㈠ 绿色化学评价指标
CrystalFaraday协会在2004年提出8个技术领域
绿色产品设计
原料
反应
催化
溶剂
工艺改进
分离技术
实现技术
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绿色化学研究内容
绿色产品设计
原则
全生命周期设计、再循环和再使用设计、降低原料和能量消耗设计以及利用计算机技术设计
问题
只考虑自己直接控制的产品生命周期部分,造成化工产品全生命周期的想法尚不能深入化学工业界
绿色化设计的积极性急需提升,企业被大环境所逼而致
绿色化设计的标准和方法尚未建立
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绿色化学研究内容
绿色产品设计步骤
建立一个已知的有机合成反应尽可能全的资料库
确定目标产物,找出一切可产生目标产物的反应
将这些反应的原料作为中间目标产物找出一切可产生它们的反应
依此类推下去,直到得出一些反应路线正好使用预定的原料
在搜索过程中,计算机按评估方法自动比较所有可能的反应途径,随时排出不适合的,以便最终找出价廉物美、不浪费资源、不污染环境的最佳途径
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绿色化学研究内容
原料的绿色化
利用可再生资源做为原料如超临界二氧化碳加氢生成甲酸
采用低毒或无毒无害的原料代替高毒原料如在羰基化反应中用碳酸二甲酯(DMC)代替剧毒的光气(COCl2)
绿色氧化剂如氧气、双氧水因最终的氧化产物为水,已经在多类反应过程中替代传统的氧化剂,反应条件更加温和,选择性更高
酶反应大多条件温和,设备简单,选择性好,副反应少,产品性质优良,不产生新的污染,酶将取代许多现在使用的化学催化剂
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绿色化学研究内容
绿色催化剂
生物催化剂
在生物细胞中形成可加速体内化学反应的物质。以酶为主,具有反应步骤少、催化效率高、副产物少和产物易分离纯化等优点。用于有机酸、氨基酸、核苷酸、抗生素和甾体激素等化合物的工业化生产
固体酸碱催化剂
有效地减少甚至避免对环境的污染,同时也容易回收。如日本东京技术研究院合成硫酸基团密度较高的碳基同体酸催化剂,可有效催化水解、酯化、烷基化、水合以及重排等,易于从反应产物中移除,避免无机酸带来的废水处理问题
㈡ 废水处理厂经常进行的是什么性质的商事活动
LZ好,甲醚
【中文名称】甲醚;二甲醚;氧代双甲烷
【英文名称】dimethyl ether;methoxymethane
【CAS 登录号】115-10-6
【结构或分子式】
CH3-O-CH3
所有C、O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。
【相对分子量或原子量】46.07
【分子式】C2H6O
【密度】相对密度1.617(空气=1)
【熔点(℃)】-138.5
【沸点(℃)】-24.5
【闪点(℃)】-41.4
【蒸气压(Pa)】663(-101.53℃);8119(-70.7℃);21905(-55℃)
【性状】
无色可燃性气体或压缩液体,有乙醚气味。
【溶解情况】
溶于水和乙醇。
【用途】
用作溶剂、冷冻剂等。
【制备或来源】
由甲醇脱水而得,也可由原甲酸在三氯化铁的催化下分解而得。
【其他】
临界温度128.8℃。临界压力5.32兆帕。凝固点-138.5℃。液体密度0.661
第三部分:危险性概述 -
危险性类别:
侵入途径:
健康危害: 对中枢神经系统有抑制作用,麻醉作用弱。吸入后可引起麻醉、窒息感。对皮肤有刺激性。
环境危害:
燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
第四部分:急救措施 -
皮肤接触:
眼睛接触:
吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施 -
危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法: 切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
第六部分:泄漏应急处理 -
应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
第七部分:操作处置与储存 -
操作注意事项: 密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴防化学品手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类、卤素分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。
第八部分:接触控制/个体防护 -
职业接触限值
中国MAC(mg/m3): 未制定标准
前苏联MAC(mg/m3): 未制定标准
TLVTN: 未制定标准
TLVWN: 未制定标准
监测方法:
工程控制: 生产过程密闭,全面通风。
呼吸系统防护: 空气中浓度超标时,建议佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。
眼睛防护: 戴化学安全防护眼镜。
身体防护: 穿防静电工作服。
手防护: 戴防化学品手套。
其他防护: 工作现场严禁吸烟。进入罐、限制性空间或其它高浓度区作业,须有人监护。
第九部分:理化特性 -
主要成分: 纯品
外观与性状: 无色气体,有醚类特有的气味。
pH:
熔点(℃): -141.5
沸点(℃): -23.7
相对密度(水=1): 0.66
相对蒸气密度(空气=1): 1.62
饱和蒸气压(kPa): 533.2(20℃)
燃烧热(kJ/mol): 1453
临界温度(℃): 127
临界压力(MPa): 5.33
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 350
爆炸上限%(V/V): 27.0
爆炸下限%(V/V): 3.4
溶解性: 溶于水、醇、乙醚。
主要用途: 用作致冷剂、溶剂、萃取剂、聚合物的催化剂和稳定剂。
其它理化性质:
第十部分:稳定性和反应活性 -
稳定性:
禁配物: 强氧化剂、强酸、卤素。
避免接触的条件:
聚合危害:
分解产物:
第十一部分:毒理学资料 -
急性毒性: LD50:无资料
LC50:308000 mg/m3(大鼠吸入)
亚急性和慢性毒性:
刺激性:
致敏性:
致突变性:
致畸性:
致癌性:
第十二部分:生态学资料 -
生态毒理毒性:
生物降解性:
非生物降解性:
生物富集或生物积累性:
其它有害作用: 无资料。
第十三部分:废弃处置 -
废弃物性质:
废弃处置方法: 处置前应参阅国家和地方有关法规。建议用焚烧法处置。
废弃注意事项:
第十四部分:运输信息 -
危险货物编号: 21040
UN编号: 1033
包装标志:
包装类别: O52
包装方法: 钢质气瓶;磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱;安瓿瓶外普通木箱。
运输注意事项: 采用刚瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置,禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。
第十五部分:法规信息 -
法规信息 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体。
第十六部分:其他信息 -
参考文献:
填表部门:
数据审核单位:
修改说明:
其他信息:
【补充】
二甲醚又称甲醚,简称DME,在常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5MPa,与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物,但与用作麻醉剂的乙醚不一样,毒性极低;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性,广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等,另外也可用于化学品合成,用途比较广泛。
二甲醚作为一种新兴的基本化工原料,由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性,使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性,使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料,可以明显降低甲醛生产成本,在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性,预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气,可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料,与甲醇燃料汽车相比,不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
二甲醚还可以替代柴油作为燃料,目前需要解决的问题主要有二甲醚对塑料物质的腐蚀和柴油发动机油路的改装。
目前二甲醚(DME)的主要用途是用作抛射剂、制冷剂和发泡剂。其次是用作化工原料,生产多种有机化学品。如硫酸二甲酯、烷基卤化物、N,N-二甲基苯胺、乙酸甲酯、醋酐、碳酸二甲酯、二甲基硫醚、乙二醇二甲醚系列醚化物等。
二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低,可替代煤气、LPG作民用燃料。同时,二甲醚具有较高的十六烷值,可直接用作汽车燃料替代柴油。二甲醚作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大,已经得到了国内外的广泛关注。
