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文檔簡(jiǎn)介
1、綠色化學(xué)與化工導(dǎo)論歡迎你醫(yī)藥化工學(xué)院:梁華定第1頁(yè)20世紀(jì)化學(xué)工業(yè)為衣、食、住、行、保健和娛樂(lè)以及國(guó)防安全提供了豐富化學(xué)物質(zhì),也帶來(lái)了不一樣程度環(huán)境污染二十一世紀(jì)綠色化學(xué)進(jìn)展將證實(shí)化學(xué)有能力推進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可連續(xù)發(fā)展,保障子孫后代美滿幸福生活第2頁(yè)開(kāi)設(shè)本課程目標(biāo)環(huán)境污染、能源枯竭等問(wèn)題是當(dāng)前人們最為關(guān)心熱門(mén)話題之一,傳統(tǒng)化學(xué)、化工面臨著人類可連續(xù)發(fā)展要求嚴(yán)重體挑戰(zhàn),而綠色化學(xué)化工興起和發(fā)展,既能夠從根本上保護(hù)環(huán)境,又能夠深入促進(jìn)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,所以化學(xué)工業(yè)出路在于大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用基于綠色化學(xué)原理產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)綠色化學(xué)化工技術(shù)。第3頁(yè)經(jīng)過(guò)本課程學(xué)習(xí),掌握綠色化學(xué)與化工基本概念、基本原理,了解化學(xué)、
2、化工生產(chǎn)中資源與能源合理利用及生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展間關(guān)系。達(dá)到開(kāi)闊視野,拓寬知識(shí)面,便于從整體上認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科,樹(shù)立既保護(hù)環(huán)境又推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展新觀念。同時(shí)及時(shí)了解最新最熱門(mén)科學(xué)技術(shù)成果研究進(jìn)展以及國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,為成為知識(shí)淵博、研究方向明確高素質(zhì)人才打下基礎(chǔ)。第4頁(yè)本課程為考查課,總學(xué)時(shí)數(shù)為34學(xué)時(shí)。自學(xué)課程:主要以自學(xué)為主,輔導(dǎo)兩次 。目培養(yǎng)自學(xué)能力。自學(xué)內(nèi)容:按大綱要求,結(jié)合教材及有關(guān)參考資料自學(xué),做好自學(xué)筆記??己诵问剑鹤詫W(xué)筆記40%,小論文或讀書(shū)報(bào)告30%,期終考查30%。課程性質(zhì)及要求第5頁(yè)教材及參考書(shū)1、李德華綠色化學(xué)化工導(dǎo)論北京:科學(xué)技術(shù)出版社,2、閔恩漬. 吳巍 編著. 綠色化
3、學(xué)與化工.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,43、仲崇立. 綠色化學(xué)導(dǎo)論.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 4、貢長(zhǎng)生、張克立. 綠色化學(xué)化工實(shí)用技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 5、沈玉龍、魏利濱、曹文華.綠色化學(xué).北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 6、顧國(guó)維、何澄. 綠色技術(shù)及其應(yīng)用.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,19997、P.T.阿納斯塔斯, J.C.沃納.李朝軍,王東.綠色化學(xué)理論與應(yīng)用. 北京:科學(xué)出版社, 第6頁(yè)教學(xué)內(nèi)容及要求第一章 緒論 :從環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生與發(fā)展,了解綠色化學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展、主要性;掌握綠色化學(xué)定義和特點(diǎn)。 第二章 綠色化學(xué)原理:掌握綠色化學(xué)12條基本標(biāo)準(zhǔn);掌握原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)及綠色化學(xué)伎倆; 第三章 化學(xué)工
4、業(yè)可連續(xù)發(fā)展:了解可連續(xù)發(fā)展與化工清潔生產(chǎn)關(guān)系;掌握化工可連續(xù)發(fā)展有效路徑是必須采取綠色技術(shù)。 第四章 工業(yè)生態(tài)學(xué)原理:了解工業(yè)生態(tài)學(xué)發(fā)展史及幾個(gè)基本概念;熟悉工業(yè)生態(tài)學(xué)三大研究方法(工業(yè)代謝、生命周期評(píng)價(jià)、區(qū)域產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè));掌握循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)工業(yè)主要性。 第7頁(yè)第五章 綠色化學(xué)化工技術(shù):了解能源、分類及各種能源技術(shù);了解材料分類并掌握各類新型材料特點(diǎn);掌握催化技術(shù);熟悉生物技術(shù)及分離技術(shù)(微波技術(shù)、膜技術(shù)、超聲技術(shù))。 第六章 綠色無(wú)機(jī)化學(xué)工藝:熟悉幾個(gè)無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)(磷銨生產(chǎn)、鉻鹽生產(chǎn)、氯堿生產(chǎn)等)綠色化。 第七章 綠色有機(jī)化學(xué)工藝:以乙苯脫氫制苯乙烯、環(huán)氧丙烷綠色生產(chǎn)工藝、醋酸生
