第八章-绿色化学化工概论ppt课件.ppt
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1、第8章 化工生产与环境保护8.4 绿色化学化工艺及进展概论8.1 8.1 废气的处理废气的处理 8.2 8.2 废水的处理废水的处理 8.3 8.3 固体废弃物的处理固体废弃物的处理 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统背背 景景当代全球十大环境问题是:当代全球十大环境问题是:大气污染大气污染臭氧层破坏臭氧层破坏全球变暖全球变暖海洋污染海洋污染淡水资源紧张和污染淡水资源紧张和污染土地退化和沙漠化土地退化和沙漠化森林锐减森林锐减生物多样性减少生物多样性减少环境公害环境公害有毒化学品和危险废物有毒化学品和危险废物其中至少有其中
2、至少有7 7个直接与化学个直接与化学和化工产品等和化工产品等化学物质污染化学物质污染有关有关!篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统u大气环境污染严重大气环境污染严重 全国全国527个市(县)中,个市(县)中,出现酸雨的城市有出现酸雨的城市有298个,个,占统计城市的占统计城市的56.5%,有些,有些地区的酸雨频率达到地区的酸雨频率达到100%。据测算,大气污染造成的据测算,大气污染造成的经济损失已经占到经济损失已经占
3、到GDP的的23%,中国的大气污染的,中国的大气污染的形势不容乐观。形势不容乐观。40%40%国土受酸雨威胁国土受酸雨威胁国土受酸雨威胁国土受酸雨威胁温室效应气体排放居亚洲之首温室效应气体排放居亚洲之首温室效应气体排放居亚洲之首温室效应气体排放居亚洲之首二氧化硫排放逐年增加二氧化硫排放逐年增加二氧化硫排放逐年增加二氧化硫排放逐年增加篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统20032003年七大水系各种水质类别所占比例年七
4、大水系各种水质类别所占比例 我国人均水资源不足世界平均值的我国人均水资源不足世界平均值的1/41/4,而且水质受到较,而且水质受到较严重的污染。目前,全国严重的污染。目前,全国60%60%的城市存在不同程度的缺水,的城市存在不同程度的缺水,108108各城市严重缺水,饮用水源地水质较差,约有各城市严重缺水,饮用水源地水质较差,约有30%30%人口得人口得不到安全饮用水。不到安全饮用水。2003200320032003年我国生活垃圾清运量达年我国生活垃圾清运量达年我国生活垃圾清运量达年我国生活垃圾清运量达1.51.51.51.5亿吨,年均增长亿吨,年均增长亿吨,年均增长亿吨,年均增长7-107-
5、107-107-10,处理率远远,处理率远远,处理率远远,处理率远远达不到要求,垃圾围城现象普遍。达不到要求,垃圾围城现象普遍。达不到要求,垃圾围城现象普遍。达不到要求,垃圾围城现象普遍。u水质污染、固体废弃物泛滥水质污染、固体废弃物泛滥篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统u人居环境受到严重威胁人居环境受到严重威胁全国主要城市空气污染综合指数全国主要城市空气污染综合指数 电厂对大气污染电厂对大气污染北京遭遇的沙尘暴北京遭遇的沙尘暴北京遭遇的沙尘暴北京遭遇的沙尘暴太湖污染太湖污染太湖污染太湖污染篮球比赛是根据运动队在规定的比
6、赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统能源消耗大能源消耗大能源消耗大能源消耗大环境污染严重环境污染严重环境污染严重环境污染严重资源效率低资源效率低资源效率低资源效率低比世界先进水平高比世界先进水平高比世界先进水平高比世界先进水平高35200%35200%年粉尘排放年粉尘排放年粉尘排放年粉尘排放 500500万吨万吨万吨万吨COCO2 2气体排放超过气体排放超过气体排放超过气体排放超过 7 7亿吨亿吨亿吨亿吨年消耗矿资源年消耗矿资源年消耗矿资源年消耗矿资源100100亿吨亿吨亿吨亿吨建材工业存在的突出问题建材工业存在的突出问题2001年2005年总产量(亿
7、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公斤/吨SO2公斤/吨水耗公斤/吨粉尘公斤/吨能耗公斤/吨资源消耗公斤/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状况对比国内外建材行业能源、资源消耗和污染物排放状况对比我国近五年建材行业状况我国近五年建材行业状况篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计
8、时计分系统是一种得分类型的系统材料工业与国际先进水平的差距材料工业与国际先进水平的差距吨钢(冶金)吨钢(冶金)吨水泥(建材)吨水泥(建材)吨乙烯(化工)吨乙烯(化工)中国中国 日本日本差距差距21%差距差距44%差距差距70%单位:千克标煤单位:千克标煤结论结论:依据现有数据比较,我国钢铁、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化工、建材等基础原材料产业主要产品的单位能耗均比国际先进要产品的单位能耗均比国际先进水平高。水平高。吨钢综合能耗高吨钢综合能耗高21%21%;水泥综合能耗比发达国家先进水泥综合能耗比发达国家先进水平高水平高303040%40%;在化工产品中,一般产品的
