绿色化学与化工导论市公开课获奖课件省名师优质课赛课一等奖课件

绿色化学与化工导论欢迎你1/13320世纪化学工业为衣、食、住、行、保健和娱乐以及国防安全提供了丰富化学物质，也带来了不一样程度环境污染二十一世纪绿色化学进展将证实化学有能力推进经济和社会可连续发展，保障子孙后代美满幸福生活2/133开设本课程目标环境污染、能源枯竭等问题是当前人们最为关心热门话题之一,传统化学、化工面临着人类可连续发展要求严重体挑战，而绿色化学化工兴起和发展,既能够从根本上保护环境,又能够深入促进化学工业生产发展,所以化学工业出路在于大力开发和应用基于绿色化学原理产生和发展起来绿色化学化工技术。3/133经过本课程学习，掌握绿色化学与化工基本概念、基本原理，了解化学、化工生产中资源与能源合理利用及生态环境可持续性发展间关系。达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认识化学学科，树立既保护环境又推进工业生产发展新观念。同时及时了解最新最热门科学技术成果研究进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、研究方向明确高素质人才打下基础。4/133本课程为考查课，总学时数为34学时。自学课程：主要以自学为主，辅导两次。目培养自学能力。自学内容：按大纲要求，结合教材及有关参考资料自学，做好自学笔记。考核形式：自学笔记40%，小论文或读书报告30%，期终考查30%。课程性质及要求5/133教材及参考书1、李德华．绿色化学化工导论．北京：科学技术出版社，2、闵恩渍.吴巍编著.绿色化学与化工.北京：化学工业出版社,4．3、仲崇立.绿色化学导论.北京：化学工业出版社,4、贡长生、张克立.绿色化学化工实用技术.北京：化学工业出版社,5、沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京：中国环境科学出版社,6、顾国维、何澄.绿色技术及其应用.上海：同济大学出版社,19997、P.T.阿纳斯塔斯，J.C.沃纳.李朝军,王东.绿色化学理论与应用.北京：科学出版社,6/133教学内容及要求第一章

绪论：从环境问题产生与发展，了解绿色化学产生、发展、主要性；掌握绿色化学定义和特点。

第二章

绿色化学原理：掌握绿色化学12条基本标准；掌握原子经济性反应及绿色化学伎俩；

第三章

化学工业可连续发展：了解可连续发展与化工清洁生产关系；掌握化工可连续发展有效路径是必须采取绿色技术。

第四章

工业生态学原理：了解工业生态学发展史及几个基本概念；熟悉工业生态学三大研究方法（工业代谢、生命周期评价、区域产业生态系统建设）；掌握循环经济和生态工业主要性。

7/133第五章

绿色化学化工技术：了解能源、分类及各种能源技术；了解材料分类并掌握各类新型材料特点；掌握催化技术；熟悉生物技术及分离技术（微波技术、膜技术、超声技术）。

第六章

绿色无机化学工艺：熟悉几个无机化学工业生产（磷铵生产、铬盐生产、氯碱生产等）绿色化。

第七章

绿色有机化学工艺：以乙苯脱氢制苯乙烯、、环氧丙烷绿色生产工艺、醋酸生产绿色化为例熟悉几个有机化学工业生产绿色化。

第八章

制药工业绿色化：熟悉各种制药工业（化学制药、中草药制药、生物制药）绿色化。

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绿色化学又称环境无害化学，由此发展技术称环境友好技术或洁净技术：即利用化学原理在化学品设计、生产和应用中即消除或降低那些对人类健康、小区安全、生态环境有毒有害物质使用和产生，设计研究没有或只有尽可能少环境负作用、在技术上和经济上可行产品和化学过程。第一章绪论一、什么是绿色化学9/133迄今为止。化学工业绝大多数工艺都是20多年前开发。近年来，因为化学工业向大气、水和土壤等排放了大量有毒、有害物质。1992年，美国化学工业用于环境保护费用为1150亿美元，清理已污染地域花去7000亿美元。1996年美国Dupont企业化学品销售总额为180亿美元。环境保护费用为10亿美元。所以从环境保护、经济和社会要求看化学工业不能再负担使用和产生有毒。有害物质费用.需要大力研究与开发从源头上降低和消除污染绿色化学。

二、绿色化学主要性从科学观点看——化学科学基础创新从环境观点看——从源头上消除污染从经济观点看——合理利用资源和能源，降低生产成本——符合经济和社会可连续发展要求10/133三、各国政府推进绿色化学办法★美国1990年美国颁布了《污染防治条例》，将污染防治定为国策1995年美国副总统Gore宣告了国家环境技术战略。其目标为:至20地球日时。将废弃物降低40-50%,每套装置消耗原材料降低20一25%；宣告设置“总统绿色化学挑战奖”；，美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。在美国年公布二十一世纪化学化工发展战略中，再次强调了绿色化学化工主要性。★日本制订“二十一世纪重建绿色地球”新阳光计划，设置“为地球创新技术研究院”绿色化学化工作为应对二十一世纪挑战关键技术与基础,已成为二十一世纪世界科技研究前沿热点：11/133★欧盟各国英国皇家化学会主办国际性杂志《绿色化学》1999年1月创刊；年设置“JerwoodSalters环境奖”德国1991年制订“为环境而研究计划”荷兰制订“清洁生产手册”澳大利亚也创建了绿色化学期刊；12/133★中国制订了“科教兴国”和可连续发展策略，并于1993年世界环境和发展大会之后，编制了《中国二十一世纪议程》郑重申明走可连续发展道路决心。◆1995年中国科学院化学部组织了《绿色化学与技术——推进化工生产可连续发展路径》院士咨询活动◆1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油化工催化化学与反应工程◆1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可连续发展问题对科学挑战——绿色化学◆1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会◆1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学基本科学问题”◆年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油炼制和基本有机化学品合成绿色化学13/133

(1)对我国环境至关更要一些工业，如煤炭，石油，化工，造纸，制革，酿造和制药中绿色化学开展基础研究；

(2)在"原子经济性"和可连续发展基础上研究合成化学和催化化学基础问题，即绿色合成和绿色催化等；

(3)综合利用当代生物技术和化学化工技术绿色生化工程，如生物煤炭脱硫，微生物造纸，新生物煤炭脱硫和新生物质能源等；

(4)研究怎样用类似于生物分子自复制和自组装过程生产普通分子(尤其是无机小分于)和特殊功效纳米粒子。

我国把绿色化学列入重点支持更大基础领域，确定以下详细目标：14/133绿色化学目标能实现吗?回答是必定。因为这是人类社会共同愿望。但最终杜绝化学污染源，无疑在技术上、经济上都极为困难，它需要我们更新观念、改革化工设备和工艺。过去，化学科学只强调化合物功效、化学反应效率．较少研究不利有毒作用。新任美国化学会会长在1月发表就职汇报中指出，更安全化学是化学家在二十一世纪化学学习首要领域，科学技术是靠人才来推进．当新代化学家绿色化学意识提升时，绿色化工理论和结果将充分地发展。

