天津大学化工导论第十章现代化工的发展前景课件

化工导论第十章

现代化工的发展前景

传统化工面临的挑战化工资源与能源的危机石油、煤和天然气既可用做能源，也是化工的起始原料。石油化工产品与规模空前发展。由价廉的石油得到各种石油化工产品。人们逐渐认识到化工资源的匮乏和能源的危机。

传统化工对生态环境的污染

化工三废对生态环境的影响

有害化学品对人类与生态环境的影响人类面临的五大基本问题人类面临的五大基本问题是：

人口,粮食，能源，资源，环境。在化学化工领域，认识到化工资源的短缺危机与传统化工的三废对污染环境的挑战促使各国政府倡导“绿色化学与化工”。绿色化学的兴起

绿色化学的兴起与原则

环保治理的三个发展阶段“稀释废物来防治环境污染”

三废的后处理技术在源头防止废物的生成

绿色化学的基本原则

美国的P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12条原则：（1）防止废物的生成比在其生成后再处理更好。（2）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。绿色化学的基本原则（6）合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响，应设法降低能耗，最好采用在常温常压下的合成方法。

（7）在技术可行和经济合理的前提下，原料要采用可再生资源代替消耗性资源。（8）在可能的条件下，尽量不用不必要的衍生物（derivatiza-tion），如限制性基团、保护/去保护作用、临时调变物理、化学工艺。绿色化学的基本原则（9）合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量（stoichiometric）助剂更优越。（10）化工产品要设计成在其使用功能终结后，它不会永存于环境中，要能分解成可降解的无害产物。

10.2.1.2绿色化学的基本原则）（11）进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线监测和控制。（12）选择化学生产过程的物质，使化学意外事故（包括渗透、爆炸、火灾等）的危险性降低到最小程度。绿色化学的基本原则是从源头消除污染，包括新设计或者重新设计化学合成、制造方法和化工产品来根除污染源。绿色化工的定义绿色化工又称清洁生产或环境友好技术，它是在绿色化学基础上开发的从源头上阻止环境污染的化工技术。绿色化工与传统化工最主要的区别是从源头上阻止环境污染，即设计和开发在各个环节上都洁净和无污染的反应途径和工艺。

绿色化学与化工的关系

绿色化学追求的目标是从源头上消除污染，而绿色化工的目标则要求是经济效益和环境效益协调发展，可以概括为“三高”、“三低”、“两小”。反应要高转化率、高选择性和高能源利用率。原料要低毒、反应介质（溶剂）要低毒、产品要低毒。产生废物小，副产物也要小。绿色化学与化工是

未来化学工业发展的方向和基础绿色化学与化工是当今国际化学与化工科学研究的前沿，它吸收了当代化学、物理、生物、材料、信息等科学的最新理论和技术，是具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。目前，绿色化学作为未来化学工业发展的方向和基础，越来越受到各国政府、企业和学术界的关注。绿色化学与化工的研究内容

原料的绿色化无毒、无害原料；可再生资源为原料化学反应的绿色化原子经济性反应；提高反应选择性催化剂的绿色化：无毒无害催化剂溶剂的绿色化：无毒无害溶剂产品的绿色化

原子经济性反应和高选择性反应

原子经济性概念：原子经济性或原子利用率（%）=（被利用原子的质量/反应中所使用全部反应物分子的质量）100%

原子经济性反应和高选择性反应环氧乙烷的生产环氧丙烷的生产CO气相催化偶联合成草酸二乙酯采用无毒无害溶剂超临界二氧化碳作为绿色溶剂的利用离子液体作为绿色溶剂的应用

环境无害的绿色化学产品

绿色化学产品应该具有两个特征：产品本身必须不会引起环境污染或健康问题，包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害；当产品被使用后，应该能再循环或易于在环境中降解为无害物质。环境无害的绿色化学产品可降解塑料的研制

新型化学杀虫剂21世纪化工展望

世界化工发展趋势资源利用多元化

产品结构精细化

技术结构现代化

经营管理全球化

发展方向绿色化

试论传统化工面临的两大挑战。人类面临的五大基本问题是什么？请说明环境保护治理的三个发展阶段。绿色化学与化工研究的主要内容有哪些？试给出原子经济性（或原子利用率）的定义，并举例说明。试举例说明高新科技与