綠色化學(xué)——第一章_綠色化學(xué)概論

1、12馬斯河谷煙霧事件馬斯河谷煙霧事件1930年年12月月15日于比利時(shí)馬斯河谷工作區(qū)，煉焦、煉鋼、電力、日于比利時(shí)馬斯河谷工作區(qū)，煉焦、煉鋼、電力、玻璃、硫酸、化肥等工廠排出的有害氣體在逆溫的條件下，玻璃、硫酸、化肥等工廠排出的有害氣體在逆溫的條件下，13個(gè)個(gè)大煙囪排出的煙塵無(wú)法擴(kuò)散，大量有害氣體積累在近地大氣層，大煙囪排出的煙塵無(wú)法擴(kuò)散，大量有害氣體積累在近地大氣層，對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害，一周內(nèi)有對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害，一周內(nèi)有60多人喪生。多人喪生。多諾拉事件多諾拉事件1948年年10月月2631日于美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡市南邊的多日于美國(guó)賓夕法尼亞州匹茲堡市南邊的多諾拉鎮(zhèn)，大部分地區(qū)受反氣旋和

2、逆溫控制，持續(xù)有霧。大氣污染諾拉鎮(zhèn)，大部分地區(qū)受反氣旋和逆溫控制，持續(xù)有霧。大氣污染物在近地層積累。估計(jì)其中物在近地層積累。估計(jì)其中SO2濃度為濃度為0.52.0ppm，并存在明，并存在明顯的塵粒，顯的塵粒，4天內(nèi)發(fā)病者天內(nèi)發(fā)病者5911人人 3洛杉磯光化學(xué)煙霧事件洛杉磯光化學(xué)煙霧事件 40年代初期于美國(guó)洛杉磯市，全市 250多萬(wàn)輛汽車每天消耗汽油約 1600萬(wàn)升，由于汽車漏油、汽油揮發(fā)、不完全燃燒和汽車排氣，向城市上空排放近千噸石油烴廢氣、一氧化碳、氮氧化物和鉛煙，在陽(yáng)光照射下，生成淡藍(lán)色的光化學(xué)煙霧，1952年12月的一次煙霧中，65歲以上老人死亡400人 4倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件 19

3、52年12月58日于英國(guó)倫敦市。當(dāng)時(shí)，英國(guó)幾乎全境為濃霧覆蓋，溫度逆增，逆溫在40150m低空，使燃爆產(chǎn)生的煙霧不斷積累。塵粒濃度最高達(dá)4.46mgM3，為平時(shí)的10倍；二氧化硫最高達(dá)1.34ppm，為平時(shí)的6倍。加上三氧化二鐵的粉塵作用，生成了相當(dāng)量的三氧化硫，凝結(jié)在煙塵或細(xì)小的水珠上形成硫酸煙霧，進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)，市民胸悶氣促，咳嗽喉痛。約4000人喪生。5骨痛病事件 1955-1972年，日本富山縣的一些鉛鋅礦在采礦和冶煉中排放廢水，廢水在河流中積累了重金屬“鎘”。食用澆灌含鎘河水生產(chǎn)的稻谷，就會(huì)得“骨痛病，患者達(dá)到230人，死亡34人 日本水俁事件 1939年開始，日本氮肥公司的合成醋

4、酸廠開始生產(chǎn)氯乙烯，工廠的生產(chǎn)廢水一直排放入水俁灣。該公司在生產(chǎn)氯乙烯和醋酸乙烯時(shí)，使用了含汞的催化劑，使廢水中含有大量的汞。這種汞在水體中，被水中魚食用，在魚體內(nèi)轉(zhuǎn)化成有毒的甲級(jí)汞。人食用魚后，汞在人體內(nèi)聚集從而產(chǎn)生該病。水俁鎮(zhèn)受害居民達(dá)萬(wàn)余人。 6日本四日市事件日本四日市事件四日市相繼興建了十多家石油化工廠，全市工廠粉塵、二氧化硫四日市相繼興建了十多家石油化工廠，全市工廠粉塵、二氧化硫排放量達(dá)排放量達(dá)13萬(wàn)噸，萬(wàn)噸，500米厚的煙霧中飄浮著多種有毒氣體和有毒米厚的煙霧中飄浮著多種有毒氣體和有毒的鋁、錳、鈷等重金屬粉塵，導(dǎo)致癌癥和逐步削弱肺部排除污染的鋁、錳、鈷等重金屬粉塵，導(dǎo)致癌癥和逐步削