1 国内外市场分析
1.1 国外市场分析
目前世界上二甲醚的生产主要集中在美、德、荷兰和日本等国,2002年世界(不包括中国,下同)总生产能力为20.8万吨/年,产量为15万吨,开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国Dopnt公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等,其中德国DEA公司的生产能力最大,生产能力为6.5万吨/年。
世界二甲醚的主要生产厂家
序号 厂家名称 生产能力(万吨/年)
1 Dopnt (美国) 3.0
2 DEA (德国) 6.5
3 United Rhine Lignite Fuel (德国) 3.0
4 AKZO (荷兰) 3.0
5 Sumitomo (日本) 1.0
6 DEA(澳大利亚) 1.0
7 Mitsui toatsu (日本) 0.5
8 Kang Sheng (日本) 1.8
9 NKK (日本) 1.0
合计 20.8
由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大,在世界范围内,二甲醚的建设已经成为热点,一些大型二甲醚装置已在筹建之中。
二甲醚开发公司(由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团)计划建设能力为2500吨/天的商业化二甲醚装置。日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证,预计该装置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂,用以替代石脑油、柴油和LPG,建设工作已于2002年开始,定于2004年投产。日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事)组成的合资公司将在澳大利亚建设140-240万吨/年的大规模二甲醚装置,定于2006年投产。
目前二甲醚的主要消费领域是作溶剂和气雾剂的推动剂,其它方面的消费不多。2002年全世界二甲醚的消费量为15万吨/年,预计到2005年需求量在20万吨/年左右。
二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品,发展前景被普遍看好。更为重要的是,作为一种新型、清洁的民用和车用燃料,被看作是柴油或LPG/CNG的优秀替代品,其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。
2000年全世界有400万辆LPG汽车、400万辆乙醇汽车、1百万辆CNG汽车,还有部分甲醇汽车。以美国为例,2000年美国使用替代燃料的汽车为42万辆,预计,到2005年美国使用代用燃料(LPG和CNG)的汽车将达到110万辆,2010年为330万辆,2015年达到550万辆。
目前美国替代燃料的消费量折合为当量汽油的话大约为100万吨(352×106加仑当量汽油),约占当年全部燃料消费量的0.2%。如果美国代用燃料的比例提高到5%的话,其需求量将达到2500万吨,可见代用燃料的市场前景是相当可观的。
亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区,据国外研究机构预测,二甲醚作为替代燃料,2005年亚洲地区的年需求量达3000万吨。可见,由于二甲醚具有其它代用燃料不可比拟的优势,将会成为柴油的主要替代燃料,具有难以估量的市场前景。
1.2 国内市场分析
近年来,我国二甲醚的生产发展迅速,目前共有十几家生产企业,2002年总生产能力为3.18万吨/年,产量约为2万吨左右,开工率较低,约为63%。
我国二甲醚主要生产厂家及能力(单位:吨/年)
序号 厂家名称 生产能力
1 江苏吴县合成化工厂 2000
2 广东中山凯达精细化工有限公司 5000
3 成都华阳威远天然气化工厂 2000
4 上海石油化工研究院 800
5 江苏昆山 1000
6 陕西新型燃料燃具公司 5000
7 安徽省蒙城县化肥厂 2500
8 浙江诸暨新亚化工公司 1000
9 广东江门氮肥厂 2500
10 浙江义乌光阳化工实业有限公司 2500
11 上海申威气雾公司 1000
12
山东久泰化工科技股份有限公司 5000
13 湖北田力实业股份有限公司 1500
合计 31800
近年来国内二甲醚的建设已经形成热潮,有数家公司拟通过合资合作等方式引进技术建设大型二甲醚生产装置。
主要在建或拟建项目如下:
2001年4月份陕西新型燃料燃具有限公司与美国兆运资源有限公司签订联合开发“煤基一步法合成20万吨/年二甲醚超洁净燃料”工程协议书,工程总投资20.3亿元,美方投资90%。
宁夏83万吨/年煤基二甲醚项目,计划投资47.8亿元,计划利用国外资金,已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书,并依托美国空气动力公司的技术。
四川泸州天然气股份有限公司采用两步法工艺已经建成1万吨/年二甲醚装置,第二套10万吨/年二甲醚装置,也已经开工建设。
山东临沂鲁明化工有限公司正在建设3万吨/年二甲醚装置,采用自主开发的液相两步法工艺技术。
山东华星集团年产3万吨/年二甲醚项目于2004年8月开始动工,该装置采用两步法工艺。
山东兖州矿业集团公司计划建设60万吨二甲醚装置,拟引进国外一步法二甲醚工艺技术。
另外,国内还有很多地方提出建设二甲醚装置,如:西南石油天然气管理局、新疆、黑龙江双鸭山、大庆油田、陕西、兰州、安徽等。
国内二甲醚的主要用途是作为气溶胶、气雾剂和喷雾涂料的推动剂,每年消耗二甲醚 1.8万吨。由于我国气雾剂行业的发展较快,预计到2005年需二甲醚约3万吨,2010年为4万吨左右。另外我国二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多种化工产品的消费量约为1.1万吨。
由于二甲醚的性质与液化气相近,易贮存、易压缩,因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨,同时中国自1990年开始大量进口LPG,2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适,假设二甲醚替代进口的LPG,以目前的进口量计算,需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高,对民用燃料的需求量将会有较大的增长,特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长,因此,二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。
由于二甲醚具有优良的燃料性能,方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存,作为车用柴油的替代燃料,有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。
2002年我国柴油的消费量为7662万吨,柴油消费的增长很快,预计2005年消费量将达到8290万吨左右,2010年将达约10100万吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料,按其对柴油的替代率为5%计算,2005年约需二甲醚约553万吨左右,2010年需674万吨左右。
综上所述,预计2005年我国二甲醚作为气雾剂和化工等方面的需求量将达到的需求量约为5-6万吨。二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应,如果二甲醚的价格降到能与柴油或LPG相竞争的水平,相信二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快,市场规模也是相当惊人的。
2 工艺技术分析
二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合成二甲醚,二步法是由合成气合成甲醇,然后再脱水制取二甲醚。
● 一步法
该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后,合成气进入合成反应器内,在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应,产物为甲醇与二甲醚的混合物,混合物经蒸馏装置分离得二甲醚,未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂,该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成,其中一类为合成甲醇催化剂,如Cu-Zn-Al(O)基催化剂,BASFS3-85和ICI-512等;另一类为甲醇脱水催化剂,如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
● 二步法
该法是分两步进行的,即先由合成气合成甲醇,甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在280~340℃,压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间,二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程,与两步法相比,其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低,从而使二甲醚生产成本得到降低,经济效益得到提高。因此,一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法工艺有:丹麦Topsφe工艺、美国Air Procts工艺和日本NKK工艺。
