現(xiàn)代化工綠色化工課件

化工工藝學(xué)

Introduction

to

chemical

industry

主講丁明潔

化學(xué)與材料工程學(xué)院2009/081化工工藝學(xué)AnIntroductiontoChemicalEngineering第7講綠色化工

一、

傳統(tǒng)化工面臨的挑戰(zhàn)化工資源與能源的危機(jī)石油、煤和天然氣既可用做能源，也是化工的起始原料。由價(jià)廉的石油得到各種石油化工產(chǎn)品。石油化工產(chǎn)品與規(guī)?？涨鞍l(fā)展。人們逐漸認(rèn)識(shí)到化工資源的匱乏和能源的危機(jī)。

傳統(tǒng)化工對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染

化工科技的進(jìn)步為人們生活和社會(huì)發(fā)展化工三廢對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

有害化學(xué)品對(duì)人類與生態(tài)環(huán)境的影響科技發(fā)展的基本思考—可持續(xù)性發(fā)展

目前：人類生存安全中級(jí)：人類生存質(zhì)量初級(jí)：人類生存

人們逐漸認(rèn)識(shí)到可持續(xù)性發(fā)展要依賴科技進(jìn)步；但并非一切科技都支持可持續(xù)性發(fā)展。只有滿足人類生存、生存質(zhì)量和生存安全三個(gè)方面的要求，科技進(jìn)步才能夠成為人類不斷進(jìn)步的推動(dòng)力。人類面臨的五大基本問題人類面臨的五大基本問題是：

人口,糧食，能源，資源，環(huán)境。在化學(xué)化工領(lǐng)域，認(rèn)識(shí)到化工資源的短缺危機(jī)與傳統(tǒng)化工的三廢對(duì)污染環(huán)境的挑戰(zhàn)促使各國政府倡導(dǎo)“綠色化學(xué)與化工”。綠色化學(xué)的興起

綠色化學(xué)的興起與原則

環(huán)保治理的三個(gè)發(fā)展階段

“稀釋廢物來防治環(huán)境污染”

三廢的后處理技術(shù)在源頭防止廢物的生成

綠色化學(xué)的基本原則

美國的P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12條原則：（1）防止廢物的生成比在其生成后再處理更好。（2）設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)使生產(chǎn)過程中所采用的原料最大量地進(jìn)入產(chǎn)品之中。綠色化學(xué)的基本原則（3）設(shè)計(jì)合成方法時(shí)，只要可能，不論原料、中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)品，均應(yīng)對(duì)人體健康和環(huán)境無毒、無害（包括極小毒性和無毒）。（4）化工產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須使其具有高效的功能，同時(shí)也要減少其毒性。（5）應(yīng)盡可能避免使用溶劑、分離試劑等助劑，如不可避免，也要選用無毒無害的助劑。綠色化學(xué)的基本原則（6）合成方法必須考慮過程中能耗對(duì)成本與環(huán)境的影響，應(yīng)設(shè)法降低能耗，最好采用在常溫常壓下的合成方法。

（7）在技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，原料要采用可再生資源代替消耗性資源。（8）在可能的條件下，盡量不用不必要的衍生物（derivatiza-tion），如限制性基團(tuán)、保護(hù)/去保護(hù)作用、臨時(shí)調(diào)變物理、化學(xué)工藝。綠色化學(xué)的基本原則（9）合成方法中采用高選擇性的催化劑比使用化學(xué)計(jì)量（stoichiometric）助劑更優(yōu)越。（10）化工產(chǎn)品要設(shè)計(jì)成在其使用功能終結(jié)后，它不會(huì)永存于環(huán)境中，要能分解成可降解的無害產(chǎn)物。

（11）進(jìn)一步發(fā)展分析方法，對(duì)危險(xiǎn)物質(zhì)在生成前實(shí)行在線監(jiān)測(cè)和控制。（12）選擇化學(xué)生產(chǎn)過程的物質(zhì)，使化學(xué)意外事故(包括滲透、爆炸、火災(zāi)等)的危險(xiǎn)性降低到最小程度。

綠色化學(xué)的基本原則是從源頭消除污染，包括新設(shè)計(jì)或者重新設(shè)計(jì)化學(xué)合成、制造方法和化工產(chǎn)品來根除污染源。綠色化學(xué)的定義

綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”

為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，

實(shí)現(xiàn)零排放。

不僅充分利用資源，而且不產(chǎn)生污染；

并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，

生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。

綠色化工的定義綠色化工又稱清潔生產(chǎn)或環(huán)境友好技術(shù)，它是在綠色化學(xué)基礎(chǔ)上開發(fā)的從源頭上阻止環(huán)境污染的化工技術(shù)。

綠色化工與傳統(tǒng)化工最主要的區(qū)別是從源頭上阻止環(huán)境污染，即設(shè)計(jì)和開發(fā)在各個(gè)環(huán)節(jié)上都潔凈和無污染的反應(yīng)途徑和工藝。

綠色化學(xué)與化工的關(guān)系

綠色化學(xué)追求的目標(biāo)是從源頭上消除污染，而綠色化工的目標(biāo)則要求是經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展，可以概括為“三高”、“三低”、“兩小”。反應(yīng)要高轉(zhuǎn)化率、高選擇性和高能源利用率。原料要低毒、反應(yīng)介質(zhì)(溶劑)要低毒、產(chǎn)品要低毒產(chǎn)生廢物小，副產(chǎn)物也要小。

綠色化學(xué)與化工是未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向和基礎(chǔ)綠色化學(xué)與化工是當(dāng)今國際化學(xué)與化工科學(xué)研究的前沿，它吸收了當(dāng)代化學(xué)、物理、生物、材料、信息等科學(xué)的最新理論和技術(shù)，是具有明確的社會(huì)需求和科學(xué)目標(biāo)的新興交叉學(xué)科。目前，綠色化學(xué)作為未來化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向和基礎(chǔ)，越來越受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。世界各國重視綠色化學(xué)與化工

美國總統(tǒng)克林頓宣布設(shè)立“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”一個(gè)由日本政府規(guī)劃，旨在防止全球氣候變暖、在21世紀(jì)重建綠色地球的“新陽光計(jì)劃”開始實(shí)施。1997年底德國聯(lián)邦政府正式通過了一個(gè)名為“為環(huán)境而研究”的計(jì)劃。綠色化學(xué)與化工的研究?jī)?nèi)容

原料的綠色化無毒、無害原料；可再生資源為原料化學(xué)反應(yīng)的綠色化原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)；提高反應(yīng)選擇性催化劑的綠色化

：無毒無害催化劑溶劑的綠色化

：無毒無害溶劑產(chǎn)品的綠色化

原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)和高選擇性反應(yīng)

原子經(jīng)濟(jì)性概念：原子經(jīng)濟(jì)性或原子利用率（%）=

（被利用原子的質(zhì)量/反應(yīng)中所使用全部反應(yīng)物分子的質(zhì)量）100%

原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)和高選擇性反應(yīng)環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)CO氣相催化偶聯(lián)合成草酸二乙酯使用無毒無害原料及可再生資源

取代氫氰酸路線合成苯乙酸的新工藝用生物質(zhì)原料（淀粉、纖維素）合成乙醇等有機(jī)品以生物質(zhì)為原料制生物質(zhì)能源分子篩代替三氯化鋁催化劑合成乙苯和異丙苯采用無毒無害溶劑超臨界二氧化碳作為綠色溶劑的利用離子液體作為綠色溶劑的應(yīng)用

環(huán)境無害的綠色化學(xué)產(chǎn)品

綠色化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)該具有兩個(gè)特征：產(chǎn)品本身必須不會(huì)引起環(huán)境污染或健康問題，包括不會(huì)對(duì)野生生物、有益昆蟲或植物造成損害；當(dāng)產(chǎn)品被使用后，應(yīng)該能再循環(huán)或易于在環(huán)境中降解為無害物質(zhì)。環(huán)境無害的綠色化學(xué)產(chǎn)品可降解塑料的研制

新型化學(xué)殺蟲劑

化工與高技術(shù)信息、微電子、自動(dòng)化技術(shù)與化工自動(dòng)化技術(shù)

