绿色化学 第二章要点

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绿色化学

绿色化学

Draths K M, Frost J W , JACS 1990, 112:9630; 1991, 113: 9361
以可再生资源为原料
150年前,大多数工业 有机化学品都来自植 物提供的生物质,仅 有少数来自动物。 工业革命采用煤为化工 原料,目前95%以上 有机化学品都是由石油 加工得到。
煤和石油:不可再生资源 生物质:可再生资源
第二章 绿色化学原理
第二章 绿色化学原理
第一节 绿色化学内涵 第二节 化学反应的原子经济学 第三节 原子经济学与环境效益 第四节 绿色化学的任务 第五节 绿色化学十二原则
绿色化学就是利用化学原理和 方法来减少或消除对人类健康、 社区安全、生态环境有害的反应 原料、催化剂、溶剂和试剂、产 物、副产物的使用和产生的新兴 学科 ,是一门从源头上减少或消 除污染的化学。

用生物质作化学化工原料是保护环境和实现可 持续发展的长远和重要发展方向,是绿色化学 的重要研究方向之一。
淀粉 ( 玉米、小麦、 土豆等)
生物质 (Biomass)
木质纤维素 (农业废料、 森林废物、草 类等)
木质纤维素是地球上最丰富的生物质,每年以
1640108吨的速度不断再生,但至今人类仅利 用了不足1.5%。
(一)催化等离子体法
Example 由二氧化碳和甲烷合成燃料油 Traditional way
CO2 + CH4
镍催化剂 高能耗,催化剂易失活 费-托合成

2CO + 2H2
合成气
燃料油
New greener way
CO2 + CH4
(天津大学,刘昌俊)
催化等离子体法
燃料油

(二)电化学方法

绿色化学-第二章

绿色化学-第二章
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绿色化学的目标 ☺ No pollution should be accompanied in chemical
processes, this is to say, eliminate the potential(潜 力) of pollution before it occurs. ☺ The realization of this goal means no environmental control is needed, because there will be no pollution.
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Green Chemistry is investigated world-widely
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绿色化学是化学研究的前沿。 Green chemistry is an active intercrossing(交叉) research area in the world, it deals with the frontier of chemical research.
Green Chemistry
Simultaneously give out
Recyclable economy
Sustainable development
Green Chemistry
Page 15
Solution
Satisfying the requirement for the development of science and economy
Bring about a temporary solution
Page 8
Provide a permanent cure
绿色化学是可实现 Green Chemistry is realizable

绿色化学原子经济性2PPT课件

绿色化学原子经济性2PPT课件

(12)防止事故发生的固有安全化学(Inherently
Safer Chemistry for Accident Prevention)。在化学过程中使用的物质和 物质形态的选择应使其尽可能地减少发生化 学事故的潜在可能性,包括释放,爆炸以及 着火等。
.
14
“5R”原则:
减量(Reduce)、 重复使用(Reuse)、 拒用(Reject)、 回收(Recycle)、 再生(Regenerate).
3. 对设备有严格要求
4. 要对产品进行分离提纯
.
23
银催化的绿色新方法:
2. 没有毒有害气体的使用
3. 对设备要求没有传统的严格
.
24
例3:环氧丙烷的制备
传统工艺—氯醇法:
+ 2CH3 CH CH2 2HOCl
次氯酸
+ CH3 CH CH2 CH3 CH CH2
OH Cl
1- 氯丙醇
Cl OH
方法一:消除危险品的使用
方法二:减少与危险品的接触(穿防护衣、 戴防毒面罩、工程控制)
.
5
(4)设计无危险的化学品(Design Safer Chemicals)。化学产品应该设计的使其有 效地显示受期望的功能而毒性最小。
比如农药,有机氯类和有机磷类
.
6
联苯胺是一种染料中间体,但有极强的致癌作用, 对其分子结构进行改造,变为二乙基联苯胺,既保 持了燃料的功能,又消除了致癌性。
.
19
原子经济性(Atom Economy)
A+B E+F
产物
C+D
C+
废物或副产物
废物 为零
.
20
原子利用率= —————C ————×100% (A + B) or (E + F)

