化污氧化且生产将大宗虑有机锹化学杏品的川原子京经济晓反应分析搅我国奸已开防发技访术的巴不足参照繁国外疯新研坐究动欺向力争超开发极下一舰代绿墓色技证术22替代璃剧毒轮光气察等原逆料的士绿色闷技术愈需模要降蹲低成伴本19窜84蚀年印队度博核帕尔丙光气剥泄漏吧事件20扁00愿年罗芦马尼赠亚一垦家工炸厂的潮氰化挽物泄伶漏到佣多瑙供河支赚流事惰件造成叉人身拳伤亡筒、生表态环得境严辈重破答坏需要民开发庙绿色佛技术23替代椒光气尿制造纹异氰阴酸酯葵工艺伯胺侮和二炎氧化匪碳或液碳酸志二甲某酯反语应伯胺摇和一乱氧化党碳进挂行氧绪化羰影化硝基蜘苯和名一氧劫化碳占羰基岔化正在当小试挽、中圆试，愁比光香气法司生产成本绍高1悄0％葛，需桂要降循低成泪本24甲基唱丙烯榜酸甲馋酯的阿生产谊工艺传统今工艺绿色缝工艺47碑%原多子经沿济性10占0%颗原子先经济务性投资厌、成冈本低25对于连替代黎剧毒奸光气嫌、氢逮氰酸俯等原思料的婆制造桌大宗公有机智化学匹品需要迷努力安开发牺低成花本技甩术，责形成独规模剧经济删的生板产厂隐以利那竞争26开发算新一泡代苯起与烯叼烃烷煌基化柜无踩毒无正害固月体酸显催化诞剂工艺传统工艺绿色工艺乙烯与苯烷基化AlCl3ZSM-5气相法USY、液相法丙烯与苯烷基化AlCl3、MCM-22液相法长链烯烃与苯烷基化HF固体酸-固定床传统Al秤Cl3、H咏F催化劫剂的见缺点埋：腐眠蚀设辟备，仙危害妨人身昨健康世和社便区安头全，到废水粒、废句渣污能染环访境27开发墓新一变代芳邪烃烷向基化袍固披体酸拆催化饱剂分子降筛固挑体酸抱催化鸭剂环境锅友好料，但迫是：季酸强慌度低术，分奋布不齐均，染酸中钞心少岭；因胆而，水反应案温度拆和压栋力高斑，产桶品杂捆质增预多为克构服上讽述缺连点，陶下一崖代固践体酸阿催化假剂杂多它酸、沈包裹堡型液盗体酸工、Na倍fi挥on字/S精iO2复合晃材料腹、纳锄米分膛子筛嚷复合狠材料税、离蜘子液帖体等28开发取新一浮代苯荐与烯绢烃烷场基化姨无准毒无嫂害固赌体酸遮催化御剂加快咏已有钢基础尚的负乓载型华杂多帜酸的惰开发利用粪悬浮域催化散蒸馏竿等新锡工艺力争甲开发瓶具有者中国屑特色谣的独榨特先邀进新存催化栗剂和李工艺继续雄研究灭纳米米分子辞筛复厦合材蚊料、亚离子狡液体个等新裹催化热材料29（三唇）超丸临界轻二氧荒化碳究代替方有毒狱、有上害溶膏剂正睛在推卫广应奴用挥发歇性有良机溶颜剂有乌广泛览用途涂料熟和油姿漆的领溶剂泡沫龄塑料鸡的发塑泡剂微电麻子器切件等疑的精洋密清惰洗服装觉干洗博的清晓洗剂化工勾生产聚过程工中作蚀为溶赶剂挥发暮性有栏机溶夸剂对灭环境资的危帅害形成傅光化痰学烟陡雾引起榴和加富剧多呢种呼毒吸系吨统疾瞧病，屑增加违癌症健发病咏率导致饺谷物热减产好、橡贫胶硬智化等启，每变年造气成大步量损读失二氟税二氯凡甲烷岸等破旱坏地钱球大讯气中椅的臭眉氧层30超临妹界二流氧化药碳溶塞剂的叮优点二氧源化碳元在常犁温下机是气究体，问无色揪、无娱味、刑不燃怜烧、宿化学细性质名稳定不会放形成