綠色化學(xué)與化工導(dǎo)論市公開課獲獎?wù)n件省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎?wù)n件

綠色化學(xué)與化工導(dǎo)論歡迎你1/13320世紀(jì)化學(xué)工業(yè)為衣、食、住、行、保健和娛樂以及國防安全提供了豐富化學(xué)物質(zhì)，也帶來了不一樣程度環(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)和社會可連續(xù)發(fā)展，保障子孫后代美滿幸福生活2/133開設(shè)本課程目標(biāo)環(huán)境污染、能源枯竭等問題是當(dāng)前人們最為關(guān)心熱門話題之一,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)出路在于大力開發(fā)和應(yīng)用基于綠色化學(xué)原理產(chǎn)生和發(fā)展起來綠色化學(xué)化工技術(shù)。3/133經(jīng)過本課程學(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)、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)到開闊視野，拓寬知識面，便于從整體上認(rèn)識化學(xué)學(xué)科，樹立既保護(hù)環(huán)境又推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展新觀念。同時及時了解最新最熱門科學(xué)技術(shù)成果研究進(jìn)展以及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，為成為知識淵博、研究方向明確高素質(zhì)人才打下基礎(chǔ)。4/133本課程為考查課，總學(xué)時數(shù)為34學(xué)時。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%，小論文或讀書報告30%，期終考查30%。課程性質(zhì)及要求5/133教材及參考書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.綠色化學(xué)與化工.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,4．3、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：中國環(huán)境科學(xué)出版社,6、顧國維、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,6/133教學(xué)內(nèi)容及要求第一章

緒論：從環(huán)境問題產(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、生命周期評價、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。

7/133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

綠色無機(jī)化學(xué)工藝：熟悉幾個無機(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、醋酸生產(chǎn)綠色化為例熟悉幾個有機(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。

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綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(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、生產(chǎn)和應(yīng)用中即消除或降低那些對人類健康、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)計研究沒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)過程。第一章緒論一、什么是綠色化學(xué)9/133迄今為止?；瘜W(xué)工業(yè)絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)。近年來，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7000億美元。1996年美國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.需要大力研究與開發(fā)從源頭上降低和消除污染綠色化學(xué)。

二、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)和社會可連續(xù)發(fā)展要求10/133三、各國政府推進(jìn)綠色化學(xué)辦法★美國1990年美國頒布了《污染防治條例》，將污染防治定為國策1995年美國副總統(tǒng)Gore宣告了國家環(huán)境技術(shù)戰(zhàn)略。其目標(biāo)為:至20地球日時。將廢棄物降低40-50%,每套裝置消耗原材料降低20一25%；宣告設(shè)置“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”；，美國化學(xué)會出版了第一本綠色化學(xué)教科書。在美國年公布二十一世紀(jì)化學(xué)化工發(fā)展戰(zhàn)略中，再次強(qiáng)調(diào)了綠色化學(xué)化工主要性?！锶毡局朴啞岸皇兰o(jì)重建綠色地球”新陽光計劃，設(shè)置“為地球創(chuàng)新技術(shù)研究院”綠色化學(xué)化工作為應(yīng)對二十一世紀(jì)挑戰(zhàn)關(guān)鍵技術(shù)與基礎(chǔ),已成為二十一世紀(jì)世界科技研究前沿?zé)狳c(diǎn)：11/133★歐盟各國英國皇家化學(xué)會主辦國際性雜志《綠色化學(xué)》1999年1月創(chuàng)刊；年設(shè)置“JerwoodSalters環(huán)境獎”德國1991年制訂“為環(huán)境而研究計劃”荷蘭制訂“清潔生產(chǎn)手冊”澳大利亞也創(chuàng)建了綠色化學(xué)期刊；12/133★中國制訂了“科教興國”和可連續(xù)發(fā)展策略，并于1993年世界環(huán)境和發(fā)展大會之后，編制了《中國二十一世紀(jì)議程》鄭重申明走可連續(xù)發(fā)展道路決心?！?995年中國科學(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◆1997年國家自然科學(xué)基金委“九五”重大項目：環(huán)境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)會議第72次學(xué)術(shù)研討會：可連續(xù)發(fā)展問題對科學(xué)挑戰(zhàn)——綠色化學(xué)◆1998年合肥第一屆國際綠色化學(xué)高級研討會◆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)問題”◆年科技部《國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目》立項——石油煉制和基本有機(jī)化學(xué)品合成綠色化學(xué)13/133

(1)對我國環(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)制和自組裝過程生產(chǎn)普通分子(尤其是無機(jī)小分于)和特殊功效納米粒子。

我國把綠色化學(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)：14/133綠色化學(xué)目標(biāo)能實(shí)現(xiàn)嗎?回答是必定。因?yàn)檫@是人類社會共同愿望。但最終杜絕化學(xué)污染源，無疑在技術(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。新任美國化學(xué)會會長在1月發(fā)表就職匯報中指出，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)是靠人才來推進(jìn)．當(dāng)新代化學(xué)家綠色化學(xué)意識提升時，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"預(yù)防化學(xué)污染新觀點(diǎn)"逐步被人們認(rèn)識、接收。美國科學(xué)基金會和許多化工企業(yè)已提供專門基金資助綠色化學(xué)研究。美國白宮繼提出"信息高速公路計劃"后，1995年，美國專設(shè)了"總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎"，獎勵有更大突破綠色化學(xué)結(jié)果。四、綠色化學(xué)可行性15/133一、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)性第二章綠色化學(xué)原理16/133二、綠色化學(xué)主要內(nèi)容無毒無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毒無害催化劑

無毒無害溶劑原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)17/1331.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（atomeconomy）：應(yīng)設(shè)計合成方法使其能把反應(yīng)過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（iesshazardouschemicalsynthesis）：只要可行，應(yīng)設(shè)計合成方法使其利用和產(chǎn)生物質(zhì)對人類健康和環(huán)境無毒性或很低毒性。4.設(shè)計安全化學(xué)品(designingsaferchemicals):應(yīng)設(shè)計化工產(chǎn)品使其保留功效，但降低毒性三、化工生產(chǎn)應(yīng)遵照“綠色化學(xué)12條標(biāo)準(zhǔn)”18/1335.安全溶劑和助劑（atersolventsandauxiliaries）：應(yīng)盡可能防止使用輔助物質(zhì)（如溶劑、分離劑），如用時應(yīng)是無毒6.能量效率設(shè)計(designforenergyefficiency):應(yīng)考慮到能源消耗對環(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(userenewablefeedstocks):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(reducederivatives):應(yīng)盡可能防止無須要衍生化（阻斷基團(tuán)，保護(hù)／脫保護(hù)，物理和化學(xué)過程暫時修飾）因?yàn)檫@些步驟需要添加試劑并可能產(chǎn)生廢物19/1339.催化(catalysis):催化試劑（有盡可能好選擇性）優(yōu)于化學(xué)計量試劑10.降解設(shè)計(designfordegradation):應(yīng)設(shè)計化工產(chǎn)品使其在完成使命后不在環(huán)境中久留，并降解為無毒物質(zhì)11.預(yù)防污染快速分析(real-timeanalysisforpollutionprevention):分析方法須深入發(fā)展，以能夠進(jìn)行即時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)(inherentlysaferchemistryforaccidentprevention):在化學(xué)轉(zhuǎn)換過程中，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)20/133第三章、化學(xué)工業(yè)可連續(xù)發(fā)展-1987年《我們共同未來》一書發(fā)表，提出了“可連續(xù)發(fā)展”最經(jīng)典定義：“滿足當(dāng)前需要但不損及后代滿足他們自己需要”。(“代間不平等”問題)-美國環(huán)境保護(hù)總署國家風(fēng)險管理研究室NRMRL將“可連續(xù)性”表述為：“當(dāng)我們?yōu)榱巳祟惤】岛铜h(huán)境去持久地保持或改進(jìn)物質(zhì)和社會條件，在不超出支持它們生態(tài)承載能力條件下所追求目標(biāo)?！?/p>

