1、12第一節第一節 清潔生產進展清潔生產進展第二節第二節 化工清潔生產原理與技術化工清潔生產原理與技術第三節第三節 化工清潔生產實例化工清潔生產實例第四節第四節 循環經濟簡介循環經濟簡介3n 清潔生產的定義清潔生產的定義n 清潔生產的主要內容清潔生產的主要內容n 清潔生產的發展清潔生產的發展45最理想的狀況是在生產和消費的全過程不產生污染，最理想的狀況是在生產和消費的全過程不產生污染，即即“”；任何時候都可達到的目標應該是盡可；任何時候都可達到的目標應該是盡可能減少污染，防治結合，做到能減少污染，防治結合，做到“”。最低要求。最低要求也應該做到也應該做到“。在不得不選擇末端治理方案。在不得不選擇

2、末端治理方案時，要盡可能做到時，要盡可能做到“”，充分利用一切物料和，充分利用一切物料和能量。這就是當前全球大力提倡的能量。這就是當前全球大力提倡的。6我國的我國的中華人民共和國清潔生產促進法中華人民共和國清潔生產促進法中定義中定義清清潔生產潔生產為：不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原為：不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料，采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利料，采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用率，減少用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染的產生和或者避免生產、服務和產品使用過程中污染的產

3、生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。7n 清潔生產的定義清潔生產的定義n 清潔生產的主要內容清潔生產的主要內容n 清潔生產的發展清潔生產的發展8產品應盡可能節約原料和能源，少用昂貴和稀缺原料，產品應盡可能節約原料和能源，少用昂貴和稀缺原料，多利用二次資源作原料；產品在使用過程中以及使用多利用二次資源作原料；產品在使用過程中以及使用后不含有危害人體健康和生態環境的因素；易于回收、后不含有危害人體健康和生態環境的因素；易于回收、復用和再生；合理包裝；具有合理的使用功能復用和再生；合理包裝；具有合理的使用功能( (含節含節能、節水、降低噪聲功能

4、能、節水、降低噪聲功能) )和合理的使用壽命；產品和合理的使用壽命；產品報廢后易處理、易降解等。報廢后易處理、易降解等。9盡量不用、少用有毒有害的原料、材料以及中間產品；盡量不用、少用有毒有害的原料、材料以及中間產品；消除或減少生產過程的各種危險性因素，如高溫、高消除或減少生產過程的各種危險性因素，如高溫、高壓、低溫、易燃、易爆、強噪聲、強震動等；選用無壓、低溫、易燃、易爆、強噪聲、強震動等；選用無廢、少廢的工藝；高效的設備；物料的再循環廢、少廢的工藝；高效的設備；物料的再循環( (廠內、廠內、廠外廠外) )；簡便、可靠的操作和控制；完善的管理等等。；簡便、可靠的操作和控制；完善的管理等等。1

5、0包括常規能源的清潔利用和節約能源，如采用潔凈煤包括常規能源的清潔利用和節約能源，如采用潔凈煤技術、逐步提高液體燃料、天然氣的使用比例，回收技術、逐步提高液體燃料、天然氣的使用比例，回收利用生產過程的各種余熱，逐級使用熱能等以降低能利用生產過程的各種余熱，逐級使用熱能等以降低能耗對環境的污染。還包括大力開發利用可再生能源，耗對環境的污染。還包括大力開發利用可再生能源，如水力能、太陽能、生物質能、風能、潮汐能等。如水力能、太陽能、生物質能、風能、潮汐能等。11n 清潔生產的定義清潔生產的定義n 清潔生產的主要內容清潔生產的主要內容n 清潔生產的發展清潔生產的發展12u19891989年年5 5月

6、，聯合國環境規劃署月，聯合國環境規劃署(UNEP)(UNEP)首次提出清首次提出清潔生產。潔生產。u19901990年年lOlO月，月，UNEPUNEP正式提出清潔生產計劃，希望擺正式提出清潔生產計劃，希望擺脫傳統的末端控制技術，超越廢物最小化，使整個工脫傳統的末端控制技術，超越廢物最小化，使整個工業界走向清潔生產。業界走向清潔生產。u19921992年年6 6月，聯合國環境與發展大會正式將清潔生月，聯合國環境與發展大會正式將清潔生產定為實現可持續發展的先決條件，同時也是工業界產定為實現可持續發展的先決條件，同時也是工業界達到改善和保持競爭力和可盈利性的核心手段之一，達到改善和保持競爭力和可盈

7、利性的核心手段之一，并將清潔生產納入并將清潔生產納入二十一世紀議程二十一世紀議程中。中。13u19841984年美國國會通過了年美國國會通過了資源保護與恢復法資源保護與恢復法固體固體及有害廢物修正案及有害廢物修正案，明確規定廢物最少化是美國的，明確規定廢物最少化是美國的一項國策。一項國策。u19901990年秋季美國國會又通過了污染預防法案，法案年秋季美國國會又通過了污染預防法案，法案明確規定美國的環境政策是必須控制和消減污染源的明確規定美國的環境政策是必須控制和消減污染源的產生；無法預防的污染物應當以環境安全的方式轉化產生；無法預防的污染物應當以環境安全的方式轉化利用；污染物的處置或向環境中

8、排放只能作為最后的利用；污染物的處置或向環境中排放只能作為最后的手段，并且應當以環境安全的方式進行。手段，并且應當以環境安全的方式進行。14u19931993年年，歐盟開始實施第五環境行動綱領，歐盟開始實施第五環境行動綱領，并發布，并發布了了綜合污染預防指令。把環境保護政策納入工業制造、綜合污染預防指令。把環境保護政策納入工業制造、能源、交通、農業和旅游等領域的生產活動中能源、交通、農業和旅游等領域的生產活動中。u20012001年頒布的第六環境行動綱領進一步擴展到氣候年頒布的第六環境行動綱領進一步擴展到氣候變化、自然和動物的多樣性、環境與健康、自然資源變化、自然和動物的多樣性、環境與健康、自

