绿色化学与化工的新进展-课件.ppt

1、2121世纪化学化工发展的新机遇：世纪化学化工发展的新机遇：绿色化学与化工绿色化学与化工什么是绿色化学化工？什么是绿色化学化工？采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的排采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的排放的工艺过程。放的工艺过程。用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程的使用；剂在生产过程的使用；绿色化学化工绿色化学化工的理想在于不再使用有毒有害的物质，的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物；不再产生废物，不再处

2、理废物；绿色化学化工绿色化学化工是一门从源头上根除环境污染的科学。是一门从源头上根除环境污染的科学。2绿色化学化工兴起的原因绿色化学化工兴起的原因环境保护的推动环境保护的推动“稀释排放时期稀释排放时期”“管制与控制时期管制与控制时期”“从源头消除时期从源头消除时期”合理利用资源、实现可持续发展合理利用资源、实现可持续发展矿物资源的不断消耗矿物资源的不断消耗降低成本降低成本3绿色化学化工的经济推动力绿色化学化工的经济推动力化工过程的加工费 原材料能耗劳动力 原材料 能耗劳动力 废物控制处理和埋放环保监测人身保险事故责任赔偿现在！现在！过去41992年美国化学工业环保费 1150亿美元亿美元 清理

3、已污染地区花去 700亿美元亿美元1996年美国Dupont化学品 销售总额为 180亿美元，环保费用为 10亿美元5绿色化学化工的活动绿色化学化工的活动美国：美国：1990年颁布了污染防止法案年颁布了污染防止法案1996年副总统年副总统Gore宣布了国家环境技术战略宣布了国家环境技术战略目标是目标是2020年地球日时，废弃物减少年地球日时，废弃物减少4050，每套装，每套装置消耗原材料减少置消耗原材料减少20251996年美国设立年美国设立“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”（学术（学术奖，小企业奖，变更合成路线奖，变更溶剂奖，小企业奖，变更合成路线奖，变更溶剂/反应条反应条件奖，设计更

4、安全化学品奖件奖，设计更安全化学品奖”）日本：日本：新阳光计划新阳光计划欧洲：欧洲：英国皇家化学会设立了绿色化学奖英国皇家化学会设立了绿色化学奖德国德国“为环境而研究为环境而研究”计划，计划，6亿美元亿美元/年年荷兰税收优惠政策荷兰税收优惠政策国外的国外的活动活动61995年中国科学院化学部组织了院士咨询：绿年中国科学院化学部组织了院士咨询：绿色化学与技术推动化工生产可持续发展的途径色化学与技术推动化工生产可持续发展的途径1997年年“九五九五”重大基础研究项目：重大基础研究项目：“环境友环境友好石油化工催化化学与化学反应工程好石油化工催化化学与化学反应工程”2000年科技部国家重大基础研究规

5、划项目的资源年科技部国家重大基础研究规划项目的资源与环境领域中，资助绿色化学化工与环境领域中，资助绿色化学化工大学和中科院纷纷成立绿色化学研究机构大学和中科院纷纷成立绿色化学研究机构中国科技大学绿色科技研究开发中心中国科技大学绿色科技研究开发中心四川大学绿色化学与技术研究中心四川大学绿色化学与技术研究中心中科院过程工程研究所绿色化学与化工创新研究中心中科院过程工程研究所绿色化学与化工创新研究中心我们也在行动！我们也在行动！7P.T.Anastas和J.C.Waner绿色化学化工的12条原则：1.防止废物的生成比在其生成后再处理更好。防止废物的生成比在其生成后再处理更好。2.设计的合成方法应使生

6、产过程中所采用的原料最大设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之中。量地进入产品之中。3.设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物设计合成方法时，只要可能，不论原料、中间产物和最终产品，均应对人体健康和环境无毒、无害和最终产品，均应对人体健康和环境无毒、无害(包包括极小毒性和无毒括极小毒性和无毒)。4.化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时化工产品设计时，必须使其具有高效的功能，同时也要减少其毒性。也要减少其毒性。5.应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免，也要选用无毒无害的助剂。避免，也要选用无毒无害的助剂。6