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,该法以精甲醇为原料,脱水反应副产物少,二甲醚纯度达99.9%,工艺成熟,装置适应性广,后处理简单,可直接建在甲醇生产厂,也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺,流程较长,因而设备投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术,说明两步法有较强的综合竞争力。
2.1 国外主要工艺技术
(1)Topsφe工艺
Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR)。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。
二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。
二甲醚的合成采用球形反应器,单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Topsφe工艺选择的操作条件为4.2MPa和240~290℃。
目前,该工艺还未建商业装置。1995年,Topsφe在丹麦哥本哈根建了一套50kg/d的中试装置,用于对工艺性能进行测试。
(2)Air procts的液相二甲醚(LPDMETM)新工艺
在美国能源部的资助下,作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分,Air procts公司开发成功了液相二甲醚新工艺,简记作LPDMETM。
LPDMETM工艺的主要优势是放弃了传统的气相固定床反应器而使用了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状,用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡,固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。使用矿物油使混合更充分、等温操作、易于温度控制。
二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热,同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易,无须停工进行。而且,由于是等温操作,反应器不存在热点问题,催化剂失活速率大大降低了。
典型的反应器操作参数为:压力2.76~10.34MPa,推荐5.17MPa;温度200~350℃,推荐250℃。催化剂量为矿物油质量的5%~60%,最好在5%~25%之间。该工艺用富CO的煤基合成气比天然气合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得较高收率。 Air procts公司已在15吨/天的中试工厂对该工艺进行了测试,结果令人满意,但还没有建设商业化规模的大型装置。
(3)日本NKK公司的液相一步法新工艺
除Air procts公司外,日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合成气一步合成二甲醚的新工艺。
原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气,合成气经冷却、压缩到5~7MPa,进入CO2吸收塔脱除CO2。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部。合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡,生成二甲醚、甲醇和CO2。出反应器产物冷却、分馏,将其分割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环回反应器。经分馏,从塔顶可得到高度纯净的二甲醚产品(95%~99%),从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。采用NKK技术已在新潟建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚的半工业化装置。
2.2 国内工艺技术及科研情况
我国90年代前后开始气相甲醇法(两步法)生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发,很快建立起了工业生产装置。近年来,随着二甲醚建设热潮的兴起,我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展,工艺技术已接近或达到国外先进水平。
山东久泰化工科技股份有限公司(原临沂鲁明化工有限公司)开发成功了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺,已经建成了5000吨/年生产装置,经一年多的生产实践证明,该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置也将投产。
山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定,被认定为已达国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术,针对性地克服了一步法合成和气相脱水中提纯成本高、投资大的缺点,使反应和脱水能够连续进行,减少了设备腐蚀和设备投资,总回收率达到99.5%以上,产品纯度不小于99.9%,生产成本也较气相法有较大的降低。
2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理,操作条件优化,具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点,在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。
近年来,我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极,而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。
兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5mL小试研究,重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结果:CO转化率>85%;选择性>99%。两次长周期(500h、1000h)试验表明:研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性;二甲醚对有机物的选择性>97%;CO转化率>75%;二甲醚产品纯度>99.5%;二甲醚总收率为98.45%。
中科院大连化物所采用复合催化剂体系对合成气直接制二甲醚进行了系统研究,筛选出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化剂,均表现出较佳的催化性能,CO转化率达到90%,生成的二甲醚在含氧有机物中的选择性接近100%。
清华大学也进行了一步法二甲醚研究,在浆态床反应器上,采用LP+Al2O3双功能催化剂,在260-290℃,4-6MPa的条件下,CO单程转化率达到55%~65%,二甲醚的选择性为90-94%。
目前,国内的浙江大学、山西煤化所、西南化工研究院、华东理工大学等单位也都致力于合成气一步法制二甲醚的研究工作。
杭州大学采用自制的二甲醚催化剂,利用合成氨厂现有的半水煤气,在一定反应温度、压力和空速下一步气相合成二甲醚。CO单程转化率达到60%~83%,选择性达95%。该技术现巳在湖北田力公司建成了年产1500吨二甲醚的工业化装置。该装置既可生产醇醚燃料,又可生产99.9%以上的高纯二甲醚,CO转化率70%-80%。这是国内第一套直接由合成气一步法生产高纯二甲醚的工业化生产装置。
对于两步法二甲醚工艺技术,无论是气相法还是液相法,国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平,完全有条件建设大型生产装置。
由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟,并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置,国内技术尚需实践验证。
3 结论及建议
二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛的关注,特别是其替代煤气、LPG和柴油方面所具有的巨大的市场潜力,对我国能源结构的调整、环境保护等方面有着重要的现实意义。
二甲醚工艺技术是国内外工艺技术开发的热点之一,一步法工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用和生产成本较低,但由于合成反应和分离过程复杂,目前尚未完全工业化。二步法工艺是目前国内外二甲醚生产的主要工艺,产品纯度高,工艺成熟,装置适应性广,综合竞争力强,但也有流程较长,设备投资较大的弱点。
目前推广和应用是二甲醚发展的关键,二甲醚作为清洁替代能源需要政府的大力扶持和帮助。建议国家应统筹规划,在没有油气资源而煤炭资源丰富的地区,建设大型二甲醚生产基地。以二甲醚替代煤气、LPG作为市场推广的先导,同时大力加强二甲醚替代柴油方面的研究,全面促进二甲醚的生产和使用,预计在不久的将来,二甲醚必将成为我国能源结构中重要的组成部分. 25737希望对你有帮助!
