绿色化工技术的应用与发展

1、word目录摘要：21绿色化工的定义32绿色化工的优点33典型的绿色化工技术331原料绿色化332化学反响绿色化433催化剂、溶剂绿色化434产品绿色化54绿色化工技术在别离方面的应用55绿色化工在造纸上的应用66绿色化工在农药中应用67绿色化工在高分子材料应用68绿色化工在能源中的应用79绿色化工技术的开展79.1绿色化工开展现状79.2我国开展绿色化工的措施8结语10参考文献10致谢11 绿色化工技术的应用与开展摘要： 对绿色化工技术进行了综述，着重介绍了绿色化工技术在日用化工、农药、水处理、材料以及能源等方面的应用. 对绿色化学化工的开展提出了一些见解.【关键词】：绿色化工技术 应用 可

2、持续开展Green chemical industry technology application and developmentAbstract: An overview of green chemical technology, focuses on green chemical technology in daily-use chemical industry, pesticide application, water, materials and energy. On the development of green chemistry and chemical engineerin

3、g offers some insights. Key Wowds: Green chemical industry technology Using Sustainable development 1绿色化工的定义绿色化工就是把传统的化工绿色化，即设计环境友好的化学反响路线。物质和能量构成闭路循环的化工工艺流程。同时生产绿色化学产品。使化学反响和化工过程从源头起就不产生环境污染。将传统的化学工业建设和改造成为可持续开展的绿色化学工业。2绿色化工的优点绿色化工是降低化工污染的最有效手段，它转变经济增长方式，保障经济与环境保护协调开展。绿色化工通过技术革新的手段，使物料得到有效利用，将污染物消灭

4、在生产过程中，从源头上使废物不再产生，从而消除污染，彻底改变以前先污染后治理的局面，使化工污染控制过程，实现由末端控制向生产全过程控制转变。绿色化工不但环境效益高，而且能产生很高的经济效益，实现环境效益与经济效益的同步增长。绿色化工可以在环境资金投入不多的情况下，在较短时间内显著地削减污染物，使化工行业经济开展与环境保护之间的矛盾得到彻底缓解，有效的控制化工污染。绿色化工可转变经济增长方式，有效促进化工行业从粗放型向集约型转变。绿色化工通过改进工艺技术和设备，能够最大限度地提高资源和能源的利用率，合理利用资源，降低物耗，提高经济效益，并把它们与环境保护有机地结合起来，有利于化工挖掘环保潜力，提

5、高化工企业的管理水平和技术水平，有效实现节能降耗、减少污染物的产生量和排放量的目标，从而实现经济增长与环境保护的协调开展。3典型的绿色化工技术31原料绿色化采用无毒、无害的化工原料或可再生资源原料替代剧毒的、造成环境严重污染的原料，生产特定的产品是绿色化学的重要研究内容。例如。不采用剧毒的光气生产有机化工原料碳酸二甲酷得到了广泛的研究。mley和Manzer等分别报道了工业上己开发成功采用二氧化碳或一氧化碳与胺类反响生产异氰酸酷的新技术。Kolniya研究开发了在固态熔融状态下。采用双酚A和碳酸二甲酷聚合产生聚碳酸醅的新技术它取代了常规的光气合成路线，并同时实现了两个绿色化目标：原料无毒无害、

6、不使用可能致癌的溶剂(甲基氯化物)。32化学反响绿色化化学反响绿色化的目标就是要实现“原子经济反响。原子经济性的目标是在设计化学合成路线时使原料分子中的原子更多或全部地变成最终希望的产品中的原子。目前，在根本有机原料的生产中。有的已采用原子经济反响，如丙烯氢甲酰化制丁醛、乙烯或丙烯的聚合、丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。开发新的原子经济反响已成为绿色化学研究的热点之一。EniChem公司开发了一种用TiSi分子筛催化荆进行环己酮肟化的新技术。这种技术的环己酮转化率999环己酮肟选择性982，以环己酮计，收率超过99，以过氧化氢计收率在92以上，根本上实现原子经济反响，并已工业化。33催化剂、溶剂绿

7、色化传统化工生产过程中，常采用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等作为催化剂如烃类的烷基化反响。这些催化剂的共同缺点是。对设备的腐蚀严重、对人身危害和产生废渣、污染环境等。作为化工领域普遍使用的催化剂，在绿色化工中的作用尤其显得重要。 Anastas等提出了绿色化学设计、开发、应用过程的十二条原那么，并详细介绍了主要运用催化作用来实现这些原那么。大力开发分子筛、杂多酸、超强酸等固体酸催化剂及树脂催化剂，来代替液体酸、碱作催化剂，是实现环境友好新工艺的一条重要途径。化学工业的污染问题还来源于反响介质及别离中所用的溶剂。当前溶剂绿色化最活泼的研究工程是开发超l临界流体(SCF)，特别是超l临界二氧化碳作溶剂。