9、然資源與廢棄物等生產生活活動中。與廢棄物等生產生活活動中。15u2020世紀世紀8080年代，我國開始研究推廣清潔生產工藝，年代，我國開始研究推廣清潔生產工藝，開發了許多清潔生產技術，為清潔生產的實施打下了開發了許多清潔生產技術，為清潔生產的實施打下了基礎。基礎。u20022002年年6 6月頒布月頒布中華人民共和國清潔生產促進法中華人民共和國清潔生產促進法，成立了國家清潔生產中心、化工清潔生產中心及部分成立了國家清潔生產中心、化工清潔生產中心及部分省市的清潔生產指導中心，逐步建立和健全了企業清省市的清潔生產指導中心，逐步建立和健全了企業清潔生產審計制度。潔生產審計制度。16n 化工清潔生產原

10、理化工清潔生產原理n 化工清潔生產技術化工清潔生產技術n 化工清潔生產的途徑化工清潔生產的途徑17u利用當代先進物理技術和化學方法相結合，研究和利用當代先進物理技術和化學方法相結合，研究和開發對開發對環境友好環境友好的的新反應新反應、新工藝新工藝、新產品新產品，消除或，消除或減少對人類健康和環境有害的原料、試劑、溶劑和催減少對人類健康和環境有害的原料、試劑、溶劑和催化劑等的使用以及廢物的產生，實現社會一經濟生態化劑等的使用以及廢物的產生，實現社會一經濟生態環境的協調發展。實現化學化工技術的環境的協調發展。實現化學化工技術的“綠色化綠色化”。18一、設計、生產安全化學品一、設計、生產安全化學品u

11、首先，作為最終使用的化學產品應該對人類健康和首先，作為最終使用的化學產品應該對人類健康和環境是無害的。環境是無害的。u考察一種化學品是不是安全的、環境友好的，不但考察一種化學品是不是安全的、環境友好的，不但必須考察從分子水平的生物效果、直接影響，同時必必須考察從分子水平的生物效果、直接影響，同時必須考慮其在環境中可能發生的結構變化，降解后在空須考慮其在環境中可能發生的結構變化，降解后在空氣、水、土壤中的擴散以及潛在的、間接的、長遠的氣、水、土壤中的擴散以及潛在的、間接的、長遠的危險。危險。19二、采用無毒、無害的原料二、采用無毒、無害的原料u反應的初始原料，往往決定了反應類型或合成路線反應的初

12、始原料，往往決定了反應類型或合成路線的許多特征。原料的選擇也決定了生產者、原料提供的許多特征。原料的選擇也決定了生產者、原料提供者、運輸者所直接面對的危害及風險。所以，原料的者、運輸者所直接面對的危害及風險。所以，原料的選擇是綠色化學化工的決定性部分。選擇是綠色化學化工的決定性部分。u石油是化工行業的主要原料，其儲量有限，不可再石油是化工行業的主要原料，其儲量有限，不可再生，售價年年上漲；同時，石油經過裂解、氧化轉變生，售價年年上漲；同時，石油經過裂解、氧化轉變為有用的有機化學品，會有許多污染步驟，因此，必為有用的有機化學品，會有許多污染步驟，因此，必須減少和取代石油產品的使用。須減少和取代石

13、油產品的使用。20三、盡量使用可再生原料三、盡量使用可再生原料u在資源短缺和環境污染雙重壓力下，可再生資源在資源短缺和環境污染雙重壓力下，可再生資源( (生物質生物質) )的開發和利用是眾所注目的焦點。的開發和利用是眾所注目的焦點。所謂所謂生物質生物質(biomass)(biomass)，泛指由光合作用產生的所有，泛指由光合作用產生的所有生物有機體的總稱。植物在地球上的儲量高達生物有機體的總稱。植物在地球上的儲量高達2 210108 8億億t t，每年的再生速度為，每年的再生速度為l640l640億億t t。將組成植物體的淀。將組成植物體的淀粉、纖維素、半纖維素、木質素等大分子化合物轉化粉、纖

14、維素、半纖維素、木質素等大分子化合物轉化為葡萄糖、木糖、乙醇、丙酮等，進而可以此進一步為葡萄糖、木糖、乙醇、丙酮等，進而可以此進一步合成各種化學產品。植物油、動物脂肪合成各種化學產品。植物油、動物脂肪( (油脂油脂) )也是重也是重要的可再生原料。要的可再生原料。21四、設計選擇安全、高效的化學反應四、設計選擇安全、高效的化學反應u為了人員和環境的安全，除了要選擇無毒害的原料為了人員和環境的安全，除了要選擇無毒害的原料和產品外，還要設計選擇安全、高效的化學反應。和產品外，還要設計選擇安全、高效的化學反應。安安全全即是反應中不會產生有毒害的中間產品等。即是反應中不會產生有毒害的中間產品等。高效高

15、效即即盡可能使生產原材料都進入最終目的的產品，而使副盡可能使生產原材料都進入最終目的的產品，而使副產品產生量降到最低，努力達到產品產生量降到最低，努力達到“原子經濟原子經濟”程度，程度，即在獲取目的產品的轉化過程中，充分利用每一個原即在獲取目的產品的轉化過程中，充分利用每一個原料原子，實現料原子，實現“零排放零排放”。22五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑u傳統的有機反應常用傳統的有機反應常用有機溶劑有機溶劑如二氯甲烷、氯仿、如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、芳香烴等為四氯化碳、苯、芳香烴等為致癌劑致癌劑。所以，開發無溶。所以，開發無溶劑反應體系，采用無毒無