㈢ 染料中间体还原物废水为什么很难处理
1前言
染料及染料中间体废水是指染料或染料中间体生产过程中排出的工艺废水。染料中间体的生产包括以下几个过程:由苯、萘、蒽等基本有机原料经磺化、硝化、还原、卤化、胺化、氧化、酰化、烷基化等化学反应过程,生成比原来结构复杂,但不具有染料特性的有机化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。染料中间体经重氮化、偶合等反应过程制成原染料。原染料再经染料后处理,制成商品染料。染料生产过程耗用的原料多,每吨物耗可达几吨到几十吨,同时在其生产过程中,往往需要一次或多次水洗,因而产生大量的副产物或废料,尤其是废液产生量很大。
一般来说,染料及染料中间体废水具有如下特点:
①废水中污染物种类多。染料及染料中间体废水含有酸、碱、盐、卤素、烃、硝基物、胺类和染料及中间体等物质,有些还含有剧毒的联苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金属汞、镉、铬等。
②有机物浓度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上,对于酸性染料、直接染料以及食用染料,由于原料往往带有磺酸基团,易溶于水,导致这些有机污染物多以水溶态存在于废液中。
③含盐量高。废水中含盐量可以达到几十到几百g/L。
④染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展,使得这些废水难以用常规的方法治理。
⑤染料生产多为间歇操作,工艺较落后,产生的废水水质波动很大,乡镇企业的水质波动更为显著。
2源头治理技术
从根本上讲,治理废水的途径应该从清洁生产入手,实行污染源全过程控制,少排或不排废水。源头治理技术主要是包括以下几个方面:
①推行清洁生产,实行工业污染源全过程控制。清洁生产、污染源全过程控制是以节能、降耗、减污为目标,通过产品开发设计、原材料使用、良好的企业管理、采用先进合理的生产工艺、有效的物料循环、综合利用等途径实施生产、产品周期的全生命周期控制,使污染物产生量最小化的一种科学性很强的综合技术,其目标是实现工业生产经济效益、社会效益和环境效益的统一。
②加强冷却水系统工艺管理,提高水循环利用率。意大利某厂设计产量为5000 t/d,年总用水量为6500 000 m3,其中50%是冷却系统循环水。发达国家工业循环水利用率一般达70%以上,目前国内染料厂冷却水循环利用尚未引起足够的重视,冷却水循环利用率不高,冷却水系统工艺管理更有待改进。
③实行工艺改革,使“三废”产生量最小化。同一染料产品常常有几条合成路线和不同生产方法,选用合理的合成路线和先进的生产方法,使“三废”在工艺过程中消灭或减低到最低限度。例如,同样一种产品中间体N-氰乙基苯胺的合成,国内某染料厂采用的工艺为:以苯胺为原料,在氰乙基化罐中加入丙烯氰,使用催化剂ZnCl2,在温度60~100℃下反应28小时,制得氰乙基苯胺。而意大利Acna公司采用苯酚做催化剂,苯酚可以通过蒸馏回收,产品质量有保证,废水中不存在Zn污染。
④提高产品回收率,降低原材料消耗。目前,我国染料及中间体生产技术水平与发达国家相比,还有一定的差距,产品回收率低,“三废”污染比较严重。因此,提高产品回收率,降低原材料消耗,既有经济效益又有环境效益。
⑤加强物料回收,大力开展综合利用。染料及中间体产生的“三废”实质是生产过程中流失的原料、中间体和副产物。应用资源循环原理,开展“三废”资源化技术,使染料工业废水中污染物减至最低限度。
⑥研究与开发无“三废”工艺。无“三废”生产工艺研究与开发,已成为染料中间体开发研究的重要方向。前苏联有机中间体和染料研究院,首先把以水为介质反应改为有机溶剂,废水数量大为减少,例如在有机介质中由邻氨基酚同光气作用制取苯并酮唑,可完全消除污水的产生,同时还提高了产品质量。间硝基苯磺酸生产中原来每吨产品产生20 m3废水,采用碱或碳酸钠中和并将过量的硫酸钠分离出来,废水套用到成品的分离和洗涤,成为无“三废”工艺。有废水需要处理的单位,也可以到易净水网服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
3末端治理技术
一般来说,染料废水的末端治理以降低水中的CODCr、色度,回收废水中的有机物、废酸和无机盐为目的。根据不同水质和排放要求,采用不同的处理方法:去除固体杂质,可采用混凝法和过滤法;脱色一般采用混凝—吸附组合工艺流程;去除有毒物质和有机物,主要采用化学氧化法、生物法和反渗透法等;去除重金属,可用化学沉淀法和离子交换法等相关技术文档请参考易净水网资料库http://www.ep360.cn/qita/。
从染料及中间体废水末端治理技术原理上看,大致可把它们分为三类:物理处理法、化学处理法及生物处理法。
3.1物理处理法
物理处理法包括混凝沉淀法、吸附法、气浮法、电渗析法、结晶分离法、精馏法、离子交换法、萃取法等。一些比较常用的方法简述如下:
①混凝沉淀法
混凝沉淀法近年来发展较快,是染料废水净化的主要方法之一。对于成分复杂的染料废水,先经均化沉淀,加入适量的酸或碱中和后,再加混凝剂絮凝沉淀。
混凝沉淀法主要用于染料废水的脱色,对萘系染料处理效果较好,对蒽醌染料较差。染料废水混凝沉淀的处理效果取决于混凝剂、助凝剂的选择和用量、废水的pH值、混凝的水力条件等。该方法对色度的去除率约为70%~90%,CODCr的去除率约为50%~80%。英国水研究中心对某厂分散染料废水进行混凝沉淀处理,CODCr去除率为77.9%,色度去除率为80%。