8、此外，用二氧化碳代替氟氯烃作聚苯乙烯泡沫塑料发泡剂。已获1996年美国“总统绿色化学挑战奖中的“改变溶剂，反响条件奖。Naclo Chemical Co由于开展了一种水基过程生产带电聚丙烯酞胺而获1999年的这一奖项，这些水溶的高分子通常用于造纸工业、加工应用和废水处理。高分子可以帮助把污水(如造纸厂搀出的污水)中的悬浮固体和污染物除去。34产品绿色化化工产品绿色化与人的身体健康有着密切的关系，世界各国对此开展了广泛研究如化学农药、生物降解塑料、氢氟烃代用品等环境友好化工产品。4绿色化工技术在别离方面的应用超临界流体萃取(super Critical nuid Ext瑚lction)的原理是在

9、超临界状态下，将超临界流体与待萃取的物质接触，利用超临界流体(SCF)的高渗透性、高扩散性和高溶解能力，对萃取物中的目标组分进行选择性提取，然后借助减压、升温的方法，使SCF变为普通气体，被萃取物质那么根本或完全排出，从而到达别离提纯的目的。超临界流体常用的有N：、Ar、xe、H20、C02和丙烷等，但以C02研究最多，也最常用。超临界流体C02(SFC02)的萃取流程示意如图1所示。液态C02高压泵萃取器别离器萃取物C02 图1 SFC02萃取流程示意图超临界流体萃取按操作条件可分为低压SCF萃取、高压SCF萃取、使用夹带剂或改性剂的SCF萃取。超临界流体与萃出物即溶质的别离方法有3种：恒温

10、减压溶质与气体别离；恒压升温溶质与气体别离；吸附别离(在别离器中参加吸附剂吸附不需要的溶质后，萃取物的目标产物与气体别离)。影响萃取效率的因素除萃取物的特性外，主要决定于超临界流体的温度、压力及改性剂的种类和含量。一般而言，增大压力可提高SCF的浓度，有利于萃取；升高温度可提高溶质的溶解度，有利于溶质的扩散。对于动态萃取，sCF流量的增大，萃取率那么提高；对于静态萃取，那么萃取率随时间的延长而提高。超临界流体技术具有许多传统技术所没有的快速、高效、低能耗、污染少等优点，而且超临界流体无毒、不易燃、不污染环境。与传统提取方法相比，超下提取别离，有利于热敏性物质和易氧化物质的萃取，而且几乎保存产品

11、中全部有效成分，产物没有有机溶剂残留，产品纯度高，操作简单、节能。因此，在化工、医药、香料食品及能源工业等领域都得到工业化应用。5绿色化工在造纸上的应用造纸工业. 造纸工业是我国环境污染最严重的三大产业之一，每年有害废水的排放量高达50 亿t 上世纪八、九十年由于行业需求极大地推动了生物技术在造纸工业研究的步伐，继木聚糖酶在纸浆漂白中得到应用之后，多项生物技术已经进入生产实用阶段，如利用木素降解菌处理纤维原料，代替或局部代替污染严重的化学法制浆；另外3天津轻工学院、华南理工大学等单位把纤维素酶应用于废纸脱墨和改性，木素酶用于漂白等方面进行了试验，结果显示出它们具有良好的应用前景.6绿色化工在农

12、药中应用由于农药及其在环境介质间传递所引起的污染很难根治，使得近年来研究者的注意力从农药的强杀伤力和广谱性上逐渐转移到高选择性和环境友好型农药的研究上来.高效平安的农药品种在市场上渐唱主角. 在众多的新型农药中，生物农药可以说是绿色农药的首选，绿色农药分类主要包括生物农药，合成农药，光活化农药和化学信息农药. 近年来，我国已经生产了一些植物源农药8用于绿色食品生产中，如楝素、鱼藤酮，苦参碱和藜芦碱等，绝大局部植物源杀虫剂都具有对人畜平安，不污染环境，不易使害虫产生抗药性等优点. 开发单一活性异构体农药或降低产品中无效、低效手性异构体的比例是当代农药生产的开展方向之一，如顺式氰戊菊酯和顺式氯氰菊