新材料技術(shù)與化工

新能源技術(shù)與化工

空間技術(shù)與化工

海洋開發(fā)技術(shù)與化工

21世紀(jì)化工展望

世界化工發(fā)展趨勢(shì)資源利用多元化

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精細(xì)化

技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化

經(jīng)營(yíng)管理全球化

發(fā)展方向綠色化

GreenChemistry綠色化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué)綠色化學(xué)是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展；綠色化學(xué)是從源頭上消除污染；綠色化學(xué)是合理利用資源和能源，符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)求；綠色化學(xué)用化學(xué)技術(shù)和方法去減少或消滅對(duì)人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。綠色化學(xué)的研究?jī)?nèi)容綠色化學(xué)研究的中心問題是使化學(xué)反應(yīng)、化工工藝及其產(chǎn)物具有以下四個(gè)方面的特點(diǎn)：①采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的反應(yīng)條件（溶劑、催化劑等）下進(jìn)行；③使化學(xué)反應(yīng)具有極高選擇性，極少的副產(chǎn)物，甚至達(dá)到“原子經(jīng)濟(jì)”的程度，即在獲取新物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個(gè)原料原子，實(shí)現(xiàn)“零排放”④產(chǎn)品應(yīng)是對(duì)環(huán)境無害的。綠色反應(yīng)也要求具有一定的轉(zhuǎn)化率，達(dá)到技術(shù)上經(jīng)濟(jì)合理。

綠色化學(xué)的實(shí)現(xiàn)途徑①開發(fā)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)；②提高烴類氧化反應(yīng)的選擇性；③采用無毒、無害的原料；④采用無毒、無害的催化劑；⑤采用無毒、無害的溶劑；⑥采用生物技術(shù)從可再生資源合成化學(xué)品；⑦環(huán)境友好產(chǎn)品；⑧計(jì)算機(jī)輔助的綠色化學(xué)設(shè)計(jì)；⑨有機(jī)電化學(xué)合成方法。綠色化學(xué)的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”；日本“新陽光計(jì)劃”；英國皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦綠色化學(xué)國際性化學(xué)期刊；中國科學(xué)院化學(xué)部“綠色化學(xué)技術(shù)—推動(dòng)化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑”；中國國家自然科學(xué)委員會(huì)與中石化集團(tuán)”環(huán)境友好石油化工催化化學(xué)與化學(xué)反應(yīng)工程“重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目；綠色化學(xué)與技術(shù)已成為世界各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界關(guān)注的重要研究與發(fā)展方向。綠色化學(xué)的12項(xiàng)準(zhǔn)則：（由美國化學(xué)會(huì)提出）1)預(yù)防環(huán)境污染Prevention

防止廢物的生成，而不是在廢物產(chǎn)生后再進(jìn)行處理。2)原子經(jīng)濟(jì)性AtomEconomy

設(shè)計(jì)將所有反應(yīng)物質(zhì)盡可能全部轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品的合成方法。3)無害化學(xué)合成LessHazardousChemicalSynthesis

在化學(xué)合成中盡量不使用和不產(chǎn)生對(duì)人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì)。

復(fù)習(xí)：

綠色化學(xué)的發(fā)展預(yù)測(cè)(12項(xiàng)原則)4)設(shè)計(jì)安全化學(xué)品DesigningSaferChemicals

設(shè)計(jì)具有高使用效益低環(huán)境毒性的化學(xué)品，在這些產(chǎn)品被期望功能得以實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，將其毒性降到最低限度。5)使用安全溶劑和助劑SaferSolventsandAuxiliaries

盡量不使用溶劑等輔助物質(zhì)，不得已使用時(shí)它們必須是無毒無害的。6)提高能源經(jīng)濟(jì)性DesignforEnergyEfficiency

化學(xué)過程所需的能量應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境的影響和經(jīng)濟(jì)效益，能耗應(yīng)最低，盡可能使合成技術(shù)在環(huán)境溫度和壓力下進(jìn)行。7)使用可再生的原料UseofRenewableFeedstocks

盡量采用可再生的原料，特別是用生物質(zhì)代替石油和煤等礦物原料。8)減少衍生物ReduceDerivatives

如有可能應(yīng)盡量減少副產(chǎn)物。9)新型催化劑的開發(fā)Catalysis

合成方法中應(yīng)盡可能使用高選擇性的催化劑。

10)降解設(shè)計(jì)DesignforDegradation

化學(xué)產(chǎn)品在使用完后應(yīng)能降解成無害的物質(zhì)，并且能進(jìn)入自然生態(tài)循環(huán)。11)預(yù)防污染中的實(shí)時(shí)分析