常用的絮凝剂可分为无机、有机和高分子三种类型。使用最广泛的是铁盐和铝盐,常用的还有含活性氧化铝、高岭土、皂土的混凝剂。近年还开发了不少新型无机和有机絮凝剂,如聚硅酸、硫酸铝等。
②吸附法
吸附法可去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。由于吸附剂对不同类型的吸附能力存在差异,即吸附剂具有选择性,因此,采用吸附法处理染料废水,吸附剂的选择是影响处理效果的一个关键因素。最常用的吸附剂是活性炭。天津长城化工厂以活性炭为吸附剂用于土氏酸生产中吸附母液中的二萘胺。
另外一些吸附剂是氧化铝和活性氧化铝。活性氧化铝的处理效果可以通过添加沉淀剂或絮凝剂来提高。其它的吸附剂有SiO2、活化煤、高分子吸附剂等,根据当地情况还可以使用一些廉价的吸附剂,如粘土、矿渣、粉煤灰等。
高分子吸附剂与离子交换树脂联合使用,可以去除染料废水中的重金属、酚类、胺类等。在一种二步法处理工艺中,第一步使用的吸附剂是具有较大表面积的非离子型聚合物,废水随后通过一个弱酸性的离子交换器。Rock&Stevens公司用这种方法去除水中酸性、活性、金属络合及碱性染料。该方法不大适用于分散染料的去除。在这种工艺中,吸附树脂去除废水中的有机物,未被吸附的残余离子随后被离子交换树脂去除。两种树脂都可再生利用。
吸附法能够去除废水中难以分解的物质,对于不能生化处理或生物法处理后达不到排放标准的废水,可用吸附法处理。
③萃取法
萃取法是利用有机物在水中和有机溶剂中溶解度的差异,选择一种适宜的溶剂,通过与水混合,使有机物从水中迅速转移到溶剂相中,然后经两相分离,水相得到处理,而溶剂相含有染料。
染料从废液中去除后浓缩于有机相中。根据废水初始浓度的不同,染料可浓缩5~10倍。在该过程中,其它一些带负电荷杂质也会从废水中去除,例如某些含卤素亲油性物质。有机相可以用蒸馏法再生,但目前更多的是用酸或碱进行反萃取,就可以使萃取剂得到再生,而染料以浓缩盐的形式分离出来,萃取剂循环使用,这是一个很大的优点。
④结晶法
结晶法是通过控制物理条件,使染料或盐分从水中结晶分离出来,从而达到去除水中污染物的目的。该方法不必向水中另行投加化学物质。采用冷冻分离法处理J酸生产过程中的酸性废液,将废液冷冻至-10~-20℃,使废液中Na2SO4结晶析出,然后过滤除去。滤液加热、浓缩后,返回原生产工序使用。
⑤气浮法
气浮法是废水经过混凝后,通过加气使水中污染物上浮。根据废水性质不同,采用不同的气浮方法。以疏水性染料、还原、冰染为主的染料废水,普遍采用压力溶气气浮法;废水中含亲水性物质、盐类物质、以离子化形态存在的待分离物质或苯环上有取代基团的苯胺类化合物,则其它气浮净水技术效果较好,这些气浮技术包括电解凝聚气浮、离子气浮、吸附气浮等。
3.2化学处理法
化学处理法主要是利用化学反应改变废水中有害物质的结构,以达到回收或分解去除的目的。化学处理法常与物理法或生物法联合使用。
①氧化法
氧化法的目的是通过强氧化剂的氧化作用,破坏发色基团或染料分子结构,达到脱色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有药剂氧化法、电解法、O3氧化法、光氧化法、湿式空气氧化法等。药剂氧化法一般可用氯气、双氧水作氧化剂。
随着太阳能利用研究的发展,利用太阳光为光源的光氧化法处理废水的研究越来越受到人们的重视,并取得了可喜的进展。
②还原法
偶氮染料可进行还原处理,但有时所产生的芳香胺是致癌物。对于蒽醌染料来说,还原是可逆的。基于上述原因,还原法在染料废水处理中应用不多。
③焚烧法
焚烧法是在高温下,利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手段,是最易实现工业化的方法。CODCr大于1.0×105 mg/L,热值大于1.0×104 kJ/kg的高浓度废水,炉内操作温度为900~1000℃,停留时间3~4 s,空气剩余系数为1.2~1.4,可使废水直接燃烧。国内染料废水处理基本都是以回收无机盐为目的。目前,国内焚烧处理存在的主要问题是:热回收率低,不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。国外先进的焚烧系统都配备废热回收和废气污染控制装置,有利于降低能耗和消除二次污染。
3.3生物处理方法
生物处理方法是污水处理的常规方法,也是染料废水常用的处理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厌氧生物法等。废水中含胺、酚类等,用生物法处理有较好的效果;对于酸性和碱性废水,可先经中和处理后再用生物法处理;对偶氮染料和硫化染料废水,可先经还原和氧化处理,降低其毒性后,再用生物法处理;亦有采用菌藻共生系统降解偶氮染料的报导,废水先进入厌氧塘,使偶氮双键断裂,然后进入好氧塘,降解芳香胺。
近年来,由于染料行业发展迅速,为了提高染料的使用性能,染料产品逐渐向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向发展,废水中难生物降解的物质越来越多,给生物处理带来一定的困难。
采用生物法处理染料废水,最重要的是解决废水的可生化性问题。目前,一般趋于采用强化生物法与物化法结合的方案。
4废水资源化技术
国内外关于染料废水的资源化研究主要集中在以下几个方面:
4.1稀酸的浓缩与回用
染料废水中常伴有稀酸的排出,这部分酸可以回收利用。稀酸的回收主要包括浓缩和净化。净化指去除水中的有机物,主要有气提法、水解法、吸附法、萃取法、氧化法等,其中以氧化法最好。浓缩方法主要有鼓泡多室浓缩法、升膜式真空蒸发浓缩法。日本的Yawata化学工业公司采用浸没燃烧法将含稀盐酸的染料废水中的有机物燃烧后,获得13%的盐酸,然后用浓H2SO4进行循环脱水,转化为浓盐酸,既处理了废物,又回收了盐酸。
