【行业资料】环保化工PPT

1、11/10/202111/10/2021引领专业投资http:/research.csc.com.cn引领专业投资环保化工环保化工http:/ http:/ :国家环保总局国家环保总局n良好水质占41.8%，中度污染占30.3%，重度污染占27.9%，水质富营养化严重。http:/ http:/ http:/ 工业行业废水和工业行业废水和codcod排放情况排放情况 cod排放其它行业28.1%化工制造11.2%食品加工21.0%造纸33.0%纺织6.7%http:/ 全国二氧化硫排放量年际变化全国二氧化硫排放量年际变化 中国环境保护部数据http:/ 单位：吨单位：吨/万元万元 行业行业20

2、012002200320042005200620072008电力业电力业0.2290.1850.2180.2130.2180.1650.1050.087非金属矿物制品业非金属矿物制品业0.0490.0560.0540.0440.0430.0380.030.02黑色金属冶炼业黑色金属冶炼业0.0170.0150.0120.010.010.0080.0070.005http:/ 历次五年计划环保投资规模历次五年计划环保投资规模 资料来源资料来源: :国家环保总局国家环保总局http:/ “十一五十一五”环保规划环保规划六大投资方向六大投资方向资料来源资料来源: :国家环保总局国家环保总局http:

3、/ n从事环保设备生产，环保项目建设和运营的企业，受到巨大投资需求拉动，以及市场化运营机制的改革，面临较好发展机会。http:/ “十一五十一五”期间脱硫市场需求预测期间脱硫市场需求预测2005200520102010火电装机容量（万千瓦）38413建成脱硫容量（万千瓦）3200机组脱硫比例8.33%40.00%现役机组脱硫容量（万千瓦）12165单位造价（元/kw）220现役机组需求（亿元）现役机组需求（亿元）214214“十一五”末火电装机容量（万千瓦）55400新增机组容量（万千瓦）16987新增机组需求（亿元）新增机组需求（亿元）299299电厂脱硫需求（亿元）电厂脱硫需求（亿元）51

4、3513http:/ 城市污水处理 “十一五十一五”供水市场容量预测供水市场容量预测城市供水，安全第一，增长不大城市供水，安全第一，增长不大http:/ 城市污水处理参与者城市污水处理参与者http:/ “十一五十一五”污水处理市场容量预测污水处理市场容量预测http:/ 5亿平亿平方米；方米；n每年产生城市垃圾每年产生城市垃圾1.51.5亿吨，以年亿吨，以年10%10%速度增速度增长。长。n垃圾集中处理率54.2%，无害化处理更低n填埋处理占填埋处理占89.7%89.7%；n堆肥处理占堆肥处理占6.7%6.7%；n焚烧处理占焚烧处理占3.6%3.6%。http:/ 资源、环境和健康 n地球十

5、大环境问题；n水资源、生物资源、矿产资源、能源资源的缺失n人类面临各种健康难题http:/ 欧美国家出现大量失明的白内障病人，尤其以肥胖妇女居多。经查实，系服用减肥药二硝基酚所致。 美国推出降血脂新药三苯乙醇，虽然疗效较好，但大量病人服用后，不但发生脱发等毒副反应，而且还有许多人患上了白内障。 西欧一些国家发现，用新药仅应停治疗孕妇的呕吐反应，竟然出现1200多个类似海豹一样的胎儿，他们缺臂少腿。在日本则因长期使用抗症药氮碘喹，酿成了万余人致盲及下肢瘫痪。 在美国发现了300多名妙龄少女患阴道腺癌，后来才证实与他们的母亲在怀孕期间服用保胎药乙雌酚有关。http:/ 大力研究原子经济反应和手性合

6、成大力研究原子经济反应和手性合成等等 医药、农药等产品要引进多种官能医药、农药等产品要引进多种官能团和调整化学结构，生产往往经过团和调整化学结构，生产往往经过多步反应，需要配套开发技术，才多步反应，需要配套开发技术，才能推向工业化能推向工业化http:/ 挥发性有机溶剂有广泛用途挥发性有机溶剂有广泛用途n涂料和油漆的溶剂涂料和油漆的溶剂n泡沫塑料的发泡剂泡沫塑料的发泡剂n微电子器件等的精密清洗微电子器件等的精密清洗n服装干洗的清洗剂服装干洗的清洗剂n化工生产过程中作为溶剂化工生产过程中作为溶剂挥发性有机溶剂对环境的危害挥发性有机溶剂对环境的危害-形成光化学烟雾形成光化学烟雾-引起和加剧多种呼吸