7、.合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响，合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响，应设法降低能耗，最好采用在常温常压下的合成方法。应设法降低能耗，最好采用在常温常压下的合成方法。87.在技术可行和经济合理的前提下，原料要采用可再在技术可行和经济合理的前提下，原料要采用可再生资源代替消耗性资源。生资源代替消耗性资源。8.在 可 能 的 条 件 下，尽 量 不 用 不 必 要 的 衍 生 物在 可 能 的 条 件 下，尽 量 不 用 不 必 要 的 衍 生 物(derivatization)，如限制性基团、保护如限制性基团、保护/去保护作用、去保护作用、临时调变物理临时调变物理/化学工

8、艺。化学工艺。9.合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量(stoichiometric)助剂更优越。助剂更优越。10.化工产品要设计成在其使用功能终结后，它不会永存化工产品要设计成在其使用功能终结后，它不会永存于环境中，要能分解成可降解的无害产物。于环境中，要能分解成可降解的无害产物。11.进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线监测和控制。监测和控制。12.选择化学生产过程的物质，使化学意外事故选择化学生产过程的物质，使化学意外事故(包括渗包括渗透、爆炸、火灾等透、爆炸、火灾等)的危险性降低

9、到最小程度。的危险性降低到最小程度。9绿色化学化工的主要内容绿色化学化工的主要内容无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源环境友好产品环境友好产品 回归自然回归自然废物回收利用废物回收利用无毒无害无毒无害催化剂催化剂 无毒无害无毒无害溶剂溶剂原子经济反应原子经济反应10研究研究“废物零排放废物零排放”的的“原子经原子经济济”反应反应是重点是重点 Barry Trost教授：原子经济性教授：原子经济性(Atom Economy)概念概念 A B C D A B C+原子经济性原子经济性 100 产物废物废物废物为零为零被利用原子的分子式量被利用原子的分子式量反应中所有反应物的分子式量反应中所

10、有反应物的分子式量11工业部门工业部门每吨产品排放的废物（吨每吨产品排放的废物（吨/吨）吨）炼油炼油0.1大宗化学品大宗化学品15精细化工精细化工520制药制药25100不同工业部门生产中的废物排放量不同工业部门生产中的废物排放量制药、精细化工制药、精细化工更需开发原子经济反应更需开发原子经济反应12原子经济反应原子经济反应13第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots公司的公司的Brown方方法合成布洛芬法合成布洛芬镇静、止痛药镇静、止痛药原子经济性原子经济性 40%14第一步第一步第二步第二步第三步第三步BHC公司新公司新发明的绿色发明的绿色方法方法简单简单多了！多了！原子经济性

11、原子经济性 99%1997度变更度变更合成路线奖合成路线奖15 传统工艺传统工艺3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生，产生3-氯苯甲酸废氯苯甲酸废物物 绿色工艺绿色工艺负载锡的负载锡的 沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性原子经济性86%，副产物只有水副产物只有水O+ClOOOHOO+ClOHOOO+OOOHHSn-Zeolite+HOH锡锡/沸石沸石Baeyer-VilligerBaeyer-Villiger反应反应 用于生产医药、塑料添加剂用于生产医药、塑料添加剂162020世纪世纪8080年代，烃类氧化的技术突年代，烃类氧

12、化的技术突破破实现实现“原子经济原子经济”反应反应 发明钛硅分子筛作为氧化催化剂发明钛硅分子筛作为氧化催化剂 采用采用H2O2为氧化剂为氧化剂 工业应用工业应用丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧化制环氧丙烷环己酮氨氧化制环己酮肟环己酮氨氧化制环己酮肟苯酚氧化制对苯二酚苯酚氧化制对苯二酚172CH3CHCH2 2HOClCH3CHCH2OH Cl+ClOHCH3CHCH2+CH3CHCH2OHClClOHCH3CHCH2+Ca(OH)2CH3CHCH22O+CaCl22H2O丙烯环氧化制环氧丙烷丙烯环氧化制环氧丙烷H2O2CH3CHCH2H2OCH3CHCH2OTS-1氯气氯气石灰石灰废渣废渣 污水污