5、弱肺部排除污染物的能力，形成支氣管炎、支氣管哮喘以及肺氣腫等許多呼吸道物的能力，形成支氣管炎、支氣管哮喘以及肺氣腫等許多呼吸道疾病到疾病到1972年為止，日本全國(guó)患四日氣喘病患者達(dá)年為止，日本全國(guó)患四日氣喘病患者達(dá)6376人人 日本米糠油事件日本米糠油事件發(fā)生在日本九州愛芝縣一帶。生產(chǎn)米糠油事件在脫臭的工藝中，發(fā)生在日本九州愛芝縣一帶。生產(chǎn)米糠油事件在脫臭的工藝中，使用多氯聯(lián)笨作載體，由于生產(chǎn)的失誤，致使米糠油中混入了多使用多氯聯(lián)笨作載體，由于生產(chǎn)的失誤，致使米糠油中混入了多氯聯(lián)笨，結(jié)果有氯聯(lián)笨，結(jié)果有1400人食用后中毒。四個(gè)月后，患者猛增到人食用后中毒。四個(gè)月后，患者猛增到5000余人，并

6、有余人，并有16人無(wú)故喪生。人無(wú)故喪生。7蘇聯(lián)切爾諾貝利核泄露事件蘇聯(lián)切爾諾貝利核泄露事件1986年年4月月26日臨晨日臨晨1時(shí)，距前蘇聯(lián)切爾諾貝利時(shí)，距前蘇聯(lián)切爾諾貝利14公里的核電廠第公里的核電廠第四號(hào)反應(yīng)堆，發(fā)生爆炸，造成蘇聯(lián)四號(hào)反應(yīng)堆，發(fā)生爆炸，造成蘇聯(lián)1萬(wàn)多平方公里的領(lǐng)土受污染，萬(wàn)多平方公里的領(lǐng)土受污染，其中烏克蘭有其中烏克蘭有1500平方公里的肥沃農(nóng)田因污染而廢棄荒蕪，大量平方公里的肥沃農(nóng)田因污染而廢棄荒蕪，大量的嬰兒成為畸形和殘廢，的嬰兒成為畸形和殘廢，8000多人死于核放射有關(guān)的疾病。多人死于核放射有關(guān)的疾病。印度博帕爾事件印度博帕爾事件1984年年12月月3日，美國(guó)聯(lián)合碳化公

7、司在印度博帕爾的農(nóng)藥廠因管日，美國(guó)聯(lián)合碳化公司在印度博帕爾的農(nóng)藥廠因管理混亂，操作不當(dāng)，致使地下儲(chǔ)罐內(nèi)的劇毒甲級(jí)異氰酸脂因壓力理混亂，操作不當(dāng)，致使地下儲(chǔ)罐內(nèi)的劇毒甲級(jí)異氰酸脂因壓力升高而爆炸外泄。升高而爆炸外泄。45噸毒氣形成一股濃密的煙霧，以每小時(shí)噸毒氣形成一股濃密的煙霧，以每小時(shí)5000米速度襲擊了博帕爾市區(qū)。死亡近兩萬(wàn)人，受害米速度襲擊了博帕爾市區(qū)。死亡近兩萬(wàn)人，受害20多萬(wàn)人多萬(wàn)人8四川沱江特大水污染四川沱江特大水污染 2004年24月，四川川化股份有限公司將工業(yè)廢水排入沱江干流水域，造成特大水污染事故，給成都、資陽(yáng)等5市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了嚴(yán)重的影響和經(jīng)濟(jì)損失，僅天然漁業(yè)資

8、源損失就達(dá)1569萬(wàn)余元。浙江東陽(yáng)畫水鎮(zhèn)化工污染浙江東陽(yáng)畫水鎮(zhèn)化工污染 東陽(yáng)市政府將數(shù)家化工廠、農(nóng)藥廠遷到當(dāng)?shù)亟ǔ伞盎すI(yè)園”。據(jù)農(nóng)民投訴，自從化工廠遷入后，環(huán)境嚴(yán)重污染，稻田不生，山林被“毒死”。 2005年4月1 0日，農(nóng)民因不滿化工廠污染環(huán)境，占據(jù)化工廠，與入廠警察發(fā)生沖突，致數(shù)十人被打死，逾千人受傷，遭推翻或破壞的警車多達(dá)數(shù)百部。9松花江特別重大水污染松花江特別重大水污染 2005年11月1 3日，中國(guó)石油天然氣股份有限公司吉林石化分公司雙苯廠硝基苯精餾塔發(fā)生爆炸，引發(fā)松花江水污染事件10四川瀘州電廠燃油泄漏事故四川瀘州電廠燃油泄漏事故 2006年11月15日，四川瀘州川南電廠工程施