5、產(chǎn)綠色化為例熟悉幾個(gè)有機(jī)化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)綠色化。 第八章 制藥工業(yè)綠色化:熟悉各種制藥工業(yè)(化學(xué)制藥、中草藥制藥、生物制藥)綠色化。 第8頁(yè) 綠色化學(xué)又稱環(huán)境無(wú)害化學(xué),由此發(fā)展技術(shù)稱環(huán)境友好技術(shù)或潔凈技術(shù):即利用化學(xué)原理在化學(xué)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中即消除或降低那些對(duì)人類健康、小區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有毒有害物質(zhì)使用和產(chǎn)生,設(shè)計(jì)研究沒(méi)有或只有盡可能少環(huán)境負(fù)作用、在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行產(chǎn)品和化學(xué)過(guò)程。什么是綠色化學(xué)第9頁(yè) 迄今為止。化學(xué)工業(yè)絕大多數(shù)工藝都是20多年前開(kāi)發(fā)。 近年來(lái),因?yàn)榛瘜W(xué)工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害物質(zhì)。1992年,美國(guó)化學(xué)工業(yè)用于環(huán)境保護(hù)費(fèi)用為1150億美元,清理已污染地域花去
6、7000億美元。1996年美國(guó)Dupont企業(yè)化學(xué)品銷售總額為180億美元。環(huán)境保護(hù)費(fèi)用為10億美元。所以從環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)要求看化學(xué)工業(yè)不能再負(fù)擔(dān)使用和產(chǎn)生有毒。有害物質(zhì)費(fèi)用.需要大力研究與開(kāi)發(fā)從源頭上降低和消除污染綠色化學(xué)。綠色化學(xué)主要性從科學(xué)觀點(diǎn)看化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)創(chuàng)新從環(huán)境觀點(diǎn)看從源頭上消除污染從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本 符合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可連續(xù)發(fā)展要求第10頁(yè) 美國(guó) 1990年美國(guó)頒布了污染防治條例, 將 污染防治定為國(guó)策 1995年4月美國(guó)副總統(tǒng)Gore宣告了國(guó)家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標(biāo)為:至年地球日時(shí)。將廢棄物降低40-50%,每套裝置消耗原材料降低20一25 1999年
7、,世界上第一本綠色化學(xué)雜志誕生。 20,美國(guó)化學(xué)會(huì)出版了第一本綠色化學(xué)教科書(shū)。 日本 制訂“二十一世紀(jì)重建綠色地球”新陽(yáng)光計(jì)劃, 設(shè)置“為地球創(chuàng)新技術(shù)研究院” 歐盟各國(guó) 德國(guó) 1991年制訂“為環(huán)境而研究計(jì)劃” 英國(guó) 20設(shè)置“Jerwood Salters環(huán)境獎(jiǎng)” 荷蘭 制訂“清潔生產(chǎn)手冊(cè)”各國(guó)政府推進(jìn)綠色化學(xué)辦法第11頁(yè) 中國(guó) 制訂了“科教興國(guó)”和可連續(xù)發(fā)展策略,并于1993年世界環(huán)境和發(fā)展大會(huì)之后,編制了中國(guó)二十一世紀(jì)議程鄭重申明走可連續(xù)發(fā)展道路決心。 1995年中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部組織了綠色化學(xué)與技術(shù)推進(jìn)化工生產(chǎn)可連續(xù)發(fā)展路徑院士咨詢活動(dòng) 1997年國(guó)家自然科學(xué)基金委“九五”重大項(xiàng)目:環(huán)境
8、友好石油化工催化化學(xué)與反應(yīng)工程 1997年5月,香山科學(xué)會(huì)議第72次學(xué)術(shù)研討會(huì):可連續(xù)發(fā)展問(wèn)題對(duì)科學(xué)挑戰(zhàn)綠色化學(xué) 1998年合肥第一屆國(guó)際綠色化學(xué)高級(jí)研討會(huì) 1999年北京第16次九華山科學(xué)論壇“綠色化學(xué)基本科學(xué)問(wèn)題” 年科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目立項(xiàng)石油煉制和基本有機(jī)化學(xué)品合成綠色化學(xué)第12頁(yè)(1)對(duì)我國(guó)環(huán)境至關(guān)更要一些工業(yè),如煤炭,石油,化工,造紙,制革,釀造和制藥中綠色化學(xué)開(kāi)展基礎(chǔ)研究;(2)在原子經(jīng)濟(jì)性和可連續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)上研究合成化學(xué)和催化化學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題,即綠色合成和綠色催化等;(3)綜合利用當(dāng)代生物技術(shù)和化學(xué)化工技術(shù)綠色生化工程,如生物煤炭脫硫,微生物造紙,新生物煤炭脫硫和新生物