9、单在化工产品中,一般产品的单位能耗比发达国家高位能耗比发达国家高202030%30%,有,有些产品甚至高出些产品甚至高出40%40%,如大型合成,如大型合成氨综合能耗比国外高出氨综合能耗比国外高出31.2%31.2%。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 “十五十五”期间钢铁、有色、电力、石化、建材、化工等六大高耗能行期间钢铁、有色、电力、石化、建材、化工等六大高耗能行业增长业增长20.1%20.1%,重工业同比增长,重工业同比增长19.5%19.5%,增速比轻工业快,增速比轻工业快3.13.1个百分点,个百分点,产业结构
10、趋于重型化的格局没有改变。产业结构趋于重型化的格局没有改变。淘汰落后产能工作难度加大。部分地区电力、钢铁、有色、水泥、建淘汰落后产能工作难度加大。部分地区电力、钢铁、有色、水泥、建材等淘汰落后产能进展缓慢。材等淘汰落后产能进展缓慢。突发环境事件时有发生。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的贡献十分巨大。能减排的贡献十分巨大。淘汰落后淘汰落后,建设节约型社会建设节约型社会篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型
11、的系统环境治理的历史回顾 20世纪世纪4050年代年代 稀释废物稀释废物 20世纪世纪6070年代年代 废物后处理废物后处理 20世纪世纪90年代年代 从从源头消除污染源源头消除污染源篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绿色化学绿色化学(Green Chemistry)环境无害化学环境无害化学环境友好化学环境友好化学 清洁化学清洁化学 从源头消除污染的途径从源头消除污染的途径 新设计化学合成方法和化工产新设计化学合成方法和化工产 品来根除污染源品来根除污染源8.1 8.1 绿色化学的基本概念绿色化学的基本概念篮球比赛是根据
12、运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统各国政府推动绿色化学的措施各国政府推动绿色化学的措施 美国美国 1990年美国颁布了污染防治条例,年美国颁布了污染防治条例,将将 污染的防治定为国策污染的防治定为国策 1996年设定年设定“总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖”日本日本 制订制订“21世纪重建绿色地球世纪重建绿色地球”的新阳光计划,的新阳光计划,设立设立“为地球创新技术的研究院为地球创新技术的研究院”欧盟各国欧盟各国 德国德国 1991年制订年制订“为环境而研究的计划为环境而研究的计划”英国英国 2000年设立年设立“Jerwood
13、Salters环境奖环境奖”荷兰荷兰 制订制订“清洁生产手册清洁生产手册”篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 中国中国 1995年中国科学院化学部组织了绿色化学与年中国科学院化学部组织了绿色化学与技术技术推进化工生产可持续发展的途径。推进化工生产可持续发展的途径。1997年国家自然科学基金委年国家自然科学基金委“九五九五”重大项目:重大项目:环境友好石油化工催化化学与反应工程环境友好石油化工催化化学与反应工程 1997年年5月,香山科学会议第月,香山科学会议第72次学术研讨会:次学术研讨会:可持续发展问题对科学的挑战可持
14、续发展问题对科学的挑战绿色化学绿色化学 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会年合肥第一届国际绿色化学高级研讨会 1999年北京第年北京第16次九华山科学论坛次九华山科学论坛“绿色化学绿色化学的基本科学问题的基本科学问题”2000年科技部国家重点基础研究发展规划项年科技部国家重点基础研究发展规划项目立项目立项石油炼制和基本有机化学品合成的绿石油炼制和基本有机化学品合成的绿色化学色化学篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绿色化学的12条原则 1.1.防止废物的产生而不是产生后再来处理;防止废物的产生而不是产生后再来处理;
15、2.2.合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中;合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中;3.3.只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小;毒或毒性很小;4.4.设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小;性很小;5.5.尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质;要用,也应使用无毒物质;6.6.能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;