绿色化学第二版知识点总结

绿色化学第二版知识点总结

绿色化学第二版知识点总结第一章:绿色化学导论绿色化学是以人为中心的理念,旨在提供环境友好、经济可行和社会可持续的解决方案。

绿色化学的原则包括原子经济、减少有害物质使用、能源效率、生物多样性保护、安全和健康。

第二章:设计绿色合成路线设计绿色合成路线的关键是使用尽可能少的原料,减少废弃物和副产品的产生,并确保合成过程中的安全性和可持续性。

绿色合成路线的设计需要考虑原料的可获得性、反应条件的温和性以及产物的纯度和性能。

第三章:使用可再生原料可再生原料是指那些能够通过自然过程得以更新并得以持续使用的原料。

在绿色化学中,使用可再生原料可以减少对有限资源的依赖,降低对环境的影响,并带来更可持续的生产和消费方式。

第四章:理解绿色溶剂的优势在绿色化学中,选择合适的溶剂非常重要。

绿色溶剂应具有良好的生态和毒理性能,并且在生产和使用过程中能够降低对环境和健康的不利影响。

第五章:开发绿色催化剂绿色催化剂是绿色化学中的重要组成部分,它们可以在较低的温度和压力下促进化学反应的进行,减少能量消耗和废弃物的产生。

绿色催化剂的设计需要考虑其对环境和健康的影响,并确保其在反应过程中的高效性和选择性。

第六章:开发可降解的塑料塑料制品的生产和使用给环境带来了严重的污染和危害。

在绿色化学中,开发可降解的塑料是一个重要的研究方向,它可以减少对有限资源的挥霍,降低对环境的影响,并为循环经济和可持续发展提供可能。

第七章:推广绿色化学理念推广绿色化学理念是绿色化学发展的一个重要环节,它需要政府、企业和公众的共同努力。

通过宣传教育、立法法规和市场激励等方式,推广绿色化学理念,促进绿色产品和技术的应用,为建设美丽中国和美丽世界作出贡献。

第八章:绿色化学的未来展望绿色化学是未来化学发展的重要方向,它将在能源、环境、材料和生命科学等领域发挥越来越重要的作用。

未来,绿色化学将逐渐成为化学领域的主流方向,带来更多的技术创新和商业机会,为人类社会的可持续发展提供更多的可能性。

[工学]绿色化学第2章绿色化学

[工学]绿色化学第2章绿色化学

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2020/11/14
第二节 为什么要大力发展绿色化学
许多排放物能在环境中残留和积累 , 对环境造成破 坏。另外,化工生产中的偶然事故也会对人类和环境造 成突发性的影响,比如, 1983 年印度 Seveso 农药厂异 氰酸甲酯的泄漏造成 2000 人死亡, 30 万人中毒等。但 是,目前人类社会发展到今天已无法离开造成我们当前 物质文明的化学产品和化学工业而退回到更上一个世纪, 去过那种田园生活。尽管我们处在可怕的白色污染的包 围之中,但我们完全无法想像没有今天的高分子聚合物 产品,我们的日常生活还能否正常进行,尤其是在都市 中,这种情况更为突出。
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2020/11/14
第一节 什么是绿色化学
由于物质及人类活动本身有其内在的运动规律,因此, 任何物质和人类活动对人类本身及环境均会有或多或少 的影响,那是不是意味着“没有什么物质是友好的,我 们追求的完美无缺的绿色化学仅仅是一种理想状态而无 法实现的”呢?目前绿色化学领域取得的进展已经对此 作出了否定的回答。这方面取得的成果不仅解决了传统 方法造成的对环境、对人类健康的危害,同时在经济技 术指标、原料有效利、过程效益等方面均取得了良好效 果,因此,已成为市场驱动和利益驱动的技术。诚然, 要绝对区分哪一物质、哪一过程对环境更加无害是十分 困难的,很难构筑一张物质过程对环境危害的定量表。
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2020/11/14
第三节 化学反应的原子经济性
• 例如,由乙烯制备环氧乙烷,采用经典的氯化 乙醇法时,假定每一步反应的产率、选择性均 为 100% ,这条合成路线的原子利用率也只能 达到 25% :

