第二步 氮吹仪ClCH2CH2OH+Ca(OH)2+HClC2H4O+CaCl2+H2O 总包反应为:HCH+Cl+Ca(OH)CHO+CaCl+HO 22222422 各物质质量/g 2871 74 441 11118 产物的质量/g 44 废物的质量/g1 111+18=129 4 44g 原子利用率= (4 44+111+18)g×10 00%=25% 即生产1kg环氧乙烷(目标产物)就会产生约3kg副产物(即废物)氯化钙 和水,同时,还存在使用有毒的氯气做原料,对设备要求较高,需要对产品分离提 纯等问题。为克服这些缺点,人们采用了一个新的方法:以银为催化剂,用氧气 直接氧化乙烯一步合成环氧乙烷,可使反应的原子利用率达到100%。 CH2CH2+/2O2C2H4O 反应物的质量/g 28 16 44 产物的质量/g 44 废物的质量/g 0 原子利用率
= 44g×100%=100% (28+16)g 可以看出,原子经济性的反应有两个显著的优点:一是最大限度地利用了原 料;二是最大限度地减少了废物的排放,减少了环境污染,适应了社会要求,是合 成方法发展的趋势。 传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从粗放型向集约型的转变。绿 色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高,它是环境友好技术的基础,但 它必须建立在深厚的关于化学反应规律的基础理论研究成果的基础上。 三、绿色化学的原则 R.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12条原则,这十二条原则反 映了绿色化学所确定的目标,内容,特点及发展方向。 第四节 绿色化学339 1.防止废物的产生优于在其生成后再进行处理或治理 若生产和使用化工产品时,产生了废物,那么不仅浪费了产生废物的这一部 分原料,而且需要对废物进行额外处理。这大大增加了生产过程的成本。绿色 化学的技
术应从根本上改变这一情况,通过化学设计避免使用和产生有害物质, 尽可能的把污染消除在源头,而不是让其产生后再去处理。 2.最有效地实现化学反应和过程,最大限度地提高原子经济性 从资源的有效利用、原子经济性方面考虑,应尽可能采用重排反应和加成反 应,尽可能不采用取代反应和消去反应;另外也可以通过反应偶联,采用封闭循 环等方法,实现过程的整合,在过程中把废物消耗掉。 3.尽量不使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的物质 绿色化学的基础就是要尽可能减少有毒有害化学品的使用。过去,曾采用 限制使用、制定使用规则或减少化学品使用的方法来保护环境,而绿色化学则是 要在满足人们使用要求的前提下给出解决这些问题的方案。 己二酸生产工艺的改进就是典型的例子。己二酸是一个重要的化学品,是 生产尼龙66必不可少的原料。传统的工艺是,由苯加氢得环己烷,继续氧化 得环己酮或环己醇,进而得到己二酸。