13、水传统工艺传统工艺氯醇法：原子经济性氯醇法：原子经济性=31%绿色工艺绿色工艺钛硅分子筛催化钛硅分子筛催化：原子经济性原子经济性=76%1819烃类催化氧化的新进展烃类催化氧化的新进展 降低降低H2O2费用费用原位原位H2、O2合成合成H2O2，与丙烯环氧化集成与丙烯环氧化集成新氧化剂新氧化剂异丙苯过氧化物异丙苯过氧化物 新氧化催化材料新氧化催化材料Sn/沸石沸石有机氮络合有机氮络合Fe2+系催化剂系催化剂含钨的金属簇相转移催化剂含钨的金属簇相转移催化剂20采用无毒无害原料采用无毒无害原料可再生资源可再生资源21替代剧毒光气等原料的绿色技术替代剧毒光气等原料的绿色技术 1984年印度博帕尔光气

14、泄漏事件年印度博帕尔光气泄漏事件 2000年罗马尼亚一家氰化物泄漏到多瑙年罗马尼亚一家氰化物泄漏到多瑙河支流事件河支流事件 造成人身伤亡、生态环境严重破坏造成人身伤亡、生态环境严重破坏 需要开发绿色技术需要开发绿色技术22替代光气制造异氰酸酯工艺替代光气制造异氰酸酯工艺 伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应 伯胺和一氧化碳进行氧化羰化伯胺和一氧化碳进行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化硝基苯和一氧化碳羰基化正在小试、中试，比光气法生产正在小试、中试，比光气法生产成本高成本高10，需要降低成本，需要降低成本 23甲基丙烯酸甲酯的生产工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺传统工艺传统工

15、艺绿色工艺绿色工艺47%原子经济性原子经济性100%原子经济性原子经济性投资、成本低投资、成本低24大力发展大力发展可再生资源可再生资源的利用技术的利用技术 以植物为主的生物质资源是一个可再生的以植物为主的生物质资源是一个可再生的巨大资源宝库，利用可再生资源可以消除巨大资源宝库，利用可再生资源可以消除污染，用之不竭，实现可持续发展污染，用之不竭，实现可持续发展开发生物催化技术是关键开发生物催化技术是关键25生物催化生物催化 生物转化法是利用细菌(酶)将生物质降解为葡萄糖，然后转化为各种化学品。世界石油资源将在50年内面临枯竭的危险。探明石油储量为141.1Gt。目前消耗速度3.5Gt左右，到2

16、020年增加5.5Gt。植物生物质的最主要成份-木质素和纤维素（包括植物、农作物、林产物、林产废弃物、海产物和城市废弃物）等每年以约1640亿吨的速度不断再生（相当于目前石油年产量的15-20倍）。26酶生物催化剂 高效性。普通催化加速104-105倍，而酶加速109-1010倍。专一性。反应条件温和。多样性。2500多种酶，2万多种细菌。27生物催化特点：绿色生产技术生物催化特点：绿色生产技术 选择性高（立体、手性选择性）副反应少、反应条件温和、设备简单 28生物催化技术的关键生物催化技术的关键 选择菌种 利用基因工程处理（DNA重组技术、克隆技术）制得高效的酶，提高稳定性、活性、和选择性

17、开发成功高效的生物反应器 副产物的综合利用（生物脱硫过程，有机磺化物来生产表面活性剂）29生物技术生产的特殊化学品 生物制剂 生物制药（医药蛋白、手性药物）生物农药（生物杀虫剂）生物食品（果糖、赖氨酸、乳酸、柠檬酸）生物聚合物等 品种不少，但目前比重还不到2%30生物催化技术与能源工业生物催化技术与能源工业 乙醇汽油 美国、巴西已经使用 生物制天然气 生物制氢 生物脱硫美国美国BiosystemBiosystem公司（公司（EBCEBC）已开发成功一已开发成功一种生物脱硫的新工艺（种生物脱硫的新工艺（BDSBDS），），工业示范装工业示范装置置31生物技术生产大宗化学品 1,3丙二醇 Dupo