7、系统疾病，增加癌症发病率引起和加剧多种呼吸系统疾病，增加癌症发病率-导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失导致谷物减产、橡胶硬化等，每年造成大量损失-二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层二氟二氯甲烷等破坏地球大气中的臭氧层http:/ 转变观念转变观念产品功能与环境影响并重，设产品功能与环境影响并重，设计、研制新产品时，一般要考虑下面因素：计、研制新产品时，一般要考虑下面因素：n 物质的结构与活性的关系物质的结构与活性的关系n 避免采用毒性功能基团避免采用毒性功能基团n 生物吸收量最小化生物吸收量最小化n 使辅助的物质最小化使辅助的物质最小化http:/ 核心是利用化学原理从源头上减少或消

8、除化学工业对环境的污染，其内容包括重新设计化学合成、制造方法和化工产品. http:/ 1991年后，绿色化学由美国化学会（年后，绿色化学由美国化学会（acs）提出并）提出并 成为美国国家环保局（成为美国国家环保局（epa）的中心口号。）的中心口号。 1995年，美国前总统克林顿设立了年，美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学总统绿色化学挑战奖挑战奖”，从，从 1996年开始在华盛顿国家科学院每年开始在华盛顿国家科学院每年颁发一次，这是化学领域唯一的总统级科学奖。年颁发一次，这是化学领域唯一的总统级科学奖。1999年，世界上第一本年，世界上第一本绿色化学绿色化学杂志诞生。杂志诞生。2000年，美

9、国化学会出版了第一本绿色化学教科书。年，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。http:/ 环境监测费用环境监测费用 废物处理费用废物处理费用 人身保健费用人身保健费用 社区安全保险费用等社区安全保险费用等http:/ 1、防止废物的产生而不是产生后再来处理；、防止废物的产生而不是产生后再来处理； 2、合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产、合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中；物中；3、只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和、只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小；环境无毒或毒性很小；4、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无、

10、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小；毒或毒性很小；5、尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），如、尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质；果一定要用，也应使用无毒物质；6、能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所、能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所接受；接受； http:/ 7、只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再、只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的；生的； 8、应尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护，物理、应尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护，物理与化学过程的临时性修改等）；与化学过

11、程的临时性修改等）；9、尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配、尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配料比；料比；10、设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能、设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产品；后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产品；11、分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到实时、分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；现场监控，以防有害物质的形成；12、化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量、化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减少实验事故的潜在危险，如气体释

12、放、爆炸和着火等。减少实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。http:/ trost认为，合成效率（synthetic efficiency）成了今天合成方法学研究中关注的焦点。 合成效率包括两个方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性); 另一个就是原子经济性(atomeconomy),即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。一个有效的合成反应不但要有高度的选择性,而且必须具备较好的原子经济性,尽可能充分地利用原料分子中的原子。 diels-alder反应就是一个原子经济性的反应。四、绿色化学的应用四、绿色化学的应用http:/ barry trost教授：原子经济

13、性教授：原子经济性(atom economy)概念概念 a b c d a b c+ 原子经济性原子经济性 100 产物废物废物废物为零为零被利用原子的原子量之和被利用原子的原子量之和反应中所有反应物的分子式量反应中所有反应物的分子式量http:/ 理想的原子经济性的合成反应应该是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不需要附加,或仅仅需要无损耗的促进剂,即催化剂。例如：有乙烯制备环氧乙烷的过程，以往方法是：ch2=ch2 + cacl2 + h2o 28 71 74 44 111 18原子利用率仅为44/（28+71+74）=25% ，而采用了新的催化方法：2ch2=ch2 + o2原子利用

14、率就为100%cl2ca(oh)2oagohttp:/ nclcl+co+pdnclnhoch2ch2nh3h2nch2ch2nh2http:/ 1. 过渡金属催化的环加成反应过渡金属催化的环加成反应其反应过程是先形成了金属杂环，再经烯烃或炔烃插入碳金属键而生成产物。oohoh(ph3p)3rhclet(oh),25coohohhttp:/ 2、质子迁移的成环异构化、质子迁移的成环异构化http:/ 3 炔烃的异构化炔烃的异构化http:/ 1 催化剂在原子经济性化学反应中的应用 如上面的例子可以看出，在反应物不变的前提下，改用“绿色”催化剂，能用简单、安全、环境友好、资源有效的操作，快速定量