9、工單位在污水設(shè)施尚未建成的情況下，開始燃油系統(tǒng)安裝調(diào)試，造成16.945噸柴油泄漏混入冷卻水管道外排，導(dǎo)致長(zhǎng)江水體污染。江蘇鹽城市水污染江蘇鹽城市水污染 2 009年2月20日，江蘇鹽城標(biāo)新化工有限公司偷排含酚廢水，導(dǎo)致市區(qū)多處自來(lái)水取水口的水源被污染，直接造成自來(lái)水無(wú)法使用，影響居民用水安全，造成長(zhǎng)時(shí)間停水。11陜西鳳翔陜西鳳翔“血鉛血鉛”事故事故 2009年8月，長(zhǎng)青鎮(zhèn)東嶺集團(tuán)冶煉公司環(huán)評(píng)范圍內(nèi)兩個(gè)村莊731名兒童接受血鉛檢測(cè)后，確認(rèn)615人血鉛超標(biāo)，其中166人屬于中度、重度鉛中毒。8月1 6日上午，東嶺公司附近數(shù)百村民沖擊東嶺廠區(qū)，東嶺廠區(qū)鐵路專用線近三百米圍墻掀翻，村民還砸爛了前來(lái)送

10、煤的貨車擋風(fēng)玻璃和停在廠區(qū)的工程車12山東沂南涑河砷化物水污染山東沂南涑河砷化物水污染 2009年4月，億鑫化工有限公司將產(chǎn)生的大量含砷有毒廢水排放在一處蓄意隱藏的污水池存放。7月2 0日、2 3日深夜，該公司為節(jié)省處理污水費(fèi)用，趁當(dāng)?shù)亟涤?，附近一河流水量增加之際，用水泵將含砷量超標(biāo)2.7254萬(wàn)倍的生產(chǎn)廢水排放到南涑河中，致使水體嚴(yán)重污染。131 1 在在2121世紀(jì)世紀(jì)仍是全球經(jīng)濟(jì)中強(qiáng)大的傳統(tǒng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一：仍是全球經(jīng)濟(jì)中強(qiáng)大的傳統(tǒng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一： v發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)達(dá)國(guó)家90-9990-99年年化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)GDPGDP平均增長(zhǎng)率平均增長(zhǎng)率是其全部工是其全部工業(yè)業(yè)GDPGDP平均增長(zhǎng)率的平均增長(zhǎng)

11、率的2.692.69倍倍 。v化學(xué)工業(yè)在化學(xué)工業(yè)在2002-052002-05年年收益增長(zhǎng)率仍高于全球年年收益增長(zhǎng)率仍高于全球GDP(GDP(國(guó)民生產(chǎn)總值國(guó)民生產(chǎn)總值) )增長(zhǎng)率。增長(zhǎng)率。v根據(jù)英國(guó)化工協(xié)會(huì)對(duì)全球化學(xué)品的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，根據(jù)英國(guó)化工協(xié)會(huì)對(duì)全球化學(xué)品的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，20102010年將達(dá)到年將達(dá)到2.042.04萬(wàn)億美元（是萬(wàn)億美元（是20002000年的年的1.421.42倍），倍），仍將仍將一直保持較高的平均增長(zhǎng)率一直保持較高的平均增長(zhǎng)率。一、綠色化學(xué)與化工一、綠色化學(xué)與化工14世界化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)能力分布世界化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)能力分布Facts & Figures 2000Prod

12、uction1999:euro1370bnOther W. Europe2%Central & Eastern Europe4%Japan14%Asia13%Latin America3%Other5%EU29%USA30%Sources: ESCIMO, UNIDO Industrial Statistics & CEFIC-TEA (Trade & Economic Affairs) Analysis.Notes: Estimated world production; estimates for all regions except EU, USA & J

13、apan. Other = Africa, Oceania, Canada, Turkey, Malta & other Balkan States. (*) Strictly speaking, value of production sold, augmented by value of sales of products purchased and resold in their original condition.Percentageshares美國(guó)美國(guó)30%日本日本14%亞洲亞洲13%歐共體歐共體29%（歐洲共（歐洲共35%）15“2121世紀(jì)化學(xué)工程進(jìn)展世紀(jì)化學(xué)工程進(jìn)展”

14、專家結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（專家結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)（10 10 25 25年，全球）年，全球）產(chǎn)品重組與技術(shù)前沿產(chǎn)品重組與技術(shù)前沿權(quán)權(quán)重重1.生化工程產(chǎn)品生化工程產(chǎn)品3.92.制藥制藥3.63a.半導(dǎo)體及電子器件半導(dǎo)體及電子器件3.43b.功能陶瓷及復(fù)合材料功能陶瓷及復(fù)合材料3.44.新型能源與燃料新型能源與燃料3.15.新型材料（塑料，高聚物，合纖等）新型材料（塑料，高聚物，合纖等）3.06.催化劑催化劑2.37a.新型食品新型食品2.77b.海底資源海底資源2.38.石化產(chǎn)品石化產(chǎn)品1.99.其它新型功能產(chǎn)品其它新型功能產(chǎn)品3.216 美國(guó)化學(xué)過程工業(yè)是美國(guó)少數(shù)具有美國(guó)化學(xué)過程工業(yè)是美國(guó)少數(shù)具有正的貿(mào)易順差的制造