9、質(zhì)能源等;(4)研究怎樣用類似于生物分子自復(fù)制和自組裝過(guò)程生產(chǎn)普通分子(尤其是無(wú)機(jī)小分于)和特殊功效納米粒子。我國(guó)把綠色化學(xué)列入重點(diǎn)支持更大基礎(chǔ)領(lǐng)域,確定以下詳細(xì)目標(biāo):第13頁(yè) 綠色化學(xué)目標(biāo)能實(shí)現(xiàn)嗎?回答是必定。 因?yàn)檫@是人類社會(huì)共同愿望。但最終杜絕化學(xué)污染源,無(wú)疑在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上都極為困難,它需要我們更新觀念、改革化工設(shè)備和工藝。過(guò)去,化學(xué)科學(xué)只強(qiáng)調(diào)化合物功效、化學(xué)反應(yīng)效率較少研究不利有毒作用。 新任美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)在1月發(fā)表就職匯報(bào)中指出,更安全化學(xué)是化學(xué)家在二十一世紀(jì)化學(xué)學(xué)習(xí)首要領(lǐng)域,科學(xué)技術(shù)是靠人才來(lái)推進(jìn)當(dāng)新代化學(xué)家綠色化學(xué)意識(shí)提升時(shí),綠色化工理論和結(jié)果將充分地發(fā)展。近幾年,綠色化學(xué)這一
10、預(yù)防化學(xué)污染新觀點(diǎn)逐步被人們認(rèn)識(shí)、接收。美國(guó)科學(xué)基金會(huì)和許多化工企業(yè)已提供專門(mén)基金資助綠色化學(xué)研究。美國(guó)白宮繼提出信息高速公路計(jì)劃后,1995年,美國(guó)專設(shè)了總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng),獎(jiǎng)勵(lì)有更大突破綠色化學(xué)結(jié)果。綠色化學(xué)可行性第14頁(yè)綠色化學(xué)主要特點(diǎn)1、化學(xué)反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性。2、化學(xué)反應(yīng)清潔性3、化學(xué)工藝循環(huán)性和閉路性。4、化學(xué)反應(yīng)技術(shù)可連續(xù)性5、化工生產(chǎn)可連續(xù)性第15頁(yè)綠色化學(xué)主要內(nèi)容無(wú)毒無(wú)害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品 回歸自然廢物回收利用無(wú)毒無(wú)害催化劑 無(wú)毒無(wú)害溶劑原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)第16頁(yè)1.預(yù)防(prevention):預(yù)防廢物產(chǎn)生優(yōu)于廢物產(chǎn)生后再處理或清理2.原子經(jīng)濟(jì)性(atom economy):
11、應(yīng)設(shè)計(jì)合成方法使其能把反應(yīng)過(guò)程中利用全部材料盡可能多地轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中3.低毒化學(xué)合成(iess hazardous chemical synthesis):只要可行,應(yīng)設(shè)計(jì)合成方法使其利用和產(chǎn)生物質(zhì)對(duì)人類健康和環(huán)境無(wú)毒性或很低毒性。4. 設(shè)計(jì)安全化學(xué)品(designing safer chemicals):應(yīng)設(shè)計(jì)化工產(chǎn)品使其保留功效,但降低毒性化工生產(chǎn)應(yīng)遵照“綠色化學(xué)12條標(biāo)準(zhǔn)”第17頁(yè)5.安全溶劑和助劑(ater solvents and auxiliaries):應(yīng)盡可能防止使用輔助物質(zhì)(如溶劑、分離劑),如用時(shí)應(yīng)是無(wú)毒6.能量效率設(shè)計(jì)(design for energy efficie
12、ncy):應(yīng)考慮到能源消耗對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響,并應(yīng)盡可能少地使用能源。如有可能合成應(yīng)在常溫和常壓下進(jìn)行7.使用可再生原料(use renewable feedstocks):只要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行,原料應(yīng)是可再生,而不是將耗竭8.降低衍生物(reduce derivatives):應(yīng)盡可能防止無(wú)須要衍生化(阻斷基團(tuán),保護(hù)脫保護(hù),物理和化學(xué)過(guò)程暫時(shí)修飾)因?yàn)檫@些步驟需要添加試劑并可能產(chǎn)生廢物第18頁(yè)9.催化(catalysis):催化試劑(有盡可能好選擇性)優(yōu)于化學(xué)計(jì)量試劑10.降解設(shè)計(jì)(design for degradation):應(yīng)設(shè)計(jì)化工產(chǎn)品使其在完成使命后不在環(huán)境中久留,并降解為無(wú)毒物質(zhì)1
13、1.預(yù)防污染快速分析(real-time analysis for pollution prevention):分析方法須深入發(fā)展,以能夠進(jìn)行即時(shí)和在線跟蹤及控制有害物質(zhì)生成12.本身安全、能預(yù)防意外事故化學(xué)(inherently safer chemistry for accident prevention):在化學(xué)轉(zhuǎn)換過(guò)程中,所用物質(zhì)和物質(zhì)形態(tài)應(yīng)盡可能地降低發(fā)生化學(xué)事故可能性,包含:泄漏、爆炸、和火災(zāi)第19頁(yè)綠色化學(xué)方向1、 無(wú)毒、無(wú)害原料2、在無(wú)毒、無(wú)害反應(yīng)條件下進(jìn)行3、原子經(jīng)濟(jì)性“4、 產(chǎn)品應(yīng)是環(huán)境友好5、“閉路循環(huán)”之路第20頁(yè)慣用許多化學(xué)、化工原料,如:氰氫酸、丙烯氰、甲醛、環(huán)氧乙
14、烷、光氣、鹵代芳烴、稠環(huán)芳烴等都含有毒性,對(duì)環(huán)境有很大危害。清潔原料戰(zhàn)略任務(wù)是用生物質(zhì)作化工原料。 1、 無(wú)毒、無(wú)害原料在代替劇毒光氣作原料生產(chǎn)有機(jī)化工原料方面。Riley等報(bào)道了工業(yè)上已開(kāi)發(fā)成功一個(gè)由胺類和二氧比碳生產(chǎn)異氰酸酯新技術(shù)關(guān)于代替劇毒氫氰酸原料,Monsanto企業(yè)從無(wú)毒無(wú)害二乙醇胺原料出發(fā)。經(jīng)過(guò)催化蛻氫,開(kāi)發(fā)了安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉工藝,改變了過(guò)去擬氨、甲醛和氫氰酸為原料二步合成路線。并所以取得了1996年美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)中變更合成路線獎(jiǎng)。第21頁(yè)石油與煤:早期人類主要利用植物等生物質(zhì),如用植物染料染布,從植物中提取 藥用成份。 但150年前人類發(fā)覺(jué)了煤、石油等化石 類原料,
