第12章绿色化学1

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1、第十二章绿色化学化工概论1990年，美国国会通过了“污染防止条例”（thePollutionPreventionAct），该条例指出最佳的环境保护方法是在源头防止污染的产生。从此，开创了绿色化学时代。表1976~1989年间10大公害事件事件名称发生年份发生地点危害情况公害原因维锁化学污染1976意大利多人中毒，居民搬迁，几年后婴儿畸形多农药厂爆炸，二恶英阿摩柯卡的斯油轮泄油1978法国藻类、湖间带动物、海鸟灭绝，工农业生产、旅游业损失大油轮触礁，22×104t原油入海三哩岛核电站泄露1979美国周围50英里200万人口极度不安，直接损失

2、10多亿美元核电站反应堆严重失水威尔士饮用水污染1985印度200万居民饮水污染，44%的人中毒化工公司将酚排放入河水墨西哥气体爆炸1984墨西哥4200人伤，400人亡，300栋房被毁，10万人疏散石油公司一个油库爆炸博帕尔农药泄露1984印度1408人伤，2万人严重中毒，15万人接受治疗，20万人逃离45t异氰酸甲酯泄露切尔诺贝利核电站泄露1986前苏联31人亡，203人伤，13万人疏散，直接损失30亿美元4号反应堆机房爆炸莱茵河污染1986瑞士事故发生地段生物绝迹，100英里鱼类死亡，300英里不能饮用化学公司仓库起火，磷、汞、大量

3、硫、剧毒物入河莫农格希拉污染1988美国沿岸100万里居民生活严重影响石油公司油罐爆炸，350×104t原油入河埃克森·瓦尔迪兹油轮漏油1989美国海域严重污染漏油26.2万桶一、绿色化学及其特点二、绿色化学原理三、绿色化学技术四、清洁生产1、绿色化学的概念绿色化学又称环境无害化学(EnvironmentallyBenignChemistry)、环境友好化学(EnvironmentallyFriendlyChemistry)、清洁化学(cleanChemistry)。绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态

4、环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学。2、绿色化学的特点绿色化学其核心是利用化学原理从根本上减少或消除化学工业对环境的污染。它所研究的中心问题是使化学反应、化工工艺及其产物具有以下四个方面的特点：①采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的反应条件(溶剂、催化剂等)下进行；③使化学反应具有极高的选择性，极少的副产物，甚至达到“原子经济”(AtomEconomy)的程度，即在获取新物质的转化过程中充分利用每个原料原子

5、，实现“零排放”；④产品应是对环境无害的。绿色化学的主要研究领域是围绕着化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品开展的，如图所示。无毒无害原料可再生资源环境友好产品回归自然废物回收利用无毒无害催化剂无毒无害溶剂原子经济反应A＋BC＋DA＋BC＋“原子经济”反应，力争实现废物“零排放”产物废物或副产物废物为零原子经济性原子经济性：指反应物中的原子有多少进入了产物∑PiMiiAE=---------×100%∑FjMjjPi:目的产物分子中i原子的数目Fj:原料分子中j原子的数目M:各原子的相对原子质量原子利用率：目的产物的量原子利用率=-----

6、-------------------×100%各反应物的量之和在评价一个合成过程的效率方面，长期以来人们一直使用产率。但该方法存在较大的缺陷，即产率没有考虑最终产品以外的其他产品的使用与产生。化工生产上常用的产率或收率则是用上式表示。美国斯坦福大学B．M．Trost教授于1991年提出了“原子经济”的概念。它被表述为：原子经济性与产率或收率是两个完全不同的概念，前者从原子水平上来看化学反应，而后者则从传统宏观量上来看化学反应。原子经济考察一个合成过程中所有反应物转化成最终产物的情况。若所有的反应物均全部转化至产物中，则这个合成过程是10

7、0％的原子经济性反应。常用的原子经济性反应(见课本P412)重整反应（100%）加成反应（100%）乙烯直接氯化生产1，2二氯乙烷取代反应：原子经济性不高，有副产物消除反应：与取代反应一样，有副产物氧化反应：原子经济性与所采用的氧化剂有关丙烯环氧化制环氧丙烷次氯酸石灰废渣污水传统工艺—氯醇法：原子经济性=34%绿色工艺—钛硅分子筛催化：原子经济性=76%1-氯丙醇2-氯丙醇工业部门每吨产品排放的废物（吨/吨）炼油~0.1大宗化学品1~5精细化工5~20制药25~100不同工业部门生产中的废物排放量制药、精细化工——更需开发原子经济反应P.

8、T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12条原则⑴防止废物的生成比在其生成后再处理更好；⑵设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之中；⑶设计合成方法时，只要可