一、什么叫“可連續(xù)發(fā)展”？21/133

聯(lián)合國關(guān)于可連續(xù)發(fā)展三次會議：1、聯(lián)合國人類環(huán)境會議（1972，瑞典，113國家參加，發(fā)表“關(guān)于人類環(huán)境斯德哥爾摩宣言”及“人類環(huán)境計劃”）2、聯(lián)合國環(huán)境及發(fā)展會議（1992，巴西，178國參加，發(fā)表“關(guān)于環(huán)境與發(fā)展里約熱內(nèi)爐宣言”等5項條約等）3、可連續(xù)發(fā)展世界首腦會議（，南非，191國家參加，發(fā)表“關(guān)于可連續(xù)發(fā)展約翰內(nèi)斯堡宣言”及“可連續(xù)發(fā)展世界首腦會議實(shí)施興計劃”）二、可連續(xù)發(fā)展定義與歷史沿革22/133（1）面臨世界資源挑戰(zhàn)－地球資源７５年耗盡世界自然基金會和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合發(fā)表《２０００年地球生態(tài)匯報》顯示，若按當(dāng)前速度繼續(xù)消耗地球資源，那么我們地球資源會在２０７５年耗盡。

（2）地球正在失去自我清潔能力２２年來，一個能夠清潔空氣關(guān)鍵自由基分子在世界范圍內(nèi)逐步降低，它濃度平均下降１０％，至今尚不清楚它下降原因和周期，它將對地球健康組成巨大威脅。它是地球防污染劑，它降低將使煙塵越來越濃，造成破壞保護(hù)地球臭氧層。三、可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求（世界形勢）23/133能源供給無疑是可連續(xù)發(fā)展頭等大事。據(jù)EIA2001公布:預(yù)計今后50年安定人口增加50%，而伴隨人均收入提升，對應(yīng)人均能源會不停增加。所以預(yù)計今后總能耗會增加50%。怎樣經(jīng)濟(jì)地滿足這種能耗需求增加，又不顯著增加環(huán)境成本就是一個挑戰(zhàn)。多數(shù)教授認(rèn)為：20——50年內(nèi)，主要還是靠化石燃料（石油，天燃?xì)饧懊禾浚?/p>

能源種類石油天然氣煤炭核能可再生能源*世界占百分比（%）39232297中國占百分比（%）293650.62.4※

可再生能：太陽能、風(fēng)能、水利發(fā)電、生物能世界能耗組成能源問題……..24/133如溫室氣體排放，臭氧層破壞等,過去里全球水文氣象災(zāi)害數(shù)量增加了一倍。若化石燃料不加限制地消耗下去，2030年CO2濃度可到達(dá)550ppm,到2050年氣溫會上升1.5－4.5℃。那時生態(tài)災(zāi)難又會比現(xiàn)在上升幾倍？

（3）全球環(huán)境處于危險十字路口

全球生態(tài)系統(tǒng)正在向危險臨界值靠近，環(huán)境惡化造成自然災(zāi)害，近十年中造成世界６０８０億美元損失，過分對礦物燃料使用，使氣溫變暖，北極冰蓋已降低4２％，繼續(xù)變暖會造成水資源極度缺乏，食品降低，和諸如瘧疾、登革熱之類致命疾病廣為擴(kuò)散。25/13326/133

經(jīng)濟(jì)形勢之一：中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展近（1985~年）中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。國內(nèi)GDP總量超出10萬億元，人均GDP超出1000美元；年國內(nèi)GDP到達(dá)20萬億元，人均GDP超出1500美元。1949～198637年1986～19961996～5年～2年5000萬噸1953～198434年1999～3年1993～19996年1984～19939年2.5億平方米1953～199239年～1年～2年1992～8年中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，帶動了鋼鐵、建筑、汽車等各行各業(yè)加速發(fā)展。100萬輛四、可連續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求（中國形勢）27/133國家位次工業(yè)生產(chǎn)率中國相當(dāng)（％）挪威1102.7343.59美國289.7114.12日本764.0815.76法國1651.4797.17英國1750.9547.25德國2242.7238.64韓國2529.75512.40中國473.963-資料起源：瑞士洛桑國際管理開發(fā)研究院，《世界競爭力年鑒（）》一些工業(yè)國家工業(yè)生產(chǎn)率比較各國工業(yè)化程度28/133經(jīng)濟(jì)形勢之二：重工業(yè)是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要支柱材料工業(yè)是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展物質(zhì)基礎(chǔ)，如鋼產(chǎn)量伴伴隨GDP同時增加；我國鋼產(chǎn)量到達(dá)4.18億噸，占世界鋼產(chǎn)量33.7%；水泥產(chǎn)量到達(dá)12.4億噸，占世界產(chǎn)量50%；重工業(yè)普通是資金密集、勞動力密集高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)與粗鋼產(chǎn)量發(fā)展趨勢：世界鋼產(chǎn)量11.3億噸年：世界鋼產(chǎn)量12.4億噸我國鋼產(chǎn)量在世界上地位萬噸國內(nèi)水泥產(chǎn)量發(fā)展我國經(jīng)濟(jì)增加主導(dǎo)是重工業(yè)，1985年至間，重工業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值百分比波動在50—70%。我國以重工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要支柱，是造成單位GDP能耗高、污染嚴(yán)重主要原因。29/133國家和地域單位美元GDP消費(fèi)能源數(shù)量（千焦耳）1998能源數(shù)位次能源數(shù)位次中國香港2646131001日本3642349064德國5596662957法國58937681910韓國11945301730235美國1248731997226印度31108413162544俄羅斯32302458611049中國內(nèi)地49176443528247一些國家能源使用率比較資料起源：瑞士洛桑國際管理開發(fā)研究院，《世界競爭力年鑒（1998）》，《世界競爭力年鑒（）》30/133經(jīng)濟(jì)形勢之三：中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入轉(zhuǎn)型期世界各國人均GDP到達(dá)1000-3000美元是主要經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期，也是戰(zhàn)略機(jī)遇期；經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型期主要標(biāo)志是發(fā)展中國家轉(zhuǎn)為發(fā)達(dá)國家，工業(yè)化社會轉(zhuǎn)為信息化社會；轉(zhuǎn)型期主要社會矛盾是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與資源環(huán)境制約；歐、美經(jīng)歷這一發(fā)展階段時間長達(dá)12~；日、韓國用7~8年實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型；而墨西哥、巴西、菲律賓、泰國、馬來西亞等國長久未能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟(jì)陷入停滯不前。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與GDP增加趨勢為了盡快實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，必須堅持節(jié)能減排、建設(shè)節(jié)約型社會基本國策，深入降低能源、資源消耗，改進(jìn)社會環(huán)境。31/133中國環(huán)境污染非常嚴(yán)重大氣污染：一級標(biāo)準(zhǔn)城市只占６００多個城市中不到１％工業(yè)污染：中國流行?。福埃ナ且?yàn)樗廴緜鬏?。固體廢棄物嚴(yán)重：以１０％速度增加，存放量已達(dá)６.４９億噸，占地5.17萬頃。……….我國化學(xué)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增加