16、害的溶劑、助劑是發展清潔劑反應體系，采用無毒無害的溶劑、助劑是發展清潔化工的重要途徑。化工的重要途徑。u水水是地球上自然豐度最高、最廉價、無毒、無害的是地球上自然豐度最高、最廉價、無毒、無害的溶劑，許多有機反應也可以在水中成功進行，如烯丙溶劑，許多有機反應也可以在水中成功進行，如烯丙基化反應、醛醇縮合等。基化反應、醛醇縮合等。23五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑u超臨界流體超臨界流體是指處于超臨界溫度及超臨界壓力下的是指處于超臨界溫度及超臨界壓力下的流體，是一種介于氣態和液態之間的流體狀態。其相流體，是一種介于氣態和液態之間的流體狀態。其相對密度接近于液

17、體對密度接近于液體( (比氣體約大比氣體約大3 3個數量級個數量級) )，而黏度，而黏度接近于氣態接近于氣態( (擴散系數比液體大擴散系數比液體大100100倍左右倍左右) )。u超臨界二氧化碳作為有機溶劑的替代物，已在廢水超臨界二氧化碳作為有機溶劑的替代物，已在廢水處理、天然化合物的抽提、有機合成中得到廣泛應用。處理、天然化合物的抽提、有機合成中得到廣泛應用。在超臨界二氧化碳參與的反應中，最突出的就是不對在超臨界二氧化碳參與的反應中，最突出的就是不對稱催化還原反應，尤其是加氫作用和氫轉移反應，其稱催化還原反應，尤其是加氫作用和氫轉移反應，其選擇性比在傳統有機溶劑中更高。選擇性比在傳統有機溶劑

18、中更高。24五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑五、采用環境友好的溶劑、助劑、催化劑u加催化劑是提高反應速度和選擇性的有效手段。許多有加催化劑是提高反應速度和選擇性的有效手段。許多有機反應都用催化劑。例如，酯化、氧化、酰基化、烷基機反應都用催化劑。例如，酯化、氧化、酰基化、烷基化、聚合等反應，都是在酸催化下進行的。化、聚合等反應，都是在酸催化下進行的。u最初，酸催化劑多用最初，酸催化劑多用H H2 2SOSO4 4、H H3 3POPO4 4、HFHF、AlClAlCl3 3等液體酸。等液體酸。但液體酸腐蝕嚴重，危害人體健康，排出大量含酸廢水但液體酸腐蝕嚴重，危害人體健康，排出大量含酸廢水污染

19、環境，產物分離后處理麻煩。污染環境，產物分離后處理麻煩。u隨后人們開發出固體酸如隨后人們開發出固體酸如A1A12 2O O3 3-SiO-SiO2 2、沸石、分子篩以、沸石、分子篩以及固體超強酸。它們的優點是無腐蝕，易與產物分離，及固體超強酸。它們的優點是無腐蝕，易與產物分離，反應條件溫和。目前許多有機反應反應條件溫和。目前許多有機反應( (件下表）已用固體酸件下表）已用固體酸替代液體酸作為催化劑實現了工業化。替代液體酸作為催化劑實現了工業化。2526六、催化劑使用優于化學試劑六、催化劑使用優于化學試劑u這里的化學試劑是指在化學反應體系中為了進行或這里的化學試劑是指在化學反應體系中為了進行或促

20、進反應，需要加入額外的促進反應，需要加入額外的( (非水非水) )化學試劑。這些試化學試劑。這些試劑在反應完成后需從產品中分離回收，但總有部分試劑在反應完成后需從產品中分離回收，但總有部分試劑被排放到廢物流中。而催化劑的作用是促進所需的劑被排放到廢物流中。而催化劑的作用是促進所需的轉化反應，本身在反應中不消耗，一般不出現在最終轉化反應，本身在反應中不消耗，一般不出現在最終產品中。因此，研制、使用高效、新型催化劑不僅是產品中。因此，研制、使用高效、新型催化劑不僅是實現實現“原子經濟原子經濟”的關鍵之一，而且可以減少試劑的的關鍵之一，而且可以減少試劑的使用量，從而減少廢物的產生。使用量，從而減少廢

21、物的產生。27七、合理使用和節省能源七、合理使用和節省能源u化學加工過程的能源要求應考慮它們的環境影響，化學加工過程的能源要求應考慮它們的環境影響，并應盡量合理、節省。如有可能，化學反應應在室溫并應盡量合理、節省。如有可能，化學反應應在室溫和常壓下進行。和常壓下進行。八、預防污染的檢測和控制八、預防污染的檢測和控制u開發或采用新的檢測方法，進行實時的生產過程監開發或采用新的檢測方法，進行實時的生產過程監測測, ,并有在污染形成前給予控制的技術。并有在污染形成前給予控制的技術。28九、防止事故發生的安全化學九、防止事故發生的安全化學u應十分注意在化學過程中將化學意外應十分注意在化學過程中將化學意

