精细化工应用

1绿色化学工艺——绿色精细化学工艺工业部门每吨产品排放的废物（吨/吨）炼油~0.1大宗化学品1~5精细化工5~20制药25~100这一部分包括磺化，硝化，卤化清洁生产工艺2绿色化学工艺——绿色精细化学工艺•精细化工绿色化的必要性：•精细化工是化学工业的重要组成部分。•医药、农药、染料、液晶中间体等精细化学品三废排放量量大，环境污染和资源浪费严重。•一些复配型的精细化学品，往往要加大量的有毒、有害、易燃等化学品。•精细化学品多数为终端产品，使用后要排放到环境中。3第一步第二步第三步第四步第五步第六步布洛芬原子经济性~40%布洛芬—镇静、止痛药的生产4第一步第二步第三步简单多了！原子经济性~99%(包括醋酸)O+ClOOOHOO+ClOHO传统工艺3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物绿色工艺负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，副产物只有水Baeyer-Villiger反应——用于生产医药、塑料添加剂OClOOOH+OOClOOH+O+OO+H2O2H2O绿色化学工艺——绿色精细化学工艺涂料：应用于物体表面而能结成坚韧保护膜的物料的总称，多数是含有或基本不含颜料的粘液。涂料的功能：（1）防止物体表面受到气候腐蚀、化学腐蚀以及日光照射而起变化；（2）防止或减少物体表面直接受到摩擦和冲击；（3）增加物体表面美观。绿色化学工艺——绿色精细化学工艺绿色化学工艺——绿色精细化学工艺挥发性有机物（VOC）：涂料中通常含有挥发性有机物（VOC），VOC(VolatileOrganicCompound)：包括碳氢化物，有机化物，有机硫化物，碳基化合物，有机酸和有机过氧化物等，在NOx存在下，还可导致光化学烟雾的产生和污染。有机溶剂及其它有机污染物在阳光作用下会产生许多光化学反应（一般指大气中的原子，分子，自由基或离子由于吸收光子而引起的反应）。污染范围大，使全球气候变暖，大气层氧化容量和酸度变化（导致酸雨）VOC（挥发性有机化合物）会产生直接毒害，同时还会产生光化学烟雾。VOC的主要来源有交通和涂料的生产与使用（占20-25%）。绿色化学工艺——绿色精细化学工艺绿色涂料，亦称环境友好涂料，是指涂料在制造和施工过程中没有有害物质的分解、挥发、排放或分解、挥发、排放的有害物质在规定的工艺条件下能满足排放标准，不至于对人类和大自然造成危害。因此，我们要发展对环境污染少，对人体无害的涂料。关键：开发低VOC的涂料。绿色化学工艺——绿色精细化学工艺绿色涂料的尝试：A.高固含量溶剂型涂料低固含量溶剂型涂料的固含量通常为30-50%，而高固含量溶剂型涂料的固含量为65-85%。开发高固含量溶剂型涂料可减少挥发性有机溶剂的使用，降低对人类和环境的危害程度。绿色化学工艺——绿色精细化学工艺B.水基涂料水基涂料以水作为溶剂，不会对环境产生污染。常见的水基涂料有：水分散型涂料，即以有机溶剂/水为溶剂。以水代替部分有机溶剂，可以减少OC的危害。乳胶型涂料，即涂料分子以乳胶形式分散于水中。这种涂料VOC含量极低，甚至为零，目前以获得广泛应用。水溶性高分子，即涂料高分子材料即为水溶性的，这样即可完全采用水作为溶剂。但开发水溶性高分子材料，尤其是适用于各类需求的涂料高分子材料具有一定难度，因此该类已商品化的涂料较少。粉末涂料，即不需要任何溶剂的涂料。其优点是理论上绝对零VOC，然而在应用中却遇到困难，如：工艺复杂、涂层较厚、配色性差、不规则物体涂布效果差等。下面让我们看一个工艺实例！绿色化学工艺——绿色精细化学工艺甲基丙烯酸甲酯的生产工艺传统工艺绿色工艺47%原子经济性100%原子经济性投资、成本低绿色化学工艺——绿色精细化学工艺前面我们详细从医药，涂料两方面介绍了精细化学品生产的工艺实例，下面我们来简要看看一些常见的清洁工艺流程！14•磺化清洁工艺的选择有机化合物分子中引进磺酸基，生成相应的磺酸类化合物的反应，称为磺化反应。工业上采用的磺化方法主要有以下几种：过量硫酸磺化法、共沸去水磺化法、三氧化硫磺化法、烘焙磺化法、氯磺酸磺化法、亚硫酸盐磺化法等。所用的磺化剂分别为各种浓度的硫酸（如98%硫酸、92.5%硫酸即氯矾油等）、发烟硫酸（含游离三氧化硫为20%--25%或60%--65%）、三氧化硫、氯磺酸、亚硫酸盐等。绿色化学工艺——绿色精细化学工艺15绿色化学工艺——绿色精细化学工艺磺化工艺实例1.十二烷基苯磺酸的合成十二苯磺酸为棕色或浅棕色膏状液体，是一种合成洗涤剂，分子式及反应式：16绿色化学工艺——绿色精细化学工艺17绿色化学工艺——绿色精细化学工艺硝化清洁工艺的选择在有机化合物分子中引入硝基的反应，被称为硝化反应。芳香族硝基化合物用途十分广泛，主要体现在以下几个方面：①作为有机合成重要的中间体，用以生产相应的胺、偶氮化合物、羟胺、酚等有机化合物。②硝基的引入，能赋予某些化合物一定的特性，如加深着色，增强药效等。③用作溶剂或温和的氧化剂。④多硝基化合物，如三硝基甲苯（TNT）等，具有强烈的爆炸性，可用作炸药。18绿色化学工艺——绿色精细化学工艺硝化工艺实例1.邻硝基甲苯的合成邻硝基甲苯为淡黄色油状液体，熔点-9.55℃，沸点221.7℃，相对密度1.1629，能与乙醇、乙醚、苯、氯仿和石油醚混溶，不溶于水。19绿色化学工艺——绿色精细化学工艺20绿色化学工艺——绿色精细化学工艺2.间硝基苯甲醛的合成（1）硝酸-硫酸硝化法21绿色化学工艺——绿色精细化学工艺硝酸钠-硫酸消化法22绿色化学工艺——绿色精细化学工艺卤化清洁工业的选择在有机化合物分子中引入卤原子，形成碳-卤键，生成含卤化物的反应。取代卤化加成卤化23绿色化学工艺——绿色精细化学工艺置换卤化