很大程度建立在大量消耗能源及原材料基礎(chǔ)上，有時以犧牲環(huán)境為代價。我國化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值居世界第三位，但人均化工產(chǎn)值僅為世界平均1/4；我國化學(xué)工業(yè)總能耗為美、加、墨三國之和4.1倍，。但產(chǎn)值相當(dāng)三國之和23.8%.化工廢水排放量占全國工業(yè)部門17.5%，名列第1位；化工廢氣排放量占第4位，固體廢物排放占第5位，但危險廢物占60%，為第1位。萬元產(chǎn)值水耗為美國3.5倍。而萬元產(chǎn)值污染物排放強(qiáng)度是美國近百倍。

32/133可連續(xù)發(fā)展面臨問題之一——資源缺乏

社會轉(zhuǎn)型期是主要戰(zhàn)略機(jī)遇期，也是各種矛盾凸顯期，伴隨經(jīng)濟(jì)快速增加和人口不停增加，資源約束矛盾日益突出，環(huán)境形勢愈加嚴(yán)峻。主要國家鐵礦石儲量與鋼產(chǎn)量

從資源稟賦看，我國是總量上大國，人均上貧國。人均淡水資源占有量僅為世界平均水平四分之一，人均耕地占有量不到世界平均水平40%，45種礦產(chǎn)資源人均占有量不到世界平均水平二分之一，石油、天然氣人均占有儲量為世界平均水平7%和4.5%，鐵礦石、銅和鋁土礦儲量分別為世界平均水平1/6、1/6和1/9。伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，GDP增加與資源消耗呈線性正比關(guān)系。這意味著今后國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要大量資源。所以，國內(nèi)資源缺乏將是束縛我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展主要制約原因。33/133資源類型中國儲量占世界儲量%中國人均占有量/世界人均占有量%能源煤11.051石油2.411天然氣1.25水資源淡水5.425我國能源及水資源現(xiàn)實(shí)狀況我國是一個公認(rèn)能源短缺而又貧水國家!!!34/133

可連續(xù)發(fā)展面臨問題之二——大氣環(huán)境污染嚴(yán)重

全國527個市（縣）中，出現(xiàn)酸雨城市有298個，占統(tǒng)計城市56.5%，有些地域酸雨頻率到達(dá)100%。據(jù)測算，大氣污染造成經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)占到GDP2~3%，中國大氣污染形勢不容樂觀。40%國土受酸雨威脅溫室效應(yīng)氣體排放居亞洲之首二氧化硫排放逐年增加35/13336/133七大水系各種水質(zhì)類別所占百分比

我國人均水資源不足世界平均值1/4，而且水質(zhì)受到較嚴(yán)重污染。當(dāng)前，全國60%城市存在不一樣程度缺水，108各城市嚴(yán)重缺水，飲用水源地水質(zhì)較差，約有30%人口得不到安全飲用水。我國生活垃圾清運(yùn)量達(dá)1.5億噸，年均增加7-10％，處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，垃圾圍城現(xiàn)象普遍。

可連續(xù)發(fā)展面臨問題之三——水質(zhì)污染、固體廢棄物泛濫37/133

可連續(xù)發(fā)展面臨問題之四——人居環(huán)境受到嚴(yán)重威脅全國主要城市空氣污染綜合指數(shù)電廠對大氣污染北京遭遇沙塵暴太湖污染38/133全球CO2排放量從249億噸增加到2005292億噸，同期美國從63億噸升到65億噸，中國從28億噸猛增至53億噸。20，全世界CO2排放量突破300億噸；據(jù)聯(lián)合國能源署估測，年中國排放CO2總量已經(jīng)到達(dá)40.8億噸，是十年前1.53倍，折合人均3.2噸，美國人均19.4噸，德國10.2噸；節(jié)能減排壓力與困難——來自國外壓力

炭燃燒生成CO2(約占總量80%)是產(chǎn)生溫室效應(yīng)主要原因，CO2阻擋太陽光輻射造成全球氣溫上升、環(huán)境惡化和自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。全球必須共同抑制CO2排放量。中國已簽署京都議定書，作為發(fā)展中國家暫不承諾CO2減排指標(biāo)，但發(fā)達(dá)國家普遍認(rèn)為中國不負(fù)擔(dān)控制溫室氣體排放義務(wù)，仍不能降低空氣污染和溫室氣體危害。結(jié)論：中國環(huán)境污染與溫室氣體排放已引進(jìn)全世界高度關(guān)注，必須盡快采取節(jié)能減排辦法降低環(huán)境污染和溫室氣體排放量。39/133五、可連續(xù)發(fā)展研討內(nèi)容1.“可連續(xù)發(fā)展”及其現(xiàn)存問題2.國際綠色工程發(fā)展動態(tài)3.可連續(xù)發(fā)展工程技術(shù)和評價體系4.中國面臨資源、能源和環(huán)境更嚴(yán)峻挑戰(zhàn)5.樹立和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,全方面建設(shè)小康社會奮斗目標(biāo),加緊推進(jìn)社會主義當(dāng)代化國策：“可連續(xù)發(fā)展”。廿一世紀(jì)人類進(jìn)步,已進(jìn)入了可連續(xù)發(fā)展階段，其產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)是工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式就是循環(huán)經(jīng)濟(jì)?！翱蛇B續(xù)發(fā)展與生態(tài)工業(yè)”其科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)是綠色化學(xué)科學(xué)與工程40/133