绿色化学第二章

绿色化学第二章

和世界上首家实现三产品联产,实现了零排放。 创出了产量高、成本低、效益好、无污染、低 能耗、清洁生产的新路子。使得中国在这个领 域登上了当今世界科学的高峰。 这项技术除需要消耗一些燃料能源外,原料 成本达到了最小化。其重要经济利益在于: 第一,以工业废料为原料,大幅度降低了生 产成本; 第二,将不同的产品依其内在的生产联系, 科学地排列组合成一套新的工艺,减少了原料 运输等过程,大大地节约了成本。
2. 什么是环境因子?环境因子与原 子利用率之间有什么关系? 3.原子经济性与产率有什么区别? 4.通过哪些途径可以提高反应的原
子经济性?
三、原子经济性与环境效益
为了衡量生产过程对环境的影响, 1992年荷兰化学家Sheldon提出了环境因 子的概念,其定义为
废物质量 E 目标产物质量
原子利用率越低,环境因子就越大, 生产过程产生的废物就越多,造成的资 源浪费和环境污染就越大。
几个行业的环境因子
生产规模/kg E因子
石油精炼 基本化工 精细化工 制药
在化学和化工研究及生产中,有机合成 占有十分重要的地位。原子经济化概念可 以引导人们如何去设计有机合成,在设计 合成的途径中,如何经济地利用原子,避 免使用保护基,这样设计的合成方法就不 会有废物,而且是对环境友好的。 一个有效的有机合成反应不但要有高度 的选择性,而且必须具备较好的原子经济 性。
艺,以甲基乙炔、甲醇、一氧化碳为
原料,二价钯化合物作催化剂,一步
制得MMA,原子利用率为100%,反
应选择性高达99.9%,单程转化率高
达98.9%。具有很高的经济效益和环
境效益。
23
中国绿色化学的拓荒者——冯怡生
山东鲁北化工企业集团董事长冯怡生经过十 多年的潜心研究,建成了世界上第一家以一种 产品的废弃物作为另一种产品的原料而循环生 产的化工厂,成功地推出了“年产3万吨磷铵、 4万吨磷石膏制硫酸联产6万吨水泥”的装置。 该联产装置把磷铵、硫酸、水泥三套装置有 机地组合在一起,利用生产磷铵排放的废渣磷 石膏制硫酸联产水泥,硫酸用来制磷铵,硫酸 尾气回收后制取液体二氧化硫用于生产溴素, 废水封闭循环利用,四种产品同时连体而生, 形成了一个无“三废”排放的良性循环。在中

化工13级绿色化学知识点

化工13级绿色化学知识点

第一章绿色化学与化工原理
1.绿色化学原则解释+举例
2.绿色工程原则解释+举例
3.生命周期评价的定义
第二章绿色合成
绿色工艺举例说明(绿色磺化绿色氯化绿色硝化环氧丙烷与双氧水的集成与生产)
第三章绿色溶剂
1.二氧化碳超临界萃取的规律
2.离子液体的开关原则--------油品脱酸过程
3.萃取精馏的概念设计(根据残余曲线判断塔顶与塔底的产物、设计流程)
4.根据图判断哪个萃取剂更好并解释
5.共沸精馏的概念设计(分离过程及原因、根据进料组成和共沸点组成进行物料
衡算、塔顶油相回流量)
6.根据有机概念图选择最佳萃取剂并解释原因
7.绿色溶剂选择通用步骤(英文图)
第四章过程强化
1.过程强化的基本原则(每一个原则对应举例)
2.根据设备图,叙述工作原理及优点
3.反应精馏的基本原理(判断是否可以使用反应精馏,确定进料位置和塔顶塔底
出料)
4.重(轻)相连续萃取塔的重相出口高度
5.介绍一种强化设备(原理+优点+应用)。