16、能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绿色化学的12条原则7.7.只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;8.8.应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过程的临时性修改等);程的临时性修改等);9.9.尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比;尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比;10.10.设计化学产品时,应考虑当该物质完
17、成自己的功能后,不再设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品;滞留于环境中,而可降解为无毒的产品;11.11.分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场监分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成;控,以防有害物质的形成;12.12.化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实验化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一
18、种得分类型的系统 原子经济性原子经济性(Atom Economy)Atom Economy)概念概念 反应物中原子有多少转化成了产物。反应物中原子有多少转化成了产物。A A B C B C D D A A B C B C 产物产物废物或副产物废物或副产物废物废物为零为零原子经济性原子经济性篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统甲基丙烯酸甲酯的生产工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺传统工艺传统工艺绿色工艺绿色工艺47%47%原子经济性原子经济性100%100%原子经济性原子经济性投资、成本低投资、成本低篮球比赛是根据运动队在规定的比
19、赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统工业部门工业部门每吨产品排放的废物(吨每吨产品排放的废物(吨/吨)吨)炼油炼油0.10.1大宗化学品大宗化学品1 15 5精细化工精细化工5 52020制药制药2525100100不同工业部门生产中的废物排放量不同工业部门生产中的废物排放量制药、精细化工制药、精细化工更需开发原子经济反应更需开发原子经济反应篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统绿色化学工艺的主要内容绿色化学工艺的主要内容原料绿色化原料绿色化:无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生
20、资源产品绿色化产品绿色化:安全安全可降解可降解过程绿色化:过程绿色化:原子经济性反应原子经济性反应绿色催化剂绿色催化剂绿色溶剂绿色溶剂过程强化过程强化外场强化外场强化 流程集约化流程集约化 装备微型化装备微型化 绿色化学工艺绿色化学工艺篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统利用可再生资源利用可再生资源以以植植物物为为主主的的生生物物质质资资源源是是一一个个可可再再生生的的巨巨大大资资源源宝宝库库,利利用用可可再再生生资资源源可可以以消消除除污污染染,用用之不竭,实现可持续发展。之不竭,实现可持续发展。开发生物催化技术是关键。
21、开发生物催化技术是关键。12.2 12.2 绿色化学工艺的途径和手段绿色化学工艺的途径和手段1.1.原料绿色化原料绿色化篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统国外生物技术生产大宗国外生物技术生产大宗化工产品已取得突破化工产品已取得突破Du Pont和和 Genecor International等合作建等合作建成由玉米生产成由玉米生产1,3丙二醇丙二醇(PDO)装置,成装置,成本比化学法低本比化学法低15。CargillDOW公司正在建设一个公司正在建设一个14万万t/a的的聚乳酸工厂,用于生产塑料、纤维聚乳酸工厂,用于生产
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