15、工業(yè)之一，正的貿(mào)易順差的制造工業(yè)之一，它獲得它獲得的附加值占美國(guó)全部制造業(yè)的的附加值占美國(guó)全部制造業(yè)的1/31/3。根根據(jù)聯(lián)邦政府統(tǒng)計(jì)，在近六年中對(duì)于化工據(jù)聯(lián)邦政府統(tǒng)計(jì)，在近六年中對(duì)于化工R&DR&D的投入，的投入，每每$1($1(美元美元) )可獲得可獲得$2$2的收的收益，即稅后年收益率益，即稅后年收益率 17%17%。 （美國(guó)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)會(huì)，（美國(guó)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)學(xué)會(huì)，20032003） 17Facts&Figures2000CHART3.3歐共體化學(xué)工業(yè)增長(zhǎng)速度持續(xù)高于全部工業(yè)增長(zhǎng)速度歐共體化學(xué)工業(yè)增長(zhǎng)速度持續(xù)高于全部工業(yè)增長(zhǎng)速度1990-1999901001

16、101201301401990199119921993199419951996199719981999-40481216Chemical industry annual growthTotal industry annual growthProductionindex1990=100Sources: ESCIMO, (*) OECD & CEFIC-TEA Analysis.Notes: Germany 16 Bundeslnder as from 1991.ChemicalsTotalindustry(*)Growthinvolume,%p.a.18廣州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)形成以機(jī)械電子、精細(xì)

17、化工、食品飲料、交通設(shè)備制造、電器制造、生物醫(yī)藥六大支柱產(chǎn)業(yè)，2007年開發(fā)區(qū)六大支柱產(chǎn)業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值為1084.2億元，占開發(fā)區(qū)總產(chǎn)值的80機(jī)械電子行業(yè)2007年工業(yè)總產(chǎn)值為489億元，占開發(fā)區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的45，其污染負(fù)荷也占到了開發(fā)區(qū)的約51精細(xì)化工行業(yè)總產(chǎn)值為245億元，占開發(fā)區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的24，COD污染負(fù)荷占開發(fā)區(qū)的22，一些難降解有毒有機(jī)物更是占到開發(fā)區(qū)有毒有機(jī)物排放總量的70以上。 1919951995年美國(guó)年美國(guó)總統(tǒng)克林頓宣布設(shè)立總統(tǒng)克林頓宣布設(shè)立“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)獎(jiǎng)”；日本日本政府規(guī)劃了在政府規(guī)劃了在2121世紀(jì)重建綠色地球的世紀(jì)重建綠色地球的“新陽(yáng)光計(jì)新陽(yáng)光

18、計(jì)劃劃”；英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)主辦的國(guó)際性雜志主辦的國(guó)際性雜志綠色化學(xué)綠色化學(xué)19991999年年1 1月創(chuàng)刊；月創(chuàng)刊；澳大利亞澳大利亞也創(chuàng)建了也創(chuàng)建了綠色化學(xué)期刊綠色化學(xué)期刊；在美國(guó)在美國(guó)20032003年公布的年公布的2121世紀(jì)化學(xué)化工發(fā)展戰(zhàn)略世紀(jì)化學(xué)化工發(fā)展戰(zhàn)略中，再中，再次強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)化工的重要性。次強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)化工的重要性。 綠色化學(xué)化工作為應(yīng)對(duì)綠色化學(xué)化工作為應(yīng)對(duì)2121世紀(jì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)與世紀(jì)挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ)基礎(chǔ), ,已成為已成為2121世紀(jì)世界科技研究前沿?zé)狳c(diǎn)：世紀(jì)世界科技研究前沿?zé)狳c(diǎn)： 20綠色化學(xué)是一門新興的化學(xué)分支，以綠色化學(xué)是一門新興的化學(xué)分支，以“原

19、子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性”為原則，研究如何在產(chǎn)生目為原則，研究如何在產(chǎn)生目的產(chǎn)物的過程中充分利用原料，減少有害物的產(chǎn)物的過程中充分利用原料，減少有害物質(zhì)的釋放。質(zhì)的釋放。 綠色化學(xué)旨在從物質(zhì)產(chǎn)生的源頭控制廢綠色化學(xué)旨在從物質(zhì)產(chǎn)生的源頭控制廢物的產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的污染。物的產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的污染。 一、綠色化學(xué)概念一、綠色化學(xué)概念2120世紀(jì)世紀(jì)4050年代年代稀釋廢物稀釋廢物20世紀(jì)世紀(jì)6070年代年代廢物后處理廢物后處理20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代從源頭消除污染源從源頭消除污染源廢物處理與處置的發(fā)展過程廢物處理與處置的發(fā)展過程22（1）防止污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染；）防止污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污