18、nt与Genencer公司以谷物制造的葡萄糖为原料，开发成功采用生物技术生产1,3丙二醇（PPO）的新工艺+H2+COCH2CH2OHOCH2CH2CH2OHCH2=CHCHOH2OHOCH2CH2CHOH2HOCH2CH2CH2OH32 己二酸：尼龙6,6纤维，聚氨基甲酸酯弹性纤维,润滑剂,增塑剂等的重要中间体 传统工艺 生物技术（98年绿色化学总统奖）：+OHOOOHOOH+N2ONi PtH2O2HNO3淀粉、淀粉、纤维素纤维素葡萄糖葡萄糖己二烯己二烯二酸二酸己二酸己二酸33 Cargill DOW 聚合物公司正耗资3亿美元建设14万吨/年从玉米生产聚乳酸的工厂，用于生产纤维和热塑料等，

19、预计今年后期投产；生物催化丙烯腈制丙烯酰胺在已建几套千吨级工厂的基础上，一套2万吨/年工厂正在投产；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。34生物催化存在的问题 酶容易失活 价格贵 反应器体积大 浓度低，产物分离问题35从生物质原料所制产品的目标从生物质原料所制产品的目标产品种类产品种类生物质原料产品所占比例，生物质原料产品所占比例，%当前当前2020年年2090年年液体燃料液体燃料1210 50有机化学品有机化学品102590美国国家研究委员会美国国家研究委员会（National Research Council)36从植物油生产超清洁柴油从植物油生产超清

20、洁柴油生物柴油（生物柴油（Biodiesel):植物（动植物（动物）油脂经甲醇或乙醇酯交换所得物）油脂经甲醇或乙醇酯交换所得到的脂肪酸酯。到的脂肪酸酯。生物柴油的特点生物柴油的特点少排放少排放CO2，从而减少对地球的温室从而减少对地球的温室效应；效应；本身无毒、无害，能自行分解回归本身无毒、无害，能自行分解回归自然界；自然界；不排放不排放SOx，它是仅有的替代燃料，它是仅有的替代燃料，通过了美国通过了美国1990年清洁空气修正法年清洁空气修正法案的严格健康测试要求。案的严格健康测试要求。它还具有比石油柴油较好的润滑性能，它还具有比石油柴油较好的润滑性能，从而延长机动车的寿命。从而延长机动车的寿

21、命。37生物柴油在国外已经开始兴起生物柴油在国外已经开始兴起欧共体将生物柴油作为实现减少空气污染和温室效应达到京都议定书要求的重要手段，采取立法、减免税收等措施来推广生物柴油目前欧共体年产生物柴油70万吨，2003年规划达到230万吨，2010年达到830万吨。德国生物柴油的年产量已达40万吨，已有700多个加油站销售生物柴油。法国许多石油柴油中已调配有生物柴油，哥本哈根、里斯本等欧洲城市的公共汽车已经使用生物柴油 38生物柴油的制造生物柴油的制造植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得 棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海

22、藻等物油以及海藻等化学法化学法液碱催化液碱催化固体碱催化固体碱催化二段催化二段催化酶催化酶催化39生物柴油生物柴油生物柴油（动物油脂）与甲醇（乙醇）经酯化交换反应而制得生物柴油（动物油脂）与甲醇（乙醇）经酯化交换反应而制得H2CCOORH CCOORH2CCOOR3ROHRCOORRCOORRCOORH2COHH COHH2COH催化剂催化剂甘油酯甘油酯Glycerides醇醇Alcohol酯肪酸酯酯肪酸酯甘油甘油40生产生物柴油的关键是酯交换油油 品品分子量分子量g/mol密度密度kg/m3热值热值 运动粘运动粘度度mm2/s十六烷十六烷值值菜籽油菜籽油94795991638.898232.

23、2菜 籽 油菜 籽 油甲酯甲酯29088539.78.99.55253石 油 柴石 油 柴油油19022082085742.975.145菜籽油酯化前后的理化指标 41我国发展生物柴油的意义保障我国能源安全。我国目前每年进口原油约7000万吨，发展生物柴油增加了一条提供运输能源的途径。改善油品结构。我国目前石油产品需求结构中汽油少、柴油多，生物柴油生产正好增产柴油。生物柴油生产装置流程比清洁石油柴油生产简单，投资省。42存在的问题与对策问题：问题：原料植物油产量少、价格高的限制，难于与原料植物油产量少、价格高的限制，难于与石油柴油竞争。石油柴油竞争。对策：对策：降低生产成本。副产甘油。深加工成