Real-timeanalysisforPollutionPrevention

發(fā)展可進(jìn)行實(shí)時(shí)分析的方法，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，以便監(jiān)控有害物質(zhì)的形成。12)防止意外事故的安全工藝

InherentlySaferChemistryforAccidentPrevention

選擇參加化學(xué)進(jìn)程的物質(zhì)，盡量減少發(fā)生意外事故的風(fēng)險(xiǎn)（包括泄露、爆炸和火災(zāi)）。NEXT2.2原料綠色化舉例：

綠色化工生產(chǎn)技術(shù)中的原料綠色化綠色化工生產(chǎn)技術(shù)即化工生產(chǎn)清潔技術(shù)，是指化工生產(chǎn)中利用化學(xué)原理和工程技術(shù)來減少或消除造成環(huán)境污染的有害原料、催化劑、溶劑、助劑、副產(chǎn)品。原料綠色化;化學(xué)反應(yīng)綠色化;反應(yīng)介質(zhì)綠色化.傳統(tǒng)的直至現(xiàn)代化工生產(chǎn),原材料大多數(shù)對(duì)人類健康、生態(tài)環(huán)境有毒有害；綠色化學(xué)或綠色化工清潔生產(chǎn)，主要要考慮兩大方面：對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響；反應(yīng)、轉(zhuǎn)化成為目標(biāo)產(chǎn)物（或產(chǎn)品）過程的轉(zhuǎn)換效率。（1）替代光氣(COCl2)的綠色原料光氣用于制備異氰酸酯、碳酸二甲酯、聚碳酸酯等。光氣劇毒，1、2次世界大戰(zhàn)期間曾用作化學(xué)武器。光氣制備的產(chǎn)物也是毒性大的物質(zhì)。

二氧化碳和胺直接反應(yīng)生成異氰酸酯環(huán)氧乙烷、二氧化碳、甲醇為原料制備碳酸二甲酯一氣化碳、甲醇、氧氣為原料，制備碳酸二甲酯化工生產(chǎn)原材料的無毒、無害化（2）替代氫氰酸的綠色原料氫氰酸劇毒。氫氰酸用于生產(chǎn)含氰化合物、聚合物單體；制造尼龍66傳統(tǒng)方法是丁二烯和氫氰酸反應(yīng)生成己二腈而進(jìn)行的；新工藝是丁二烯甲?；桶坊?；傳統(tǒng)方法是用氫氰酸和丙酮生產(chǎn)：異丁烯直接氧化生產(chǎn)甲基丙烯酸。（3）其它的化工原料綠色化①石油裂解制氫取代水煤氣制氫②纖維素轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸③雙氧水取代含氯/硫氧化劑及漂白劑可再生資源作為化工生產(chǎn)原材料（1）采用生物質(zhì)材料制取燃料（2）采用生物質(zhì)材料制取精細(xì)有機(jī)化學(xué)品生物質(zhì)：由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱，包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物等。其中含有淀粉、纖維素、木質(zhì)素等成分生物質(zhì)特點(diǎn)可再生，儲(chǔ)量豐富。僅每年再生的纖維素和木質(zhì)素折合成能量相當(dāng)于石油年產(chǎn)量的15～20倍。大部分已高度氧化，作為化工原料可避免氧化步驟比礦物原料更清潔。生物質(zhì)來源于CO2，燃燒后不增加大氣中CO2的含量。季節(jié)性強(qiáng)，產(chǎn)量、質(zhì)量不穩(wěn)定。需要大量土地。以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)的化工產(chǎn)品淀粉→糊精，丙酮→麥芽糖→葡萄糖→乙醇（丙醇，丁醇，戊醇）→乙醛，乙烯，乙醚→乙酸→乙酸乙酯纖維素→葡萄糖→葡萄糖酸，山梨糖醇，甘露糖醇，丙烯酸半纖維素→木糖→糠醛→木糖醇，呋喃→四氫呋喃，順丁烯二酸酐木質(zhì)素→蒽醌，酚，甲醇1）物理法：將生物質(zhì)加熱裂解成低分子物質(zhì)，然后分餾出有用成分。2）化學(xué)法：采用水解、酸解、氧化還原降解將生物質(zhì)變?yōu)樾》肿印Ｎ锢矸?、化學(xué)法能耗高、產(chǎn)率低，副產(chǎn)物多且造成廢棄物污染環(huán)境。3）生物化學(xué)轉(zhuǎn)化法：利用酶將生物質(zhì)降解為葡萄糖，然后轉(zhuǎn)化為各種化學(xué)品。生物化學(xué)轉(zhuǎn)化法過程復(fù)雜，且要借助于特殊的酶催化劑或含酶的微生物作用才能進(jìn)行，但這是今后生物質(zhì)利用的主要方向。