20、染；（2）原子經(jīng)濟(jì)性）原子經(jīng)濟(jì)性(設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)使反應(yīng)過程中所用設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)使反應(yīng)過程中所用物料最大限度地轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物物料最大限度地轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物)；（3）只要可行，應(yīng)盡量采用毒性小的化學(xué)合成）只要可行，應(yīng)盡量采用毒性小的化學(xué)合成路線；路線；（4）更安全的化學(xué)品的設(shè)計(jì)應(yīng)能保留其功效，）更安全的化學(xué)品的設(shè)計(jì)應(yīng)能保留其功效，但降低毒性；但降低毒性；Paul Anastas和John C Warner提出綠色化學(xué)綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則 23（5）應(yīng)盡可能避免使用輔助物質(zhì)（如溶劑、分）應(yīng)盡可能避免使用輔助物質(zhì)（如溶劑、分離劑等），如用時(shí)應(yīng)是無(wú)毒的；離劑等），如用時(shí)應(yīng)是無(wú)毒的；（6）應(yīng)考慮到能源消

21、耗對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，）應(yīng)考慮到能源消耗對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，并應(yīng)盡量少地使用能源；并應(yīng)盡量少地使用能源；（7）原料應(yīng)是可再生的，而非將耗竭的；）原料應(yīng)是可再生的，而非將耗竭的；（8）盡量避免不必要的衍生化步驟；）盡量避免不必要的衍生化步驟；（9）催化性能試劑（有盡可能好的選擇性）優(yōu)）催化性能試劑（有盡可能好的選擇性）優(yōu)于當(dāng)量試劑；于當(dāng)量試劑；（10）化工產(chǎn)品在完成其使命后，不應(yīng)殘留在）化工產(chǎn)品在完成其使命后，不應(yīng)殘留在環(huán)境中，而能降解為無(wú)害的物質(zhì)；環(huán)境中，而能降解為無(wú)害的物質(zhì)；24（11）分析方法必須進(jìn)一步發(fā)展，以使在有害）分析方法必須進(jìn)一步發(fā)展，以使在有害物質(zhì)生成前進(jìn)行即時(shí)的和在線跟蹤及控制

22、；物質(zhì)生成前進(jìn)行即時(shí)的和在線跟蹤及控制；（12）在化學(xué)轉(zhuǎn)換過程中，所選用的物質(zhì)和物）在化學(xué)轉(zhuǎn)換過程中，所選用的物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)應(yīng)盡可能地降低發(fā)生化學(xué)事故的可能性。質(zhì)形態(tài)應(yīng)盡可能地降低發(fā)生化學(xué)事故的可能性。25無(wú)毒無(wú)害原料無(wú)毒無(wú)害原料可再生資源可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品環(huán)境友好產(chǎn)品回歸自然回歸自然廢物回收利用廢物回收利用無(wú)毒無(wú)害無(wú)毒無(wú)害催化劑催化劑無(wú)毒無(wú)害無(wú)毒無(wú)害溶劑溶劑26BarryTrost教授：原子經(jīng)濟(jì)性教授：原子經(jīng)濟(jì)性(AtomEconomy)概念概念A(yù)BCDABC原子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性 100產(chǎn)物產(chǎn)物廢物廢物被利用原子的原子量之和被利用原子的原子量之和反應(yīng)中所有反應(yīng)物的分子式量反應(yīng)中所有反應(yīng)物

23、的分子式量27Noyori發(fā)展了一種把環(huán)己烯直接用發(fā)展了一種把環(huán)己烯直接用30%雙氧水氧雙氧水氧化成己二酸的方法：化成己二酸的方法：這是一個(gè)不用有機(jī)溶劑和不含鹵素的綠色過程。這是一個(gè)不用有機(jī)溶劑和不含鹵素的綠色過程。28傳統(tǒng)的氯醇法原子利用率只有傳統(tǒng)的氯醇法原子利用率只有25%。采用乙烯催化環(huán)氧化方法原子利用率達(dá)到采用乙烯催化環(huán)氧化方法原子利用率達(dá)到100%，產(chǎn)率產(chǎn)率99%。29工業(yè)部門工業(yè)部門每噸產(chǎn)品排放的廢物（每噸產(chǎn)品排放的廢物（Kg/噸）噸）煉油煉油0.1大宗化學(xué)品大宗化學(xué)品15精細(xì)化工精細(xì)化工520制藥制藥25100可以看出，產(chǎn)品越精細(xì)復(fù)雜，可以看出，產(chǎn)品越精細(xì)復(fù)雜，E值越大。這是值越