近几年，绿色化学这一"预防化学污染新观点"逐步被人们认识、接收。美国科学基金会和许多化工企业已提供专门基金资助绿色化学研究。美国白宫继提出"信息高速公路计划"后，1995年，美国专设了"总统绿色化学挑战奖"，奖励有更大突破绿色化学结果。四、绿色化学可行性15/133一、绿色化学主要特点1、化学反应原子经济性。2、化学反应清洁性3、化学工艺循环性和闭路性。4、化学反应技术可连续性5、化工生产可连续性第二章绿色化学原理16/133二、绿色化学主要内容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17/1331.预防（prevention)：预防废物产生优于废物产生后再处理或清理2.原子经济性（atomeconomy）：应设计合成方法使其能把反应过程中利用全部材料尽可能多地转化到最终产物中3.低毒化学合成（iesshazardouschemicalsynthesis）：只要可行，应设计合成方法使其利用和产生物质对人类健康和环境无毒性或很低毒性。4.设计安全化学品(designingsaferchemicals):应设计化工产品使其保留功效，但降低毒性三、化工生产应遵照“绿色化学12条标准”18/1335.安全溶剂和助剂（atersolventsandauxiliaries）：应尽可能防止使用辅助物质（如溶剂、分离剂），如用时应是无毒6.能量效率设计(designforenergyefficiency):应考虑到能源消耗对环境和经济影响，并应尽可能少地使用能源。如有可能合成应在常温和常压下进行7.使用可再生原料(userenewablefeedstocks):只要技术和经济上可行，原料应是可再生，而不是将耗竭8.降低衍生物(reducederivatives):应尽可能防止无须要衍生化（阻断基团，保护／脱保护，物理和化学过程暂时修饰）因为这些步骤需要添加试剂并可能产生废物19/1339.催化(catalysis):催化试剂（有尽可能好选择性）优于化学计量试剂10.降解设计(designfordegradation):应设计化工产品使其在完成使命后不在环境中久留，并降解为无毒物质11.预防污染快速分析(real-timeanalysisforpollutionprevention):分析方法须深入发展，以能够进行即时和在线跟踪及控制有害物质生成12.本身安全、能预防意外事故化学(inherentlysaferchemistryforaccidentprevention):在化学转换过程中，所用物质和物质形态应尽可能地降低发生化学事故可能性，包含：泄漏、爆炸、和火灾20/133第三章、化学工业可连续发展-1987年《我们共同未来》一书发表，提出了“可连续发展”最经典定义：“满足当前需要但不损及后代满足他们自己需要”。(“代间不平等”问题)-美国环境保护总署国家风险管理研究室NRMRL将“可连续性”表述为：“当我们为了人类健康和环境去持久地保持或改进物质和社会条件，在不超出支持它们生态承载能力条件下所追求目标。”

一、什么叫“可连续发展”？21/133

联合国关于可连续发展三次会议：1、联合国人类环境会议（1972，瑞典，113国家参加，发表“关于人类环境斯德哥尔摩宣言”及“人类环境计划”）2、联合国环境及发展会议（1992，巴西，178国参加，发表“关于环境与发展里约热内炉宣言”等5项条约等）3、可连续发展世界首脑会议（，南非，191国家参加，发表“关于可连续发展约翰内斯堡宣言”及“可连续发展世界首脑会议实施兴计划”）二、可连续发展定义与历史沿革22/133（1）面临世界资源挑战－地球资源７５年耗尽世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表《２０００年地球生态汇报》显示，若按当前速度继续消耗地球资源，那么我们地球资源会在２０７５年耗尽。

（2）地球正在失去自我清洁能力２２年来，一个能够清洁空气关键自由基分子在世界范围内逐步降低，它浓度平均下降１０％，至今尚不清楚它下降原因和周期，它将对地球健康组成巨大威胁。它是地球防污染剂，它降低将使烟尘越来越浓，造成破坏保护地球臭氧层。三、可连续发展战略需求（世界形势）23/133能源供给无疑是可连续发展头等大事。据EIA2001公布:预计今后50年安定人口增加50%，而伴随人均收入提升，对应人均能源会不停增加。所以预计今后总能耗会增加50%。怎样经济地满足这种能耗需求增加，又不显著增加环境成本就是一个挑战。多数教授认为：20——50年内，主要还是靠化石燃料（石油，天燃气及煤炭）。

能源种类石油天然气煤炭核能可再生能源*世界占百分比（%）39232297中国占百分比（%）293650.62.4※

可再生能：太阳能、风能、水利发电、生物能世界能耗组成能源问题……..24/133如温室气体排放，臭氧层破坏等,过去里全球水文气象灾害数量增加了一倍。若化石燃料不加限制地消耗下去，2030年CO2浓度可到达550ppm,到2050年气温会上升1.5－4.5℃。那时生态灾难又会比现在上升几倍？

（3）全球环境处于危险十字路口

全球生态系统正在向危险临界值靠近，环境恶化造成自然灾害，近十年中造成世界６０８０亿美元损失，过分对矿物燃料使用，使气温变暖，北极冰盖已降低4２％，继续变暖会造成水资源极度缺乏，食品降低，和诸如疟疾、登革热之类致命疾病广为扩散。25/13326/133

经济形势之一：中国经济高速发展近（1985~年）中国经济高速发展。国内GDP总量超出10万亿元，人均GDP超出1000美元；年国内GDP到达20万亿元，人均GDP超出1500美元。1949～198637年1986～19961996～5年～2年5000万吨1953～198434年1999～3年1993～19996年1984～19939年2.5亿平方米1953～199239年～1年～2年1992～8年中国经济高速发展，带动了钢铁、建筑、汽车等各行各业加速发展。100万辆四、可连续发展战略需求（中国形势）27/133国家位次工业生产率中国相当（％）挪威1102.7343.59美国289.7114.12日本764.0815.76法国1651.4797.17英国1750.9547.25德国2242.7238.64韩国2529.75512.40中国473.963-资料起源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（）》一些工业国家工业生产率比较各国工业化程度28/133经济形势之二：重工业是中国经济发展主要支柱材料工业是国内经济发展物质基础，如钢产量伴伴随GDP同时增加；我国钢产量到达4.18亿吨，占世界钢产量33.7%；水泥产量到达12.4亿吨，占世界产量50%；重工业普通是资金密集、劳动力密集高能耗、高污染产业。国内生产总值(GDP)与粗钢产量发展趋势：世界钢产量11.3亿吨年：世界钢产量12.4亿吨我国钢产量在世界上地位万吨国内水泥产量发展我国经济增加主导是重工业，1985年至间，重工业产值占国内工业总产值百分比波动在50—70%。我国以重工业作为经济发展主要支柱，是造成单位GDP能耗高、污染严重主要原因。29/133国家和地域单位美元GDP消费能源数量（千焦耳）1998能源数位次能源数位次中国香港2646131001日本3642349064德国5596662957法国58937681910韩国11945301730235美国1248731997226印度31108413162544俄罗斯32302458611049中国内地49176443528247一些国家能源使用率比较资料起源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（1998）》，《世界竞争力年鉴（）》30/133经济形势之三：中国经济发展进入转型期世界各国人均GDP到达1000-3000美元是主要经济转型期，也是战略机遇期；经济转型期主要标志是发展中国家转为发达国家，工业化社会转为信息化社会；转型期主要社会矛盾是经济高速发展与资源环境制约；欧、美经历这一发展阶段时间长达12~；日、韩国用7~8年实现转型；而墨西哥、巴西、菲律宾、泰国、马来西亚等国长久未能实现转型，经济陷入停滞不前。我国经济发展与GDP增加趋势为了尽快实现中国经济转型，必须坚持节能减排、建设节约型社会基本国策，深入降低能源、资源消耗，改进社会环境。31/133中国环境污染非常严重大气污染：一级标准城市只占６００多个城市中不到１％工业污染：中国流行病８０％是因为水污染传输。固体废弃物严重：以１０％速度增加，存放量已达６.４９亿吨，占地5.17万顷。……….我国化学工业经济增加

