法还得依靠化工工作者来开发。在可持续性发展的战略方针指导下，为从根本上解决问题，近十年中提出了清洁生产的概念，它指从原料、生产、使用过程整个过程都要减少或杜绝污染。定义为“清洁生产是一种新的创造性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效益和减少人类及环境的风险。”与过去相比：国清洁生产是从源头(设计)抓起的，力求污染物不生成。清洁生产强调从原料到使用的全过程，改变了过去只控制出口污染物浓度的办法；国不仅对生产，对服务也要考虑环境影响；有望提高企业的生产效率和经济效益，更受企业欢迎；固着眼于全球环境的彻底保护。对于人们的生活，提倡绿色生活和绿色消费，环保选购多次利用；分类回收，循环再生；保护自然，万物共存。这些原则，适用于生活，也适用于生产，当然也适用于化工。清洁生产在化工中的反映被称为绿色化学，绿色化学是相对的，至今能使用的绿色化学新工艺还是局部，大量又多品种的污染物在相当长时间内还将生成，化学工业对环境还造成复杂的问题。对于化工，工作者而言。一则力求探究或开发绿色化学新工艺：二则对已有的污染物要想方设法转化或排除，至少要尽量回收，并减少排放量或降低排放浓度。在进人21世纪前，世界已经认识到人类面临的五大基本问题是人口、粮食、能源、资源和环境。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”。应该说，人类从过于自信人类自己的创造力，忽视自然对人类的反作用到重视环保、倡导社会与经济协调发展的道路，正是社会与文明的进步。

3化学化工技术绿色化

绿色化工的内容就是从生产材和料助等所需资源剂到生产再到产品投入使用，都要求在节能环保低（甚至无）污染，所以对生产原料以及助剂和产品，还有合成路线和生产过程都有相当高的要求。

3.1设计源头——原料产物绿色化

资源环境绿色化包括生产原料和所用溶剂、催化剂以及生产的化学品和材料还有所需能源等各个方面。涉及原料的绿色化学评价、原料的起源、原料的可更新性、原料的危害性、原料选择的下游影响等。

3.1.1原料绿色化

化学反立中，有许多原料是有毒的，甚至是剧毒物质，如光气、氢氰酸、氯化物、硫酸二甲酯等。它们的化学性质活泼，以它们为原料生产一些传统的化学品已经相当成熟.工艺简单，条件缓和，成本较低，所以沿用至今。但是，大量使用这些原料将危害从业人员的健康，并对环境造成严重污染。绿色 有机 合成的一个重要任务是采用无毒无害的或低毒的原料来代替毒性大的原料。从绿色化学的高度来考虑，作为人类能够长久依赖的未来资源和能源，它必须是储量丰富，最好是可再生的，而且它的利用不会引起环境污染。目前世界所需能源和有机化工原料绝大部分来源于石油、煤和天然气

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这些不可再生的资源，石油炼制消耗大量的能量，而氧化过程是所有化学合成中污染最严重的过程。因此，十分有必要开发石油的替代原料，以减少其在化学合成中的使用。如果人类不设法用可再生的资源去替代它，最终这些资源将会不可避免地枯竭，人类就无法实现可持续发展。此外，人类所面临的环境危机直接或间接地与这些矿物资源的加工和使用有关。因此，为了人类能够可持续发展，应该采用可再生的且不会引起环境污染的资源去代替现行的消耗性资源。目前普遍认为生物质资源将是人类未来的理想选择。 改变反应原料的一般原则如下：（1）考虑原料可能带来的危害性或者是否符合绿色化学要求：是否有毒有害、是否是低能源原料、对经济的影响、对生态环境的影响等。（2）要注重可再生资源的利用：注重以废弃物作原料、选用可循环使用的物质作原料、利用可再生资源作原料等。

在现有的化工生产中，剧毒的光气和硫酸二甲酯以及氢氰酸仍被作为原料使用，随着绿色化工的发展，已经有了很多替代品被研发并投入使用，还有绿色氧化剂过氧化氢的广泛使用和二氧化碳合成有机物等技术开发利用。 3.1.2绿色溶剂