15、并致力于開(kāi)發(fā)利用這些原料。目 前石油化工和煤化工已成為各國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。然而石油和煤資源有限,在利用過(guò)程中 還產(chǎn)生污染,其缺點(diǎn)已逐步突現(xiàn)出來(lái)。所以迫切需要尋找新、清潔原料,在這些 新原料中,最引發(fā)人們注意是生物質(zhì)。 第22頁(yè)綠色植物經(jīng)過(guò)光合作用直接產(chǎn)生或間接衍生全部物質(zhì)即為生物質(zhì)。 如:植物,地球上儲(chǔ)量約2億億噸,年再生速度1640噸。其主要成份為:淀粉(由葡萄糖經(jīng)a-1,4化學(xué)鍵相連)和纖維素(由葡萄糖經(jīng)b-1,4化學(xué)鍵相連)。生物質(zhì)中最值得利用是木質(zhì)纖維素,其優(yōu)點(diǎn)是(1)由可降解葡萄糖組成;(2)生物圈中最豐富有機(jī)物。然而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻碰到許多困難,其應(yīng)用中主要難點(diǎn)為:(1)多處于結(jié)晶態(tài);(2
16、)采取b-1,4化學(xué)鍵;(3)與木質(zhì)素連結(jié)在一起。 生物質(zhì)第23頁(yè)生物質(zhì)利用初步嘗試生物質(zhì)利用當(dāng)前還沒(méi)有理想方法,比較有效方法有:爆破法:即采取先高壓再減壓方法,將纖維素與木質(zhì)素分離。稀釋酸溶解。有機(jī)溶膠提取技術(shù)。超臨界萃取等,將纖維素提取出。應(yīng)該看到:過(guò)去,石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展花費(fèi)了人類一個(gè)多世紀(jì)時(shí)間,現(xiàn)在生物質(zhì)化學(xué)工業(yè)從構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)可能需要最少幾十年努力。第24頁(yè)利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工產(chǎn)品方興未艾 以植物為主生物質(zhì)資源是一個(gè)可再生巨大資源寶庫(kù),利用可再生資源能夠消除污染,用之不竭,實(shí)現(xiàn)可連續(xù)發(fā)展開(kāi)發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵第25頁(yè)國(guó)外生物技術(shù)生產(chǎn)大宗化工產(chǎn)品已取得突破Du Pont和 Gen
17、ecor International等合作建成由玉米生產(chǎn)1,3丙二醇(PDO)裝置,成本比化學(xué)法低15 CargillDOW企業(yè)正在建設(shè)一個(gè)14萬(wàn)t/a聚乳酸工廠,用于生產(chǎn)塑料、纖維 Frost報(bào)道以葡萄糖為原料,經(jīng)過(guò)酶反應(yīng)可制得己二酸、鄰苯二酚和對(duì)苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)苯開(kāi)始來(lái)制取作為尼龍?jiān)霞憾崛〉昧孙@著進(jìn)展。另外,Gfoss首創(chuàng)了利用生物或農(nóng)業(yè)廢物如多糖類制造新型聚合物工作。具優(yōu)越性在于聚合物原料單體實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化;生物催化轉(zhuǎn)化方法優(yōu)于常規(guī)聚合方法Gross聚合物還含有生物降解功效第26頁(yè)從生物質(zhì)原料所制產(chǎn)品目標(biāo)產(chǎn)品種類生物質(zhì)原料產(chǎn)品所占百分比,%當(dāng)前年2090年液體燃料12105
18、0有機(jī)化學(xué)品102590美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(National Research Council)第27頁(yè)利用可再生資源生產(chǎn)大宗有機(jī)化工產(chǎn)品研究可再生植物原料中現(xiàn)在使用葡萄糖,正在開(kāi)發(fā)低成本蔗糖,最終使用木質(zhì)素纖維生物催化、化學(xué)法組合組織多學(xué)科合作,加強(qiáng)研究第28頁(yè) 慣用有機(jī)溶劑和催化劑:慣用有機(jī)溶劑有:苯、氯仿、二氯甲烷等,慣用催化劑有:金屬(重金屬)等。這些有機(jī)溶劑催化劑通常有一定毒性,所以需要尋找無(wú)毒、無(wú)害反應(yīng)條件。2、在無(wú)毒、無(wú)害反應(yīng)條件下進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)溶劑有廣泛用途涂料和油漆溶劑泡沫塑料發(fā)泡劑微電子器件等精密清洗服裝干洗清洗劑化工生產(chǎn)過(guò)程中作為溶劑揮發(fā)性有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境危害形成光化學(xué)煙霧
19、引發(fā)和加劇各種呼吸系統(tǒng)疾病,增加癌癥發(fā)病率造成谷物減產(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臭氧層第29頁(yè)* 無(wú)溶劑反應(yīng):從理論上講,無(wú)溶劑,則不會(huì)有溶劑毒害。然而許多反應(yīng)需要溶劑參加傳熱或傳質(zhì)等,無(wú)溶劑對(duì)反應(yīng)非常不利。* 以水為溶劑:水對(duì)環(huán)境無(wú)害。但有些反應(yīng)物不溶于水,且廢棄水會(huì)對(duì)人類生活產(chǎn)生影響。況且,人類面臨淡水供給危機(jī),這種做法無(wú)異于雪上加霜。* 以超臨界流體為溶劑:這是非常有前途方法,如采取超臨界二氧化碳,可溶解各種反應(yīng)物,并能促進(jìn)許多反應(yīng)發(fā)生。超臨界二氧化碳含有沒(méi)有毒,不可燃,價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn),已得到了廣泛應(yīng)用。用無(wú)毒無(wú)害溶劑:第30頁(yè)研究水或近臨界水作為溶劑以及有機(jī)