4.2盐类的回收
染料废水中含盐量很大,可采用浓缩和焚烧法回收。浓缩法不能去除废水中的有机物质;焚烧法虽然能把有机物作为热源焚烧,但是,如前所述,由于其成本高,难以得到广泛应用。
4.3有机物的回收
染料生产过程中会产生高浓度废母液,这种废液有机物和无机盐浓度很高,处理困难,如果能将其中有用的有机物提取出来,加以回收利用,将具有很好的经济效益和环境效益。有机物回收的方法主要有:树脂吸附、液膜萃取、络合萃取和离子缔合萃取。
有机物回收后,废水中污染物浓度大大降低,经过适当处理后易达到排放标准。因此,这是一种很有前途的处理方法。
5小结
总的来说,对于染料工业废水,使用单一处理方法,难以使处理后的出水达到国家要求的排放标准。目前一般采用两级处理方法:即物化法加生化法、生化法加氧化法,或生化法加吸附法等。在地球资源日益枯竭的情况下,国内外关于废水资源化技术的研究越来越多,人们趋向于寻找不造成二次污染,同时可回收废水中有用物质的技术,以取代目前耗资巨大的各种处理方法。
㈣ 废水的处理方法
含N、S及卤素类的有机废液处理
此类废液包含的物质:吡啶、喹啉、甲基吡啶、氨基酸、酰胺、二甲基甲酰胺、二硫化碳、硫醇、烷基硫、硫脲、硫酰胺、噻吩、二甲亚砜、氯仿、四氯化碳、氯乙烯类、氯苯类、酰卤化物和含N、S、卤素的染料、农药、颜料及其中间体等等。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。但必须采取措施除去由燃烧而产生的有害气体(如SO2、HCl、NO2、二恶英等)。对多氯联苯之类物质,因难以燃烧而有一部分直接被排出,要加以注意。
对难于燃烧的物质及低浓度的废液,用溶剂萃取法、吸附法及水解法进行处理。但对氨基酸等易被微生物分解的物质,经用水稀释后,即可排放。
含酸、碱、氧化剂、还原剂的废液处理
此类废液包括:含有硫酸、盐酸、硝酸等酸类和氢氧化钠、碳酸钠、氨等碱类,以及过氧化氢等过氧化物类氧化剂与硫化物、联氨等还原剂的有机类废液。
首先,按无机类废液的处理方法,把它分别加以中和。然后,若有机类物质浓度大时,用焚烧法处理(保管好残渣)。能分离出有机层和水层时,将有机层焚烧,对水层或其浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法进行处理。但是,对其易被微生物分解的物质,用水稀释后,即可排放。
此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
含石油、动植物性油脂的废液处理
此处理方式与含酸、碱、氧化剂、还原剂的废液处理方式相同。
含有机磷的废液处理
此类废液包括:含磷酸、亚磷酸、硫代磷酸及膦酸酯类,磷化氢类以及磷系农药等物质的废液。
对其浓度高的废液进行焚烧处理(因含难于燃烧的物质多,故可与可燃性物质混合进行焚烧)。对浓度低的废液,经水解或溶剂萃取后,用吸附法进行处理。
含酚类物质的废液处理
此类废液包含的物质:苯酚、甲酚、萘酚等。
对其浓度大的可燃性物质,可用焚烧法处理。而浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法处理。
㈤ 举例说明绿色化学中绿色催化的作用(与传统工艺相比较阐述其优点)
一 分子筛催化剂 分子筛是一种多功能的催化剂,它可作为酸性催化剂,对反应原料和产物也有筛分作用。最初的分子筛是天然沸石,即Si和Al组成的晶体化合物;目前,分子筛还可以是杂原子分子筛,可以由P,B,Ti等和Si或Al组成,已广泛用于石油化工和精细化工生产中。 1 在萘的烷基化反应中 以丝光沸石为催化剂,不但可以避免传统催化剂AlCl3或磷酸对环境的污染,而且还可以取代传统的磷酸或AlCl3,使2,6-和2,7-二羧基萘异构体的比例从1:1提高到2.9:1。 2 ZSM-5分子筛催化 直接把苯气相氧化成苯酚。 产率可达99%,副产物是无毒害的氮气。旧工艺以异丙苯氧化成过氧化异丙苯,再经过酸水解成苯酚和丙酮,不但原子利用率低,而且产生大量含酚和含盐的废水。 3 钛硅分子筛催化剂 钛硅分子筛催化剂以及化学修饰的无机介孔材料,由于具有良好的热稳定性而成为新研究热点。 如环氧丙烷的生产,传统工艺为: 反应不仅以有毒的氯气为原料,而且还伴生大量的氯化钙废水。 以钛硅分子筛为催化剂,丙烯与H2O2可经一步反应生成环氧丙烷: 由于生成的副产物是水,因此不会污染环境。 二 石墨催化剂 石墨具有良好的热稳定性、膨胀性、层状结构及允许外来分子嵌入,已成功地用作取代、加成、重排和氧化还原等的催化剂。 1 烷基化 2 双烯加成 以石墨为支持剂,在微波作用下,Diels- Alder反应比传统反应条件温和,速度快,产率和立体选择性高。 3 还原反应 芳香族、脂肪族硝基化合物,在石墨催化下,用水合肼作还原剂,几乎定量生成相应的胺。
采纳哦
㈥ 在处理化工废水时,可生化前提是什么请从分子角度解释
这个是两个极端,要么不易溶于水,难于降解。
要么易溶于水,易于降解。
两种情况都能达标。
其中从结构上考虑,苯环类的不如直链的好降解,多支链的不如长支链的好降解。
从键上来看,羧基,羟基,易于降解。
胺基较难降解。硝基、卤代,非常难于降解。
㈦ 有机化学