22、外( (包括泄漏、爆包括泄漏、爆炸、火災等炸、火災等) )可能降至最低。途徑之一是慎重選擇物質可能降至最低。途徑之一是慎重選擇物質及物質狀態，如使用固體或最低蒸氣壓液體代替易揮發及物質狀態，如使用固體或最低蒸氣壓液體代替易揮發液體或氣體等。液體或氣體等。u可見，實施化工清潔生產不僅將從根本上解決化工污可見，實施化工清潔生產不僅將從根本上解決化工污染問題，而且將從根本上減少或消除化工生產事故隱患，染問題，而且將從根本上減少或消除化工生產事故隱患，即化工清潔生產也是安全的生產、文明的生產。即化工清潔生產也是安全的生產、文明的生產。29n 化工清潔生產原理化工清潔生產原理n 化工清潔生產技術化工清潔

23、生產技術n 化工清潔生產的途徑化工清潔生產的途徑30n 生物工程技術生物工程技術n 微波技術和超聲技術微波技術和超聲技術n 膜技術膜技術n 超臨界流體技術超臨界流體技術n 新型催化技術新型催化技術n 輻射加工技術輻射加工技術31u生物工程技術主要應用生物學、化學和化學工程學生物工程技術主要應用生物學、化學和化學工程學的基本原理和方法，生產一些用傳統工藝無法生產的的基本原理和方法，生產一些用傳統工藝無法生產的物質；或替代有嚴重污染、條件苛刻、浪費資源和能物質；或替代有嚴重污染、條件苛刻、浪費資源和能源的傳統工藝。源的傳統工藝。u在發展清潔化工生產時，生物技術有著廣闊的前景。在發展清潔化工生產時，

24、生物技術有著廣闊的前景。如酶的催化效率要比一般化學催化劑高出如酶的催化效率要比一般化學催化劑高出10106 6-lO-lO1313倍。倍。32u大多數酶具有高度的專一性，能迅速專一地催化某大多數酶具有高度的專一性，能迅速專一地催化某一基團或某一特定位置的反應，合成出用化學方法很一基團或某一特定位置的反應，合成出用化學方法很難得到的復雜結構化合物，特別是具有光學活性的不難得到的復雜結構化合物，特別是具有光學活性的不對稱化合物，如人工胰島素、多肽化合物、抗菌素、對稱化合物，如人工胰島素、多肽化合物、抗菌素、干擾素、甾體激素類化合物。干擾素、甾體激素類化合物。u酶反應可在常溫下進行，條件溫和，控制容

25、易，副酶反應可在常溫下進行，條件溫和，控制容易，副反應少，環境污染小。特別是固定化生物催化劑反應少，環境污染小。特別是固定化生物催化劑( (固固定化酶和固定化細胞定化酶和固定化細胞) )在化學品制備中有極其重要的在化學品制備中有極其重要的應用。應用。33u微波技術微波技術和和超聲技術超聲技術是最清潔的強化反應過程的有是最清潔的強化反應過程的有效手段，因為不存在從產物中分離微波和超聲波的問效手段，因為不存在從產物中分離微波和超聲波的問題，所以就從根本上排除了這方面的污染。題，所以就從根本上排除了這方面的污染。u微波微波是指頻率在是指頻率在300 MHz300 MHz一一300 GHz(300 G

26、Hz(即波長即波長1 m1 m1 1 mm)mm)的電磁波，位于電磁波譜紅外輻射和無線電波之的電磁波，位于電磁波譜紅外輻射和無線電波之間。大量實驗結果表明，微波對許多間。大量實驗結果表明，微波對許多有機反應速度有機反應速度的的影響較常規方法能影響較常規方法能增加幾倍增加幾倍、幾十倍幾十倍、甚至上千倍甚至上千倍。34u超聲波的聲化學效應能改變反應進程，提高反應選超聲波的聲化學效應能改變反應進程，提高反應選擇性，增加反應速率和產率，降低能耗，減少廢物的擇性，增加反應速率和產率，降低能耗，減少廢物的排放，在許多類反應中都有成功應用。排放，在許多類反應中都有成功應用。353637u膜技術是當代最有發展

27、前景的高新技術之一，可用于混膜技術是當代最有發展前景的高新技術之一，可用于混合物分離、強化化學反應過程、組成將化學反應和產物合物分離、強化化學反應過程、組成將化學反應和產物分離在同一設備或單元操作中完成的分離在同一設備或單元操作中完成的“反應分離反應分離”系統。系統。u膜催化技術是多相催化領域中出現的一種新技術。其將膜催化技術是多相催化領域中出現的一種新技術。其將催化材料制成膜反應器或將催化劑置于膜反應器中操作，催化材料制成膜反應器或將催化劑置于膜反應器中操作，反應物可選擇性地穿透膜并發生反應，產物可選擇性地反應物可選擇性地穿透膜并發生反應，產物可選擇性地穿透膜而離開反應區，從而有效地調節反應

28、物或產物在穿透膜而離開反應區，從而有效地調節反應物或產物在反應區的濃度，打破化學反應在熱力學上的平衡狀態，反應區的濃度，打破化學反應在熱力學上的平衡狀態，實現反應的高選擇性，提高原料的一次利用率。實現反應的高選擇性，提高原料的一次利用率。38n 化工清潔生產原理化工清潔生產原理n 化工清潔生產技術化工清潔生產技術n 化工清潔生產的途徑化工清潔生產的途徑39u清潔生產的產品和原料均應是對環境和人類無害無清潔生產的產品和原料均應是對環境和人類無害無毒的，因此必須首先對產品方案進行正確的規劃，并毒的，因此必須首先對產品方案進行正確的規劃，并選擇合理的原料路線。采取安全無害的產品和原料代選擇合理的原料

