第六章绿色化学的应用
第六章 绿色化学的应用
化学反应因选择性不 高造成资源大量浪费,而 且副产物的生成又造成对 环境的污染。 因此化学家们一直在 探索提高反应选择性,以 达到尽可能高的原子经济 性反应
• 化学反应因选择性不 高造成资源大量浪费，而 且副产物的生成又造成对 环境的污染。 • 因此化学家们一直在 探索提高反应选择性，以 达到尽可能高的原子经济 性反应
第一节:绿色化学反应 生物催化 生物材料在利用资源和发展绿色技术方面均 十分重要。 生物催化选择性高、副反应少、反应条件温 和、设备简单,因此是绿色生产技术 ·生物技术的研究始于50、60年代,但直到90 年代,基因重组工程和生物筛选技术的改进 和新的稳定生产技术的开发成功,生物催化 剂才开始应用于多种工业生产过程
第一节： 绿色化学反应 • 一、生物催化 • 生物材料在利用资源和发展绿色技术方面均 十分重要。 • 生物催化选择性高、副反应少、反应条件温 和、设备简单，因此是绿色生产技术。 • 生物技术的研究始于50、60年代，但直到90 年代，基因重组工程和生物筛选技术的改进 和新的稳定生产技术的开发成功，生物催化 剂才开始应用于多种工业生产过程
表6-1.生物催化技术的应用领域 工业部门 应用领域成熟程度及应用情况 石油炼制 生物脱硫 工业示范 生物制机动燃料 开发中 生物制氢 开发中 大宗化学品乙醇 已成熟 1,3丙二醇 接近成熟 甘油 工业示范 高分子聚合物可生物降解聚合物业应用 Xanthan polymers工业应用 聚丙烯酰胺 工业应用 ·特殊有机中间体新中间体 工业应用
表6-1. 生物催化技术的应用领域 • 工业部门 应用领域 成熟程度及应用情况 • 石油炼制 生物脱硫 工业示范 • 生物制机动燃料 开发中 • 生物制氢 开发中 • 大宗化学品 乙醇 已成熟 • 1，3丙二醇 接近成熟 • 甘油 工业示范 • 高分子聚合物 可生物降解聚合物 工业应用 • Xanthan plymers 工业应用 • 聚丙烯酰胺 工业应用 • 特殊有机中间体 新中间体 工业应用
手性中间体 工业应用 Oleochemicals工业应用 医药 医用蛋白 工业应用 手性药物 工业应用 农用化学品 Carbonhydrates polyme业应用 生物杀虫剂 工业应用 日用化学品乳酸 接近成熟 赖氨酸 工业应用 柠檬酸 工业应用 环境保护 废物处理技术开发中 生物治理 开发中
手性中间体 工业应用 • Oleochemicals 工业应用 • 医药 医用蛋白 工业应用 • 手性药物 工业应用 • 农用化学品 Carbonhydrates Polymers 工业应用 • 生物杀虫剂 工业应用 • 日用化学品 乳酸 接近成熟 • 赖氨酸 工业应用 • 柠檬酸 工业应用 • 环境保护 废物处理技术 开发中 • 生物治理 开发中
生物技术在化学化工中的应用正在全面兴起。 在精细化学品和药物的合成 手性化合物等 高贴加值化学品的合成中已得到成功的工业应用,并 占据了一定的市场分额 据统计,1996年,生物催化剂已占世界催化剂90亿美 元市场的11%。 美国 Biosystem公司(EBC)已成功开发了一种生物脱 硫的新工艺(BDS),第一套柴油生物脱硫工业示范 装置正在 Petro star公司的 Alaska炼油厂建设之中, 预计2001年第三季度投 Cargill dow聚合物公司正耗资3亿美元建设一套生产 规模为140kta的从玉米生产聚乳酸的装置,用于生产 纤维和塑料等