化学污染不仅来源于原料和产品，而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关，人们当前所用的溶剂是有挥发性有机化合物，在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成，有的会引起水源污染，所以采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物作溶剂是绿色化学的重要研究方向。

3.1.2. 1超临界流体

超临界流体(Supercritical Fluids,SCF), 是指处于超临界温度和超临界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间的状态。其密度与液体接近，而黏度则与气体接近。这一流体具有可变性，其性质随温度和压强的变化而变化。

（1）超临界二氧化碳

超临界二氧化碳作为绿色介质的优点：①惰性 ：二氧化碳分子很稳定,不会导致副反应 到目前为止未见报道.在以二氧化碳为介质的各类聚合反应中，未发现二氧化碳引起的链转移现象。②溶解能力随压力而变化：对一种聚合物来说 在一定温度下超临界 二 氧化碳压力 越 大 可 溶 解 的该 聚合 物 的分子 量 就越大 在聚合反应中应用这一原理可 以得到特定分子量 的的产品。③ 产物易纯化：超临界二氧化碳通过减压变成气体，很容易和产物分离。完全省去了用传统溶剂带来的复杂的后处理过程，同 时在反应结束后用超临界萃取技术除掉体系中未反应的单体和引发剂，可以直接得到纯净的聚合物。④超临界二氧化碳对高聚物有很强 溶胀能力，可以提高反应的转化率和产物的分子量。⑤ 超临界二氧化碳在作为反应介质的同时又可作为萃取剂，可将反应过程和萃取分离过程结合起来实现反应分离一体化。不仅能大幅度提高生产效率，而且可以节约能源和资源.

二氧化碳是无毒无害的：①从来源上看：是生产合成氨和天然气的副产物。对它加以利用只会减少二氧化碳的排放，故不会加剧温室效应。②不燃

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烧，不形成光化学烟雾，也不破坏臭氧层，有利于操作人员健康。③二氧化碳虽能引起窒息，但允许浓度比有机溶剂低10～100倍，不会发生中毒和爆炸事故。

超临界状态下化学反应的特点: a.在超临界状态下,化学反应速度常数对压力变化非常敏感,微小的压力变化会使化学反应速度常数发生几个数量级的变化; b.在超临界条件下进行化学反应,可以降低某些高温反应的温度,抑制或减轻热解反应常见的积炭现象,同时明显改善产物选择性和收率; c.利用 SCF对温度和压力非常敏感的特点 ,通过调控温度和压力,使产物和反应物依次分别从 SCF中分离出来等 。

超临界CO2 萃取具有许多独特的优点 : a.超临界流体的萃取能力随其密度增大而提高 ,因而很容易通过调节温度和压力来加以控制; b.溶剂回收简单方便 ,不易产生溶剂残留或污染; c.由于超临界 CO2 化学性质稳定 ,无毒和无腐蚀 ,临界温度接近常温 ,故特别适合于食品及医药中的生理活性成分和热敏组分的分离。

（2）超临界水

超临界水氧化技术(SCWO )：将有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行均相快速氧化 ,能够将有机物完全转化成CO2、氮气、水以及盐类等无毒小分子化合物的氧化技术。 该技术高效彻底(在适当条件下有毒物质的清除率高达 99. 99%以上)、反应速度快、停留时间短、反应设备结构简洁、适用范围广(适用各种有毒物质、废水废物处理) 、不形成二次污染(产物清洁 ,无机盐易于分离 ,处理后废水可完全回收利用)等。

超临界水氧化技术的应用

处理固体废弃物：采用 SCWO技术可以不用任何催化剂即可将塑料、纤维素等分解成油,同时迅速溶解,并在 SCWO中扩散稀释,从而提高了油的收率。而且,反应的水可以循环使用,没有废水、废渣和有害气体排放,这将解决现有国内废塑料油化技术存在的难题。

该技术的优点为: a.由于采用水为介质进行低分子油化, 因而成本低。 b. 可以控制热分解时发生的炭化。 c.反应在密闭系统中进行, 不污染环境。 d.反应速度快, 效率高。