近年来,开发原子经济性反应已成为绿色化学研究的热点之一。例如,环氧丙烷是生产聚氨酯塑料的重要原料,传统上主要采用二步反应的氯醇法,不仅使用可能带来危险的氯气,而且还产生大量污染环境的含氯化钙废水,国内外均在开发催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济反应新方法。再如,EniChem公司采用钛硅分子筛催化剂,将环己酮、氨、过氧化氢反应,可直接合成环己酮肟。对于已在工业上应用的原子经济反应,也还需要从环境保护和技术经济等方面继续研究和改进。实现反应的高原子经济性,就要通过开发新的反应途径、用催化反应代替化学计量反应等手段,1997年的新合成路线奖的获得者BCH公司的工作即是一个很好的例证。该公司开发了一种合成布洛芬的新工艺(布洛芬是一种广泛使用的非类固醇类的镇静、止痛药物),传统生产工艺包括6步化学计量反应,原子的有效利用率低于40%,新工艺采用3步催化反应,原子的有效利用率达80%,如果再考虑副产物乙酸的回收利用,则原子利用率达到99%。 实现绿色合成的的方法 1.开发“原子经济性”反应开发合成效率是当今化学合成关注的焦点。包括两个方面一是选择性提高烃类氧化反应选择性二是原子经济性即原料分子中究竟有百分之几的原子转化到产物中。一个有效的反应不但要有高度的选择性而且必须具备较好的原子经济性尽可能充分的利用分子中的原子。理想原子经济的合成反应应该是原料分子中原子百分之百的转化到产物中不许附加或仅仅需要无损耗的催化剂。例如下列反应A+B C+D其中C为产物D为副产物。在原子经济的反应中D应减至非常小或接近于零。目前有些有机原料的生产已采用原子经济反应如丙烯氢甲酰化制丁醛甲醛羰化制醋酸乙烯或丙烯的聚合乙烯直接氧化成环氧乙烷。 2.选用更“绿色化”的起始原料和试剂为使制得的中间体具有进一步转化所需的官能团和反应性在现有化工生产中仍使用剧毒的光气氢氰酸等作原料。为了人类健康和社区安全需用无毒无害的原料来代替它们生产所需的化工产品。在代替剧毒的光气作原料生产有机化工原料方面。Riley等报道了工业上已开发成功一种用胺类和二氧化碳生产异氰酸酯的新技术。在特殊的反应体系中采用一氧化碳直接羰化有机胺生产异氰酸酯的工业化技术也由Manzer开发成功。Tundo报道了用二氧化碳代替光气生产碳酸二甲酯的新方法。Komiya研究开发了在固态熔融的状态下采用双酚A碳酸二甲酯聚合生产聚碳酸酯的新技术它取代了常规的光气合成路线并同时实现了两个绿色化目标一是不用有毒有害的原料二是由于反应在熔融状态下进行不使用作为溶剂的可以的致癌物-甲基氯化物。 3.采用无毒无害的高效催化剂相对于化学当量的反应高选择性高效的催化反应更符合绿色化学的基本要求。许多有机合成反应中液体酸或碱时常用的催化剂其价格便宜催化效率高但对设备腐蚀严重污染大副反应多后处理困难。为克服传统催化带来的危害研究和开发新型绿色催化剂成了目前最前沿的热点之一。较成功的有各种新型分子筛催化剂固体超强酸或碱催化剂杂多酸催化剂夹层固体催化剂及想转移催化剂。这些新型催化剂催化能力均优于传统酸碱催化剂。同时对环境友好目前正大量应用于有机合成中。生物催化剂是集生物学、化学和工程学于一体形成的知识与信息高度密集新兴学科是化工领域的一项重要技术。因具有转化条件温和选择性高制造成本低等优势生物催化已在一些新产品的研制和新工艺的开发中发挥了重要作用。生物催化的核心是生物催化剂如利用酶催化技术进行不对称化合物的合成已取得成效。有机酸如柠檬酸衣康酸葡萄糖酸等化工原料现在也可用生物技术进行合成。在不对称合成中催化不对合成是最有效的方法。通过不对称催化不但可以提供医药、农药、精细化工所需的关键中间体而且可以提供环境友好的绿色合成方法。催化不对称合成主要包括催化不对称氢化反应氢硅烷化反应氢甲酰化反应氢酯化反应环丙烷化反应环氧化反应不对称酮还原反应糖类衍生物催化反应和酶催化反应。 4.采用无毒无害的溶剂当前广泛使用的试剂是易挥发性的有机物会造成较重的环境污染采用无毒无害的溶剂代替有机化合物溶剂已成为绿色化学的重要研究方向。首先考虑到的是水溶液。水是自然界中最丰富的溶剂无毒无害且廉价。水相中的有机反应操作简便安全不用担心易燃易爆等问题。在有机合成中可省略诸如官能团的保护等合成步骤其疏水性效应可以提高反应速率和选择性是理想的绿色溶剂。其次可以选用超临界和近临界流体溶剂特别是超临界二氧化碳。超临界二氧化碳有适中的临界压力和温度来源广泛无毒廉价并且不可然等诸多有优点使用超临界流体二氧化碳萃取速度快萃取物干净溶剂量少已在分析化学废水处理等方面得到广泛应用如超临界流体萃取。目前近临界水的研究也引起了重视它有许多优点只需较低的温度和压力对有机物的溶解性能相当于丙酮、乙醇介电常数介于常态水和超临界水之外既能溶解盐又能溶解有机化合物因此近临界水在一些有机合成中也得到广泛应用。除这些之外还可以选用离子液体溶剂。离子液体指室温或低温下液体状态的盐由含氮磷有机阳离子河大的无机阴离子BF4 PF6等组成它具有可操作温度范围大溶解度大相对便宜且易制备易回收可循环使用等优点被认为是人类很好的溶剂并且在化工生产中得到应用。例如在传统的有机溶剂中烯烃与芳烃的烷基化反应。 【结束语】展望21世纪全球的城市化工业化将继续发展人口还要继续增长对化学工业的需求也将增加而传统的化学工业虽在农药、聚合物、材料科学、去污剂、石油添加剂水处理、废水处理、废物处置等方面做出了巨大贡献但另一方面它也增加对环境的压力。而人们对改善环境提高生活质量的要求又越来越强烈联合国环保小组反复强调“保护环境是可持续发展”的重要内容直接关系到全球经济建设的成败。绿色化学以其“原子经济”为基本原则一方面充分利用资源防止浪费另一方面实现“零排放”达到不污染环境的效果。因此有机合成化学应遵守绿色化学的原则研究和发展对环境友好造福于人类的新型化学。 参考文献<<绿色化工技术与产品开发>> 宋晓岚 詹益兴 化学工业出版社
㈧ 地下水中重金属常用处理方法有哪些及优缺点
1、生物吸附法