29、路線。采取安全無害的產品和原料代替有毒有害的產品和原料，采用精料代替粗料。替有毒有害的產品和原料，采用精料代替粗料。40u我國一般工業生產中原料費用約占產品成本的我國一般工業生產中原料費用約占產品成本的7070，而單位產值的能耗是世界平均水平的而單位產值的能耗是世界平均水平的4.7l4.7l倍，日本的倍，日本的13.713.7倍。這表明過去的工業生產模式是以大量消耗資倍。這表明過去的工業生產模式是以大量消耗資源為前提的，生產過程中對資源的浪費很驚人。對原源為前提的，生產過程中對資源的浪費很驚人。對原料和能源的充分綜合利用，可以顯著降低產品的生產料和能源的充分綜合利用，可以顯著降低產品的生產成本

30、，同時可以減少污染物的排放，降低成本，同時可以減少污染物的排放，降低“三廢三廢”處處理的成本。理的成本。41改革工藝和設備以實現清潔生產的做法有：改革工藝和設備以實現清潔生產的做法有：u簡化工藝流程，減少工序和設備；簡化工藝流程，減少工序和設備；u實現過程的連續操作，自動控制，減少因不穩定實現過程的連續操作，自動控制，減少因不穩定運行而造成的物料損耗；運行而造成的物料損耗；u改革工藝條件，實現優化操作，使反應更趨完全，改革工藝條件，實現優化操作，使反應更趨完全，以提高物料利用率并減少污染物的產生；以提高物料利用率并減少污染物的產生；u采用高效設備，提高生產能力，減少設備的泄漏采用高效設備，提高

31、生產能力，減少設備的泄漏率。率。42u工業生產中貫穿著工業生產中貫穿著物料流物料流和和能量流能量流兩大系統。傳統兩大系統。傳統的工業生產采用的大多是一次通過的順序式物料流和的工業生產采用的大多是一次通過的順序式物料流和能量流。而清潔生產工藝要求物料流和能量流應采用能量流。而清潔生產工藝要求物料流和能量流應采用循環使用系統，如將流失的物料回收后作為原料返回循環使用系統，如將流失的物料回收后作為原料返回流程，將廢料適當處理后也作為原料返回生產流程。流程，將廢料適當處理后也作為原料返回生產流程。這里所指的物料循環使用系統可以在不同工廠之間執這里所指的物料循環使用系統可以在不同工廠之間執行，即組織區域

32、范圍內的清潔生產。行，即組織區域范圍內的清潔生產。43強化管理與其他措施相比，是花費最小或不花錢就可強化管理與其他措施相比，是花費最小或不花錢就可以得到較大收益的措施，包括：以得到較大收益的措施，包括：u安裝必要的監測儀表，加強計量監督；安裝必要的監測儀表，加強計量監督；u建立環境審計制度、考核制度，對各崗位明確環建立環境審計制度、考核制度，對各崗位明確環境責任制；境責任制；u加強設備日常維修，減少跑、冒、滴、漏；加強設備日常維修，減少跑、冒、滴、漏；u妥善存放原料和產品，防止損耗流失；妥善存放原料和產品，防止損耗流失；u采取獎懲制度及經濟手段組織清潔生產。采取獎懲制度及經濟手段組織清潔生產。

33、44u采用清潔生產工藝后，不等于完全不產生污染物，采用清潔生產工藝后，不等于完全不產生污染物，所以必要的末端所以必要的末端“三廢三廢”處理對實現清潔生產是非常處理對實現清潔生產是非常必要的。必要的。u這些途徑可以單獨實施，也可以相互組合，一切要這些途徑可以單獨實施，也可以相互組合，一切要根據實際情況來確定。根據實際情況來確定。45n 濕法磷酸清潔生產濕法磷酸清潔生產n 氯乙烯清潔生產氯乙烯清潔生產n 銀杏有效成分清潔提取工藝銀杏有效成分清潔提取工藝46u磷酸是重要的基礎化工產品由磷酸可以生產各種磷酸是重要的基礎化工產品由磷酸可以生產各種磷酸鹽，而磷酸鹽與國計民生和科學技術的發展密切磷酸鹽，而磷

34、酸鹽與國計民生和科學技術的發展密切相關。相關。u磷酸的生產方法主要有磷酸的生產方法主要有熱法熱法和和濕法濕法兩種，其中濕法兩種，其中濕法生產工藝因其原料易得，工藝簡單，技術成熟和能耗生產工藝因其原料易得，工藝簡單，技術成熟和能耗較低等而成為磷酸最重要的工業生產方法。較低等而成為磷酸最重要的工業生產方法。47u濕法磷酸生產是用無機酸濕法磷酸生產是用無機酸( (如如H H2 2SOSO4 4) )分解磷礦分解磷礦CaCa3 3(PO(PO4 4) )3 3 制備磷酸。該分解是液固多相反應過程，其制備磷酸。該分解是液固多相反應過程，其化學反應式為：化學反應式為：u此分解過程也稱萃取過程，生成物中目標

35、產物磷酸是液態，氟化物此分解過程也稱萃取過程，生成物中目標產物磷酸是液態，氟化物是氣態，硫酸鈣是固相，其中帶的結晶水是氣態，硫酸鈣是固相，其中帶的結晶水(n)(n)可以是可以是O O、1 12 2或或2 2，也稱，也稱磷石膏。氟化物和磷石膏是副產品，尤其是后者，其產量巨大，任其磷石膏。氟化物和磷石膏是副產品，尤其是后者，其產量巨大，任其排放會嚴重污染環境。排放會嚴重污染環境。4849u（1 1）在突出主要產品）在突出主要產品H H3 3P0P04 4制備的同時，通過制備的同時，通過“封閉封閉循環循環”、工藝消化，實現資源的綜合利用。、工藝消化，實現資源的綜合利用。u（2 2）磷礦中的氟通過吸收