I20世紀(jì)70年代---II80年代---III90年代--IV二十一世紀(jì)響應(yīng)性質(zhì)資源環(huán)境挑戰(zhàn)被動響應(yīng)接收現(xiàn)實(shí)主動予防業(yè)務(wù)策略建設(shè)性規(guī)劃生態(tài)化規(guī)劃預(yù)見性注意焦點(diǎn)末端治理注意源頭治理源頭治理:產(chǎn)品,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)生態(tài)化系統(tǒng)功效主要行動者專業(yè)人員管理人員行業(yè)和地域全社會優(yōu)化目標(biāo)最小污染最小排放優(yōu)化結(jié)構(gòu)多目標(biāo)大系統(tǒng)優(yōu)化生態(tài)對策污染防治清潔生產(chǎn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)生態(tài)園區(qū)、城市----

社會對環(huán)境響應(yīng)四個發(fā)展階段國際社會可連續(xù)發(fā)展思想歷史沿革41/133二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)與園區(qū)模式是生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)與生態(tài)工業(yè)園區(qū)。應(yīng)用系統(tǒng)工程方法，去分析、研究、設(shè)計與規(guī)劃化工園區(qū)大系統(tǒng)中基本流：物流、能量流、資金流與信息流，以達(dá)到環(huán)境友好、資源、能源與資金最優(yōu)化利用目標(biāo)。----生態(tài)工業(yè)園區(qū)第4章工業(yè)生態(tài)學(xué)原理42/133循環(huán)經(jīng)濟(jì)是仿照自然生態(tài)系統(tǒng)，在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等全社會范圍內(nèi),經(jīng)過物質(zhì)循環(huán)、廢物最小化、工藝替換和產(chǎn)品共生等方式，組織成一個“資源—產(chǎn)品—再生資源”物質(zhì)重復(fù)循環(huán)流動過程，到達(dá)資源、能源高效利用，對環(huán)境影響最小經(jīng)濟(jì)模式，本質(zhì)上是一個生態(tài)經(jīng)濟(jì)。3R標(biāo)準(zhǔn)，即減量化（reducing）、再利用（reusing）再循環(huán)（recycling），是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)主要行為標(biāo)準(zhǔn)。一、循環(huán)經(jīng)濟(jì),綠色GDP與可連續(xù)發(fā)展43/133二、生態(tài)工業(yè)園區(qū)及其大系統(tǒng)過程集成

生態(tài)工業(yè)園是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念和工業(yè)生態(tài)學(xué)原理而設(shè)計建立一個區(qū)域型新型工業(yè)組織形式，經(jīng)過模擬自然系統(tǒng)建立產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中“生產(chǎn)者——消費(fèi)者——分解者”循環(huán)途經(jīng)，盡可能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)閉路循環(huán)和能量多級利用。

即生態(tài)園內(nèi)企業(yè)模擬自然界生態(tài)系統(tǒng)，相互之間存在協(xié)同和共生關(guān)系，將最大程度地充分利用資源和降低負(fù)面環(huán)境影響，最終到達(dá)工業(yè)可連續(xù)發(fā)展目標(biāo)。44/1331、丹麥卡倫堡(Kalunborg)生態(tài)工業(yè)園區(qū)

迄今為止，在世界上發(fā)展較為成熟生態(tài)工業(yè)園區(qū)是丹麥卡倫堡(Kalunborg)生態(tài)工業(yè)園區(qū)，該園區(qū)以一個煉油廠、一個硫酸廠、一個制藥廠、一個火力發(fā)電廠、一個漁場和一個石膏板廠組成了一個工業(yè)網(wǎng)為關(guān)鍵，其它組員包含農(nóng)場、大棚養(yǎng)殖、養(yǎng)魚場，經(jīng)過貿(mào)易方式把其它企業(yè)廢棄物或副產(chǎn)品作為本企業(yè)生產(chǎn)原料，建立工業(yè)園區(qū)代謝生態(tài)鏈關(guān)系，它們彼此交換能量和物質(zhì)流。如圖所表示:

45/133丹麥Kalundborg工業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖魚塘壁板廠街區(qū)供熱水泥和鋪路農(nóng)藥廠硫淤泥肥料粉煤灰廢熱淡水湖泊制藥廠硫酸廠2.煉油廠溫室1.燃煤電廠廢熱石膏廢熱煙氣冷卻水蒸汽蒸汽46/133

1.燃煤電廠位于這個工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中心，對熱能進(jìn)行了多級使用，對副產(chǎn)品和廢物進(jìn)行了綜合利用。電廠向煉油廠和制藥廠供給發(fā)電過程中產(chǎn)生蒸汽，使煉油廠和制藥廠取得了生產(chǎn)所需熱能；經(jīng)過地下管道向卡倫堡全鎮(zhèn)居民供熱、加熱溫室并給養(yǎng)魚廠供暖，由此關(guān)閉了鎮(zhèn)上3500個燃燒油渣爐子，降低了大量煙塵排放。

47/133

將除塵脫硫副產(chǎn)品工業(yè)石膏，全部供給附近一家石膏板廠作原料。同時，還將料煤灰出售，供鋪路和生產(chǎn)水泥之用。

2.煉油廠和制藥廠也進(jìn)行了綜合利用。藥廠處理淤泥被送到附近農(nóng)場作為肥料。煉油廠產(chǎn)生火焰氣經(jīng)過管道供石膏廠用于石膏板生產(chǎn)干燥使用，又降低了火焰氣排空。一座車間進(jìn)行酸氣脫硫，生產(chǎn)稀硫酸供給附近一家硫酸廠；煉油廠脫硫氣則供給電廠燃燒。

48/133分析Kaluindbory物質(zhì)和能量交換，發(fā)覺有趣特征：

**1.這種能量交換有更顯著能效比如：電廠

發(fā)電過程產(chǎn)生廢熱和蒸汽，可送往煉油廠、溫室、漁場及居民區(qū)供熱系統(tǒng)進(jìn)行利用。假如能找到廢蒸汽利用市場，那么90%以上從工廠燃煤產(chǎn)生熱量能夠被利用，唯一損失便是煙囪排氣所損失能量。與此相比，經(jīng)典美國煤-火力發(fā)電廠利用燃煤產(chǎn)生熱量效率約僅為40%。49/133**

2.物料和能量交換能為參加者提供經(jīng)濟(jì)效益

在一些情況下，比如電廠把硫酸鈣賣給石膏板生產(chǎn)廠，直接經(jīng)濟(jì)效益并不能完全收回成本,此時交換是由對應(yīng)法規(guī)驅(qū)動（比如需要凈化電廠煙囪尾氣以除去SO2）,這些交換可防止廢物掩埋或處理洗滌器廢物其它方式，故而使成本降低。而在其它情況下，比如煉油廠使用電廠廢熱，這些交換是自給自足。50/133

3.卡倫堡生態(tài)工業(yè)園還進(jìn)行了水資源循環(huán)利用。煉油廠廢水經(jīng)過生物凈化處理，經(jīng)過管道向發(fā)電廠輸送，每年輸送電廠70萬立方米冷卻水。整個工業(yè)園區(qū)由干進(jìn)行水循環(huán)使用，每年降低25%需水量。最終實(shí)現(xiàn)了園區(qū)“污染零排放”。