很大程度建立在大量消耗能源及原材料基础上，有时以牺牲环境为代价。我国化学工业总产值居世界第三位，但人均化工产值仅为世界平均1/4；我国化学工业总能耗为美、加、墨三国之和4.1倍，。但产值相当三国之和23.8%.化工废水排放量占全国工业部门17.5%，名列第1位；化工废气排放量占第4位，固体废物排放占第5位，但危险废物占60%，为第1位。万元产值水耗为美国3.5倍。而万元产值污染物排放强度是美国近百倍。

32/133可连续发展面临问题之一——资源缺乏

社会转型期是主要战略机遇期，也是各种矛盾凸显期，伴随经济快速增加和人口不停增加，资源约束矛盾日益突出，环境形势愈加严峻。主要国家铁矿石储量与钢产量

从资源禀赋看，我国是总量上大国，人均上贫国。人均淡水资源占有量仅为世界平均水平四分之一，人均耕地占有量不到世界平均水平40%，45种矿产资源人均占有量不到世界平均水平二分之一，石油、天然气人均占有储量为世界平均水平7%和4.5%，铁矿石、铜和铝土矿储量分别为世界平均水平1/6、1/6和1/9。伴随经济发展，GDP增加与资源消耗呈线性正比关系。这意味着今后国内经济发展需要大量资源。所以，国内资源缺乏将是束缚我国经济高速发展主要制约原因。33/133资源类型中国储量占世界储量%中国人均占有量/世界人均占有量%能源煤11.051石油2.411天然气1.25水资源淡水5.425我国能源及水资源现实状况我国是一个公认能源短缺而又贫水国家!!!34/133

可连续发展面临问题之二——大气环境污染严重

全国527个市（县）中，出现酸雨城市有298个，占统计城市56.5%，有些地域酸雨频率到达100%。据测算，大气污染造成经济损失已经占到GDP2~3%，中国大气污染形势不容乐观。40%国土受酸雨威胁温室效应气体排放居亚洲之首二氧化硫排放逐年增加35/13336/133七大水系各种水质类别所占百分比

我国人均水资源不足世界平均值1/4，而且水质受到较严重污染。当前，全国60%城市存在不一样程度缺水，108各城市严重缺水，饮用水源地水质较差，约有30%人口得不到安全饮用水。我国生活垃圾清运量达1.5亿吨，年均增加7-10％，处理率远远达不到要求，垃圾围城现象普遍。

可连续发展面临问题之三——水质污染、固体废弃物泛滥37/133

可连续发展面临问题之四——人居环境受到严重威胁全国主要城市空气污染综合指数电厂对大气污染北京遭遇沙尘暴太湖污染38/133全球CO2排放量从249亿吨增加到2005292亿吨，同期美国从63亿吨升到65亿吨，中国从28亿吨猛增至53亿吨。20，全世界CO2排放量突破300亿吨；据联合国能源署估测，年中国排放CO2总量已经到达40.8亿吨，是十年前1.53倍，折合人均3.2吨，美国人均19.4吨，德国10.2吨；节能减排压力与困难——来自国外压力

炭燃烧生成CO2(约占总量80%)是产生温室效应主要原因，CO2阻挡太阳光辐射造成全球气温上升、环境恶化和自然灾害频繁发生。全球必须共同抑制CO2排放量。中国已签署京都议定书，作为发展中国家暂不承诺CO2减排指标，但发达国家普遍认为中国不负担控制温室气体排放义务，仍不能降低空气污染和温室气体危害。结论：中国环境污染与温室气体排放已引进全世界高度关注，必须尽快采取节能减排办法降低环境污染和温室气体排放量。39/133五、可连续发展研讨内容1.“可连续发展”及其现存问题2.国际绿色工程发展动态3.可连续发展工程技术和评价体系4.中国面临资源、能源和环境更严峻挑战5.树立和落实科学发展观,全方面建设小康社会奋斗目标,加紧推进社会主义当代化国策：“可连续发展”。廿一世纪人类进步,已进入了可连续发展阶段，其产业系统是工业生态系统，发展经济模式就是循环经济。“可连续发展与生态工业”其科学与技术基础是绿色化学科学与工程40/133

I20世纪70年代---II80年代---III90年代--IV二十一世纪响应性质资源环境挑战被动响应接收现实主动予防业务策略建设性规划生态化规划预见性注意焦点末端治理注意源头治理源头治理:产品,产业结构生态化系统功效主要行动者专业人员管理人员行业和地域全社会优化目标最小污染最小排放优化结构多目标大系统优化生态对策污染防治清洁生产生态产业生态园区、城市----

社会对环境响应四个发展阶段国际社会可连续发展思想历史沿革41/133二十一世纪可持续发展系统与园区模式是生态工业系统与生态工业园区。应用系统工程方法，去分析、研究、设计与规划化工园区大系统中基本流：物流、能量流、资金流与信息流，以达到环境友好、资源、能源与资金最优化利用目标。----生态工业园区第4章工业生态学原理42/133循环经济是仿照自然生态系统，在生产、流通和消费等全社会范围内,经过物质循环、废物最小化、工艺替换和产品共生等方式，组织成一个“资源—产品—再生资源”物质重复循环流动过程，到达资源、能源高效利用，对环境影响最小经济模式，本质上是一个生态经济。3R标准，即减量化（reducing）、再利用（reusing）再循环（recycling），是实现循环经济主要行为标准。一、循环经济,绿色GDP与可连续发展43/133二、生态工业园区及其大系统过程集成

生态工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计建立一个区域型新型工业组织形式，经过模拟自然系统建立产业系统中“生产者——消费者——分解者”循环途经，尽可能实现物质闭路循环和能量多级利用。