24、润滑油。降低生产成本。副产甘油。深加工成润滑油。降低原料成本。降低原料成本。大规模种植大规模种植工农结合工农结合政府组织与扶持。政府组织与扶持。43无毒无害催化剂和溶剂无毒无害催化剂和溶剂44开发新一代苯与烯烃烷基化开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂无毒无害固体酸催化剂 工艺工艺传统工艺传统工艺绿色工艺绿色工艺乙苯合成乙苯合成AlCl3ZSM-5气相法气相法USY、液相法液相法异丙苯合成异丙苯合成AlCl3、MCM-22液相法液相法长链烷基苯合成长链烷基苯合成HF固体酸固体酸-固定床固定床 传统传统AlCl3、HF催化剂的缺点：腐蚀设备，危催化剂的缺点：腐蚀设备，危害人身健康和社区安

25、全，废水、废渣污染环境害人身健康和社区安全，废水、废渣污染环境45分子筛改造AlCl3装置三废排放对比比较项目改造前的AlCl3工艺改造后的分子筛工艺异丙苯产量(千吨/年)6785污水量(吨/小时)9.60稀盐酸(千克/小时)900废气(千克/小时)2114废渣(千克/小时)126中和Al(OH)3滤饼4.6(废催化剂)46 烃化烃化反应器反应器苯苯丙烯丙烯蒸馏蒸馏系统系统产品产品 烃化烃化反应器反应器催化剂分催化剂分离器离器水洗水洗系统系统中和中和系统系统蒸馏蒸馏系统系统苯苯丙烯丙烯产品产品 AlCl3HCl 废气废气 废酸废酸 废渣废渣 水水 烧碱烧碱A AlCl3-IPB工艺工艺B 分子

26、筛分子筛-IPB工艺工艺 固定床固定床 反应器反应器苯苯烯烃烯烃蒸馏蒸馏系统系统产品产品烷基化烷基化反应器反应器催化剂分催化剂分离器离器 HF再再生系统生系统中和中和系统系统蒸馏蒸馏系统系统苯苯烯烃烯烃产品产品 HF 废液废液CaF2 石灰水石灰水 KOH循环循环HFa.HF-LAB工艺b.固体酸LAB新工艺开发新一代芳烃烷基化固体酸催化剂 分子筛固体酸催化剂分子筛固体酸催化剂 环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸环境友好，但是：酸强度低，分布不均，酸中心少；因而，反应温度和压力高，产品杂质中心少；因而，反应温度和压力高，产品杂质增多增多 正开发下一代固体酸催化剂正开发下一代固体酸催化剂 杂

27、多酸、包裹型液体酸、杂多酸、包裹型液体酸、Nafion/SiO2复合复合材料、纳米分子筛复合材料、离子液体等材料、纳米分子筛复合材料、离子液体等 49 化工生产过程中化工生产过程中代替挥发性有机代替挥发性有机溶剂溶剂也是开发的重要方向也是开发的重要方向 挥发性有机溶剂有广泛用途挥发性有机溶剂有广泛用途涂料和油漆的溶剂涂料和油漆的溶剂泡沫塑料的发泡剂泡沫塑料的发泡剂微电子器件等的精密清洗微电子器件等的精密清洗服装干洗的清洗剂服装干洗的清洗剂化工生产过程中作为溶剂化工生产过程中作为溶剂挥发性有机溶剂对环境的危害挥发性有机溶剂对环境的危害-形成光化学烟雾形成光化学烟雾-引起和加剧多种呼吸系统疾病，增

28、加癌症发病率引起和加剧多种呼吸系统疾病，增加癌症发病率-导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失-二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层50替代溶剂替代溶剂-超临界二氧化碳超临界二氧化碳-超临界水超临界水-室温离子液体室温离子液体-两相体系反应两相体系反应-无溶剂体系无溶剂体系 51超临界二氧化碳溶剂的超临界二氧化碳溶剂的优点优点二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃烧、化学性质稳定不燃烧、化学性质稳定不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层来源丰