經(jīng)過各個組員間物質(zhì)和能量交換，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)部分循環(huán)和能源逐層利用，取得了良好經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。51/133鋼廠水泥廠汽車粉碎機(jī)塑料和金屬分離金屬回收能量回收塑料回收能量美國北德克薩斯州工業(yè)生態(tài)園內(nèi)物質(zhì)流EAFFe灰塵ASR2、美國北德克薩斯州一個生態(tài)工業(yè)園52/133美國北德克薩斯州一個生態(tài)工業(yè)園在美國北德克薩斯州一個生態(tài)工業(yè)園中心便是一個鋼廠，它利用廢汽車作為主要原材料。從廢汽車中得到鋼，被送到電弧爐中，制成各種各樣鋼鐵產(chǎn)品。爐子同時產(chǎn)生大量電弧爐（EAF）灰塵，其中包含大量鋅、鉛或其它金屬。在北德克薩斯州工業(yè)園，EAF灰塵被送到需要痕量金屬（Cu,S,Mn,Cr,Ni,Zn,Pb或其它金屬）水泥窯中。汽車粉碎后殘余物被燃燒以回收能量，或者將一些塑料從殘余物中分離出來。53/133序號E，P項目地址包括行業(yè)特點(diǎn)1查爾斯角弗古尼亞農(nóng)業(yè)、海產(chǎn)品及海水養(yǎng)殖、旅游．藝術(shù)品，高新技術(shù)產(chǎn)品2費(fèi)爾菲爾德馬里蘭石化、有機(jī)化學(xué)品、廢物再利用、環(huán)境技術(shù)3布朗斯維爾得克薩斯煉油、瀝青、化工、紡織、車罩部件、熱電、污水處理、溶劑回收4河岸佛蒙特生態(tài)農(nóng)業(yè)，生物能源，廢物處理5綠色協(xié)會明尼蘇達(dá)綠色產(chǎn)業(yè)孵化器、廢物再利用6普拉茲堡紐約軍事設(shè)施再開發(fā)、資源和廢物管理7東海岸加利福尼亞資源再生、自然美化、提升能源效率8特靈頓新澤西現(xiàn)有工業(yè)區(qū)再開發(fā)，清潔工業(yè)9沙為昂

亞利桑那商準(zhǔn)一體化開發(fā)；環(huán)境，自然特色10富蘭克林卡羅萊納可更新能源與環(huán)境技術(shù)商貿(mào)聯(lián)合體美國部分生態(tài)工業(yè)園區(qū)54/133加拿大部分生態(tài)工業(yè)園區(qū)序號生態(tài)工業(yè)區(qū)名稱園址主要生產(chǎn)企業(yè)1伏特薩斯喀徹溫(FortSaskatchewan)薩斯克(Sask)化學(xué)品，聚氯乙烯、苯乙烯、電力、生物燃料等2康沃爾(Cornwall)安大略湖(Ontario)熱電聯(lián)產(chǎn)、造紙、化工、電力設(shè)備和水泥等3比勘克(BecancouE)魁北克(Quebec)氯堿．鹽酸、雙氧水、烷基苯磺酸鹽等化工4東蒙特利爾(MontrealEast)魁北克(Quebec)煉油．石化、工業(yè)氣體，石膏板、冶金等5圣喬爾(SaintJohn)新布倫瑞克(NewBrunswick)電力、造紙，煉油、釀酒、制糖等55/133三、生態(tài)工業(yè)群--園區(qū)生態(tài)工業(yè)模式原子經(jīng)濟(jì)性+零排放循環(huán)經(jīng)濟(jì)+環(huán)境友好123456生態(tài)工業(yè)園區(qū)為大系統(tǒng)（網(wǎng)），生態(tài)工業(yè)群（鏈）為工業(yè)園區(qū)一級子系統(tǒng)，企業(yè)為二級子系統(tǒng)（點(diǎn)）…。56/133將各個生產(chǎn)子系統(tǒng)內(nèi)部及之間物料流、能量流與資金流形成網(wǎng)絡(luò)，盡可能地使一個過程副產(chǎn)品或三廢物流成為另一過程原料流，使一個過程廢熱流（剩下有效能流）成為另一過程熱源流，籍以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)多個生產(chǎn)過程內(nèi)及過程其間從原料、中間產(chǎn)品、到三廢物質(zhì)流循環(huán)，以及不一樣能階有效能能量流循環(huán)。深入將源頭能源與環(huán)境系統(tǒng)包含在內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源、能源、投資高效優(yōu)化利用，必須重視與實(shí)現(xiàn)大系統(tǒng)過程優(yōu)化。生態(tài)工業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡(luò)集成與優(yōu)化57/133

綠色工程建立生態(tài)工業(yè)是依據(jù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，以節(jié)約資源、能源、清潔生產(chǎn)和廢棄物多層次循環(huán)利用（即節(jié)能、降耗、減排標(biāo)準(zhǔn)）等為特征，以當(dāng)代科學(xué)技術(shù)為依靠，利用生態(tài)規(guī)律、經(jīng)濟(jì)規(guī)律和系統(tǒng)工程方法經(jīng)營和管理一個綜合工業(yè)發(fā)展模式。工業(yè)生態(tài)學(xué)關(guān)鍵是怎樣實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境友好理念，實(shí)現(xiàn)再生資源利用,即用化學(xué)方法改變和回收利用廢物，將廢物轉(zhuǎn)化為原料，進(jìn)而到達(dá)資源與能源高效利用目標(biāo)。四、綠色工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)58/133過程集成是實(shí)現(xiàn)綠色化工目標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)

1、夾點(diǎn)分析――（資源、能源節(jié)約型）基于熱力學(xué)原理集成換熱器網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)技術(shù)推廣到傳質(zhì)交換網(wǎng)絡(luò)中來。質(zhì)交換器指是任何逆向直接接觸傳質(zhì)操作，如吸收、吸附、液—液萃取、離子交換、浸取、汽提，氫夾點(diǎn)分析等。這種質(zhì)交換網(wǎng)絡(luò)分析目標(biāo)是設(shè)計污染雜質(zhì)回收網(wǎng)絡(luò)，以降低污染。廢水最小化夾點(diǎn)設(shè)計方法。第5章綠色化工及技術(shù)59/133綠色化學(xué)與化工：熱交換網(wǎng)絡(luò)建立仍是世界化工節(jié)能主要技術(shù)60/133當(dāng)代集約型流程（1個裝置）傳統(tǒng)常規(guī)型流程（11個裝置設(shè)備）乙酸甲醇催化劑乙酸甲酯溶劑共沸物水溶劑共沸物水較重組分蒸餾萃取蒸餾反應(yīng)蒸餾反應(yīng)反應(yīng)蒸餾蒸餾乙酸催化劑甲醇乙酸甲酯綠色化學(xué)與化工：由傳統(tǒng)流程向集約型耦合過程發(fā)展3R61/1332、深度過程集成：網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型模擬

