物化前沿-绿色化学.pptVIP

最具有代表性的环境友好催化技术用催化过程取代化学计量工艺在有机合成中，特别是以染料工业为代表的一些精细化工产品的生产中还存在着许多以化学计量学为基础的工艺。例如以高锰酸钾或高价铬化合物的化学计量氧化，镍粉和金属氢化物的化学计量还原以及卤化、磺化、硝化等的化工工艺。布洛芬合成工艺：*6步，原子利用率40%催化合成布洛芬：*3步，原子利用率80%（99%）H酸合成：硝基T酸催化加氢*农药中间体：*固体酸催化剂*取代传统使用的液体酸催化剂这些液体酸通常具有酸强度高且均匀，活性好；反应条件温和。除此之外，价格便宜。在以石油为原料的化学工业中，有许多利用液体酸，如H2SO4、HF、AlCl3等为催化剂的过程，如烃类裂解、重整、异构化等石油炼制过程和烯烃水合、芳烃烷基化、醇酸酯化等石油化工过程，是一系列重要化工的基础。这些液体酸的缺点是在反应中会产生腐蚀设备，需要处理大量酸渣、以及存在HF对人体安全等环保问题。目前国际上已成功的开发出一些无毒、无腐蚀，易分离的固体酸催化剂，如分子筛，复合氧化物超强酸、杂多酸等。虽然上述固体酸具有一定的酸强度，只有在高温时才能体现出强酸特性。对有些反应，由于须在温度较低和酸强度相当高的情况下才能进行，如正构烷烃异构化、丁烯-异丁烷烷基化、环己酮肟重排反应（Nylon-6原料己内酰胺），目前还尚未找到可以取代的催化剂，需要进一步做大量的工作。杂多酸催化剂*四氢呋喃聚合-聚丁基醚C4H8O??（-CH2CH2CH2CH2O-）n（分子量~2000）H3PW12O40；关键因素：水含量影响聚合度。异丁烯水合-叔丁醇(CH3)2C=CH2+H2O?(CH3)3COHH3PW12O40；在水溶液中，反应温度~50°C，可将异丁烯从混合C4中分离。丙烯-苯烷基化合成异丙苯CH3CH=CH2+C6H6?(CH3)2CH-C6H5用途：经过氧化反应生产苯酚和丙酮。催化剂：UOP固体磷酸。DOW公司：Mordenite；EnIchim：Beta长春应化所：HPA/C3、丁烯-异丁烷烷基化合成汽油汽油问题：汽车需要高辛烷值汽油。而石油裂解产生的汽油通常是直链烷烃或支链度较低影响燃烧过程。C4H8+(CH3)2CHCH3?C8H18（TMP：三甲基戊烷）反应机理：C4H8+H+?C4H9+C4H9++C4H8?C8H17+C8H17++(CH3)3CH?C8H18+(CH3)3C+C8H17+?C8H16+H+反应需要强酸和低温条件主要结果：*HPA-溶剂（红油催化剂）：长春应化所HPA/SiO2：北京石油科学研究院Pt-WO3/ZrO2：长春应化所Re-分子筛（Beta）在反应中直接应用酶催化剂酶是一种生物催化剂，有活性好、选择性高、反应条件温和的特点。但过去在烃类转化中，大多数是利用小分子的无机化合物为催化剂带来许多环保上的问题，如果能在一些催化反应中直接引用生物酶，亦能有效地解决一系列环保问题，目前在国外已对这类问题有所报导，例如在酯化反应、糖酯、内酯和聚酯以及食用酯的合成中应用各种生物酶，在苯酚羟化反应中利用酪氨酸酶(Tyrosinase),在酚类氨化制有机酸中使用巴氏显色醋杆菌等等。生物技术合成1，3丙二醇0140年前，DuPont公司开发3GT，即聚对苯二甲酸丙二醇（PTT）树脂，由于缺乏丙二醇单体而未能工业化。02DuPont公司长期以来致力于由葡萄糖经活性微生物发酵制取丙二醇。03化学方法合成1，3丙二醇丙烯醛加氢制丙烯醇，然后反马式水合。04四、提高原子利用率过程1、环氧乙烷：CH2=CH2+HOCl?CH2OH-CH2ClCH2OH-CH2Cl+1/2Ca(OH)2?CH2CH2O+1/2CaCl2+H2OCH2=CH2+O2?CH2CH2O（催化剂：Ag）2、醋酸生产:CH3OH+CO?CH3COOH（催化剂：Rh）3、关注的环氧丙烷：CH2=CHCH3+HOCl?CH2OH-CHClCH3CH2OH-CHClCH3+1/2Ca(OH)2?CH3CH2CH2O+