即生态园内企业模拟自然界生态系统，相互之间存在协同和共生关系，将最大程度地充分利用资源和降低负面环境影响，最终到达工业可连续发展目标。44/1331、丹麦卡伦堡(Kalunborg)生态工业园区

迄今为止，在世界上发展较为成熟生态工业园区是丹麦卡伦堡(Kalunborg)生态工业园区，该园区以一个炼油厂、一个硫酸厂、一个制药厂、一个火力发电厂、一个渔场和一个石膏板厂组成了一个工业网为关键，其它组员包含农场、大棚养殖、养鱼场，经过贸易方式把其它企业废弃物或副产品作为本企业生产原料，建立工业园区代谢生态链关系，它们彼此交换能量和物质流。如图所表示:

45/133丹麦Kalundborg工业网络图鱼塘壁板厂街区供热水泥和铺路农药厂硫淤泥肥料粉煤灰废热淡水湖泊制药厂硫酸厂2.炼油厂温室1.燃煤电厂废热石膏废热烟气冷却水蒸汽蒸汽46/133

1.燃煤电厂位于这个工业生态系统中心，对热能进行了多级使用，对副产品和废物进行了综合利用。电厂向炼油厂和制药厂供给发电过程中产生蒸汽，使炼油厂和制药厂取得了生产所需热能；经过地下管道向卡伦堡全镇居民供热、加热温室并给养鱼厂供暖，由此关闭了镇上3500个燃烧油渣炉子，降低了大量烟尘排放。

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将除尘脱硫副产品工业石膏，全部供给附近一家石膏板厂作原料。同时，还将料煤灰出售，供铺路和生产水泥之用。

2.炼油厂和制药厂也进行了综合利用。药厂处理淤泥被送到附近农场作为肥料。炼油厂产生火焰气经过管道供石膏厂用于石膏板生产干燥使用，又降低了火焰气排空。一座车间进行酸气脱硫，生产稀硫酸供给附近一家硫酸厂；炼油厂脱硫气则供给电厂燃烧。

48/133分析Kaluindbory物质和能量交换，发觉有趣特征：

**1.这种能量交换有更显著能效比如：电厂

发电过程产生废热和蒸汽，可送往炼油厂、温室、渔场及居民区供热系统进行利用。假如能找到废蒸汽利用市场，那么90%以上从工厂燃煤产生热量能够被利用，唯一损失便是烟囱排气所损失能量。与此相比，经典美国煤-火力发电厂利用燃煤产生热量效率约仅为40%。49/133**

2.物料和能量交换能为参加者提供经济效益

在一些情况下，比如电厂把硫酸钙卖给石膏板生产厂，直接经济效益并不能完全收回成本,此时交换是由对应法规驱动（比如需要净化电厂烟囱尾气以除去SO2）,这些交换可防止废物掩埋或处理洗涤器废物其它方式，故而使成本降低。而在其它情况下，比如炼油厂使用电厂废热，这些交换是自给自足。50/133

3.卡伦堡生态工业园还进行了水资源循环利用。炼油厂废水经过生物净化处理，经过管道向发电厂输送，每年输送电厂70万立方米冷却水。整个工业园区由干进行水循环使用，每年降低25%需水量。最终实现了园区“污染零排放”。

经过各个组员间物质和能量交换，实现了物质部分循环和能源逐层利用，取得了良好经济和环境效益。51/133钢厂水泥厂汽车粉碎机塑料和金属分离金属回收能量回收塑料回收能量美国北德克萨斯州工业生态园内物质流EAFFe灰尘ASR2、美国北德克萨斯州一个生态工业园52/133美国北德克萨斯州一个生态工业园在美国北德克萨斯州一个生态工业园中心便是一个钢厂，它利用废汽车作为主要原材料。从废汽车中得到钢，被送到电弧炉中，制成各种各样钢铁产品。炉子同时产生大量电弧炉（EAF）灰尘，其中包含大量锌、铅或其它金属。在北德克萨斯州工业园，EAF灰尘被送到需要痕量金属（Cu,S,Mn,Cr,Ni,Zn,Pb或其它金属）水泥窑中。汽车粉碎后残余物被燃烧以回收能量，或者将一些塑料从残余物中分离出来。53/133序号E，P项目地址包括行业特点1查尔斯角弗古尼亚农业、海产品及海水养殖、旅游．艺术品，高新技术产品2费尔菲尔德马里兰石化、有机化学品、废物再利用、环境技术3布朗斯维尔得克萨斯炼油、沥青、化工、纺织、车罩部件、热电、污水处理、溶剂回收4河岸佛蒙特生态农业，生物能源，废物处理5绿色协会明尼苏达绿色产业孵化器、废物再利用6普拉兹堡纽约军事设施再开发、资源和废物管理7东海岸加利福尼亚资源再生、自然美化、提升能源效率8特灵顿新泽西现有工业区再开发，清洁工业9沙为昂

亚利桑那商准一体化开发；环境，自然特色10富兰克林卡罗莱纳可更新能源与环境技术商贸联合体美国部分生态工业园区54/133加拿大部分生态工业园区序号生态工业区名称园址主要生产企业1伏特萨斯喀彻温(FortSaskatchewan)萨斯克(Sask)化学品，聚氯乙烯、苯乙烯、电力、生物燃料等2康沃尔(Cornwall)安大略湖(Ontario)热电联产、造纸、化工、电力设备和水泥等3比勘克(BecancouE)魁北克(Quebec)氯碱．盐酸、双氧水、烷基苯磺酸盐等化工4东蒙特利尔(MontrealEast)魁北克(Quebec)炼油．石化、工业气体，石膏板、冶金等5圣乔尔(SaintJohn)新布伦瑞克(NewBrunswick)电力、造纸，炼油、酿酒、制糖等55/133三、生态工业群--园区生态工业模式原子经济性+零排放循环经济+环境友好123456生态工业园区为大系统（网），生态工业群（链）为工业园区一级子系统，企业为二级子系统（点）…。56/133将各个生产子系统内部及之间物料流、能量流与资金流形成网络，尽可能地使一个过程副产品或三废物流成为另一过程原料流，使一个过程废热流（剩下有效能流）成为另一过程热源流，籍以实现系统内多个生产过程内及过程其间从原料、中间产品、到三废物质流循环，以及不一样能阶有效能能量流循环。深入将源头能源与环境系统包含在内，进而实现资源、能源、投资高效优化利用，必须重视与实现大系统过程优化。生态工业园区网络集成与优化57/133

绿色工程建立生态工业是依据生态经济学原理，以节约资源、能源、清洁生产和废弃物多层次循环利用（即节能、降耗、减排标准）等为特征，以当代科学技术为依靠，利用生态规律、经济规律和系统工程方法经营和管理一个综合工业发展模式。工业生态学关键是怎样实现循环经济与环境友好理念，实现再生资源利用,即用化学方法改变和回收利用废物，将废物转化为原料，进而到达资源与能源高效利用目标。四、绿色工业生态系统58/133过程集成是实现绿色化工目标关键技术