15、地把廉价易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子，原子利用率高，能推绿色化学的快速发展。http:/ 无毒、无害的催化剂的应用 使用对人类和生态环境无毒、无害的催化剂获得目标产物是绿色化学的追求目标。 例如甲基丙烯酸甲酯（methylmethacrylate）是重要的高分子单体，转统的工业制法为：而壳牌公司开发的一步催化法为：原子利用率，产物选择性均大于99%，而且避免使用强腐蚀性h2so4的使用。ohcnoh- 40c98%h2so480-140cmeohh2so480cch3ccoch3o+nh4hso4ch3cch+co+ch3ohpd60c6mpach3cch2coomehttp:/

16、生物催化合成的研究 利用生物催化（酶，微生物等催化）合成化学品不但具有条件温和、转化率高的合成的优点，而且可以合成手性化合物及高分子及化学法难于合成的化合物。生物催化合成的产品有类固醇及甾醇合成，类萜合成，生物碱合成，半合成抗生素合成，有机酸类合成，糖的转化，药用多肽及蛋白质的合成，氨基酸类合成，胺合成等。 http:/ 催化新技术的概述 为了适应绿色化学的需要，许多新的催化方法已经产生或正在发展之中，以下是几种有影响的新技术的简述和展望。1 1）酸催化）酸催化 酸催化反应和酸催化剂是烃类裂解、重整、异构等石油炼制以及包括烯烃水合、芳烃烷基化、醇酸酯化等石油化工在内的一系列重要工业的基础。目前

17、已有一批固体酸用于酸催化,其固体酸有混合氧化物(如23 2)、杂多酸、超强酸(5/2 2,2 4等)、沸石分子筛、金属磷酸盐硫酸盐、离子交换树脂等。反应工艺上采用多相过程取代均相催化,如烯烃水合生产乙醇、异丙醇都已采用固体酸多相催化工业化。http:/ 目前 工艺完全避免了负载型酸,直接采用酸性沸石分子筛作催化剂,避免了液体酸污染，降低e因子，选择性大大提高，把此工艺变成了真的绿色工艺。例：ohoh+coohzeolitecatalystooohch2cn+ch3ohcax-zeolitech3cnh+oh2http:/ 2） 氧化催化氧化催化 氧化不论在石油化工还是精细化工中都是一类重、要的

18、反应,用催化过程生产的有机化学品中,催化选择氧化生产的产品约占25%。在石油化学工业过程中,氧化反应大多采用氧气或空气在气相中进行,如甲醇在负载银催化剂上氧化制甲醛,丙烯氨氧化制丙烯腈等。 目前许多新的氧化催化技术正在兴起。http:/ -1分子筛分子筛22氧化氧化 环己酮肟是己内酰胺生产中的一个重要中间体, 。公司开发了一种用-1分子筛和22进行环己酮肟化的新技术。采用这种技术环己酮转化率99.9%,环己酮肟选择性98.2%,以22计收率在92%以上。-1分子筛法具有独特的性能,反应条件温和;氧源安全易得;选择性高,副反应少;过程清洁,副产品为2和2。-1分子筛22氧化法在近年来发展迅速,是

19、绿色化学中极有希望的氧化工艺。http:/ 羰化包括氢甲酰化反应都属于绿色化学中提倡的原子经济性反应。甲醇羰化成醋酸(3+=3),乙烯氢甲酰化(2=2+2+=32)等都属于原子经济性的典型例子,是绿色化学中应提倡的反应。 a 水溶性均相氢甲酰化催化 水溶性金属有机络合物为催化剂的两相催化体系自20世纪80代以来发展迅速,1984年第一次成功地将水溶性铑 膦络合物用于两相催化体系催化丙烯氢甲酰化工业化生产。http:/ 非铑非卤素体系的气相羰基化醇羰基化 醇羰基化合成酸及其酯在化学工业中是一个极具吸引力的过程。非铑非卤素新催化体系的气相羰化是绿色化学中更为清洁的生产路线。特别是以此为基础发展一系列非铑非卤素的气相羰化反应。如硝基化合物合成二异氰酸酯(取代不利于环境的光气合成法)、醋酸甲酯羰化合成醋、酐、醇的还原羰化、烯烃或炔烃羰化等,是绿色化学中具有广泛前景的新技术。http:/ 其他的新技术 质子溶剂中的ln（otf）3 催化dielsalder反应、羟醛缩合反应、烯丙化反应、缩醛化反应，自由基反应等经典反应的绿色化研究取得较大的进展，其在水相良好的稳定性使其可以取代传统的有机相lewis酸催化，使反应可以在环境友好的溶剂中进行。oo+se(otf)3(10%)thf-h2o