24、大。這是因?yàn)楫a(chǎn)品越復(fù)雜，生產(chǎn)步驟越多，原子利用率越因?yàn)楫a(chǎn)品越復(fù)雜，生產(chǎn)步驟越多，原子利用率越低的緣故。低的緣故。 30u 醫(yī)藥、農(nóng)藥等精細(xì)化學(xué)品的醫(yī)藥、農(nóng)藥等精細(xì)化學(xué)品的 “ “原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)反應(yīng)u 大宗石油化工品的綠色化技術(shù)的發(fā)展大宗石油化工品的綠色化技術(shù)的發(fā)展u 超臨界超臨界COCO2 2代替有毒、有害溶劑的推廣應(yīng)用代替有毒、有害溶劑的推廣應(yīng)用u 生物質(zhì)資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工品和超清潔生物質(zhì)資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工品和超清潔u 生物柴油的生產(chǎn)生物柴油的生產(chǎn)u 廢合成材料的回收利用廢合成材料的回收利用u綠色分析化學(xué)方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用綠色分析化學(xué)方法在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用u綠色化學(xué)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)

25、綠色化學(xué)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)31u發(fā)明鈦硅分子篩作為氧化催化劑發(fā)明鈦硅分子篩作為氧化催化劑u采用采用H2O2為氧化劑為氧化劑u工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對(duì)苯二酚苯酚氧化制對(duì)苯二酚32環(huán)氧丙烷（環(huán)氧丙烷（PO）是丙烯衍生物中產(chǎn)量?jī)H次于聚）是丙烯衍生物中產(chǎn)量?jī)H次于聚丙烯和丙烯腈的第三大品種。丙烯和丙烯腈的第三大品種。PO化學(xué)性質(zhì)十分活潑，是生產(chǎn)聚醚、丙二醇、化學(xué)性質(zhì)十分活潑，是生產(chǎn)聚醚、丙二醇、異丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等的重要原料，異丙醇胺、丙烯醇、非聚醚多元醇等的重要原料，進(jìn)而生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、表面活性劑等

26、；進(jìn)而生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂、聚氨酯、表面活性劑等；也可用于生產(chǎn)非離子表面活性劑、油田破乳劑、農(nóng)也可用于生產(chǎn)非離子表面活性劑、油田破乳劑、農(nóng)藥乳化劑和潤(rùn)濕劑等，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、醫(yī)藥乳化劑和潤(rùn)濕劑等，廣泛應(yīng)用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織等行業(yè)，對(duì)化學(xué)工業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的藥、食品、紡織等行業(yè)，對(duì)化學(xué)工業(yè)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。332CH3CHCH2 2HOClCH3CHCH2OH Cl+ClOHCH3CHCH2+CH3CHCH2OHClClOHCH3CHCH2+Ca(OH)2CH3CHCH22O+CaCl22H2O丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷H2O2CH3C

27、HCH2H2OCH3CHCH2OTS-1次氯酸次氯酸石灰石灰廢渣廢渣污水污水傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝氯醇法：氯醇法：原子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性=31%綠色工藝綠色工藝鈦硅分子篩催化鈦硅分子篩催化：原子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性=76%1- 氯丙醇氯丙醇2- 氯丙醇氯丙醇34 (1)光催化氧化技術(shù)光催化氧化技術(shù)最早采用最早采用TiO2、ZrO2和和SnO2等氧化物作催化劑，等氧化物作催化劑，在光照條件下研究在光照條件下研究PO的合成，但的合成，但PO的選擇性很低，的選擇性很低，主要產(chǎn)物為主要產(chǎn)物為CO2和和H2O。但目前仍處于基礎(chǔ)研究階段。如何減少大量氧化但目前仍處于基礎(chǔ)研究階段。如何減少大量氧化副產(chǎn)物的產(chǎn)生，提高副產(chǎn)

28、物的產(chǎn)生，提高PO選擇性，開發(fā)高效的光催化選擇性，開發(fā)高效的光催化劑應(yīng)是今后光催化氧化技術(shù)研究的重點(diǎn)。劑應(yīng)是今后光催化氧化技術(shù)研究的重點(diǎn)。35(2)電化學(xué)氧化技術(shù)電化學(xué)氧化技術(shù)其原理是使電解水產(chǎn)生的活性氧原子吸附于特殊其原理是使電解水產(chǎn)生的活性氧原子吸附于特殊的電解陽(yáng)極表面，在還未形成的電解陽(yáng)極表面，在還未形成O2分子之前，與通入陽(yáng)分子之前，與通入陽(yáng)極室并吸附于陽(yáng)極表面的丙烯反應(yīng)生成極室并吸附于陽(yáng)極表面的丙烯反應(yīng)生成PO。盡管丙烯電化學(xué)氧化技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生含盡管丙烯電化學(xué)氧化技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生含鹵副產(chǎn)品，生產(chǎn)更加清潔、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且在電鹵副產(chǎn)品，生產(chǎn)更加清潔、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且在