1、夹点分析――（资源、能源节约型）基于热力学原理集成换热器网络夹点技术推广到传质交换网络中来。质交换器指是任何逆向直接接触传质操作，如吸收、吸附、液—液萃取、离子交换、浸取、汽提，氢夹点分析等。这种质交换网络分析目标是设计污染杂质回收网络，以降低污染。废水最小化夹点设计方法。第5章绿色化工及技术59/133绿色化学与化工：热交换网络建立仍是世界化工节能主要技术60/133当代集约型流程（1个装置）传统常规型流程（11个装置设备）乙酸甲醇催化剂乙酸甲酯溶剂共沸物水溶剂共沸物水较重组分蒸馏萃取蒸馏反应蒸馏反应反应蒸馏蒸馏乙酸催化剂甲醇乙酸甲酯绿色化学与化工：由传统流程向集约型耦合过程发展3R61/1332、深度过程集成：网络超结构模型模拟

立足于通用反应器及相互连接流股网络组成超结构，在研究传质和传热各种可能安排基础上，找寻最优化结构。①用可再生资源代替不可再生资源②氢夹点分析③基于溶剂分离系统设计④利用微化工厂来躲避风险、提升效率⑤工厂公用工程及联产系统节能62/133环氧乙烷草酸（媒染剂、除锈剂、漂白剂）墨水、染料、皮革二醋酸乙二醇酯（溶剂）反应分离与聚合

醇酸树脂、涤纶二甘醇乙二醇三甘醇水合脱水氧化医药、化装品等醋酸

绿色石油化工生产链——如环氧乙烷深度加工，及再生资源循环利用乙烯石油醇解或水解单体…….…….…….…….…….绿色石油化工生产链与资源循环利用63/133绿色化学与化工：生物质“循环利用”绿色过程示意图生物质(比如玉米等)葡萄糖液细菌和酵母二步转化

肥料特种精馏浓缩与分离(膜、超临界等)产品b肥料土壤聚合生物降解产品a

精制（结晶等）绿色产品c……

催化反应绿色产品d……绿色产品e……离子交换等64/133α—一氯丁酸（MBA）和无用副产物α—α二氯丁酸（DBA）反应器，目标是使MBA转化率最大化。这个问题难处于于：第一、气液两相反应器；第二、反应及其动力学均很复杂。用常规反应器：逆流填充床，搅拌槽反应器和鼓泡塔三种，结果证实最大转化率不超出73.8%。而用网络超结构模型模拟设计新反应器，转化率可到达96.9%。丁酸氯化时生成案例65/133

因为化学工业能耗中有43%用于分离，分离设备投资占总投资40—70%，而分离中精馏用能又占其中95%，所以，怎样经过集成降低精馏过程耗能就自然成为研究重点。复杂精馏包含预精馏，侧线精馏，侧线汽提和完全热耦化Petlyuk精馏,能够大幅度降低能耗。复杂精馏塔集成案例：66/133

这种用Micro-chemicalPlant现场制造剧毒化学品装置已经商品化，比如，用CH4和NH3生成HCN，能够在1000°C高温下微反应器中生成。

因为这种微化工厂设备内通道小到5nm--500μm,这种纳米级系统中流体传热、传质及化学反应规律均与常规系统差异很大。④利用微化工厂来躲避风险、提升效率：67/133国际化学工业产品结构发展态势原料—基本化工—精细化工

—功效产品生产链链式结构基本化工：规模效益（资源利用率提升）信息化程度（自动化程度）提升能耗降低精细化工(包含功效产品):产品结构及时调整多产品车间建立——柔性生产线依据全球统计数据，在美、英、日、德等国大化工行业GDP中精细化学品及功效产品占79%。石油化工一体化：68/133合理生产链及其优化与产品结构及时调整

２０世纪末期，美国商业部作了一项统计，以石油作基准计算，假如作为燃料烧掉价值为1话，若把它全部分离为“基本原料”，则价值增至2，若合成出“通用化学品”将增值至4，深入制成“精细化学品”将增值至8，最终制成“专用化学品”增值至106，其价值比值为1:2:4:8:106。

国际制造业业竞争焦点：我国必须向精品高端制造强国前进。69/133能源消耗大环境污染严重资源效率低比世界先进水平高35~200%年粉尘排放500万吨CO2气体排放超出7亿吨年消耗矿资源100亿吨建材工业存在突出问题~总产量（亿吨）总能耗（亿吨）废气排放（亿m3）烟、粉尘排放量（万吨）固体废弃物利用量（亿吨）水泥42.94.6916.91827088.3CO2千克/吨SO2千克/吨水耗千克/吨粉尘千克/吨能耗千克/吨资源消耗千克/吨国内（先进）9400.020242.50.092141.31600国外（先进）7900.003102.70.027108.81548差距对比16%85%58%71%23%3%国内外建材行业能源、资源消耗和污染物排放情况对比我国近五年建材行业情况70/133能源消耗大环境污染严重资源效率低能源消费量约占全国总能源量16.4%

占全国工业能源消费总量26.5%工业废气排放占全国工业“三废”排放量第4位工业固体废弃物排放全国工业“三废”排放量第4位工业废水排放占全国工业“三废”排放量第1位化工行业存在突出问题化工行业万元GDP能耗（吨标煤）

石油与化学工业能耗高、三废排放量大，与国家“十一五”规划节能减排指标存在很大差距(高出2.49倍）*统计数据71/133材料工业与国际先进水平差距吨钢（冶金）吨水泥（建材）吨乙烯（化工）

中国日本差距21%差距44%差距70%单位：千克标煤结论:

依据现有数据比较，我国钢铁、化工、建材等基础原材料产业主要产品单位能耗均比国际先进水平高。吨钢综合能耗高21%；水泥综合能耗比发达国家先进水平高30—40%；在化工产品中，普通产品单位能耗比发达国家高20—30%，有些产品甚至高出40%，如大型合成氨综合能耗比国外高出31.2%。72/133

“十五”期间钢铁、有色、电力、石化、建材、化工等六大高耗能行业增加20.1%，重工业同比增加19.5%，增速比轻工业快3.1个百分点，产业结构趋于重型化格局没有改变。淘汰落后产能工作难度加大。部分地域电力、钢铁、有色、水泥、建材等淘汰落后产能进展迟缓。突发环境事件时有发生。结论：严格控制钢铁、有色、建材等行业经济过热，加速淘汰落后产能对节能减排贡献十分巨大。淘汰落后,建设节约型社会73/133多元化水源管理循环用水与阶梯用水发展高新技术，转变增加方式——城市和重点耗水行业综合节水技术集成攻关目标：污水零排放，吨钢新水耗量3.84m3，水重复利用率>97.5%。技术关键：多元化水源管理，海水淡化与中水回用；循环用水技术，提升循环倍率；阶梯用水工艺；废水净化与处理技术。钢铁行业综合节水系统集成74/133发展高新技术，转变增加方式——建筑材料绿色制造关键技术与装备经过攻关，使建材行业主导产业：

节能20~45%

节约资源15~50%

降低排放15~45%

产品质量到达或超出国际先进水平建设10余条示范生产线。节能（标煤）

1500万吨节电

130亿度降低石灰石用量6000万吨节地8000亩利用固体废弃物

2.05亿吨

节陶土

1000万吨降低CO2

排放

7000万吨降低NOx

等20万吨综合节能25%以上!!