目前將生物質(zhì)資源用作化工原料的方法生物質(zhì)資源利用實(shí)例一、歷史悠久的發(fā)酵技術(shù)大約5000年前，我國人民已掌握釀酒、釀醋技術(shù)。二、制取燃料1.制造酒精巴西從20世紀(jì)70年代施行用甘蔗糖生產(chǎn)乙醇的龐大計(jì)劃,乙醇年產(chǎn)量已達(dá)1.3×107噸，是世界上最大的發(fā)酵乙醇生產(chǎn)國。目前有800萬輛汽車使用摻有22％乙醇的汽油。2.生產(chǎn)木質(zhì)石油美國Shell公司利用生物工程技術(shù)以木材碎屑為原料生產(chǎn)液體燃料——生物粗油。該產(chǎn)品熱效率達(dá)70%～90%。英國采用液化技術(shù)，每噸木材可產(chǎn)出240㎏木質(zhì)石油、160㎏瀝青和159㎏氣態(tài)燃料。3.生產(chǎn)生物柴油美國俄亥俄州一個(gè)名叫奧柏林的高中生,最近成功地用氫氧化鈉和甲醇作為催化劑,將植物油分離成甘油和甲酯。甲脂就是生物柴油,可替代柴油驅(qū)動(dòng)柴油引擎汽車。4.制取沼氣三、生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品1.生產(chǎn)乙酰丙酸1999年，美國的Biofine公司獲得美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)之小企業(yè)獎(jiǎng)。他們的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目是把廢纖維轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸。反應(yīng)的原料可以是造紙廢物、城市固體垃圾、不可循環(huán)使用的廢紙、廢木材和農(nóng)業(yè)殘留物，用稀硫酸在200～220℃處理15分鐘，產(chǎn)率可達(dá)70%～90%，同時(shí)可得有價(jià)值的副產(chǎn)品甲酸和糠醛。2.生產(chǎn)己二酸（尼龍66的中間體）美國Michigan州立大學(xué)的J.W.Frost和K.M.Draths開發(fā)出由淀粉和纖維素制取己二酸的新工藝。該工藝先由原料制取葡萄糖，然后利用經(jīng)DNA重組技術(shù)改進(jìn)的細(xì)菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為己二烯二酸，最后在催化劑的作用下加氫制備己二酸。該工藝是采用可再生生物質(zhì)資源代替石油資源制造化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)過程無毒、無害、無污染的典型實(shí)例，榮獲1998年美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)。3.用玉米制塑料美國全國玉米種植者協(xié)會(huì)最近宣布，用玉米生產(chǎn)聚脂乳酸塑料的研究已取得了成功。這種技術(shù)可以將玉米加工成薄片或顆粒狀的聚合物，就像是塑料的原料。用玉米制成的聚合物可以做成布料纖維，也可以做成杯子、瓶子、食品容器、包裝紙或地毯。用聚脂乳酸做成的面料有絲綢質(zhì)感，耐用程度可與滌綸媲美。此外，這種新材料能百分之百地生物降解。4.用纖維素生產(chǎn)燃料酒精將纖維素轉(zhuǎn)化為葡萄糖的糖化過程和葡萄糖生成酒精的發(fā)酵過程結(jié)合起來的由維生素直接生產(chǎn)酒精的工藝獲得成功，收率可達(dá)80-90%。并已經(jīng)過了中試試驗(yàn)。2001年9月22日，國家“十五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，中國最大的燃料乙醇生產(chǎn)項(xiàng)目——年產(chǎn)60萬噸燃料乙醇項(xiàng)目落戶吉林經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。此項(xiàng)目投產(chǎn)后，年可消耗玉米192萬噸，可以很好地帶動(dòng)吉林省種植業(yè)、飼料加工業(yè)、畜牧業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。NEXT2.3原子經(jīng)濟(jì)性綠色化工中的原子經(jīng)濟(jì)性