29、電反應(yīng)機(jī)理、電解催化劑、電解槽等方面的基礎(chǔ)工作也反應(yīng)機(jī)理、電解催化劑、電解槽等方面的基礎(chǔ)工作也取得了一定進(jìn)展，但要實(shí)現(xiàn)取得了一定進(jìn)展，但要實(shí)現(xiàn)PO的工業(yè)化生產(chǎn)，提高的工業(yè)化生產(chǎn)，提高丙烯的轉(zhuǎn)化率、電氧化效率及反應(yīng)選擇性是關(guān)鍵。丙烯的轉(zhuǎn)化率、電氧化效率及反應(yīng)選擇性是關(guān)鍵。36(3)生物酶催化氧化技術(shù)生物酶催化氧化技術(shù)以酶或微生物作為生物催化劑的催化氧化技術(shù)反以酶或微生物作為生物催化劑的催化氧化技術(shù)反應(yīng)條件溫和，選擇性高，是目前最受歡迎的清潔生產(chǎn)應(yīng)條件溫和，選擇性高，是目前最受歡迎的清潔生產(chǎn)技術(shù)之一。技術(shù)之一。1980年年Cetus公司報(bào)道了公司報(bào)道了PO的生物酶法催化氧化的生物酶法催化氧化技術(shù)。

30、其原理是生物質(zhì)在氧化酶作用下產(chǎn)生過氧化氫，技術(shù)。其原理是生物質(zhì)在氧化酶作用下產(chǎn)生過氧化氫，再通過鹵過氧化酶的催化作用，與丙烯和鹵離子反應(yīng)再通過鹵過氧化酶的催化作用，與丙烯和鹵離子反應(yīng)生成鹵丙醇，然后在鹵醇過氧化酶催化下生成生成鹵丙醇，然后在鹵醇過氧化酶催化下生成PO。37(4)丙烯環(huán)氧化的膠束催化反應(yīng)工藝丙烯環(huán)氧化的膠束催化反應(yīng)工藝使用超濾膜設(shè)計(jì)了使用超濾膜設(shè)計(jì)了PO膠束催化反應(yīng)工藝，其原膠束催化反應(yīng)工藝，其原理是過氧化氫和丙烯以氣相進(jìn)入膜分離反應(yīng)器，產(chǎn)理是過氧化氫和丙烯以氣相進(jìn)入膜分離反應(yīng)器，產(chǎn)品混合物是品混合物是PO、H2O、未反應(yīng)的、未反應(yīng)的H2O2和丙烯，經(jīng)超和丙烯，經(jīng)超濾滲透后蒸餾分

31、離。濾滲透后蒸餾分離。分離的丙烯和濃縮的分離的丙烯和濃縮的H2O2水溶液可循環(huán)使用。水溶液可循環(huán)使用。該工藝反應(yīng)與分離同時(shí)進(jìn)行，故可連續(xù)操作。該工藝反應(yīng)與分離同時(shí)進(jìn)行，故可連續(xù)操作。膠束催化合成膠束催化合成PO是近年來(lái)開發(fā)的一種新技術(shù)，是近年來(lái)開發(fā)的一種新技術(shù)，目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，對(duì)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)工藝目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，對(duì)反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)工藝條件、表面活性劑和催化劑選擇及反應(yīng)器設(shè)計(jì)等還條件、表面活性劑和催化劑選擇及反應(yīng)器設(shè)計(jì)等還需進(jìn)一步研究探討，尤其是基礎(chǔ)理論方面的研究工需進(jìn)一步研究探討，尤其是基礎(chǔ)理論方面的研究工作還有待深入。作還有待深入。38u揮發(fā)性有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境的危害揮發(fā)性有機(jī)溶劑

32、對(duì)環(huán)境的危害形成光化學(xué)煙霧形成光化學(xué)煙霧引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率引起和加劇多種呼吸系統(tǒng)疾病，增加癌癥發(fā)病率導(dǎo)致谷物減產(chǎn)、橡膠硬化等，每年造成大量損失導(dǎo)致谷物減產(chǎn)、橡膠硬化等，每年造成大量損失二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中的臭氧層二氟二氯甲烷等破壞地球大氣中的臭氧層u代替溶劑代替溶劑超臨界二氧化碳超臨界二氧化碳超臨界水超臨界水常溫離子液體常溫離子液體兩相體系反應(yīng)兩相體系反應(yīng)無(wú)溶劑體系無(wú)溶劑體系39u1984年印度播帕爾光氣泄漏事件年印度播帕爾光氣泄漏事件u2000年羅馬尼亞一家氰化物泄漏到多瑙河支流年羅馬尼亞一家氰化物泄漏到多瑙河支流事件事件u造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞造成人