项目结果按产量计应用二分之一（其中新型墙体材料替换20%粘土砖）,

每年产生节能减排效果：75/133发展高新技术，转变增加方式——化工行业节能减排技术路径由多个反应和分离过程组合而成工艺过程行业规模居世界第三位，产品种类繁多、齐全，但96％是中小企业，工艺技术落后，高能耗，高污染问题严重行业特点原料纯化分离过程化学反应过程产物分离过程产品“三废”三废处理排放过程能耗：反应过程占30～40％，分离过程占60～70％“三废源”：100％由反应过程产生过程关键：反应过程

化工反应过程强化技术化工分离过程强化技术“节能减排”关键技术76/133从“末端治理”扩展到“源头”，从企业内扩展到企业外物质减量化碳、硫、氮氧化物减量化环境质量清洁生产循环经济采取二次资源采取可再生能源生产者责任延伸变“出售产品”为“出售服务”环境设计产品环境标识源头治理为本，末端治理为辅分析伎俩：物流分析产品生命周期分析77/133绿色化学方向1、无毒、无害原料2、在无毒、无害反应条件下进行3、"原子经济性“4、产品应是环境友好5、“闭路循环”之路78/133惯用许多化学、化工原料，如：氰氢酸、丙烯氰、甲醛、环氧乙烷、光气、卤代芳烃、稠环芳烃等都含有毒性，对环境有很大危害。清洁原料战略任务是"用生物质作化工原料"。

1、无毒、无害原料在代替剧毒光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一个由胺类和二氧比碳生产异氰酸酯新技术关于代替剧毒氢氰酸原料，Monsanto企业从无毒无害二乙醇胺原料出发。经过催化蜕氢，开发了安全生产氨基二乙酸钠工艺，改变了过去拟氨、甲醛和氢氰酸为原料二步合成路线。并所以取得了1996年美国总统绿色化学挑战奖中变更合成路线奖。79/133石油与煤：早期人类主要利用植物等生物质，如用植物染料染布，从植物中提取药用成份。但150年前人类发觉了煤、石油等化石类原料，并致力于开发利用这些原料。目前石油化工和煤化工已成为各国基础产业。然而石油和煤资源有限，在利用过程中还产生污染，其缺点已逐步突现出来。所以迫切需要寻找新、清洁原料，在这些新原料中，最引发人们注意是生物质。80/133绿色植物经过光合作用直接产生或间接衍生全部物质即为生物质。如：植物，地球上储量约2亿亿吨，年再生速度1640吨。其主要成份为：淀粉（由葡萄糖经a-1,4化学键相连）和纤维素（由葡萄糖经b-1,4化学键相连）。生物质中最值得利用是木质纤维素，其优点是（1）由可降解葡萄糖组成；（2）生物圈中最丰富有机物。然而在实际应用时却碰到许多困难，其应用中主要难点为：（1）多处于结晶态；（2）采取b-1,4化学键；（3）与木质素连结在一起。生物质81/133生物质利用初步尝试

生物质利用当前还没有理想方法，比较有效方法有：

"爆破法"：即采取先高压再减压方法，将纤维素与木质素分离。

稀释酸溶解。

有机溶胶提取技术。

超临界萃取等，将纤维素提取出。应该看到：

过去，石油化学工业发展花费了人类一个多世纪时间，现在生物质化学工业从构想变成现实可能需要最少几十年努力。82/133利用可再生资源生产大宗有机化工产品方兴未艾

以植物为主生物质资源是一个可再生巨大资源宝库，利用可再生资源能够消除污染，用之不竭，实现可连续发展开发生物催化技术是关键83/133国外生物技术生产大宗

化工产品已取得突破DuPont和GenecorInternational等合作建成由玉米生产1，3―丙二醇(PDO)装置，成本比化学法低15％Cargill―DOW企业正在建设一个14万t/a聚乳酸工厂，用于生产塑料、纤维Frost报道以葡萄糖为原料，经过酶反应可制得己二酸、邻苯二酚和对苯二酚等。尤其是不需要从传统苯开始来制取作为尼龙原料己二酸取得了显著进展。另外,Gfoss首创了利用生物或农业废物如多糖类制造新型聚合物工作。具优越性在于聚合物原料单体实现了无害化;生物催化转化方法优于常规聚合方法@Gross聚合物还含有生物降解功效84/133从生物质原料所制产品目标产品种类生物质原料产品所占百分比，%当前年2090年液体燃料1~21050有机化学品102590美国国家研究委员会（NationalResearchCouncil)85/133利用可再生资源生产大宗有机化工产品研究可再生植物原料中现在使用葡萄糖，正在开发低成本蔗糖，最终使用木质素纤维生物催化、化学法组合组织多学科合作，加强研究86/133惯用有机溶剂和催化剂：惯用有机溶剂有：苯、氯仿、二氯甲烷等，惯用催化剂有：金属（重金属）等。这些有机溶剂催化剂通常有一定毒性，所以需要寻找无毒、无害反应条件。2、在无毒、无害反应条件下进行挥发性有机溶剂有广泛用途涂料和油漆溶剂泡沫塑料发泡剂微电子器件等精密清洗服装干洗清洗剂化工生产过程中作为溶剂挥发性有机溶剂对环境危害形成光化学烟雾引发和加剧各种呼吸系统疾病，增加癌症发病率造成谷物减产、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臭氧层87/133*无溶剂反应：

从理论上讲，无溶剂，则不会有溶剂毒害。然而许多反应需要溶剂参加传热或传质等，无溶剂对反应非常不利。

*以水为溶剂：

水对环境无害。但有些反应物不溶于水，且废弃水会对人类生活产生影响。况且，人类面临淡水供给危机，这种做法无异于雪上加霜。

*以超临界流体为溶剂：

这是非常有前途方法，如采取超临界二氧化碳，可溶解各种反应物，并能促进许多反应发生。超临界二氧化碳含有没有毒，不可燃，价廉等优点，已得到了广泛应用。用无毒无害溶剂：88/133研究水或近临界水作为溶剂以及有机溶剂/水相界面反应。采取水作溶剂即使能防止有机溶剂，但因为其溶解度有限，限制了它应用，而且还要注意废水是否会造成污染。在有机溶剂/水相界面反应中。普通采取毒性较小溶剂(甲苯)代替原有毒性较大溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醋酸等。采取无溶剂固相反应也是防止使用挥发性溶剂一个研究动向，如用微波来促进固、固相有机反应。89/133超临界二氧化碳溶剂优点二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃烧、化学性质稳定不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层起源丰富，价格低廉超临界二氧化碳可很好地溶解普通有机化合物超临界二氧化碳是指温度和压力均在其临界点(3llC、7477.7gkPa)以上二氧化碳流体。它通常含有液体密度。因而有常规液态溶剂溶解度;在相同条件下。它又含有气体粘度,因而又含有很高传质速度。而且。因为含有很大可压缩性。流体密度、溶剂溶解度和粘度等性能均可由压力和温度改变来调整。90/133用超临界二氧化碳代替