29、富，价格低廉来源丰富，价格低廉超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物合物52用超临界二氧化碳代替用超临界二氧化碳代替挥发性有机溶剂进行清洗挥发性有机溶剂进行清洗替代机械、电子、医药和干洗等行业中替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采用的挥发性有机清洗剂普遍采用的挥发性有机清洗剂代替全氯乙烯作清洗剂代替全氯乙烯作清洗剂取代传统的卤代烃金属清洗系统取代传统的卤代烃金属清洗系统53在喷漆过程中代替传统的有机溶剂在喷漆过程中代替传统的有机溶剂54聚苯乙烯泡沫塑料的挤塑示意图（96年获变更溶剂年获变更溶剂/反应条件奖）反应条件奖）55石油化工中的应用实例石油化工中

30、的应用实例Du Pont：建设超临界建设超临界CO2为溶剂，生产氟化物单体和为溶剂，生产氟化物单体和聚合物的工厂，投资聚合物的工厂，投资2.75亿美元亿美元北卡罗莱纳大学的北卡罗莱纳大学的J M Desimone等等：使用超临界使用超临界CO2代替氟利昂进行了氟化丙烯代替氟利昂进行了氟化丙烯酸酯的聚合反应酸酯的聚合反应 烯烃的羰基化反应、十二烷基苯乙烯与烯烃的羰基化反应、十二烷基苯乙烯与丙烯酸的聚合反应丙烯酸的聚合反应56超临界水的应用超临界水的应用反应类型反应类型应用应用氧化反应氧化反应处理有毒废物处理有毒废物脱水反应脱水反应乙醇脱水制乙烯乙醇脱水制乙烯水热合成水热合成无机材料无机材料加氢、

31、烷基化加氢、烷基化烃加工烃加工水解和裂解水解和裂解煤和木材液化煤和木材液化57室温离子液体的应用室温离子液体的应用室温离子液体是在室温附近只有离子存在的没有分子的液态物质。由于其蒸汽压近于零，不挥发，不易燃，并且在300以下能以液体形式存在，极性很强，但其配位能力极弱，对均相络合催化剂不会产生太大的副面影响，是一种理性的绿色溶剂。烷基咪唑类氟硼酸盐R1R2Im+BF4-，卤铝酸盐取代传统的挥发性有机分子溶剂作为均相催化反应介质以实现清洁生产用于液-液双相催化领域，烷基化、酰基化、羰基化、异构化、加氢、聚合、Heck反应以及Diels-Alder反应等。58第一个大规模应用离子液体的第一个大规模

32、应用离子液体的工业催化过程工业催化过程法国石油研究院目前已经找到了一种可以将离子液体催化丁烯二聚进行商业化开发的技术路线。其技术思路是将镍络合物的催化剂溶解在氯铝酸盐离子液体中，正丁烯被连续送入反应器，反应生成的产物异辛烯与离子液体不互溶，可以方便实现催化剂的循环回收利用。已有9万t/a的中试装置，并获得了专利许可证。59环境友好产品环境友好产品60设计、生产和使用设计、生产和使用环境友好产品环境友好产品这种产品在其加工、应用及功能消这种产品在其加工、应用及功能消失之后均不会对人类健康和生态环失之后均不会对人类健康和生态环境产生危害境产生危害 或者作原料来再循环利用或者作原料来再循环利用 61

33、美国美国“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”的的设计更安全化学品奖设计更安全化学品奖 1996年至年至2004年获奖项目年获奖项目Rohm&Haas公司的公司的Sea-NineTM海洋生物防垢剂海洋生物防垢剂Albright&Wilson公司的公司的低毒性、能快速降解的低毒性、能快速降解的THPS杀菌剂杀菌剂Rohm&Haas公司对一类公司对一类安全高效、具有选择性杀虫效果的安全高效、具有选择性杀虫效果的ConfirmTM杀虫剂家族的发明和应用杀虫剂家族的发明和应用Dow AgroSciences LLC公司发明的公司发明的新型天然杀虫剂产品新型天然杀虫剂产品SpinosadDow Agr