第二章绿色化学原理详解演示文稿

第二章绿色化学原理详解演示文稿

传统方法(Traditional way)
CH3CH=CH2 + Cl2 + Ca(OH)2
42 71
74
C3H6O + CaCl2 + H2O
58
111 18
58 111+ 18 = 129
58
58
=
╳ 100% =
╳ 100% = 31%
111+ 18 + 58
42+ 71 + 74
绿色化学方法(New greener way)
Pd(OAc)2
原子经济性反应
传统反应: A + B
C +D
原子经济性反应:E + F
C
常见有机反应类的原子经济性:
重排反应、加成反应、取代反应、消除反应
100% 100% <100% <100%
2.3 绿色化学合成
❖ 有机合成原料 光气(COCl2) 氰化物(HCN、KCN、NaCN) 硫酸二甲酯[(CH3)2SO4]
28+16
44
Silver catalyst(银催化剂) is used to convert ethylene directly to the target molecule by using oxygen as the oxidant, which gives 100% atom utilization.
44
111 18
44
111+ 18 = 129
44
44
=
╳ 100% =
╳ 100% = 25%
111+ 18 + 44
28+ 71 + 74
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13
Paul T. Anastas博士
• Father of Green Chemistry
• 12条原则
• 这12项原则简述了绿 色化学的主要观点
美国建立了世界第一个绿色化学研究所 (GCI)。1997年5月先是由工业界,学术 界,国家重点实验室等在互联网上组成的 虚拟非盈利组织,目前已在17个国家有它 的联合组成部分。2001年初GCI已与ACS 合作,以便加强化学在环境研究中的作用。 GCI 已 在 ACS 总 部 中 设 立 办 公 室 , 并 且 ACS将提供给GCI核心基金。
绿色化学 Green Chemistry
第二章 绿色化学的基本概念
1
本章内容
• 绿色化学的诞生 • 绿色化学的定义 • 绿色化学的内容 • 绿色化学的原则 • 原子经济性 • 绿色化学奖简介
第一节 绿色化学的诞生
• 1. 环境保护的警世之作——《寂静的春天》:
1962年,美国女科学家Rachel Carson所著《Silent Spring》出版,书中详细地叙述了DDT等杀虫剂 对各种鸟蛋的影响,使鸟类数量急剧减少,使原 来花红叶绿、百鸟歌唱的春天变得“一片寂静”。
• 1990年,美国颁布了污染防止法案,将污染防止 确定为美国的国策。绿色化学在这一背景下应运 而生。绿色化学的目标是改变现有化学化工生产 的技术路线,实现从“先污染,后治理”向“从 源头上根除污染”的转变。
• 目前,世界各国对绿色化学与化工技术的研究十 分重视,进展非常迅速,已出现一批生产大宗有 机化学品的绿色化学技术。可以预见,绿色化学 将成为实现经济和社会可持续发展的有效手段。
先污染后治理
1992年,美国化学工业用于环保的费用为1150亿 美元,清理已污染地区花去7000亿美元;
1996年美国Dupont公司的化学品销售总额为180 亿美元,环保费用为10亿美元。
可见,从环保、经济和社会的要求看,化学工业 的发展不能再走先污染后治理之路。
(3)20世纪九十年代以后——污染预防为主, 末端治理为辅时期
绿色化学的理论基础
(1)1991年,美国著名有机化学家Trost在《Science》 上提出了“原子经济性(原子利用率)”的概念;
(2)1992年,荷兰有机化学家Sheldon提出了“E-因子”
的概念。
这两个重要的绿色化学基本概念的提出,引起了人们 极大的关注,也标志着绿色化学的萌芽。
➢ 1994年8月于美国华盛顿市召开的208届美国化学会全国 年会环境化学分会,首次以“绿色化学”为主题。
1971年,美国环保署成立,1972年正式立法宣布 禁止使用DDT 。 Rachel Carson被誉为人类环保事业的“普罗米修 斯”。
2. 全球环境保护对策大事记
1972年6月16日 联合国人类环境会议通过《环境宣言》 1973年1月 联合国成立环境规划署。 1977年8月联合国通过“防止荒漠化行动计划”。 1982 年 5 月 18 日 联 合 国 人 类 环 境 会 议 通 过 《 内 罗 毕 宣
➢ Paul T. ANASTAS 1995 年编辑出版《绿色化学》 ( Green Chemistry )。
➢ 1996年6月,克林顿颁发了美国首届“总统绿色化学挑 战奖”。
➢ 1999年初,英国皇家化学会创办了国际性的“Green Chemistry”学术刊物。 ——这几个重大事件,正式宣告了绿色化学的诞生。
1990年,美国国会通过《污染预防法》,并确定为 国策,提出从源头上防止污染的产生。同时,美 国环保局发起了绿色化学计划,其目的是促进开 发对人类健康和生态环境危害较少的化学产品和 工艺流程。
1992年6月3日至14日 联合国环境与发展大会,102 个国家元首出席会议。大会通过了《里约热内卢 环境与发展宣言》以及《二十一世纪议程》 。
1992年11月16日 1575名著名科学家起草的《世界科 学家对人类的警告》发表 。
1993年9月17日至19日 联合国环境规划署与澳大利 亚民间环境团体联合倡议的“让世界清洁起来” 的运动在61个国家得到热烈响应。
1995年3月16日,美国总统克林顿宣布设立“总统绿 色化学挑战奖”。
年度 奖项
开发纯的二氧化碳作为与 环境友好的聚苯乙烯泡沫 包装材料的发泡剂及其在 商业中的应用
安全化学 Rohm and Haas 品设计奖 Company
设计对环境更安全的抗海 藻贝壳生长的涂料
中小企业 The Donlar