20、溶劑/水相界面反應(yīng)。采取水作溶劑即使能防止有機(jī)溶劑,但因?yàn)槠淙芙舛扔邢蓿拗屏怂鼞?yīng)用,而且還要注意廢水是否會(huì)造成污染。在有機(jī)溶劑/水相界面反應(yīng)中。普通采取毒性較小溶劑(甲苯)代替原有毒性較大溶劑,如二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、醋酸等。采取無(wú)溶劑固相反應(yīng)也是防止使用揮發(fā)性溶劑一個(gè)研究動(dòng)向,如用微波來(lái)促進(jìn)固、固相有機(jī)反應(yīng)。第31頁(yè)超臨界二氧化碳溶劑優(yōu)點(diǎn)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)定不會(huì)形成光化學(xué)煙霧,也不會(huì)破壞臭氧層起源豐富,價(jià)格低廉超臨界二氧化碳可很好地溶解普通有機(jī)化合物超臨界二氧化碳是指溫度和壓力均在其臨界點(diǎn)(3llC、7477.7gkPa)以上二氧化碳流體。它通常含有
21、液體密度。因而有常規(guī)液態(tài)溶劑溶解度;在相同條件下。它又含有氣體粘度,因而又含有很高傳質(zhì)速度。而且。因?yàn)楹泻艽罂蓧嚎s性。流體密度、溶劑溶解度和粘度等性能均可由壓力和溫度改變來(lái)調(diào)整。第32頁(yè)用超臨界二氧化碳代替揮發(fā)性有機(jī)溶劑應(yīng)用替換機(jī)械、電子、醫(yī)藥和干洗等行業(yè)中普遍采取揮發(fā)性有機(jī)清洗劑代替氟氯烴作泡沫塑料發(fā)泡劑超臨界CO2為溶劑,生產(chǎn)氟化物單體和聚合物超臨界二氧化碳代替有毒、有害溶劑發(fā)展 利用我國(guó)合成氨廠、煉油廠中制氫裝置大量排放CO2,開(kāi)發(fā)(或引進(jìn)) 超臨界CO2技術(shù)在房屋裝修、泡沫塑料生產(chǎn)、服裝干洗等中應(yīng)用,形成新興產(chǎn)業(yè)。第33頁(yè)近年來(lái)國(guó)外正從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料中大力開(kāi)發(fā)固體
22、酸烷基化催化劑。其中采取新型分子篩催化劑乙苯液相烴他技術(shù)引人注目,這種催化劑選擇性很高,乙苯重量收率超出99.6%。而且催化劑壽命長(zhǎng)。還有一個(gè)生產(chǎn)線性烷基苯固體酸催化劑替換了氫氟酸催化劑,改進(jìn)了生產(chǎn)環(huán)境,已工業(yè)化。在固體酸烷基化研究中。還應(yīng)深入提升催化劑選擇性。以降低產(chǎn)品中雜質(zhì)含量;提升催化劑穩(wěn)定性。以延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期;降低原料中苯烯比。以提升經(jīng)濟(jì)效益采取無(wú)毒、無(wú)害催化劑當(dāng)前烴類烷基他反應(yīng)普通使用氧氟酸、硫酸、三氯化鋁等液體酸催化劑。這些液體催化劑共同缺點(diǎn)是,對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、對(duì)人身危害和產(chǎn)生廢渣、污染環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境。第34頁(yè)開(kāi)發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無(wú)毒無(wú)害固體酸催化劑 工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝乙烯
23、與苯烷基化AlCl3ZSM-5氣相法USY、液相法丙烯與苯烷基化AlCl3、MCM-22液相法長(zhǎng)鏈烯烴與苯烷基化HF固體酸-固定床 傳統(tǒng)AlCl3、HF催化劑缺點(diǎn):腐蝕設(shè)備,危害人身健康和小區(qū)安全,廢水、廢渣污染環(huán)境第35頁(yè)開(kāi)發(fā)新一代芳烴烷基化固體酸催化劑 分子篩固體酸催化劑 環(huán)境友好,不過(guò):酸強(qiáng)度低,分布不均,酸中心少;因而,反應(yīng)溫度和壓力高,產(chǎn)品雜質(zhì)增多 為克服上述缺點(diǎn),下一代固體酸催化劑 雜多酸、包裹型液體酸、Nafion/SiO2復(fù)合材料、納米分子篩復(fù)合材料、離子液體等 第36頁(yè)開(kāi)發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無(wú)毒無(wú)害固體酸催化劑 加緊已經(jīng)有基礎(chǔ)負(fù)載型雜多酸開(kāi)發(fā) 利用懸浮催化蒸餾等新工藝 力爭(zhēng)
24、開(kāi)發(fā)含有中國(guó)特色獨(dú)特先進(jìn)新催化劑和工藝 繼續(xù)研究納米分子篩復(fù)合材料、離子液體等新催化材料第37頁(yè)Trost在l991年首先提出了原子經(jīng)濟(jì)性(Atom economy 概念,即原料分子中終究有百分之幾原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中原子百分之百地轉(zhuǎn)變成、產(chǎn)物,不生副產(chǎn)物或廢物。實(shí)現(xiàn)廢物零排放(Zero emission)。傳統(tǒng)合成關(guān)心合成效率如:*選擇性反應(yīng)化學(xué)選擇性(即:生成所需產(chǎn)物)區(qū)域選擇性(即:在特定位置反應(yīng))立體選擇性(即:產(chǎn)物立體結(jié)構(gòu))等*原子經(jīng)濟(jì)性原料分子中有百分之幾原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物理想原子經(jīng)濟(jì)性該原料分子中原子百分之百地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。不需要附加,或僅僅需要無(wú)損耗促進(jìn)劑