原子經(jīng)濟(jì)性的概念一、原子經(jīng)濟(jì)性(Atomeconomy)原子經(jīng)濟(jì)性是指原料分子中有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物，用以評(píng)價(jià)不同工藝路線的原子利用程度。原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的特點(diǎn)：

1）最大限度地利用原料；

2）最大限度地減少廢物的排放，減少污染。二、原子利用率(AtomUtilization)1、產(chǎn)物選擇性或產(chǎn)率某一化工反應(yīng)過程或合成工藝的優(yōu)劣：常用評(píng)價(jià)指標(biāo)：產(chǎn)物選擇性或產(chǎn)率目標(biāo)：追求最大經(jīng)濟(jì)效益缺點(diǎn)：不考慮對(duì)環(huán)境的影響,無法估計(jì)所排放的廢物數(shù)量和性質(zhì)。2、原子利用率和E-因子①原子利用率(簡(jiǎn)稱AU)Trost的原子經(jīng)濟(jì)性用原子利用率（AtomUtilization,簡(jiǎn)稱AU）衡量，其定義式如下：AU=目標(biāo)產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量/化工過程產(chǎn)物的所有物種摩爾質(zhì)量之和AU用來估算不同化工過程在不同工藝路線中的原子利用程度，由理論反應(yīng)式算出。AU大，副產(chǎn)物則少。它不是指產(chǎn)物的選擇性，而是原子的選擇性。表2.2典型化學(xué)計(jì)量式反應(yīng)與催化反應(yīng)中AU值。②E-因子(E-factor)Sheldon提出的E因子更為符合綠色化工的要求，E-因子定義為每產(chǎn)出1kg產(chǎn)物所產(chǎn)生的副產(chǎn)物的千克數(shù)，去衡量化工過程的排棄量。在原子利用率和E-因子指標(biāo)中，廢棄物是指預(yù)期產(chǎn)物以外的任何副產(chǎn)物?；ば袠I(yè)產(chǎn)品規(guī)模/kg廢棄物/產(chǎn)品石油煉制109~1011~0.1大宗化學(xué)品107~1091~5(個(gè)別小于1)精細(xì)化學(xué)品105~1075~50(個(gè)別大于50)醫(yī)藥品104~10625~100反應(yīng)類型及其原子經(jīng)濟(jì)性

1．分子重排反應(yīng)(Rearrangements)

分子重排反應(yīng)是100％原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，因?yàn)樗ㄟ^原子重整產(chǎn)生新的分子，所有反應(yīng)原子都結(jié)合到產(chǎn)物中。2．加成反應(yīng)(Addition)

加成反應(yīng)是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，如環(huán)加成、烯烴溴化等，將反應(yīng)物加到底物上，充分利用原料中的原子。3．取代反應(yīng)(Substitution)

取代反應(yīng)中，離子基團(tuán)是終產(chǎn)物中不需要的廢物，反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性降低，而其非原子經(jīng)濟(jì)程度則視不同的試劑和底物而決定。4．消除反應(yīng)(Elimination)

消除反應(yīng)是原子經(jīng)濟(jì)性最低的反應(yīng)。NEXT2.4綠色催化劑試論傳統(tǒng)化工面臨的挑戰(zhàn)。人類面臨的五大基本問題是什么？請(qǐng)說明環(huán)境保護(hù)治理的三個(gè)發(fā)展階段。綠色化學(xué)與化工研究的主要內(nèi)容有哪些？試給出原子經(jīng)濟(jì)性（或原子利用率）的定義，并舉例說明。試舉例說明高新科技與現(xiàn)代化工之間的關(guān)系。綠色化學(xué)與化工的含義是什么？它們與傳統(tǒng)化工