36、和相關反應，可制備）磷礦中的氟通過吸收和相關反應，可制備NaNa2 2SiFSiF6 6等氟化學產品，反應產生的等氟化學產品，反應產生的H H2 2SOSO4 4。可返回系統。可返回系統用于分解磷礦。用于分解磷礦。50u（3 3）磷石膏和）磷石膏和NHNH4 4HCOHCO3 3反應轉化為硫酸銨，然后再與反應轉化為硫酸銨，然后再與KClKCl反應，生成無氯鉀肥反應，生成無氯鉀肥Kx(NHKx(NH4 4) )2-x2-xSOSO4 4和有氯鉀肥和有氯鉀肥K Kx x(NH(NH4 4) )2-x2-xClCl，實驗表明，磷石膏的轉化率可達，實驗表明，磷石膏的轉化率可達9595以以上，上，KCl

37、KCl的轉化率可達的轉化率可達9292以上。以上。 K Kx x(NH(NH4 4) )2-x2-xSOSO4 4可用于可用于煙草、茶葉、藥材等專用肥料，煙草、茶葉、藥材等專用肥料， K Kx x(NH(NH4 4) )2-x2-xClCl 可作為可作為糧食作物的多元肥料。糧食作物的多元肥料。51u（4 4）磷石膏轉化中產生的碳酸鈣，通過進一步處理）磷石膏轉化中產生的碳酸鈣，通過進一步處理可作為微細碳酸鈣材料；也可以通過凈化處理，然后可作為微細碳酸鈣材料；也可以通過凈化處理，然后和磷酸反應生成磷酸鈣鹽，作為添加劑或助劑。和磷酸反應生成磷酸鈣鹽，作為添加劑或助劑。52u從根本上減少了濕法磷酸生產

38、中從根本上減少了濕法磷酸生產中“三廢三廢”對環境的對環境的污染，尤其是為磷石膏的處理和綜合利用提供了一條污染，尤其是為磷石膏的處理和綜合利用提供了一條新的途徑。新的途徑。u為無氯鉀肥的生產提供了一種新的方法，用磷石膏為無氯鉀肥的生產提供了一種新的方法，用磷石膏生產硫酸鉀，可以實現磷石膏中硫資源的再生利用，生產硫酸鉀，可以實現磷石膏中硫資源的再生利用，同時將有氯鉀肥同時將有氯鉀肥(KCl)(KCl)轉化為無氯鉀肥轉化為無氯鉀肥(K(K2 2SOSO4 4) )，可滿足，可滿足煙草、茶葉、藥材等經濟作物發展的需要。煙草、茶葉、藥材等經濟作物發展的需要。u為我國碳銨廠的改造提供又一條出路。為我國碳銨

39、廠的改造提供又一條出路。53n 濕法磷酸清潔生產濕法磷酸清潔生產n 氯乙烯清潔生產氯乙烯清潔生產n 銀杏有效成分清潔提取工藝銀杏有效成分清潔提取工藝54u聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)是重要的合成塑料，可加工成管材、是重要的合成塑料，可加工成管材、板材、薄膜、建筑材料、涂料和合成纖維等，物美價板材、薄膜、建筑材料、涂料和合成纖維等，物美價廉，應用廣泛，其產量居各種塑料之前列。氯乙烯廉，應用廣泛，其產量居各種塑料之前列。氯乙烯(CH2CHCl)(CH2CHCl)是聚氯乙烯合成的單體，也用于合成三氯乙是聚氯乙烯合成的單體，也用于合成三氯乙烷和二氯乙烯等。因此，氯乙烯的生產在基本有機化烷和二氯

40、乙烯等。因此，氯乙烯的生產在基本有機化工中占有重要地位。工中占有重要地位。u氯乙烯的工業生產方法主要有兩種：一種是以電石氯乙烯的工業生產方法主要有兩種：一種是以電石為原料的為原料的乙炔加成氯化法乙炔加成氯化法，一種是以乙烯為原料的，一種是以乙烯為原料的平平衡乙烯氧氯化法。衡乙烯氧氯化法。55u乙炔加成氯化法生產氯乙烯，開始于乙炔加成氯化法生產氯乙烯，開始于2020世紀世紀2020年代，年代，延續至今。作為一個完整的以乙炔加成氯化法生產氯乙延續至今。作為一個完整的以乙炔加成氯化法生產氯乙烯的工廠，一般包括如下幾部分：烯的工廠，一般包括如下幾部分：u(1)(1)電石生產電石生產：生石灰和焦炭在：生

41、石灰和焦炭在1800180022002200的高溫的高溫下反應得到電石下反應得到電石( (碳化鈣碳化鈣) )。56u(2)(2)：電石與水在常壓、：電石與水在常壓、7070下反應生成下反應生成乙炔氣體與熟石灰。乙炔氣體與熟石灰。u(3)(3)：乙炔與氯化氫加成反應得氯乙烯。：乙炔與氯化氫加成反應得氯乙烯。57u(4)(4)：乙炔加成氯化法生產工藝如圖：乙炔加成氯化法生產工藝如圖4242所所示。示。58u( (電石乙炔加成氯化法生產氯乙烯技術成熟，產品純電石乙炔加成氯化法生產氯乙烯技術成熟，產品純度高。但生產電石要消耗大量電能，故能耗大。而催化度高。但生產電石要消耗大量電能，故能耗大。而催化劑含