• 生物技术在化学化工中的应用正在全面兴起。 • 在精细化学品和药物的合成， • 手性化合物等 • 高附加值化学品的合成中已得到成功的工业应用，并 占据了一定的市场分额。 • 据统计，1996年，生物催化剂已占世界催化剂90亿美 元市场的11%。 • 美国Biosystem公司（EBC）已成功开发了一种生物脱 硫的新工艺（BDS），第一套柴油生物脱硫工业示范 装置正在Petro Star公司的 Alaska 炼油厂建设之中， 预计2001年第三季度投产。 • Cargill Dow 聚合物公司正耗资3亿美元建设一套生产 规模为140kt/a的从玉米生产聚乳酸的装置，用于生产 纤维和塑料等
我国在某些领域也取得了重大进展。 如生物催化丙烯腈制丙烯酰胺在建设几 套千吨级规模装置的基础上,一套规模 为20kta的生产装置正在投产。 以厌氧活性污泥为原料的“有机废水发 酵法制氢技术”研究目前已通过中试验 证,实现了中试规模连续非固定菌长期 操作生物制氢 ●以玉米淀粉制得的糖类化合物为原料 采用生物发酵法制造甘油,已建成示范 工厂
• 我国在某些领域也取得了重大进展。 • 如生物催化丙烯腈制丙烯酰胺在建设几 套千吨级规模装置的基础上，一套规模 为20kt/a的生产装置正在投产。 • 以厌氧活性污泥为原料的“有机废水发 酵法制氢技术”研究目前已通过中试验 证，实现了中试规模连续非固定菌长期 操作生物制氢。 • 以玉米淀粉制得的糖类化合物为原料， 采用生物发酵法制造甘油，已建成示范 工厂
二、甲醇羰基化法合成乙酸 °乙酸生产有乙醛氧化法、丁烷和轻质油 氧化法以及甲醇羰基化法 ·乙醛氧化法制备乙酸的反应式如下: Chcn0+02=2c:007
二、甲醇羰基化法合成乙酸 • 乙酸生产有乙醛氧化法、丁烷和轻质油 氧化法以及甲醇羰基化法。 • 乙醛氧化法制备乙酸的反应式如下：
这条生产乙酸的技术路线开发最早,至19世纪 60年代, Hoechst-Wacker法直接氧化乙烯制乙醛 技术开发成功后更有了有飞速的发展。 当时乙烯法制乙醛的路线以其生产规模大,成 本低而与其他路线竞争占有很大优势,使乙烯 制乙醛在70年代初达到了1610kta的规模,所生 产的乙醛大部分用于制造乙酸 但其后石油和乙烯价格的大幅度上升,使原料 成本增加。同时乙醛制乙酸的单程转化率约 90%,收率以乙醛计为94-95%,反应中有少量 副产物双乙酸乙叉酯,丁烯酸,丁二酸等生成, 分离麻烦,同时设备投资较高,因此导致此路 线后来逐渐失去竞争能力
• 这条生产乙酸的技术路线开发最早，至19世纪 60年代，Hoechst-Wacker法直接氧化乙烯制乙醛 技术开发成功后更有了有飞速的发展。 • 当时乙烯法制乙醛的路线以其生产规模大，成 本低而与其他路线竞争占有很大优势，使乙烯 制乙醛在70年代初达到了1610kt/a的规模，所生 产的乙醛大部分用于制造乙酸。 • 但其后石油和乙烯价格的大幅度上升，使原料 成本增加。同时乙醛制乙酸的单程转化率约 90%，收率以乙醛计为94-95%，反应中有少量 副产物双乙酸乙叉酯，丁烯酸，丁二酸等生成， 分离麻烦，同时设备投资较高，因此导致此路 线后来逐渐失去竞争能力
丁烷液相氧化制乙酸 该方法曾是50-60年代生产乙酸的主要路线
丁烷液相氧化制乙酸 该方法曾是50-60年代生产乙酸的主要路线