Corporation
热聚天冬氨酸的制备和应 用
3. 环境保护经历的三个时期
(1) 20世纪中期以前——稀释废物来防治污染时期 :采 用稀释废物来防治污染的办法导致了20世纪30年代 以来世界范围内的八大公害事件 。
1930年 比利时马斯河谷烟雾事件 ; 1943年 洛杉矶光化学烟雾事件; 1948年 美国多诺拉烟雾事件 ; 1952年 伦敦烟雾事件 ; 1953~1956年 日本水俣病事件; 1961年 日本四日市哮喘事件; 1968年 日本北九州米糠油事件 ; 1972年 日本富山县骨痛病事件 .
(2)20世纪中期至八十年代末—— 末端治理时期
• 由于对化学品的环境危害有了较多的了解,各国 政府相继立法限制废物的排放浓度和排放量,于 是许多企业不得不将废水、废气和废渣进行处理 后才能排放,然而这并没有从根本上解决环境污 染问题。一方面有毒有害物质仍源源不断地被排 放到环境中,1993年美国仅以365种有毒物质估算, 其排放量就达到了30亿吨。另一方面,处理污染 物所需费用十分巨大。
言》。 1984年4月 非洲召开环境保护会议,决定每年4月10日
为“非洲环境保护日”。 1985年3月5日 通过保护臭氧层的《维也纳公约》。 1987年4月27日 世界环境与发展委员会公布《我们共同
的未来》长篇报告。
1987年9月16日 联合国环境署保护臭氧层会议通过 《蒙特利尔协定》。
1989年3月23日 联合国环境署控制危险废物越境转 移会议通过《巴塞尔公约》 。
获奖者
获奖项目
1996 学术奖
Prof. Mark
废弃生物质转化成动物饲
Holtzapple, Dept. of 料、化学品和燃料
Chem. Eng., Texas A
& M Univ.Βιβλιοθήκη 新合成路 Pharmacia
二乙醇胺的催化脱氢
线奖
(formerly Monsanto
Company)
新工艺奖
The Dow Chemical Company
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