25、(催化劑)。3、原子經(jīng)濟(jì)性第38頁(yè)大力開(kāi)發(fā)醫(yī)藥等精細(xì)化工產(chǎn)品 “原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng),力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)廢物“零排放” Barry Trost:原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy)概念 A B C D A B C 產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零第39頁(yè)工業(yè)部門(mén)每噸產(chǎn)品排放廢物(噸/噸)煉油0.1大宗化學(xué)品15精細(xì)化工520制藥25100不一樣工業(yè)部門(mén)生產(chǎn)中廢物排放量制藥、精細(xì)化工更需開(kāi)發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)第40頁(yè)第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots企業(yè)Brown方法原子經(jīng)濟(jì)性 40%布洛芬鎮(zhèn)靜、止痛藥生產(chǎn)第41頁(yè)第一步第二步第三步BHC企業(yè)新創(chuàng)造綠色方法簡(jiǎn)單多了!原子經(jīng)濟(jì)性99%(包含醋酸)獲1997年
26、美國(guó)總統(tǒng)“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”第42頁(yè) 傳統(tǒng)工藝3-氯過(guò)苯甲酸氧化劑,原子經(jīng)濟(jì)性42%,產(chǎn)生3-氯苯甲酸廢物 綠色工藝負(fù)載錫沸石催化劑,過(guò)氧化氫氧化劑,原子經(jīng)濟(jì)性86%,副產(chǎn)物只有水Baeyer-Villiger反應(yīng)用于生產(chǎn)醫(yī)藥、塑料添加劑O+ClOOOHOO+ClOHO錫/沸石第43頁(yè)醫(yī)藥、農(nóng)藥、功效化學(xué)品研究綠色化學(xué)最活躍前沿領(lǐng)域 大力研究原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)和手性合成等醫(yī)藥、農(nóng)藥等產(chǎn)品要引進(jìn)各種官能團(tuán)和調(diào)整化學(xué)結(jié)構(gòu),生產(chǎn)往往經(jīng)過(guò)多步反應(yīng),需要配套開(kāi)發(fā)技術(shù),才能推向工業(yè)化大宗有機(jī)化工產(chǎn)品第二代綠色生產(chǎn)技術(shù)正在開(kāi)發(fā) 烴類氧化“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)正在改進(jìn)替換劇毒光氣等原料綠色技術(shù),研究降低成本開(kāi)發(fā)新一代苯與烯
27、烴烷基化無(wú)毒無(wú)害固體酸催化劑第44頁(yè)烴類氧化“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)正在改進(jìn)20世紀(jì)80年代創(chuàng)造鈦硅分子篩作為催化劑 采取H2O2為氧化劑 實(shí)現(xiàn)以下“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷環(huán)己酮氨氧化制環(huán)己酮肟苯酚氧化制對(duì)苯二酚第45頁(yè)丙烯環(huán)氧化制環(huán)氧丙烷次氯酸石灰廢渣 污水傳統(tǒng)工藝氯醇法:原子經(jīng)濟(jì)性=31%綠色工藝鈦硅分子篩催化:原子經(jīng)濟(jì)性=76%1- 氯丙醇2- 氯丙醇第46頁(yè)當(dāng)前針對(duì)烴類催化氧化不足,又有了新進(jìn)展 降低H2O2費(fèi)用原位H2、O2合成H2O2,與丙烯環(huán)氧化集成新氧化劑異丙苯過(guò)氧化物 新氧化催化材料Sn/沸石有機(jī)氮絡(luò)合Fe2+系催化劑含鎢金屬簇相轉(zhuǎn)移催化劑第47頁(yè)替換劇毒光氣等原料綠色技
28、術(shù)需要降低成本 1984年印度博帕爾光氣泄漏事件 年羅馬尼亞一家工廠氰化物泄漏到多瑙河支流事件 造成人身傷亡、生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞 需要開(kāi)發(fā)綠色技術(shù)第48頁(yè)替換光氣制造異氰酸酯工藝 伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反應(yīng) 伯胺和一氧化碳進(jìn)行氧化羰化 硝基苯和一氧化碳羰基化正在小試、中試,比光氣法生產(chǎn)成本高10,需要降低成本 第49頁(yè)甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝47%原子經(jīng)濟(jì)性100%原子經(jīng)濟(jì)性投資、成本低第50頁(yè)永恒主題設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品 產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好,不然即便是再綠色生產(chǎn)過(guò)程也沒(méi)有意義。比如:塑料即為環(huán)境極不友好產(chǎn)品,塑料曾被稱為白色革命,但現(xiàn)在卻被稱為白色污染。環(huán)境友好產(chǎn)品在
29、加工和應(yīng)用過(guò)程中及功效消失之后均不會(huì)對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害 4、 產(chǎn)品應(yīng)是環(huán)境友好第51頁(yè)在環(huán)境友好產(chǎn)品方面。從1996年美國(guó)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)看,設(shè)計(jì)更安全他學(xué)品獎(jiǎng)授予RohmHaas企業(yè)。因?yàn)槠溟_(kāi)發(fā)成功一個(gè)環(huán)境友好海洋生物防垢劑。小企業(yè)獎(jiǎng)授予Donlar企業(yè)。 因其開(kāi)發(fā)了兩個(gè)高效工藝以生產(chǎn)熱聚天冬氨酸,它是一個(gè)代替丙烯酸可生物降解產(chǎn)品。在環(huán)境友好機(jī)動(dòng)車燃料方面,伴隨環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格。1990年美國(guó)清潔空氣法(修正案)要求,逐步惟廣使用新配方汽油,減小由汽車尾氣中一氧化碳以及烴類引發(fā)臭氧和光化學(xué) 煙霧等對(duì)空氣污染。新配方汽油要求限制汽油蒸汽壓、苯含量,還將逐步限制芳烴和烯烴含量。