立足于通用反應(yīng)器及相互連接流股網(wǎng)絡(luò)組成超結(jié)構(gòu)，在研究傳質(zhì)和傳熱各種可能安排基礎(chǔ)上，找尋最優(yōu)化結(jié)構(gòu)。①用可再生資源代替不可再生資源②氫夾點(diǎn)分析③基于溶劑分離系統(tǒng)設(shè)計④利用微化工廠來躲避風(fēng)險、提升效率⑤工廠公用工程及聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能62/133環(huán)氧乙烷草酸（媒染劑、除銹劑、漂白劑）墨水、染料、皮革二醋酸乙二醇酯（溶劑）反應(yīng)分離與聚合

醇酸樹脂、滌綸二甘醇乙二醇三甘醇水合脫水氧化醫(yī)藥、化裝品等醋酸

綠色石油化工生產(chǎn)鏈——如環(huán)氧乙烷深度加工，及再生資源循環(huán)利用乙烯石油醇解或水解單體…….…….…….…….…….綠色石油化工生產(chǎn)鏈與資源循環(huán)利用63/133綠色化學(xué)與化工：生物質(zhì)“循環(huán)利用”綠色過程示意圖生物質(zhì)(比如玉米等)葡萄糖液細(xì)菌和酵母二步轉(zhuǎn)化

肥料特種精餾濃縮與分離(膜、超臨界等)產(chǎn)品b肥料土壤聚合生物降解產(chǎn)品a

精制（結(jié)晶等）綠色產(chǎn)品c……

催化反應(yīng)綠色產(chǎn)品d……綠色產(chǎn)品e……離子交換等64/133α—一氯丁酸（MBA）和無用副產(chǎn)物α—α二氯丁酸（DBA）反應(yīng)器，目標(biāo)是使MBA轉(zhuǎn)化率最大化。這個問題難處于于：第一、氣液兩相反應(yīng)器；第二、反應(yīng)及其動力學(xué)均很復(fù)雜。用常規(guī)反應(yīng)器：逆流填充床，攪拌槽反應(yīng)器和鼓泡塔三種，結(jié)果證實(shí)最大轉(zhuǎn)化率不超出73.8%。而用網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)模型模擬設(shè)計新反應(yīng)器，轉(zhuǎn)化率可到達(dá)96.9%。丁酸氯化時生成案例65/133

因?yàn)榛瘜W(xué)工業(yè)能耗中有43%用于分離，分離設(shè)備投資占總投資40—70%，而分離中精餾用能又占其中95%，所以，怎樣經(jīng)過集成降低精餾過程耗能就自然成為研究重點(diǎn)。復(fù)雜精餾包含預(yù)精餾，側(cè)線精餾，側(cè)線汽提和完全熱耦化Petlyuk精餾,能夠大幅度降低能耗。復(fù)雜精餾塔集成案例：66/133

這種用Micro-chemicalPlant現(xiàn)場制造劇毒化學(xué)品裝置已經(jīng)商品化，比如，用CH4和NH3生成HCN，能夠在1000°C高溫下微反應(yīng)器中生成。

因?yàn)檫@種微化工廠設(shè)備內(nèi)通道小到5nm--500μm,這種納米級系統(tǒng)中流體傳熱、傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)規(guī)律均與常規(guī)系統(tǒng)差異很大。④利用微化工廠來躲避風(fēng)險、提升效率：67/133國際化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)展態(tài)勢原料—基本化工—精細(xì)化工

—功效產(chǎn)品生產(chǎn)鏈鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)基本化工：規(guī)模效益（資源利用率提升）信息化程度（自動化程度）提升能耗降低精細(xì)化工(包含功效產(chǎn)品):產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及時調(diào)整多產(chǎn)品車間建立——柔性生產(chǎn)線依據(jù)全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在美、英、日、德等國大化工行業(yè)GDP中精細(xì)化學(xué)品及功效產(chǎn)品占79%。石油化工一體化：68/133合理生產(chǎn)鏈及其優(yōu)化與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及時調(diào)整

２０世紀(jì)末期，美國商業(yè)部作了一項統(tǒng)計，以石油作基準(zhǔn)計算，假如作為燃料燒掉價值為1話，若把它全部分離為“基本原料”，則價值增至2，若合成出“通用化學(xué)品”將增值至4，深入制成“精細(xì)化學(xué)品”將增值至8，最終制成“專用化學(xué)品”增值至106，其價值比值為1:2:4:8:106。

國際制造業(yè)業(yè)競爭焦點(diǎn)：我國必須向精品高端制造強(qiáng)國前進(jìn)。69/133能源消耗大環(huán)境污染嚴(yán)重資源效率低比世界先進(jìn)水平高35~200%年粉塵排放500萬噸CO2氣體排放超出7億噸年消耗礦資源100億噸建材工業(yè)存在突出問題~總產(chǎn)量（億噸）總能耗（億噸）廢氣排放（億m3）煙、粉塵排放量（萬噸）固體廢棄物利用量（億噸）水泥42.94.6916.91827088.3CO2千克/噸SO2千克/噸水耗千克/噸粉塵千克/噸能耗千克/噸資源消耗千克/噸國內(nèi)（先進(jìn)）9400.020242.50.092141.31600國外（先進(jìn)）7900.003102.70.027108.81548差距對比16%85%58%71%23%3%國內(nèi)外建材行業(yè)能源、資源消耗和污染物排放情況對比我國近五年建材行業(yè)情況70/133能源消耗大環(huán)境污染嚴(yán)重資源效率低能源消費(fèi)量約占全國總能源量16.4%

占全國工業(yè)能源消費(fèi)總量26.5%工業(yè)廢氣排放占全國工業(yè)“三廢”排放量第4位工業(yè)固體廢棄物排放全國工業(yè)“三廢”排放量第4位工業(yè)廢水排放占全國工業(yè)“三廢”排放量第1位化工行業(yè)存在突出問題化工行業(yè)萬元GDP能耗（噸標(biāo)煤）

石油與化學(xué)工業(yè)能耗高、三廢排放量大，與國家“十一五”規(guī)劃節(jié)能減排指標(biāo)存在很大差距(高出2.49倍）*統(tǒng)計數(shù)據(jù)71/133材料工業(yè)與國際先進(jìn)水平差距噸鋼（冶金）噸水泥（建材）噸乙烯（化工）

中國日本差距21%差距44%差距70%單位：千克標(biāo)煤結(jié)論:

依據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)比較，我國鋼鐵、化工、建材等基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品單位能耗均比國際先進(jìn)水平高。噸鋼綜合能耗高21%；水泥綜合能耗比發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平高30—40%；在化工產(chǎn)品中，普通產(chǎn)品單位能耗比發(fā)達(dá)國家高20—30%，有些產(chǎn)品甚至高出40%，如大型合成氨綜合能耗比國外高出31.2%。72/133

