《绿色过程工程基础》ppt课件

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1、绿色过程工程GreenProcessEngineering1绪论绿色过程工程与可持续发展绿色过程工程基础过程工程绿色化模式过程工程生态学过程强化与设备微型化过程系统工程3绿色过程工程基础3.1原子经济性反应3.2原料绿色化与生物质资源3.3溶剂绿色化3.4能源绿色化3.5绿色催化剂与催化技术3.6分离过程绿色化3.7非传统过程3.8产品绿色化3绿色过程工程基础3.1原子经济性反应3.2原料绿色化与生物质资源3.3溶剂绿色化3.4能源绿色化3.5绿色催化剂与催化技术3.6分离过程绿色化3.7非传统过程3.8产品绿色化3.5绿色催化剂与催化技术目前90%

2、以上的化工过程是在催化剂存在下实现的。催化剂的作用是有选择地降低化学反应活化能，有选择地提高化学反应速率，有选择地改变化学反应的方向，而在整个化学反应过程中，催化剂的加入是很少的，催化剂本身没有发生变化，经适当处理可反复使用3.5绿色催化剂与催化技术传统的催化剂与催化技术，常常过于追求生产过程的高效性和经济性，而忽略了环境效益和生态效应，以至于目前过程工业所使用的催化剂与催化技术中绝大多数都对生态环境造成或多或少的污染。因此，研究、开发和使用对环境友好的绿色催化剂与催化技术就成为当前重要的前沿热点课题之一3.5绿色催化剂与催化技术3.5.1酸碱催化剂

3、绿色化3.5.2分子筛催化剂3.5.3选择性催化氧化3.5.4生物催化剂3.5.5超临界非均相催化3.5绿色催化剂与催化技术3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5.2分子筛催化剂3.5.3选择性催化氧化3.5.4生物催化剂3.5.5超临界非均相催化3.5绿色催化剂与催化技术酸碱定义、分类、表征*酸碱电离论（Arrheniusacid-baseconcept）*酸碱电子论（Lewisacid-baseconcept）*酸碱质子论（Brönsted-Lowryacid-baseconcept）3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术酸强度对质子酸是

4、指给出质子的能力，对路易斯酸是指接受电子对的能力3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术碱强度对质子碱是指其吸附酸以转变成共轭碱的能力，对路易斯碱是指其给出电子对以吸附酸的能力，常用碱强度函数H-表征3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术超强酸是指酸强度超过100%H2SO4的酸强度的酸性物质。因为100%H2SO4的H0=-11.93，所以，H0<-11.93的酸可称为超强酸。如SbF3-FSO3H的H0<-20，酸强度为100%H2SO4的108倍，是很强的液体超强酸3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术超

5、强碱定义为强度比中性物质的H0=7高出19个单位的碱性物质，即H->26者称之为超强碱。如Al2O3-NaOH-Na的H-=37，是很强的超强碱3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术酸碱催化剂（acid-basecatalyst）因物质的酸碱性质而起催化作用的催化剂。有液体酸碱催化剂和固体酸碱催化剂。按酸碱的性质可分为:质子酸碱(亦称布朗斯台德酸碱，简称B酸、B碱)催化剂和路易斯酸碱(简称L酸、L碱)催化剂3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术过程工程使用的催化剂中，酸碱催化剂占绝对优势，特别是硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸、三

6、氟化硼、三氯化铝等均相酸性催化剂，占70%以上。在烃类异构化、烷基化、歧化、酯化、酰化、水解、水合等领域有广泛的应用3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术固体酸碱催化剂固体酸催化剂（solidacidcatalyst）催化功能来源于固体表面上存在的酸性位的催化剂。如膨润士、天然沸石和合成分子筛、氧化铝、硅铝胶、阳离子交换树脂，以及一些金属的硫酸盐(如NiSO4、CuSO4)、磷酸盐(如AlPO4、BPO4)、卤化物(如AlCl3、TiCl3、CuCl2)，载于硅胶、硅藻土等上的H2SO4、H3PO4、H3BO3等无机酸。用于催化裂化、催

7、化重整、加氢裂化、异构化、甲苯歧化、醇类脱水、烯烃水合等反应过程3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术固体酸碱催化剂超强酸固体催化剂是用超强酸处理固体载体而制得的。一般用于制备固体超强酸的载体有非金属氧化物、金属氧化物、离子交换树脂和杂多酸等，通常的制备方法是真空浸渍、焙烧。应用最多的是各类酯化反应3.5.1酸碱催化剂绿色化3.5绿色催化剂与催化技术固体酸碱催化剂固体碱催化剂（solidbasecatalyst）因表面具有碱性位而起催化作用的固体催化剂。如载于硅胶或氧化铝上的碱(NaOH、KOH等)，分散在硅胶、氧化铝或高沸点矿物油中的

8、碱金属或碱土金属，载于氧化铝上的胺、氨，碱金属和碱土金属的氧化物或碳酸盐，混合氧化物(SiO2·CaO、Si