崖光化逆学烟自雾，盘也不纳会破吃坏臭顾氧层来源阅丰富挺，价脱格低搜廉超临筋界二傻氧化柱碳可剂很好冬地溶袜解一爱般有稻机化秃合物31用超攻临界吩二氧诱化碳欺代替立挥稍发性庭有机仅溶剂醋的应柏用替代肝机械床、电脉子、企医药炎和干疲洗等肚行业洞中普仪遍采担用的及挥发腹性有档机清展洗剂代替源氟氯漏烃作境泡沫华塑料梨的发测泡剂超临物界CO2为溶附剂，攀生产旗氟化穷物单沟体和替聚合坑物32超临仓界二箭氧化融碳代深替有故毒、刺有害叮溶剂讽的发毛展利用农我国干合成届氨厂报、炼鼻油厂修中制异氢装述置大惨量排荡放的CO2，开偿发（省或引培进）供超碰临界CO2技术慰在房课屋装编修、迟泡沫枪塑料姿生产爹、服联装干敲洗等板中应铃用，锁形成酒新兴敌产业辛。33（四衰）利肝用可婶再生胸资源号生产东大宗亚有机白化工努产品针方兴县未艾以植滚物为奋主的泻生物仁质资荷源是派一个锁可再照生的看巨大锯资源堤宝库较，利巴用可吼再生稠资源洗可以雅消除珍污染君，用台之不浑竭，矛实现键可持勉续发册展开发搏生物划催化键技术汁是关娇键34国外蛛生物约技术蔽生产艺大宗螺化盆工产敏品已者取得扎突破Du询P志on时t和Ge迅ne码co凡rIn赛te扫rn积at莫io药na邮l等合须作建梅成由非玉米支生产苏1，秋3―净丙二镰醇(PD裳O)装置金，成鬼本比园化学属法低贷15掏％Ca升rg晨il孙l―享DO耍W公司如正在众建设童一个险14声万t/睬a的聚茫乳酸瓦工厂城，用陪于生括产塑仔料、图纤维35从生位物质则原料符所制喇产品召的目既标产品种类生物质原料产品所占比例，%当前2020年2090年液体燃料1~21050有机化学品102590美国果国家亏研究泼委员贱会（Na幅ti芦on疏al沉R败es陷ea吧rc热h耀Co毅un验ci慕l)36利用害可再桐生资认源生确产大袍宗有妖机化巧工产水品的添研究可再扫生植娘物原叮料中陵现在遣使用餐的葡具萄糖鼻，正验在开缠发低嚷成本蔬的蔗里糖，逼最后轰使用纽奉木质狐素纤湖维生物最催化锯、化牺学法登的组翁合组织戚多学跌科合肤作，腰加强属研究37（五绿）工扶农结崖合,究生帅产超符清洁饭生物晨柴油生物寺柴油眉的特俭点减少胞汽车宰尾气喉中SO汉x和颗读粒物踪蝶排放整个稀过程悦少排趋放CO2，减少走温室钳效应本身调无毒桨、无飞害，秩能自蕉行分贸解回齐归自喉然具有继一定排的润种滑性墨，从牙而延僵长机临动车热的寿迁命燃烧耗热值揪稍低替，倾丽点较俭高，牺影响御低温角启动38生物誉柴油黑的制昏造植物失油与汉甲醇每（乙网醇）圆酯交迁换制侧得棉籽钢油、冒棕榈四油、兴椰子产油、吨菜籽叠油、砖野生烧植物喝油以汇及海篇藻等化学张法液碱钢催化固体幕碱催杜化二段阅催化酶催巩化39生物贷柴油羞在国自外已烤经销傻售使芽用目前匀欧共毕体年滥产生倾物柴戚油7遮0万灭吨，广20怜03话年规志划达自到2抱30识万吨界，2挺01樱0年链达到过83嫌0万岛吨。德国卷生物诵柴油什的年趴产量堡已达僻40承万吨财，已逼有7切00努多个朋加油对站销坟售生祥物柴卡油。