2).处理有机废水 3).处理污泥

3.1.3绿色催化剂

催化剂绿色化：在精细化工和医药生产中，许多的烃类烷基化反应一般都需要催化剂，但是这些催化剂对设备、环境，人身健康和社区安全都存在相当大的危害，而且会产生废渣，污染环境。它们虽然促进了化学反应，但这个缺点却是我们不得不面对的事实，我们要尽量让催化剂绿色化，才能推进绿色化学的进一步发展。

3.1.3.1 催化剂及其作用

能改变反应速率，而本身的组成、质量和化学性质在反应前后均不发

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生变化的物质叫做催化剂。加快反应的为正催化剂，减慢反应的为负催化剂。

催化剂的作用主要：a.加快反应速度，催化剂只能实现热力学上可以发生的反应。 b.降低温度、压力，催化剂只能缩短或延长到达平衡的时间，而不能改变转化率。 c.催化剂具有选择性。

3.1.3.2常见的绿色催化剂

固体酸催化剂：酸碱催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应。固体酸催化剂种类繁多，大致有天然黏土催化剂、分子筛催化剂、半合成催化剂、润载型固体酸催化剂等。此外，还有润载型固体酸催化剂，是将液体酸附载于固体载体上而形成的，如固体磷酸催化剂。属硫酸盐上进行醛类聚合、丙烯聚合、三聚乙醛解聚、丙烯水合,有效催化剂的酸强度范围分别为H0≤3.3,H0≤1.5，H0≤-3，-3

杂多酸催化剂：杂多酸是一类由中心原子 (俗称杂原子)和配位原子(多原子)按一定的空间结构、借助氧原子桥联成的含氧多元酸。 优点：不腐蚀设备.资源利用充分.不污染环境.工艺简便.杂多酸催化剂的主要反应类型。水合与脱水: 主要反应有低碳烯烃水合 ,如丙烯、正丁烯和异丁烯合成丙醇、正丁醇和叔丁醇;复杂不饱和分子的水合,如莰烯合成异莰醇等;醇类脱水,如乙醇、2-丙醇、1-丁醇脱水 ,1 ,4-丁二醇脱水合成四氢呋喃;复杂不饱和分子脱水 ,如邻苯甲酰苯甲酸脱水合成苯醌等. 酯化与醚化:主要反应有醇酸酯化反应 ,如丙酸与丁醇的反应等;链烯烃酯化反应 ,如丙烯酸与丁醇的反应;芳香酸酯化反应 ,如对硝基苯甲酸乙酯的合成 ,甾族化合物的酯化反应; 醚化反应 ,如甲基叔丁基醚与乙基叔丁基醚的合成等。 烷基化、酰基化、去烷基化与异构化:主要反应有脂肪烃的烷基化反应 ,如丙烯、丁烯、异丁烯烷基化反应; Friedel-Crafts 反应 ,如苯、苯酚及其取代物与长链烯烃的烷基化反应;烷烃烯烃的异构化 ,如正烷烃异构为支链烷烃、贝克曼排等. 聚合反应: 主要反应有四氢呋喃的高分子聚合,如四氢呋喃聚合合成聚四亚甲基醚醇(PT2MG) ;醛的三聚反应 ,如甲醛的三聚反应、丙醛的三聚反应等. 裂解与分解: 主要反应有醚的裂解、羧酸的分解反应 , 酯的分解反应;异丙苯的过氧化氢分解;环氧化物醇解. 缩合反应: 丙酮缩合为异亚丙基丙酮;丙酮与苯酚合成双酚 A;苯酚与浓硫酸合成双酚 S;维生素 E、C 多齿合成中的缩合反应;Prins 反应,如苯乙烯与乙醛的反应等.

石墨催化剂：石墨催化有机反应条件温和，选择性高，在催化合成领域有广阔的应用前景。石墨具有层状结构、良好的热稳定性和膨胀性质以及允许外来分子嵌入等，使它可作为不同类型的有机反应催化剂，可应用于取代、加成、重排、氧化和还原反应等。石墨具有良好的热稳定性、膨胀性、

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