34、oSciences公司的公司的Sentricon白蚁巢穴杀灭系统白蚁巢穴杀灭系统 PPG公司的公司的Enviro-Prime 2000无铅凃层无铅凃层Pfizer 公司的合成Sertraline的新工艺,反应由3步变为1步Shaw Industries 公司的“EcoWorx(tm)地毯片”Engelhard公司的Rightfit偶氮基有机颜料 62绿色化学品的设计：绿色化学品的设计：功能与环境影响并重功能与环境影响并重 不能像过去设计时，只考虑功能，一般不能像过去设计时，只考虑功能，一般要考虑下面因素：要考虑下面因素：物质的结构与活性的关系；物质的结构与活性的关系；避免采用毒性功能基团；避免

35、采用毒性功能基团；生物吸收量最小化；生物吸收量最小化；使辅助的物质最小化。使辅助的物质最小化。63大力研究废塑料、纤维等材料的大力研究废塑料、纤维等材料的“闭路循环闭路循环”回收回收 “闭路循环闭路循环”回收的实例：从尼龙地毯中回收的实例：从尼龙地毯中回收己内酰胺回收己内酰胺 Du Pont公司旧地毯送回工厂，从底层除去地公司旧地毯送回工厂，从底层除去地毯纤维，碾碎成尼龙细绒，再混合成型利用毯纤维，碾碎成尼龙细绒，再混合成型利用Allied Signal和和DSM公司，化学反应除去聚公司，化学反应除去聚丙烯和衬里、填充物，再回收己内酰胺丙烯和衬里、填充物，再回收己内酰胺64废聚苯乙烯泡沫塑料废

36、聚苯乙烯泡沫塑料回收苯乙烯单体回收苯乙烯单体 日本日本Toshiba Plant kensetsu Co.1000t/a规模工厂规模工厂将融化后的塑料在管式反应器，高温高压将融化后的塑料在管式反应器，高温高压下分解，再真空蒸馏分离出苯乙烯单体下分解，再真空蒸馏分离出苯乙烯单体苯乙烯单体纯度苯乙烯单体纯度99.83%,收率约收率约70估计处理估计处理3000t/a废泡沫塑料的工厂需投废泡沫塑料的工厂需投资约资约300万美元万美元 65从聚酯废料回收其原料从聚酯废料回收其原料对苯二甲酸和乙二醇对苯二甲酸和乙二醇 正建一套废聚酯瓶回收对苯二甲酸和乙正建一套废聚酯瓶回收对苯二甲酸和乙二醇的工厂二醇的工

37、厂 规模规模1万万 吨吨/年年采用糖化法采用糖化法66结束语结束语绿色化学化工绿色化学化工从科学观点看从科学观点看化学化工科学基础的创化学化工科学基础的创新新从环境观点看从环境观点看从源头上消除污染从源头上消除污染从经济观点看从经济观点看合理利用资源和能源，合理利用资源和能源，降低生产成本降低生产成本 符合经济和社会可持续发展的要求符合经济和社会可持续发展的要求67推动绿色化学化工的进展推动绿色化学化工的进展加强宣传、教育，特别是中学、大学的教育中引加强宣传、教育，特别是中学、大学的教育中引入绿色化学的内容入绿色化学的内容政府制订政策、立法，推动绿色化学技术的开发政府制订政策、立法，推动绿色化

38、学技术的开发和利用，从企业效益和社会效益来整体考虑绿色和利用，从企业效益和社会效益来整体考虑绿色技术的开发利用技术的开发利用化学、化工、机械、生物、材料、信息多学科与化学、化工、机械、生物、材料、信息多学科与各种专业合作来开发绿色技术，推动应用各种专业合作来开发绿色技术，推动应用如有可能,和一些著名的化工及制药企业开展合作，开展对传统生产工艺进行绿色化改造的研究和开发工作。68目前本课题组从事的与绿色化学化工相关的研究课题中孔分子筛超强酸催化松节油化学反应机理研究国家自然科学基金（30070608）超临界流体条件下中孔材料催化松香基本反应规律的研究国家自然科学基金（30371137）强酸性中孔分子筛催化废聚烯烃塑料裂解反应规律的研究国家自然科学基（20373065）中孔分子筛催化废聚烯烃塑料裂解反应机理研究山东省自然科学基金（Y2002B04）中孔分子筛超强酸催化大分子底物的傅-克反应机理研究山东省优秀中青年科研奖励基金（2000-51）室温离子液体条件下松香和松节油催化反应规律的研究国家自然科学基金（30571463）69谢谢谢谢!70