30、另外。保護(hù)大氣臭氧層氟氯烴代用具已在開(kāi)始使用。預(yù)防“白色污染”生物降解塑料也在使用。第52頁(yè)美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”設(shè)計(jì)更安全化學(xué)品獎(jiǎng) 1996年至年獲獎(jiǎng)項(xiàng)目Rohm & Haas企業(yè)Sea-NineTM海洋生物防垢劑Albright & Wilson企業(yè)低毒性、能快速降解THPS殺菌劑Rohm & Haas企業(yè)對(duì)一類安全高效、含有選擇性殺蟲(chóng)效果ConfirmTM殺蟲(chóng)劑家族創(chuàng)造和應(yīng)用Dow AgroSciences LLC企業(yè)創(chuàng)造新型天然殺蟲(chóng)劑產(chǎn)品SpinosadDow AgroSciences企業(yè)Sentricon白蟻巢穴殺滅系統(tǒng) PPG企業(yè)Enviro-Prime 2000無(wú)鉛凃?qū)拥?3
31、頁(yè)綠色化學(xué)品設(shè)計(jì):功效與環(huán)境影響并重 轉(zhuǎn)變觀念產(chǎn)品功效與環(huán)境影響并重,設(shè)計(jì)、研制新產(chǎn)品時(shí),普通要考慮下面原因: 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系 防止采取毒性功效基團(tuán) 生物吸收量最小化 使輔助物質(zhì)最小化第54頁(yè)工農(nóng)結(jié)合, 生產(chǎn)超清潔生物柴油生物柴油特點(diǎn)降低汽車尾氣中SOx和顆粒物排放整個(gè)過(guò)程少排放CO2,降低溫室效應(yīng) 本身無(wú)毒、無(wú)害,能自行分解回歸自然含有一定潤(rùn)滑性,從而延長(zhǎng)機(jī)動(dòng)車壽命燃燒熱值稍低,傾點(diǎn)較高,影響低溫開(kāi)啟 柴油是另一類主要石油煉制產(chǎn)品。對(duì)環(huán)境友好柴油。美國(guó)要求硫含量小于0.05%,芳烴含量小于20%,同時(shí)十六烷值不低于40; 為到達(dá)上述目標(biāo),一是要有性能優(yōu)異深度加氫脫硫催化劑;二是要開(kāi)發(fā)低壓
32、深度脫硫/芳烴飽和工藝。國(guó)外在這方面研究已經(jīng)有進(jìn)展。第55頁(yè)生物柴油制造植物油與甲醇(乙醇)酯交換制得 棉籽油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等化學(xué)法液堿催化固體堿催化二段催化酶催化第56頁(yè)生物柴油在國(guó)外已經(jīng)銷售使用當(dāng)前歐共體年產(chǎn)生物柴油70萬(wàn)噸,年規(guī)劃到達(dá)230萬(wàn)噸,20到達(dá)830萬(wàn)噸。德國(guó)生物柴油年產(chǎn)量已達(dá)40萬(wàn)噸,已經(jīng)有700多個(gè)加油站銷售生物柴油。法國(guó)許多石油柴油中已調(diào)配有生物柴油,哥本哈根、里斯本等歐洲城市公共汽車已經(jīng)使用生物柴油 美國(guó)30萬(wàn)噸/年,日本40萬(wàn)噸/年生物柴油生產(chǎn)能力第57頁(yè)我國(guó)發(fā)展生物柴油意義、問(wèn)題及對(duì)策超清潔柴油有利于增產(chǎn)柴油、調(diào)整柴汽比降低原油進(jìn)口,多
33、一條運(yùn)輸能源安全保障路徑多一條農(nóng)林業(yè)增產(chǎn)、增收路徑關(guān)鍵是植物油成本高,難與石油柴油競(jìng)爭(zhēng)對(duì)策:政府支持與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合(農(nóng)業(yè)加工工業(yè))種植低成本油料作物 改進(jìn)工藝,利用副產(chǎn)品(甘油、潤(rùn)滑劑、清潔溶劑等)降低成本第58頁(yè)5、“閉路循環(huán)”之路 “閉路循環(huán)”回收實(shí)例:從尼龍地毯中回收己內(nèi)酰胺 Du Pont企業(yè)舊地毯送回工廠,從底層除去地毯纖維,碾碎成尼龍細(xì)絨,再混合成型利用Allied Signal和DSM企業(yè),化學(xué)反應(yīng)除去聚丙烯和襯里、填充物,再回收己內(nèi)酰胺第59頁(yè)從廢泡沫塑料回收原料苯乙烯采取高溫高壓熔融裂解工藝,已建一套廢泡沫塑料回收苯乙烯工廠 規(guī)模1000 噸/年從聚酯廢料回收原料對(duì)苯二甲酸和
34、乙二醇采取糖化法,正建一套廢聚酯瓶回收對(duì)苯二甲酸和乙二醇工廠 規(guī)模1萬(wàn) 噸/年第60頁(yè)廢塑料、纖維等材料回收,走上“閉路循環(huán)”之路對(duì)策 廢塑料、纖維等回收,關(guān)鍵是建立起垃圾分類回收系統(tǒng)從易回收廢塑料入手,與銷售部門(mén)聯(lián)合回收電冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)等家電產(chǎn)品聚苯乙烯塑料,與飲料工廠合作,回收廢聚酯瓶組織多學(xué)科合作開(kāi)發(fā)技術(shù),包含引進(jìn)個(gè)別新技術(shù)第61頁(yè)綠色化學(xué)生產(chǎn)涂料工業(yè)制革工業(yè)引言造紙工業(yè)氯氟碳化合物(CFCs)可降解塑料綠色化學(xué)合成路徑和合成技術(shù) 一些合成路徑和技術(shù)表達(dá)了綠色化學(xué)思想,如:電化學(xué)合成 是合成新藥品和其它有機(jī)物有效伎倆無(wú)機(jī)水熱合成:條件溫和,污染少,可用于合成新型分子篩和其它環(huán)境友好
35、催化劑。綠色化學(xué)化工:尋找充分利用原材料和能源在各個(gè)步驟中部?jī)艋蜔o(wú)污染反應(yīng)路徑和工藝。第62頁(yè)涂料:應(yīng)用于物體表面而能結(jié)成堅(jiān)韌保護(hù)膜物料總稱,多數(shù)是含有或基本不含顏料粘液。 1、涂料工業(yè)涂料功效:(1)預(yù)防物體表面受到氣候腐蝕、化學(xué)腐蝕以及日光照射而起改變;(2)預(yù)防或降低物體表面直接收到摩擦和沖擊;(3)增加物體表面美觀。揮發(fā)性有機(jī)物(VOC):涂料中通常含有揮發(fā)性有機(jī)物(VOC),VOC (Volatile Organic Compound):包含碳?xì)浠?,有機(jī)化物,有機(jī)硫化物,碳基化合物,有機(jī)酸和有機(jī)過(guò)氧化物等,在NOx存在下,還可造成光化學(xué)煙霧產(chǎn)生和污染。有機(jī)溶劑及其它有機(jī)污染物在陽(yáng)