13、酯的药效是氰戊菊酯和氯氰菊酯的4 倍和2 3倍.7绿色化工在高分子材料应用高分子材料由于其本身结构的特点，不容易降解.2000 年我国废旧塑料在600 万t 以上，而回收利用率仅10% . 实施高分子材料绿色工程是解决高分子材料带来的环境问题的根本所在. 首先应该在材料的合成制备阶段，从源头上制止废弃的高分子污染，在分子链中引入对光、热、氧、生物酶敏感的基团.其次是利用无污染的物理方法来改善废弃高分子材料的相容性和加工流变性，来制备具有一定使用价值的废弃高分子材料，或通过聚合物的可控解聚和降解，从废弃材料中回收有经济价值的单体、低分子量油脂及其它化学品.可生物降解塑料包括光降解塑料、生物降解塑

14、料、光降解生物降解塑料目前公认的产品是聚乳酸. 另外，对废弃旧塑料主要还是一级和二级回收利用. 废旧塑料的一级回收主要有人工法、风力法、磁选法和浮选法. 二级回收是作为废旧塑料综合利用的最主要途径. 2002 年全世界生物降解塑料的市场已经到达3. 5 4. 0 万t. 目前开发的生物降解塑料包括天然高分子的合成、微生物发酵合成以及化学合成三个大类几十个品种，主要应用于医用材料药物送达和缓释体系；可吸收性术后缝线；骨科用器材、包装材料容器；薄膜、片材；发泡、农用材料和水产用品。8绿色化工在能源中的应用我国是世界上最大的产煤国和消费国，煤炭为国民经济做出巨大奉献的同时，也带来一系列环境污染问题.

15、 防治污染的洁净煤技术可分为煤炭燃烧前、燃烧中和燃烧后的净化技术以及煤炭的转化术. 其中有常规技术、高新技术和某些尖端技术，如用等离子体或离子束脱硫脱硝等. 煤的气化技术是洁净煤技术的重要组成局部，是煤炭转化的主要途径之一，能够减少用煤过程造成的环境污染.地球上的绿色植物每年产生的碳氢化合物高达300 亿t 以上，其能量储藏相当于8 万亿t 煤或8百亿t 石油，且可在自然环境中降解，因此将生物物质用作化学原料和能源是绿色化学的战略目标. 将淀粉或纤维素降解成葡萄糖，再用细菌发酵和或酶进行催化，生产出我们所需要的化学物质的方法。9绿色化工技术的开展9.1绿色化工开展现状1999年英国皇家化学会创

16、办了第一份国际性 绿色化学 杂志，日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的“新阳光方案，在环境技术的研究与开发领域，确定了环境无还制造技术、减少环境污染技术和二氧化碳固定与利用技术等绿色化学的内容。绿色化学很快成为国际化学科。但是，近年来社会上有一种偏见，认为化工是夕阳产业、污染产业，更有甚者，谈“化色变。一些环境污染事件和平安事故更造成了极其不好的社会影响。造成这种现状的原因在于：一些地方政府或个别企业只为片面追求经济利益，实行粗放式生产，随意排放“三废，既浪费了珍贵能源和资源，又污染了环境，造成对生态的破坏。迄今为止，化学家构筑了大量的化学反响，已有十几年没有新的人名反响出现，因此

17、仅从化学反响本身开发新的反响已经难上加难。从绿色角度来看， 由于很多传统有机合成反响用到有毒试剂和溶剂，这些有毒试剂和溶剂的绿色替代物的开发给这些传统反响的重新构筑提供了机遇。另外反响与生物技术、别离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反响路径仍有空间。 要真正实现化工生产的绿色化，一方面要受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力，根据Crystal Faraday协会在2004年提出的路线图中给出的8个技术领域，即绿色产品设计、原料、反响、催化、溶剂、工艺改进、别离技术和实现技术。在此根底上，作者提出了绿色化工产品设计、原料绿色化及新型原料平台、新型反响技术、催化剂制备的绿色化和新

18、型催化技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂、新型反响器及过程强化与耦合技术、新型别离技术、绿色化工过程系统集成、计算化学与绿色化学化工结合等9个方面绿色化学和化工的开展趋势。从源头上尽量减少甚至杜绝污染，实现废物的零排放，这是绿色化学的研究范畴；另一方面，由于绿色化学还有相当的路要走，必须从工艺和设备两方面着手，大力研究与开发从整个工程链中减少或消除污染的绿色工程技术，并在此根底上进行过程系统综合，降低能耗，实现废物最小化和环境影响最小化。 绿色化学技术绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学和清洁化学，它是一门从源头上阻止环境污染的新兴科学。其研究工作主要是围绕化学反响、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色

