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第四章绿色化学的应用
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。
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
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。采用生物可再生资源代替当前广泛使用的石油,是一个长远的发展方向。
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。
生物催化剂90年代开始应用于多种工业生产过程(见表4-1)。
表4-1. 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 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。其中,在精细化学品和药物的合成,特别是手性化合物等
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。
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。
缺点:石油和乙烯原料成本高;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亚乙酯、丁烯酸、丁二酸等生成,分离麻烦;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,