生物吸附是利用生物量(如发酵工业的剩余菌体)通过物理化学机制,将金属吸附或通过细胞吸收并浓缩环境中的重金属离子,由于重金属具有毒性,如果浓度太高,活的微生物细胞就会被杀死。所以,必须控制控制被处理水的重金属浓度。
例如陈小霞等人用小球藻富集铬离子,研究表明小球藻富集铬离子的机制主要表现是表面吸附和主动运输。在生长期和稳定期小球藻富集的铬以有机铬存在,而在衰亡期,小球藻富集的铬以无机铬存在。
利用工业发酵后剩余的芽孢杆菌菌体或酵母菌吸附重金属,具体做法是首先用碱处理菌体,以便增加其吸附重金属的能力。然后通过化学交联法固定这些细胞,固定化的芽孢杆菌对重金属的吸附没有选择性(微生物在结合无机污染物上表现出选择性,多于大多数合成的化学吸附剂,微生物对金属的吸附和累积主要取决于不同配位体结合部位对对金属的选择性)。可以去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可达99%。吸附在细胞上的重金属可以用硫酸洗脱,然后用化学方法回收重金属,经过碱处理后的固定化细胞还可以重新用于吸附重金属。
2、硫酸盐还原菌净化法
脱硫弧菌属硫酸盐还原菌是厌氧化能细菌,它最大的特征就是在无自由氧的条件下,在有机质存在时通过还原硫酸根变成硫化氢,从中获得生长能量而大量繁殖;它繁殖的结果是使溶解度很大的硫酸盐变成了极难溶解的硫化物或硫化氢。这类细菌分布广泛,海洋、湖泊、河流及陆地上都能存在。在没有自由氧而有硫酸盐及有机物存在的地方它就能生长繁殖,其生长温度为25~35摄氏度,PH值为6.2~7.5.该细菌的作用可将废水中的硫酸根变成硫化氢,使废水中浓度较高的重金属Cu、Pb、Zn等转变为硫化物而沉淀,从而使废水中的重金属离子得以去除。
3、利用微生物的转化作用去除重金属。
微生物可以通过氧化作用、还原作用、甲基化作用和去烷基化作用对重金属和重金属类化合物进行转化。
细菌胞外的荚膜或粘膜层可产生多种胞外多聚体,胞外多聚体能够吸附自然条件下或废水处理设施中的重金属。其主要成分是多糖、蛋白质和核酸。
真菌的细胞壁内含几丁质,这和N----乙酰葡糖胺多聚体是一种有效的金属于放射性核素结合的生物吸附剂。经过氢氧化物处理的各类真菌暴露出来的几丁质、脱乙酰壳多糖和其他金属结合的配位体,形成菌丝层,可以有效的去除废水中的重金属。
六价铬具有强烈的毒性,其毒性是三价铬的100倍,而且能在人体内沉淀。由于六价铬很容易通过胞膜进入细胞,然后在细胞质、线粒体和细胞核中被还原为三价铬,三价格在细胞内与蛋白质结合为稳定的物质并且和核酸相作用,而细胞外的三价铬是不能参透细胞的,细菌利用细胞中的NADH作为还原剂,在厌氧或好氧的状态下,将六价铬还原为三价铬。如阴沟肠杆菌能抗10000µmol/l铬酸盐,在厌氧的条件下能使六价铬还原为三价铬,三价铬可以通过沉淀反应与水分离而被去除。
㈨ 厌氧池、缺氧池、好氧池有什么区别
好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在4mg/l左右,适宜好氧微生物生长繁殖,从而处理水中污染物质的构筑物;厌氧池就是不做曝气,污染物浓度高,因为分解消耗溶解氧使得水体内几乎无溶解氧,适宜厌氧微生物活动从而处理水中污染物的构筑物;缺氧池是曝气不足或者无曝气但污染物含量较低,适宜好氧和兼氧微生物生活的构筑物。不同的氧环境有不同的微生物群,微生物也会在环境改变的时候改变行为,从而达到去除不同的污染物质的目的。
㈩ 废弃资源综合利用业 包括哪些
废弃资源综合利用主要是指在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用;对生产过程中产生的废渣、废水(液)、废气、余热余压等进行回收和合理利用;对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。
回收的产品:
1、煤系伴生的高岭岩(土)、铝钒土、耐火粘土、膨润土、硅藻土、玄武岩、辉绿岩、大理石,花岗石、硫铁矿、硫精矿、瓦斯气、褐煤蜡、腐植酸及腐质酸盐类、石膏、石墨、天然焦及其加工利用的产品;
2、黑色金属矿山和黄金矿山回收的硫铁矿、铜、钴、硫、萤石、磷、钒、锰、氟精矿、稀土精矿、钛精矿;
3、有色金属矿山回收的主要金属以外的硫精矿、硫铁矿、铁精矿、萤石精矿及各种精矿和金属,以及利用回收的残矿、难选矿及低品位矿生产的精矿和金属;
4、利用黑色、有色金属和非金属及其尾矿回收的铁精矿、铜精矿、铅精矿、锌精矿、钨精矿、铋精矿、锡精矿、锑精矿、砷精矿、钴精矿、绿柱石、长石粉、萤石、硫精矿、稀土精矿、锂云母;
5、黑色金属冶炼(企业)回收的铜、钴、铅、锌、钒、钛、铌、稀土,有色金属冶炼(企业)回收的主要金属以外的各种金属及硫酸;
6、磷、钾、硫等化学矿开采过程中回收的钠、镁、锂等副产品;
7、利用采矿和选矿废渣(包括废石、尾矿、碎屑、粉末、粉尘、污泥)生产的金属、非金属产品和建材产品;
8、原油、天然气生产过程中回收提取的轻烃、氦气、硫磺及利用伴生卤水生产的精制盐、固盐、液碱、盐酸、氯化石腊和稀有金属。
《废弃资源综合利用业环境管理体系实施指南》的意义价值
《废弃资源综合利用业环境管理体系实施指南》(GB/T 29750-2013)更好地应用于回收加工行业的环境管理工作中,围绕回收加工企业环境因素、环境影响、污染物治理技术、主要设施设备及运行控制的特点;
建立回收加工业收集、运输、贮存、拆解和处理全过程管理和控制的环境管理体系要求是非常必要的,这无疑将大力提升中国回收加工行业的环境管理水平,更好地提高自然资源利用效率,实现修旧利废、物尽其用。
实现科学回收、高效收集、合理安全处置,避免环境风险;积极推动废旧物资的无害化、资源化处理产业的健康发展;助推资源节约型、环境友好型社会建设,经济社会的可持续发展,循环经济。