挥发性有机溶剂应用替换机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采取挥发性有机清洗剂代替氟氯烃作泡沫塑料发泡剂超临界CO2为溶剂，生产氟化物单体和聚合物超临界二氧化碳代替有毒、有害溶剂发展利用我国合成氨厂、炼油厂中制氢装置大量排放CO2，开发（或引进）超临界CO2技术在房屋装修、泡沫塑料生产、服装干洗等中应用，形成新兴产业。91/133近年来国外正从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料中大力开发固体酸烷基化催化剂。其中采取新型分子筛催化剂乙苯液相烃他技术引人注目，这种催化剂选择性很高，乙苯重量收率超出99.6%。而且催化剂寿命长。还有一个生产线性烷基苯固体酸催化剂替换了氢氟酸催化剂，改进了生产环境，已工业化。在固体酸烷基化研究中。还应深入提升催化剂选择性。以降低产品中杂质含量;提升催化剂稳定性。以延长运转周期;降低原料中苯烯比。以提升经济效益采取无毒、无害催化剂当前烃类烷基他反应普通使用氧氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸催化剂。这些液体催化剂共同缺点是，对设备腐蚀严重、对人身危害和产生废渣、污染环境。为了保护环境。92/133开发新一代苯与烯烃烷基化

无毒无害固体酸催化剂

工艺传统工艺绿色工艺乙烯与苯烷基化AlCl3ZSM-5气相法USY、

液相法丙烯与苯烷基化AlCl3、MCM-22液相法长链烯烃与苯烷基化HF固体酸-固定床

传统AlCl3、HF催化剂缺点：腐蚀设备，危害人身健康和小区安全，废水、废渣污染环境93/133开发新一代芳烃烷基化

固体酸催化剂

分子筛固体酸催化剂

环境友好，不过：酸强度低，分布不均，酸中心少；因而，反应温度和压力高，产品杂质增多为克服上述缺点，下一代固体酸催化剂

杂多酸、包裹型液体酸、Nafion/SiO2复合材料、纳米分子筛复合材料、离子液体等94/133开发新一代苯与烯烃烷基化

无毒无害固体酸催化剂

加紧已经有基础负载型杂多酸开发利用悬浮催化蒸馏等新工艺力争开发含有中国特色独特先进新催化剂和工艺继续研究纳米分子筛复合材料、离子液体等新催化材料95/133Trost在l991年首先提出了原子经济性(Atomeconomy概念，即原料分子中终究有百分之几原子转化成了产物。理想原子经济反应是原料分子中原子百分之百地转变成、产物，不生副产物或废物。实现废物"零排放"(Zeroemission)。传统合成关心合成效率如：

*选择性

反应化学选择性（即：生成所需产物）

区域选择性（即：在特定位置反应）

立体选择性（即：产物立体结构）等

*原子经济性

原料分子中有百分之几原子转化成了产物理想原子经济性

该原料分子中原子百分之百地转化为产物。不需要附加，或仅仅需要无损耗促进剂（催化剂）。3、"原子经济性"96/133大力开发医药等精细化工产品

“原子经济”反应，力争实现废物“零排放”

BarryTrost：原子经济性(AtomEconomy)概念

A＋BC＋DA＋BC＋

产物废物或副产物废物为零97/133工业部门每吨产品排放废物（吨/吨）炼油~0.1大宗化学品1~5精细化工5~20制药25~100不一样工业部门生产中废物排放量制药、精细化工——更需开发原子经济反应98/133第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬Boots企业Brown方法原子经济性

~40%布洛芬—镇静、止痛药生产99/133第一步第二步第三步BHC企业新创造绿色方法简单多了！原子经济性~99%(包含醋酸)获1997年美国总统“绿色化学挑战奖”100/133传统工艺3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物绿色工艺负载锡

沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，副产物只有水Baeyer-Villiger反应——用于生产医药、塑料添加剂O+ClOOOHOO+ClOHO锡/沸石101/133医药、农药、功效化学品研究——绿色化学最活跃前沿领域

大力研究原子经济反应和手性合成等医药、农药等产品要引进各种官能团和调整化学结构，生产往往经过多步反应，需要配套开发技术，才能推向工业化大宗有机化工产品第二

代绿色生产技术正在开发

烃类氧化“原子经济”反应正在改进替换剧毒光气等原料绿色技术，研究降低成本开发新一代苯与烯烃烷基化无毒无害固体酸催化剂102/133烃类氧化“原子经济”

反应正在改进20世纪80年代创造钛硅分子筛作为催化剂采取H2O2为氧化剂实现以下“原子经济”反应丙烯环氧化制环氧丙烷环己酮氨氧化制环己酮肟苯酚氧化制对苯二酚103/133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=31%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104/133当前针对烃类催化氧化不足，又有了新进展降低H2O2费用原位H2、O2合成H2O2，与丙烯环氧化集成新氧化剂—异丙苯过氧化物新氧化催化材料Sn/

沸石有机氮络合Fe2+系催化剂含钨金属簇相转移催化剂……105/133替换剧毒光气等原料绿色技术

需要降低成本1984年印度博帕尔光气泄漏事件年罗马尼亚一家工厂氰化物泄漏到多瑙河支流事件

造成人身伤亡、生态环境严重破坏需要开发绿色技术106/133替换光气制造异氰酸酯工艺

伯胺和二氧化碳或碳酸二甲酯反应伯胺和一氧化碳进行氧化羰化硝基苯和一氧化碳羰基化正在小试、中试，比光气法生产成本高10％，需要降低成本

107/133甲基丙烯酸甲酯生产工艺传统工艺绿色工艺47%原子经济性100%原子经济性投资、成本低108/133永恒主题——设计、生产和使用环境友好产品产品应该是环境友好，不然即便是再绿色生产过程也没有意义。

比如：塑料即为环境极不友好产品，塑料曾被称为"白色革命"，但现在却被称为"白色污染"。

环境友好产品——在加工和应用过程中及功效消失之后均不会对人类健康和生态环境产生危害4、产品应是环境友好109/133在环境友好产品方面。从1996年美国总统绿色化学挑战奖看，设计更安全他学品奖授予RohmHaas企业。因为其开发成功一个环境友好海洋生物防垢剂。小企业奖授予Donlar企业。因其开发了两个高效工艺以生产热聚天冬氨酸，它是一个代替丙烯酸可生物降解产品。在环境友好机动车燃料方面，伴随环境保护要求日益严格。1990年美国清洁空气法(修正案)要求，逐步惟广使用新配方汽油，减小由汽车尾气中一氧化碳以及烃类引发臭氧和光化学烟雾等对空气污染。新配方汽油要求限制汽油蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。另外。保护大气臭氧层氟氯烃代用具已在开始使用。预防“白色污染”生物降解塑料也在使用。110/133美国“总统绿色化学挑战奖”

