第二步 氮吹儀ClCH2CH2OH+Ca(OH)2+HClC2H4O+CaCl2+H2O 總包反應(yīng)為:HCH+Cl+Ca(OH)CHO+CaCl+HO 22222422 各物質(zhì)質(zhì)量/g 2871 74?。矗矗? 11118 產(chǎn)物的質(zhì)量/g?。矗? 廢物的質(zhì)量/g1 111+18=129 4 44g 原子利用率= (4 44+111+18)g×10 00%=25% 即生產(chǎn)1kg環(huán)氧乙烷(目標(biāo)產(chǎn)物)就會產(chǎn)生約3kg副產(chǎn)物(即廢物)氯化鈣 和水,同時,還存在使用有毒的氯氣做原料,對設(shè)備要求較高,需要對產(chǎn)品分離提 純等問題。為克服這些缺點,人們采用了一個新的方法:以銀為催化劑,用氧氣 直接氧化乙烯一步合成環(huán)氧乙烷,可使反應(yīng)的原子利用率達(dá)到100%。 ?。茫龋玻茫龋玻玻希玻茫玻龋矗? 反應(yīng)物的質(zhì)量/g 28?。保丁。矗? 產(chǎn)物的質(zhì)量/g?。矗? 廢物的質(zhì)量/g ?。? 原子利用率
= 44g×100%=100% (28+16)g 可以看出,原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個顯著的優(yōu)點:一是最大限度地利用了原 料;二是最大限度地減少了廢物的排放,減少了環(huán)境污染,適應(yīng)了社會要求,是合 成方法發(fā)展的趨勢。 傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變可以看作是化學(xué)從粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變。綠 色化學(xué)可以變廢為寶,可使經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高,它是環(huán)境友好技術(shù)的基礎(chǔ),但 它必須建立在深厚的關(guān)于化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的基礎(chǔ)理論研究成果的基礎(chǔ)上。 三、綠色化學(xué)的原則 R.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12條原則,這十二條原則反 映了綠色化學(xué)所確定的目標(biāo),內(nèi)容,特點及發(fā)展方向。 第四節(jié) 綠色化學(xué)339 ?。保乐箯U物的產(chǎn)生優(yōu)于在其生成后再進(jìn)行處理或治理 若生產(chǎn)和使用化工產(chǎn)品時,產(chǎn)生了廢物,那么不僅浪費了產(chǎn)生廢物的這一部 分原料,而且需要對廢物進(jìn)行額外處理。這大大增加了生產(chǎn)過程的成本。綠色 化學(xué)的技
術(shù)應(yīng)從根本上改變這一情況,通過化學(xué)設(shè)計避免使用和產(chǎn)生有害物質(zhì), 盡可能的把污染消除在源頭,而不是讓其產(chǎn)生后再去處理。 2.最有效地實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)和過程,最大限度地提高原子經(jīng)濟(jì)性 從資源的有效利用、原子經(jīng)濟(jì)性方面考慮,應(yīng)盡可能采用重排反應(yīng)和加成反 應(yīng),盡可能不采用取代反應(yīng)和消去反應(yīng);另外也可以通過反應(yīng)偶聯(lián),采用封閉循 環(huán)等方法,實現(xiàn)過程的整合,在過程中把廢物消耗掉。 ?。常M量不使用、不產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì) 綠色化學(xué)的基礎(chǔ)就是要盡可能減少有毒有害化學(xué)品的使用。過去,曾采用 限制使用、制定使用規(guī)則或減少化學(xué)品使用的方法來保護(hù)環(huán)境,而綠色化學(xué)則是 要在滿足人們使用要求的前提下給出解決這些問題的方案。 己二酸生產(chǎn)工藝的改進(jìn)就是典型的例子。己二酸是一個重要的化學(xué)品,是 生產(chǎn)尼龍66必不可少的原料。傳統(tǒng)的工藝是,由苯加氫得環(huán)己烷,繼續(xù)氧化 得環(huán)己酮或環(huán)己醇,進(jìn)而得到己二酸。