法国惹许多炕石油伶柴油伏中已纵调配产有生誓物柴量油，屈哥本怨哈根输、里霞斯本执等欧跟洲城棉市的患公共较汽车慈已经罪使用裳生物泥柴油美国薄30婆万吨俱/年参，日京本4牛0万泼吨/窄年生吵物柴绞油生秒产能列力40我国王发展孙生物脊柴油由的意氏义、须问宴题及妥对策超清腔洁柴肠油有利遥于增樱产柴暗油、沫调整持柴汽奶比减少声原油豆进口峡，多亲一条姻运输滩能源从安全防保障牵的途猪径多一公条农膨林业诉增产蚊、增蜓收途课径关键氏是植推物油齐成本挺高，庸难与释石油隆柴油竹竞争对策捉：政府动支持与农突业生纽奉产结淘合（吨农业劫加工慌工业引）种植弟低成叠本油伯料作凤物改进搁工艺菌，利浮用副通产品汤（甘谨油、溪润滑研剂、敌清洁希溶剂集等）蜓降低售成本41（六蛋）永剪恒的浓主题园——绸设计握、生足产和醒使用碰环境茫友好幸产品环境奸友好绵产品折——个在加茅工和划应用追过程妙中及患功能工消失耗之后医均不骗会对阔人类薪健康号和生跪态环问境产样生危裕害42美国德“总们统绿兆色化锤学挑诞战奖评”的设计爆更安软全化积学品扶奖19民96薪年至洋20技01惹年获资奖项贝目Ro神hm扬&润H吨aa任s公司逼的Se返a-Ni堆neTM海洋府生物盯防垢绕剂Al鹊br境ig捎ht摄&下W僚il捉so为n公司眼的低毒虫性、恰能快抬速降调解的TH忙PS杀菌撒剂Ro乓hm锣&剥H叠aa异s公司两对一遣类安全行高效臣、具津有选独择性蒙杀虫哲效果平的Co毛nf怎ir围mTM杀虫扒剂家掏族的锻发明导和应绸用Do残wAg践ro格Sc上ie耕nc价esLL医C公司争发明上的新型霉天然凳杀虫骨剂产筐品Sp澡in背os但adDo千wAg源ro届Sc积ie茧nc李es公司怖的Se滩nt仇ri拢co下n白蚁湾巢穴串杀灭游系统PP孤G公司朽的En啦vi办ro-P橡ri秧me西2不00惧0无铅虚凃层43绿色踪蝶化学与品的级设计帐：功能卸与环弦境影砍响并鹊重转变做观念副——马产品仇功能劲与环乏境影抄响并次重，休设计奸、研召制新不产品驴时，盈一般桑要考孤虑下双面因叉素：物质键的结壁构与富活性南的关览系避免司采用库毒性税功能势基团生物搭吸收造量最夸小化使辅养助的融物质哀最小咽化44（七遇）废尖塑料淹、纤壳维等扬材料擦的回基收，膊走上读“闭泳路循仁环”匆之路“闭谷路循剪环”陕回收液的实筋例：造从尼杯龙地嗽毯中尸回收缘瑞己内响酰胺Du邀P晶on虏t公司桨旧地历毯送喂回工培厂，兼从底汽层除击去地乔毯纤家维，歪碾碎现成尼陶龙细伸绒，菠再混保合成船型利晨用Al渗li宰ed扫S乎ig教na睁l和DS法M公司敢，化猎学反剧应除臂去聚谁丙烯触和衬富里、化填充霜物，减再回挽收己盈内酰抗胺45从聚戒酯废狠料回第收原夹料—对浪苯二谈甲酸骑和乙足二醇采用锐糖化短法，字正建狡一套网废聚辅酯瓶伙回收翼对苯赠二甲哈酸和站乙二疫醇的莫工厂规模幕1万捐吨廊/年46从废砌泡沫贯塑料致回收怖原料—苯蜂乙烯采用倡高温乏高压用熔融崭裂解气工艺见，已潮建一棋套废孝泡沫育塑料纸回收德苯乙察烯