设计更安全化学品奖

1996年至年获奖项目Rohm&Haas企业Sea-NineTM海洋生物防垢剂Albright&Wilson企业低毒性、能快速降解THPS杀菌剂Rohm&Haas企业对一类安全高效、含有选择性杀虫效果ConfirmTM杀虫剂家族创造和应用DowAgroSciencesLLC企业创造新型天然杀虫剂产品SpinosadDowAgroSciences企业Sentricon白蚁巢穴杀灭系统PPG企业Enviro-Prime2000无铅凃层111/133绿色化学品设计：

功效与环境影响并重

转变观念——产品功效与环境影响并重，设计、研制新产品时，普通要考虑下面原因：物质结构与活性关系防止采取毒性功效基团生物吸收量最小化使辅助物质最小化112/133工农结合,生产超清洁生物柴油生物柴油特点降低汽车尾气中SOx和颗粒物排放整个过程少排放CO2，降低温室效应本身无毒、无害，能自行分解回归自然含有一定润滑性，从而延长机动车寿命燃烧热值稍低，倾点较高，影响低温开启柴油是另一类主要石油炼制产品。对环境友好柴油。美国要求硫含量小于0.05%，芳烃含量小于20%，同时十六烷值不低于40;为到达上述目标，一是要有性能优异深度加氢脱硫催化剂;二是要开发低压深度脱硫/芳烃饱和工艺。国外在这方面研究已经有进展。113/133生物柴油制造植物油与甲醇（乙醇）酯交换制得

棉籽油、棕榈油、椰子油、菜籽油、野生植物油以及海藻等化学法液碱催化固体碱催化二段催化酶催化114/133生物柴油在国外已经销售使用当前欧共体年产生物柴油70万吨，年规划到达230万吨，20到达830万吨。德国生物柴油年产量已达40万吨，已经有700多个加油站销售生物柴油。法国许多石油柴油中已调配有生物柴油，哥本哈根、里斯本等欧洲城市公共汽车已经使用生物柴油美国30万吨/年，日本40万吨/年生物柴油生产能力115/133我国发展生物柴油意义、

问题及对策超清洁柴油有利于增产柴油、调整柴汽比降低原油进口，多一条运输能源安全保障路径多一条农林业增产、增收路径关键是植物油成本高，难与石油柴油竞争对策：政府支持与农业生产结合（农业加工工业）种植低成本油料作物改进工艺，利用副产品（甘油、润滑剂、清洁溶剂等）降低成本116/1335、“闭路循环”之路

“闭路循环”回收实例：从尼龙地毯中回收己内酰胺DuPont企业旧地毯送回工厂，从底层除去地毯纤维，碾碎成尼龙细绒，再混合成型利用AlliedSignal和DSM企业，化学反应除去聚丙烯和衬里、填充物，再回收己内酰胺117/133从废泡沫塑料回收原料—苯乙烯采取高温高压熔融裂解工艺，已建一套废泡沫塑料回收苯乙烯工厂规模1000吨/年从聚酯废料回收原料

—对苯二甲酸和乙二醇采取糖化法，正建一套废聚酯瓶回收对苯二甲酸和乙二醇工厂规模1万吨/年118/133废塑料、纤维等材料回收，走上“闭路循环”之路对策

废塑料、纤维等回收，关键是建立起垃圾分类回收系统从易回收废塑料入手，与销售部门联合回收电冰箱、洗衣机、电视机等家电产品聚苯乙烯塑料，与饮料工厂合作，回收废聚酯瓶组织多学科合作开发技术，包含引进个别新技术119/133绿色化学生产１涂料工业２制革工业引言３造纸工业４氯氟碳化合物（CFCs）５可降解塑料绿色化学合成路径和合成技术

一些合成路径和技术表达了绿色化学思想，如：

电化学合成是合成新药品和其它有机物有效伎俩

无机水热合成：条件温和，污染少，可用于合成新型分子筛和其它环境友好催化剂。

绿色化学化工：寻找充分利用原材料和能源在各个步骤中部净化和无污染反应路径和工艺。

120/133涂料：应用于物体表面而能结成坚韧保护膜物料总称，多数是含有或基本不含颜料粘液。1、涂料工业涂料功效：（1）预防物体表面受到气候腐蚀、化学腐蚀以及日光照射而起改变；（2）预防或降低物体表面直接收到摩擦和冲击；（3）增加物体表面美观。挥发性有机物（VOC）：涂料中通常含有挥发性有机物（VOC），VOC(VolatileOrganicCompound)：包含碳氢化物，有机化物，有机硫化物，碳基化合物，有机酸和有机过氧化物等，在NOx存在下，还可造成光化学烟雾产生和污染

。

有机溶剂及其它有机污染物在阳光作用下会产生许多光化学反应（普通指大气中原子，分子，自由基或离子因为吸收光子而引发反应）。污染范围大，使全球气候变暖，大气层氧化容量和酸度改变（造成酸雨）VOC（挥发性有机化合物）会产生直接毒害，同时还会产生光化学烟雾。

VOC主要起源有交通和涂料生产与使用（占20-25%）。121/133绿色涂料，亦称环境友好涂料，是指涂料在制造和施工过程中没有有害物质分解、挥发、排放或分解、挥发、排放有害物质在要求工艺条件下能满足排放标准，不至于对人类和大自然造成危害。所以，我们要发展对环境污染少，对人体无害涂料。

关键：开发低VOC涂料。A.高固含量溶剂型涂料

低固含量溶剂型涂料固含量通常为30-50%，而高固含量溶剂型涂料固含量为65-85%。开发高固含量溶剂型涂料可降低挥发性有机溶剂使用，降低对人类和环境危害程度。绿色涂料尝试：122/133B.水基涂料

水基涂料以水作为溶剂，不会对环境产生污染。常见水基涂料有：水分散型涂料，即以有机溶剂/水为溶剂。以水代替部分有机溶剂，能够降低OC危害。乳胶型涂料，即涂料分子以乳胶形式分散于水中。这种涂料VOC含量极低，甚至为零，当前以取得广泛应用。水溶性高分子，即涂料高分子材料即为水溶性，这么即可完全采取水作为溶剂。但开发水溶性高分子材料，尤其是适合用于各类需求涂料高分子材料含有一定难度，所以该类已商品化涂料较少。粉末涂料，即不需要任何溶剂涂料。其优点是理论上绝对零VOC，然而在应用中却碰到困难，如：工艺复杂、涂层较厚、配色性差、不规则物体涂布效果差等。123/133引言：制革工业是我国主要工业部门之一，年产量高。每年年产猪皮革约八千多万张，牛皮革三千多万张，羊皮革五千多万张。年出口创汇八十