《绿色化学》PPT课件

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1、2021/7/161高等精细化工2021/7/162课程主要内容绿色化学和绿色化工;工业有机合成的化学基础（按反应机理对反应进行分类）；合成工艺影响因素（温度、压力、催化剂、浓度、溶剂等对工业有机合成反应的影响）；均相、多相和酶催化反应（催化反应的特征、机理、应用范围，工业上对催化剂的要求等）；相转移催化作用（相转移催化原理及其在工业中的应用）；溶剂效应（溶剂对反应的影响）；有机光化学合成（光化学理论基础、合成反应的影响因素）；有机电化学合成（有机电化学合成原理、特征，及其工业应用）；辐射化学（辐射化学基本原理，辐射化学反应的影响因素，辐射化学在精细化工中的应用）；生物质化学化工（可再

2、生资源的结构与性能，改性方法，生物质资源在精细化工中应用）。2021/7/163第一章绿色化学和绿色化工2021/7/164化工产品的c.kline分类无差别产品有差别产品固定资产投资大小Ⅰ通用化学品如硫酸、碳酸钠、烯烃、芳烃等Ⅱ有差别的通用化学品如合成树脂、合成橡胶、合成纤维、表面活性剂等Ⅲ精细化学品如中间体、医药和农药的原药等Ⅳ专用化学品如医药成药、农药配剂、各种助剂、水处理剂等科技开发投资低高2021/7/165工业化学品的特征特征通用化学品精细化学品专用化学品生产周期长（大于30年）中等短生产规模大于10万吨/年小于1万吨/年不定生产范围窄很宽很宽产品价格＜$5/Kg＞$10/

3、Kg不定产品差别不存在较小较大服务差别低中大附加值小高中/高R&D重点工艺改进工艺开发产品开发2021/7/1661978年,美国商业部工业经济局曾发表关于石油化工投入产出资料投入石油化工原料50亿美元：产生脂肪烃、芳香烃等初级化学品100亿美元加工成烯烃、乙二醇、对苯二甲酸和苯胺等有机中间体200亿美元进一步加工成树脂、橡胶和纤维等400亿美元最后制成农药配剂、医药成药、纺织品、印刷品和汽车材料等其总产出5300亿美元。2021/7/167发达国家化学工业发展方向是大力发展精细化工,即大幅度提高精细化学品比重和大力开发专用化学品。瑞士CIBA公司精细化工率超过85%。Dupont经

4、营战略为：⑴近期目标发展通用化学品（成本、市场竞争力）⑵中期目标扩大专用化学品⑶远期目标发展生命科学制品2021/7/168工业化学品对生态环境的影响化工产品生产规模与环境因子类　别生产规模/ｔ环境因子（ｋｇ副产物/ｋｇ主产物）炼油产品106～108<0.1大宗化学品104～106<1～5精细化学品102～1045～50药物10～10325～100以上精细化工生产对生态环境造成的影响最为突出。2021/7/169绿色化学和绿色化工绿色化学(GreenChemistry)——环境无害化学——环境友好化学——清洁化学绿色化学，即如何从源头上减少、甚至消除污染的产生。其目标为任何一个化学的活

5、动，包括使用的化学原料、化学和化工过程、以及最终的产品，对人类的健康和环境都应该是友好的。绿色化工：在其基础上发展的化工技术和化工生产实践2021/7/16101、防止废物的产生而不是产生后再来处理或清理；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，合成方法应被设计成能使用和产生对人类健康和环境无毒或毒性很小的物质；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；绿色化学的12条原理2021/7/16117、只

6、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。绿色化学的12条原则2021/7/1612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

7、绿色化学的主要内容2021/7/1613原子经济性为了衡量合成的效率，1991年美国著名有机化学家Trost提出原子经济性（atomeconomy)概念，并将它与选择性一起归结为合成效率的两个方面。认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。A＋BC＋DA＋BC＋预期产物的分子量生成物质的原子量总合原子利用度（%）=×100产物废物或副产物废物为零2021/7/1614E-因子E(nvironmen