42、有汞，不利于勞動保護和環境保護，在生產中會產劑含有汞，不利于勞動保護和環境保護，在生產中會產生污染環境的廢氣生污染環境的廢氣( (如如CO)CO)和廢渣和廢渣 如如Ca(OH)Ca(OH)2 2 。我國用。我國用該法生產的氯乙烯量約占總產量的該法生產的氯乙烯量約占總產量的5050, ,目前正逐步被目前正逐步被2020世紀世紀6060年代開發成功的乙烯氧氯化法所取代。年代開發成功的乙烯氧氯化法所取代。59u相對于乙炔加成氯化法，相對于乙炔加成氯化法，乙烯氧氯化法乙烯氧氯化法制備氯乙烯，制備氯乙烯，可屬于可屬于清潔生產工藝清潔生產工藝。因為該法從理論上不產生環境。因為該法從理論上不產生環境污染物。

43、而且主原料乙烯是石油化工生產廠的大宗產污染物。而且主原料乙烯是石油化工生產廠的大宗產品，其生產成本比乙炔要低。該生產過程由三部分組品，其生產成本比乙炔要低。該生產過程由三部分組成：成：u(1)(1)乙烯氯化乙烯氯化：乙烯與氯氣加成反應生成二氯乙烷。：乙烯與氯氣加成反應生成二氯乙烷。工業上通常是在二氯乙烷液中，用三氯化鐵作催化劑工業上通常是在二氯乙烷液中，用三氯化鐵作催化劑完成的。完成的。60(2)(2)二氯乙烷裂解二氯乙烷裂解：二氯乙烷被加熱至高溫即發生裂：二氯乙烷被加熱至高溫即發生裂解反應，脫去氯化氫而轉化成氯乙烯。解反應，脫去氯化氫而轉化成氯乙烯。(3)(3) 乙烯氧氯化：乙烯氧氯化：乙烯

44、與氯化氫和氧氣反應生成二氯乙烯與氯化氫和氧氣反應生成二氯乙烷。乙烷。61工業生產上的上述反應所需氧氣一般取空氣。乙烯工業生產上的上述反應所需氧氣一般取空氣。乙烯氧氯化法生產氯乙烯工藝主要過程如圖氧氯化法生產氯乙烯工藝主要過程如圖4343所示：所示：可見乙烯氧氯化法生可見乙烯氧氯化法生產氯乙烯工藝從理論產氯乙烯工藝從理論上不產生無用有害的上不產生無用有害的“三廢三廢”，而原料路，而原料路線也比較合理，而這線也比較合理，而這些均是清潔生產的基些均是清潔生產的基本條件。本條件。62n 濕法磷酸清潔生產濕法磷酸清潔生產n 氯乙烯清潔生產氯乙烯清潔生產n 銀杏有效成分清潔提取工藝銀杏有效成分清潔提取工藝

45、63u銀杏又名白果，有裸子植物活化石之稱，為我國特銀杏又名白果，有裸子植物活化石之稱，為我國特有的樹種。銀杏中含有有的樹種。銀杏中含有黃酮類黃酮類、萜內酯類萜內酯類及及銀杏酚酸銀杏酚酸等活性成分等活性成分, ,對中樞神經系統、血液循環系統等有較強對中樞神經系統、血液循環系統等有較強的的活血化瘀通絡活血化瘀通絡等生理活性，同時有等生理活性，同時有抗菌消炎抗菌消炎，抗過抗過敏敏，消除自由基消除自由基等作用，自等作用，自2020世紀世紀6060年代起，國內外年代起，國內外的許多學者對其化學成分及提取工藝進行了大量的研的許多學者對其化學成分及提取工藝進行了大量的研究，開發了一種清潔提取工藝究，開發了一

46、種清潔提取工藝- -超臨界萃取工藝超臨界萃取工藝。64u以以6060的丙酮為提取溶劑，經過一系列的過程得提的丙酮為提取溶劑，經過一系列的過程得提取產品，提取物經測定，含灰分約取產品，提取物經測定，含灰分約O.25O.25，重金屬約，重金屬約20ug20ugg g。u此類工藝此類工藝缺點缺點：需要進行長時間提取，多次的洗滌、：需要進行長時間提取，多次的洗滌、過濾和萃取，工藝路線長；消耗了大量的有機溶劑，過濾和萃取，工藝路線長；消耗了大量的有機溶劑，生產成本高；收率低，產品的質量較差；產生大量的生產成本高；收率低，產品的質量較差；產生大量的廢液和廢渣，對環境污染大；產品中含有重金屬和有廢液和廢渣，

47、對環境污染大；產品中含有重金屬和有機溶劑的殘余，會給人們帶來毒副作用。機溶劑的殘余，會給人們帶來毒副作用。65u取綠色銀杏葉干燥粉碎，經過預處理后，分次裝取綠色銀杏葉干燥粉碎，經過預處理后，分次裝到萃取器中壓緊密封，打開萃取器、分離器和系統到萃取器中壓緊密封，打開萃取器、分離器和系統的其他加熱裝置，進行整個系統的預熱，同時設定的其他加熱裝置，進行整個系統的預熱，同時設定萃取分離所需的溫度；輸入二氧化碳，啟動壓縮機，萃取分離所需的溫度；輸入二氧化碳，啟動壓縮機，使壓力達到所需的范圍。當溫度和壓力達到萃取的使壓力達到所需的范圍。當溫度和壓力達到萃取的要求時，保持一定時間；打開分離用的閥。進行分要求