36、光作用下會(huì)產(chǎn)生許多光化學(xué)反應(yīng)(普通指大氣中原子,分子,自由基或離子因?yàn)槲展庾佣l(fā)反應(yīng))。污染范圍大,使全球氣候變暖,大氣層氧化容量和酸度改變(造成酸雨)VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)會(huì)產(chǎn)生直接毒害,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。VOC主要起源有交通和涂料生產(chǎn)與使用(占20-25%)。第63頁(yè)綠色涂料,亦稱環(huán)境友好涂料,是指涂料在制造和施工過(guò)程中沒(méi)有有害物質(zhì)分解、揮發(fā)、排放或分解、揮發(fā)、排放有害物質(zhì)在要求工藝條件下能滿足排放標(biāo)準(zhǔn),不至于對(duì)人類和大自然造成危害。所以,我們要發(fā)展對(duì)環(huán)境污染少,對(duì)人體無(wú)害涂料。關(guān)鍵:開(kāi)發(fā)低VOC涂料。A.高固含量溶劑型涂料低固含量溶劑型涂料固含量通常為30-50%,而高固含
37、量溶劑型涂料固含量為65-85%。開(kāi)發(fā)高固含量溶劑型涂料可降低揮發(fā)性有機(jī)溶劑使用,降低對(duì)人類和環(huán)境危害程度。綠色涂料嘗試:第64頁(yè)B.水基涂料水基涂料以水作為溶劑,不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。常見(jiàn)水基涂料有:水分散型涂料,即以有機(jī)溶劑/水為溶劑。以水代替部分有機(jī)溶劑,能夠降低OC危害。乳膠型涂料,即涂料分子以乳膠形式分散于水中。這種涂料VOC含量極低,甚至為零,當(dāng)前以取得廣泛應(yīng)用。水溶性高分子,即涂料高分子材料即為水溶性,這么即可完全采取水作為溶劑。但開(kāi)發(fā)水溶性高分子材料,尤其是適合用于各類需求涂料高分子材料含有一定難度,所以該類已商品化涂料較少。粉末涂料,即不需要任何溶劑涂料。其優(yōu)點(diǎn)是理論上絕對(duì)零V
38、OC,然而在應(yīng)用中卻碰到困難,如:工藝復(fù)雜、涂層較厚、配色性差、不規(guī)則物體涂布效果差等。 第65頁(yè)引言:制革工業(yè)是我國(guó)主要工業(yè)部門(mén)之一,年產(chǎn)量高。每年年產(chǎn)豬皮革約八千多萬(wàn)張,牛皮革三千多萬(wàn)張,羊皮革五千多萬(wàn)張。年出口創(chuàng)匯八十多億美元,在國(guó)際皮革業(yè),尤其是中低級(jí)皮革業(yè)中占有主要地位。 2、制革工業(yè)第66頁(yè)制革工業(yè)污染起源:制革工業(yè)污染嚴(yán)重,主要污染起源為:除去原料皮上廢料(占污染源70-80%,通常1噸原料皮只能生產(chǎn)200千克皮革),制革過(guò)程中所用化工原料(如:鹽腌、酸浸、鞣制(鉻鞣)等過(guò)程中都會(huì)帶來(lái)很大污染。我國(guó)制革工業(yè)污染嚴(yán)重:我國(guó)制革業(yè)污染嚴(yán)重。具不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)制革業(yè)每年產(chǎn)生3500噸含
39、鉻廢物、5000噸含硫廢物及12噸懸浮物污染。我國(guó)許多地域被制革廢物嚴(yán)重污染第67頁(yè)鞣制原理及改進(jìn):鞣劑主要與膠原結(jié)合。常見(jiàn)鞣劑為含鉻化合物,含鉻化合物與膠原活性基作用時(shí),鉻以正價(jià)與膠原羧基作用,以負(fù)價(jià)與膠原氨基作用。這么使皮革蛋白發(fā)生恰到好處變性,成為熟皮。熟皮不會(huì)霉變,而且有很好質(zhì)感。鉻鞣劑是當(dāng)前發(fā)覺(jué)最好鞣劑,其鞣革性優(yōu)越。然而鉻鞣劑毒性大,由此產(chǎn)生制革工業(yè)廢物對(duì)環(huán)境含有很大危害,所以人們致力于改進(jìn)鞣革劑。比如:采取金屬絡(luò)合物以及開(kāi)發(fā)高吸收鉻鞣劑。鞣劑污染:制革業(yè)污染嚴(yán)重,其中危害最大是鞣劑污染。慣用鞣劑有沒(méi)有機(jī)鞣劑和有機(jī)鞣劑,這些鞣劑通常都含鉻、鋁、鐵、鋯、鈦、硅等元素。第68頁(yè)3、造紙
40、工業(yè)造紙用植物主要組成為木素和纖維素。木素是由若干苯丙烷單元組成高分子聚合物,纖維素是用于造紙部分。造紙過(guò)程中需將纖維素與木素分離,將所得原料漂白后才可用于形成紙張。 造紙工業(yè)主要污染 : 造紙工業(yè)主要污染為有害廢液,占全國(guó)廢水排放量1/6。造紙過(guò)程最易產(chǎn)生污染階段通常包含:煮漿(堿煮時(shí)廢水)、漂白(含氯漂白物)、制漿(中段廢水)等,其中含氯廢水是最為嚴(yán)重污染物。 造紙用植物主要組成:第69頁(yè)(1) 改革漂白技術(shù)經(jīng)過(guò)改革漂白技術(shù),能夠降低含氯廢水污染。現(xiàn)在比較通用是采取少氯漂白技術(shù),如:以ClO2替換Cl2;或采取無(wú)氯漂白技術(shù),如:采取氧,過(guò)氧化氫,臭氧等進(jìn)行漂白。(2) 改革制漿技術(shù)改革制漿
41、技術(shù)也是降低造紙廢水主要步驟。如采取機(jī)械法制漿,利用廢紙制漿及生化制漿(采取適當(dāng)微生物來(lái)制漿)等。利用廢紙制漿是尤其值得提倡方法。許多發(fā)達(dá)國(guó)家廢紙回收率已到達(dá)很高水平。比如:1997年法國(guó)廢紙用量占紙漿總消耗量48.9%,德國(guó)為59%,荷蘭為71%,瑞士為65.2%,英國(guó)為71.5%。而我國(guó)1998年造紙工業(yè)廢紙用量占紙漿總消耗量卻為38%。到,我國(guó)擬將廢紙用量占紙漿總消耗量百分比提升到45%。廢紙?jiān)倩厥蘸驮诶藐P(guān)鍵在于應(yīng)大力提倡廢紙回收,同時(shí)作為普通消費(fèi)者,應(yīng)正確對(duì)待再生紙。作為普通書(shū)寫(xiě)用具,再生紙完全具備了其必須功效,且制造過(guò)程對(duì)環(huán)境影響小,是一個(gè)綠色產(chǎn)品。在發(fā)達(dá)國(guó)家,人們以使用再生紙為榮,這在高等學(xué)府中表現(xiàn)尤為突出。我國(guó)當(dāng)前也在大力推廣使用再生紙,作為
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