“十五”期間鋼鐵、有色、電力、石化、建材、化工等六大高耗能行業(yè)增加20.1%，重工業(yè)同比增加19.5%，增速比輕工業(yè)快3.1個百分點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于重型化格局沒有改變。淘汰落后產(chǎn)能工作難度加大。部分地域電力、鋼鐵、有色、水泥、建材等淘汰落后產(chǎn)能進(jìn)展遲緩。突發(fā)環(huán)境事件時有發(fā)生。結(jié)論：嚴(yán)格控制鋼鐵、有色、建材等行業(yè)經(jīng)濟(jì)過熱，加速淘汰落后產(chǎn)能對節(jié)能減排貢獻(xiàn)十分巨大。淘汰落后,建設(shè)節(jié)約型社會73/133多元化水源管理循環(huán)用水與階梯用水發(fā)展高新技術(shù)，轉(zhuǎn)變增加方式——城市和重點(diǎn)耗水行業(yè)綜合節(jié)水技術(shù)集成攻關(guān)目標(biāo)：污水零排放，噸鋼新水耗量3.84m3，水重復(fù)利用率>97.5%。技術(shù)關(guān)鍵：多元化水源管理，海水淡化與中水回用；循環(huán)用水技術(shù)，提升循環(huán)倍率；階梯用水工藝；廢水凈化與處理技術(shù)。鋼鐵行業(yè)綜合節(jié)水系統(tǒng)集成74/133發(fā)展高新技術(shù)，轉(zhuǎn)變增加方式——建筑材料綠色制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備經(jīng)過攻關(guān)，使建材行業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)：

節(jié)能20~45%

節(jié)約資源15~50%

降低排放15~45%

產(chǎn)品質(zhì)量到達(dá)或超出國際先進(jìn)水平建設(shè)10余條示范生產(chǎn)線。節(jié)能（標(biāo)煤）

1500萬噸節(jié)電

130億度降低石灰石用量6000萬噸節(jié)地8000畝利用固體廢棄物

2.05億噸

節(jié)陶土

1000萬噸降低CO2

排放

7000萬噸降低NOx

等20萬噸綜合節(jié)能25%以上!!

項目結(jié)果按產(chǎn)量計應(yīng)用二分之一（其中新型墻體材料替換20%粘土磚）,

每年產(chǎn)生節(jié)能減排效果：75/133發(fā)展高新技術(shù)，轉(zhuǎn)變增加方式——化工行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)路徑由多個反應(yīng)和分離過程組合而成工藝過程行業(yè)規(guī)模居世界第三位，產(chǎn)品種類繁多、齊全，但96％是中小企業(yè)，工藝技術(shù)落后，高能耗，高污染問題嚴(yán)重行業(yè)特點(diǎn)原料純化分離過程化學(xué)反應(yīng)過程產(chǎn)物分離過程產(chǎn)品“三廢”三廢處理排放過程能耗：反應(yīng)過程占30～40％，分離過程占60～70％“三廢源”：100％由反應(yīng)過程產(chǎn)生過程關(guān)鍵：反應(yīng)過程

化工反應(yīng)過程強(qiáng)化技術(shù)化工分離過程強(qiáng)化技術(shù)“節(jié)能減排”關(guān)鍵技術(shù)76/133從“末端治理”擴(kuò)展到“源頭”，從企業(yè)內(nèi)擴(kuò)展到企業(yè)外物質(zhì)減量化碳、硫、氮氧化物減量化環(huán)境質(zhì)量清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)采取二次資源采取可再生能源生產(chǎn)者責(zé)任延伸變“出售產(chǎn)品”為“出售服務(wù)”環(huán)境設(shè)計產(chǎn)品環(huán)境標(biāo)識源頭治理為本，末端治理為輔分析伎倆：物流分析產(chǎn)品生命周期分析77/133綠色化學(xué)方向1、無毒、無害原料2、在無毒、無害反應(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78/133慣用許多化學(xué)、化工原料，如：氰氫酸、丙烯氰、甲醛、環(huán)氧乙烷、光氣、鹵代芳烴、稠環(huán)芳烴等都含有毒性，對環(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、無毒、無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等報道了工業(yè)上已開發(fā)成功一個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)從無毒無害二乙醇胺原料出發(fā)。經(jīng)過催化蛻氫，開發(fā)了安全生產(chǎn)氨基二乙酸鈉工藝，改變了過去擬氨、甲醛和氫氰酸為原料二步合成路線。并所以取得了1996年美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎中變更合成路線獎。79/133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)覺了煤、石油等化石類原料，并致力于開發(fā)利用這些原料。目前石油化工和煤化工已成為各國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。然而石油和煤資源有限，在利用過程中還產(chǎn)生污染，其缺點(diǎn)已逐步突現(xiàn)出來。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)。80/133綠色植物經(jīng)過光合作用直接產(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）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)81/133生物質(zhì)利用初步嘗試

生物質(zhì)利用當(dāng)前還沒有理想方法，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：

過去，石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展花費(fèi)了人類一個多世紀(jì)時間，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。82/133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)資源是一個可再生巨大資源寶庫，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)展開發(fā)生物催化技術(shù)是關(guān)鍵83/133國外生物技術(shù)生產(chǎn)大宗

化工產(chǎn)品已取得突破DuPont和GenecorInternational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％Cargill―DOW企業(yè)正在建設(shè)一個14萬t/a聚乳酸工廠，用于生產(chǎn)塑料、纖維Frost報道以葡萄糖為原料，經(jīng)過酶反應(yīng)可制得己二酸、鄰苯二酚和對苯二酚等。尤其是不需要從傳統(tǒng)苯開始來制取作為尼龍原料己二酸取得了顯著進(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84/133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1~21050有機(jī)化學(xué)品102590美國國家研究委員會（NationalResearchCouncil)85/133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86/133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，所以需要尋找無毒、無害反應(yīng)條件。2、在無毒、無害反應(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)過程中作為溶劑揮發(fā)性有機(jī)溶劑對環(huán)境危害形成光化學(xué)煙霧引發(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87/133*無溶劑反應(yīng)：

從理論上講，無溶劑，則不會有溶劑毒害。然而許多反應(yīng)需要溶劑參加傳熱或傳質(zhì)等，無溶劑對反應(yīng)非常不利。

*以水為溶劑：

水對環(huán)境無害。但有些反應(yīng)物不溶于水，且廢棄水會對人類生活產(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有毒，不可燃，價廉等優(yōu)點(diǎn)，已得到了廣泛應(yīng)用。用無毒無害溶劑：88/133研究水或近臨界水作為溶劑以及有機(jī)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?，限制了它?yīng)用，而且還要注意廢水是否會造成污染。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。采取無溶劑固相反應(yīng)也是防止使用揮發(fā)性溶劑一個研究動向，如用微波來促進(jìn)固、固相有機(jī)反應(yīng)。89/133超臨界二氧化碳溶劑優(yōu)點(diǎn)二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定不會形成光化學(xué)煙霧，也不會破壞臭氧層起源豐富，價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調(diào)整。90/133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)展利用我國合成氨廠、煉油廠中制氫裝置大量排放CO2，開發(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)。91/133近年來國外正從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料中大力開發(fā)固體酸烷基化催化劑。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。還有一個生產(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)效益采取無毒、無害催化劑當(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，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、對人身危害和產(chǎn)生廢渣、污染環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境。92/133開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化