48、時，保持一定時間；打開分離用的閥。進行分離操作；當實驗壓力為離操作；當實驗壓力為l0MPal0MPa并穩定時，進行脫除銀并穩定時，進行脫除銀杏酚酸和葉綠素等雜質的過程；當實驗壓力大于杏酚酸和葉綠素等雜質的過程；當實驗壓力大于10MPa10MPa并穩定時，進行銀杏葉有效成分的萃取分離和并穩定時，進行銀杏葉有效成分的萃取分離和收集。收集。66將將SCFESCFE方法和溶劑萃取法進行比較可知：方法和溶劑萃取法進行比較可知：uSCFESCFE的萃取率的萃取率(3.4(3.4) )高，比溶劑萃取法高高，比溶劑萃取法高2 2倍倍; ;uSCFESCFE流程短，萃取分離一次完成，萃取操作時間比溶流程短，萃取

49、分離一次完成，萃取操作時間比溶劑萃取法縮短了劑萃取法縮短了1111倍，提高了效率；倍，提高了效率；u銀杏有效成分質量銀杏有效成分質量( (銀杏黃酮含量為銀杏黃酮含量為2828，銀杏內酯，銀杏內酯含量含量7.27.2) )高于國際上公認的標準。高于國際上公認的標準。uSCFESCFE采用了二氧化碳為萃取介質，在采用了二氧化碳為萃取介質，在35354040進行萃進行萃取操作，保持了銀杏葉有效成分的天然品質，沒有重金取操作，保持了銀杏葉有效成分的天然品質，沒有重金屬和有毒溶劑殘留。屬和有毒溶劑殘留。u與溶劑法相比，與溶劑法相比，SCFESCFE提取銀杏有效成分是一條較好的提取銀杏有效成分是一條較好的

50、清潔化工藝。清潔化工藝。67n 傳統工業與生態危機傳統工業與生態危機n 可持續發展與循環經濟可持續發展與循環經濟n 循環經濟實施實例循環經濟實施實例68當代科技的迅速發展，加速推進了物質文明的進程。但當代科技的迅速發展，加速推進了物質文明的進程。但人們對自然資源進行掠奪式的開發和利用，忽視了資源人們對自然資源進行掠奪式的開發和利用，忽視了資源和生態的可持續發展。企業對產品的設計與生產過程的和生態的可持續發展。企業對產品的設計與生產過程的設計，其基本流程是開環性的，即走的是資源產品排放設計，其基本流程是開環性的，即走的是資源產品排放的基本模式。這種傳統現代工業的開環性開發利用，導的基本模式。這種

51、傳統現代工業的開環性開發利用，導致了全球性資源浪費和耗竭及生態環境的嚴重惡化，形致了全球性資源浪費和耗竭及生態環境的嚴重惡化，形成了嚴重的生態危機。普遍性的大氣污染、淡水資源短成了嚴重的生態危機。普遍性的大氣污染、淡水資源短缺、土地沙化、以石油為代表的資源日益枯竭等等，已缺、土地沙化、以石油為代表的資源日益枯竭等等，已經給人類的可持續生存和發展帶來了嚴重威脅。經給人類的可持續生存和發展帶來了嚴重威脅。69n 傳統工業與生態危機傳統工業與生態危機n 可持續發展與循環經濟可持續發展與循環經濟n 循環經濟實施實例循環經濟實施實例70u可持續發展可持續發展是指既滿足現代人的需求又不損害后代人是指既滿足

52、現代人的需求又不損害后代人需求的發展。換句話說，就是指經濟、社會、資源和環需求的發展。換句話說，就是指經濟、社會、資源和環境保護協調發展，它們是一個密不可分的系統，既要達境保護協調發展，它們是一個密不可分的系統，既要達到發展經濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、到發展經濟的目的，又要保護好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，使子孫后淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環境，使子孫后代能夠永續發展和安居樂業。代能夠永續發展和安居樂業。u可持續發展戰略的核心是經濟發展與保護資源、保護可持續發展戰略的核心是經濟發展與保護資源、保護生態環境的協調一致，是為了子孫后代能夠享有充

53、分的生態環境的協調一致，是為了子孫后代能夠享有充分的資源和良好的自然環境。就化學工業而言，可持續發展資源和良好的自然環境。就化學工業而言，可持續發展的含義應該是盡可能降低工業本身對自然和社會環境的的含義應該是盡可能降低工業本身對自然和社會環境的影響。影響。71u循環經濟循環經濟是圍繞資源的高效利用和循環利用所進行的是圍繞資源的高效利用和循環利用所進行的社會生產和再生產活動，形成社會生產和再生產活動，形成“資源資源- -產品產品- -再生資源再生資源”的物質反饋過程，以盡可能少的資源環境代價獲得最大的物質反饋過程，以盡可能少的資源環境代價獲得最大的發展效益。循環經濟遵循的發展效益。循環經濟遵循減

54、量化減量化、再利用再利用、資源化資源化的的3R(Reduce3R(Reduce，ReuseReuse，Recycle)Recycle)原則。原則。u與傳統現代工業的與傳統現代工業的“開環性開環性”模式相對應，其基本特模式相對應，其基本特點是點是“閉環性閉環性”。72u減量化減量化，是指減少資源消耗和廢棄物排放，改變單純，是指減少資源消耗和廢棄物排放，改變單純依賴外延發展，走內涵發展道路，不斷提高資源利用效依賴外延發展，走內涵發展道路，不斷提高資源利用效率，降低消耗，減少污染，提高經濟增長的質量和效益。率，降低消耗，減少污染，提高經濟增長的質量和效益。u再利用再利用，是指產品多次循環使用或修復、翻新后繼續，是指產品多次循環使用或修復、翻新后繼續使用，以延長產品的生命周期，防止產品過早地成為廢使用，以延長產品的生命周期，防止產品過早地成為廢品，以節約生產這些產品的各種要素資源的投入。品，以節約生產這些產品的各種要素資源的投入。u資源化資源化，