19、化展开的。绿色化学的研究与开发绿色化学技术中最理想的是采用“原子经济反响，实现反响的绿色化，即原料分子中的每一原子都转化成产品，不产生任何废物和副产物，实现废物的 “零排放。9.2我国开展绿色化工的措施(1)政府要完善制度支持绿色化工。政府部门要及时调整产业结构，用长远的眼光开展经济，正确认识投入和产出问题，对于污染严重的传统化学工业，要逐步放弃支持它们，要扶持对传统化学工业的绿色化改造，支持绿色科技领域的研究与技术开发，鼓励开发清洁工艺技术以减少污染源。完善各项环境经济政策，实施污染物总量排放控制与收费制度，鼓励化工企业在中间生产环节减少污染物的产生量，全面推进绿色化工生产。对绿色化工生产，

20、实行税收优惠政策；对绿色化工生产的投资和信贷，实施优惠和倾斜的政策。从制度上对绿色化工的开展提供支持，逐步完成传统化工向绿色化工的过渡。(2) 实行全过程的环境影响评价制度。目前的环境影响评价制度，在新建工程的可行性研究阶段进行，评价的根底是污染物末端治理设施是否达标，重点在污染物治理设施的规模、资金、性能方面。这种环境评价制度，不但无视了主体生产工程本身的环保措施，而且无视生产过程中少排污染物的潜力，不能满足绿色化工的要求。因此环境评价应从化工工程的立项，扩大到工程实施的整个过程，对原材料选用、工艺、技术选择、能源消耗等，实行全过程的环境影响评价制度，并提出相应的绿色化工开展建议。(3)选择

21、重点领域进行绿色化工技术的开发。化工行业的科技工作者，要以人类的进步和开展为出发点，及时调整研究领域和方向，践行可持续开展战略。综合利用现代生物技术和化学化工技术，大力开发绿色生化工程，如生物煤炭脱硫技术，大力开展洁净煤技术开发，改善我国环境污染现状。开发新生物质能源，将生物物质用作化学原料和能源。加大对生物降解塑料催化剂的研究，解决日趋严峻的“白色污染问题；大力研制开发生态肥料，提高肥效，以改进土壤，减少农业污染；加大对低毒、低本钱、无公害、生物活性高的农药的研发，促进农业绿色产业化，实现农业的可持续开展。(4) 改革传统化工产品体系。地球上，淀粉和木质纤维素是最多的可再生生物资源，它们都含

22、有糖类聚合物，用这些生物质作破碎成单体后最为化工原料，在一定的条件下，通过细菌发酵，或者生物酶的催化作用，可生产出无污染、可生物降解的绿色化工产品。这样，既可以保护资源，有可以保护环境，是实现化工行业可持续开展的重要途径。(5) 广泛开展绿色化工的宣传和人才培养。目前，我国社会群众对绿色化工的认识，都还比拟浅薄，因此，要广泛开展绿色化工的宣传，提高对人们传统化工产品及工艺对环境污染的认识。加大媒体力量的宣传，加强对绿色化工的信息交流和宣传教育工作。尤其是高等院校，为培养国家未来高级建设和管理人才，要在化学化工教材里融入绿色化工的内容，培养学生的绿色化工意识，培养专业的绿色化工技术人才。总之，由

23、于我国资源和能源消耗呈持续增长趋势，我们面临的环保压力日益增大。在传统化工面临资源匮乏、能源耗竭、污染环境和生态失衡的严峻形势下，大力开展绿色化工，降低污染，节约能源，是人类实现可持续开展的必然选择。结语绿色化工的出现，为我国化工行业的快速开展提供了良好契机。但是化学工业的开展在不断促进人类进步的同时，客观上也带来了环境污染、温室效应等负面效应。一些著名的环境事件多与化学工业有关，诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化如太湖蓝藻大面积爆发事件等。然而，把所有的环境问题归因于“都是化学惹的祸，显然不公平。在早期的化学工艺流程中，根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围，因此很多化学工艺都会带来环境污染，导致有些人把化学和化工当成了污染源，甚至谈“化色变。这些仅仅是对化学的偏见，而事实上，监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。为了应对化学工业所面临的挑战，消除人们对化学工业的误解，提倡绿色化学已刻不容缓。参考文献1 魏国锋 ，王硕 绿色别离技术及其在精细化工中的应用 现代化工 2006,26(z