無毒無害固體酸催化劑

工藝傳統(tǒng)工藝綠色工藝乙烯與苯烷基化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93/133開發(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：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94/133開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化

無毒無害固體酸催化劑

加緊已經(jīng)有基礎(chǔ)負(fù)載型雜多酸開發(fā)利用懸浮催化蒸餾等新工藝力爭開發(fā)含有中國特色獨(dú)特先進(jìn)新催化劑和工藝?yán)^續(xù)研究納米分子篩復(fù)合材料、離子液體等新催化材料95/133Trost在l991年首先提出了原子經(jīng)濟(jì)性(Atomeconomy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"(Zeroemission)。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，或僅僅需要無損耗促進(jìn)劑（催化劑）。3、"原子經(jīng)濟(jì)性"96/133大力開發(fā)醫(yī)藥等精細(xì)化工產(chǎn)品

“原子經(jīng)濟(jì)”反應(yīng)，力爭實(shí)現(xiàn)廢物“零排放”

BarryTrost：原子經(jīng)濟(jì)性(AtomEconomy)概念

A＋BC＋DA＋BC＋

產(chǎn)物廢物或副產(chǎn)物廢物為零97/133工業(yè)部門每噸產(chǎn)品排放廢物（噸/噸）煉油~0.1大宗化學(xué)品1~5精細(xì)化工5~20制藥25~100不一樣工業(yè)部門生產(chǎn)中廢物排放量制藥、精細(xì)化工——更需開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)98/133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)99/133第一步第二步第三步BHC企業(yè)新創(chuàng)造綠色方法簡單多了！原子經(jīng)濟(jì)性~99%(包含醋酸)獲1997年美國總統(tǒng)“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”100/133傳統(tǒng)工藝3-氯過苯甲酸氧化劑，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101/133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)過多步反應(yīng)，需要配套開發(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)，研究降低成本開發(fā)新一代苯與烯烴烷基化無毒無害固體酸催化劑102/133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苯二酚103/133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104/133當(dāng)前針對烴類催化氧化不足，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……105/133替換劇毒光氣等原料綠色技術(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)重破壞需要開發(fā)綠色技術(shù)106/133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

107/133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108/133永恒主題——設(shè)計、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)過程也沒有意義。

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——在加工和應(yīng)用過程中及功效消失之后均不會對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害4、產(chǎn)品應(yīng)是環(huán)境友好109/133在環(huán)境友好產(chǎn)品方面。從1996年美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎看，設(shè)計更安全他學(xué)品獎授予RohmHaas企業(yè)。因?yàn)槠溟_發(fā)成功一個環(huán)境友好海洋生物防垢劑。小企業(yè)獎授予Donlar企業(yè)。因其開發(fā)了兩個高效工藝以生產(chǎn)熱聚天冬氨酸，它是一個代替丙烯酸可生物降解產(chǎn)品。在環(huán)境友好機(jī)動車燃料方面，伴隨環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格。1990年美國清潔空氣法(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。另外。保護(hù)大氣臭氧層氟氯烴代用具已在開始使用。預(yù)防“白色污染”生物降解塑料也在使用。110/133美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”

設(shè)計更安全化學(xué)品獎

1996年至年獲獎項目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)對一類安全高效、含有選擇性殺蟲效果ConfirmTM殺蟲劑家族創(chuàng)造和應(yīng)用DowAgroSciencesLLC企業(yè)創(chuàng)造新型天然殺蟲劑產(chǎn)品SpinosadDowAgroSciences企業(yè)Sentricon白蟻巢穴殺滅系統(tǒng)PPG企業(yè)Enviro-Prime2000無鉛凃?qū)?11/133綠色化學(xué)品設(shè)計：

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、研制新產(chǎn)品時，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112/133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和顆粒物排放整個過程少排放CO2，降低溫室效應(yīng)本身無毒、無害，能自行分解回歸自然含有一定潤滑性，從而延長機(jī)動車壽命燃燒熱值稍低，傾點(diǎn)較高，影響低溫開啟柴油是另一類主要石油煉制產(chǎn)品。對環(huán)境友好柴油。美國要求硫含量小于0.05%，芳烴含量小于20%，同時十六烷值不低于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;二是要開發(fā)低壓深度脫硫/芳烴飽和工藝。國外在這方面研究已經(jīng)有進(jìn)展。113/133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114/133生物柴油在國外已經(jīng)銷售使用當(dāng)前歐共體年產(chǎn)生物柴油70萬噸，年規(guī)劃到達(dá)230萬噸，20到達(dá)830萬噸。德國生物柴油年產(chǎn)量已達(dá)40萬噸，已經(jīng)有700多個加油站銷售生物柴油。法國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30萬噸/年，日本40萬噸/年生物柴油生產(chǎn)能力115/133我國發(fā)展生物柴油意義、

問題及對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，難與石油柴油競爭對策：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、潤滑劑、清潔溶劑等）降低成本116/1335、“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DuPont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AlliedSignal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117/133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

—對苯二甲酸和乙二醇采取糖化法，正建一套廢聚酯瓶回收對苯二甲酸和乙二醇工廠規(guī)模1萬噸/年118/133廢塑料、纖維等材料回收，走上“閉路循環(huán)”之路對策

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)科合作開發(fā)技術(shù)，包含引進(jìn)個別新技術(shù)119/133綠色化學(xué)生產(chǎn)１涂料工業(yè)２制革工業(yè)引言３造紙工業(yè)４氯氟碳化合物（CFCs）５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步驟中部凈化和無污染反應(yīng)路徑和工藝。

120/133涂料：應(yīng)用于物體表面而能結(jié)成堅韌保護(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(VolatileOrganicCompound)：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)污染物在陽光作用下會產(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）會產(chǎn)生直接毒害，同時還會產(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%）。121/133綠色涂料，亦稱環(huán)境友好涂料，是指涂料在制造和施工過程中沒有有害物質(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)，不至于對人類和大自然造成危害。所以，我們要發(fā)展對環(huán)境污染少，對人體無害涂料。

關(guān)鍵：開發(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%，而高固含量溶劑型涂料固含量為65-85%。開發(fā)高固含量溶劑型涂料可降低揮發(fā)性有機(jī)溶劑使用，降低對人類和環(huán)境危害程度。綠色涂料嘗試：122/133B.水基涂料

水基涂料以水作為溶劑，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。常見水基涂料有：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)是理論上絕對零VOC，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。123/133引言：制革工業(yè)是我國主要工業(yè)部門之一，年產(chǎn)量高。每年年產(chǎn)豬皮革約八千多萬張，牛皮革三千多萬張，羊皮革五千多萬張。年出口創(chuàng)匯八十