33、身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞u需要開發(fā)綠色技術(shù)需要開發(fā)綠色技術(shù)40u伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應(yīng)伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應(yīng)u伯胺和一氧化碳進(jìn)行氧化羰化伯胺和一氧化碳進(jìn)行氧化羰化u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試、中試，比光氣法生產(chǎn)正在小試、中試，比光氣法生產(chǎn)成本高成本高10，需降低成本，需降低成本41傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝綠色工藝投資成本低投資成本低42u二氧化碳在常溫下是氣體，無(wú)色、無(wú)味、不燃燒、二氧化碳在常溫下是氣體，無(wú)色、無(wú)味、不燃燒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定u不會(huì)形成光化學(xué)煙霧，也不會(huì)破壞臭氧層不會(huì)形成光化學(xué)煙霧，也不會(huì)破壞臭氧層u來(lái)源豐富，價(jià)格低廉來(lái)源豐富，價(jià)

34、格低廉u超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機(jī)化合物超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機(jī)化合物43u替代機(jī)械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采替代機(jī)械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采用的揮發(fā)性有機(jī)清洗劑用的揮發(fā)性有機(jī)清洗劑u代替全氯乙烯作清洗劑代替全氯乙烯作清洗劑u取代傳統(tǒng)的鹵代烴金屬清洗系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的鹵代烴金屬清洗系統(tǒng)44u以植物為主的生物質(zhì)資源是一個(gè)可再生的巨大以植物為主的生物質(zhì)資源是一個(gè)可再生的巨大資源寶庫(kù)，用之不竭，利用可再生生物質(zhì)資源資源寶庫(kù)，用之不竭，利用可再生生物質(zhì)資源消除污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展消除污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展u開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵45生物質(zhì)原料制產(chǎn)品目標(biāo)產(chǎn)

35、品種類產(chǎn)品種類生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占%比例比例當(dāng)前當(dāng)前2020年年2090年年液體燃料液體燃料121050有機(jī)化學(xué)品有機(jī)化學(xué)品102590美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NationalResearchCouncil)46原料原料樹脂樹脂合成合成加工加工應(yīng)用應(yīng)用廢棄物廢棄物物理或材物理或材料循環(huán)料循環(huán)能量循環(huán)能量循環(huán)熱熱蒸汽蒸汽電電化學(xué)循環(huán)化學(xué)循環(huán)高分子材料循環(huán)示意圖高分子材料循環(huán)示意圖47聚烯烴通常指聚乙烯（聚烯烴通常指聚乙烯（PE），聚丙烯（），聚丙烯（PP），），聚丁烯（聚丁烯（PB）。）。聚烯烴主要是由不可逆聚合反應(yīng)制成，這些材聚烯烴主要是由不可逆聚合反應(yīng)制成，這些

36、材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其回收主要是指重新熔融擠壓的料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其回收主要是指重新熔融擠壓的機(jī)械回收。機(jī)械回收。廢料經(jīng)適當(dāng)處理可制成再生料，用于制多層瓶、廢料經(jīng)適當(dāng)處理可制成再生料，用于制多層瓶、油容器、框子、箱子等，也用于與其它塑料共混，油容器、框子、箱子等，也用于與其它塑料共混，改善性能。聚乙烯廢料是制備氯化聚乙烯添加劑的改善性能。聚乙烯廢料是制備氯化聚乙烯添加劑的原料。聚烯烴還有一大用處是裂解產(chǎn)油。原料。聚烯烴還有一大用處是裂解產(chǎn)油。48聚氯乙?。ň勐纫蚁。≒olyvinylChioride）俗稱）俗稱PVC，是四，是四大通用樹脂之一，消費(fèi)量居合成樹脂第二位。大通用樹脂之一，消費(fèi)量居合成樹脂第二位。目前我國(guó)廢棄目前我國(guó)廢棄PVC制品量年均約制品量年均約26萬(wàn)噸。在我國(guó)萬(wàn)噸。在我國(guó)回收廢舊塑料中，回收廢舊塑料中，PVC回收量約占回收總量的回收量約占回收總量的40%50%，主要為農(nóng)用薄膜、瓶子、包裝薄膜及其他生活，主要為農(nóng)用薄膜、瓶子、包裝薄膜及其他生活用品廢棄物。用品廢棄物。目前在制油方面比較前沿的裝置是日本三菱重工目前在制油方面