绿色化工过程示意图 7￥大Tsinghua University 化学反应 原料 ● 原子经济 产品 ● 无毒、无害 高选择性 环境友好 ● 可再生资源 高转化率 ● 能耗低 催化剂 无毒、无害 原料 绿色过程 溶剂 ●无毒、无害 经济可行 产品 无毒、无害 可再生资源 环境友好 环境友好 安全可靠 设备 操作 储运 能源 高效、集成 优化、循环 排放最小化 低消耗、可再生
绿色化工过程示意图 化学反应 l 原子经济 l 高选择性 l 高转化率 l 能 耗 低 原 料 l 无毒、无害 l 可再生资源 产 品 环境友好 溶 剂 无毒、无害 原 料 l无毒、无害 l可再生资源 产 品 环境友好 能 源 低消耗、可再生 绿色过程 l 经济可行 l 环境友好 l 安全可靠 设 备 高效、集成 操 作 优化、循环 储 运 排放最小化 催化剂 无毒、无害
第五章绿色单元操作 7￥大￥Tsinghua University 1.原料选择 2.化学反应装置的污染预防 3.分离设备的污染预防 4.储罐和短时排放的污染预防 5.绿色工程技术
第五章 绿色单元操作 1.原料选择 2.化学反应装置的污染预防 3.分离设备的污染预防 4.储罐和短时排放的污染预防 5.绿色工程技术
1.原料选择 7￥大￥Tsinghua University 单元操作 原料/物料 需考虑的主要因素 锅炉 燃料 有害组分含量，污染物排放达标，高效低 排放锅炉 反应器 反应物、产物、副产物、稀释 环境特性与毒性，反应收率、转化率、选 剂、氧化剂、溶剂、催化剂 择性，能耗，废物产生与排放机理，废物 的回收利用和处置 分离器 分离剂、萃取剂、固体吸附剂 环境特性与毒性，过程特性，能耗，溶剂 的回收，固体吸附剂的再生 储罐 原料、产物、溶剂 环境特性与毒性，大气排放，液体蒸气压 短时排放源 原料、产物、溶剂 同上 冷却塔 物料、水、生物杀灭剂 环境特性与毒性，清除污垢产生的排放 换热器 热交换流体 环境特性与毒性
1.原料选择 单元操作 原料/物料 需考虑的主要因素 锅 炉 燃料 有害组分含量，污染物排放达标，高效低 排放锅炉 反应器 反应物、产物、副产物、稀释 剂、氧化剂、溶剂、催化剂 环境特性与毒性，反应收率、转化率、选 择性，能耗，废物产生与排放机理，废物 的回收利用和处置 分离器 分离剂、萃取剂、固体吸附剂 环境特性与毒性，过程特性，能耗，溶剂 的回收，固体吸附剂的再生 储 罐 原料、产物、溶剂 环境特性与毒性，大气排放，液体蒸气压 短时排放源 原料、产物、溶剂 同上 冷却塔 物料、水、生物杀灭剂 环境特性与毒性，清除污垢产生的排放 换热器 热交换流体 环境特性与毒性
2.化学反应装置的污染预防 7￥大Tsinghua University 反应类型 不可逆平行反应：Rk,→P 不可逆连续反应： Rkw→W R,→Pk→W 1.0 0.9 [RJ/[RJo 1.0 kp/kw100---kg/ky-1 0.9 [RJ/[RJo 0.8 0.8 :_kg/kw=10 .w=2 0.7 /kp/kw=10 [P]/[RJo 0.6 0.7 0. --[P]/[RJo …IW]/R]o 03 kp/kw=2 0.2 [W]/[R]o kkw1宫0m 520 Kp/kw=10 ke/kw-1 0.0 a正00 3 3 4 t=kpt
2.化学反应装置的污染预防 l 反应类型 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 无 因 次 浓 度 0 1 2 3 4 5 [R]/[R]0 kP /kW=100 kP /kW=10 kP /kW=1 kP /kW=10kP /kW=100 [P]/[R]0 [W]/[R]0 τ k k t p w R P kp R k w W 不可逆平行反应： 不可逆连续反应： R p P kw W k 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 无 因 次 浓 度 0 1 2 3 4 5 [R]/[R]0 kP /kW=100 kP /kW=10 kP /kW=1 [P]/[R]0 [W]/[R]0 kP /kW=1 kP /kW=2 kP /kW=10 kP /kW=2 kP /kW=100 τ k t p
不同类型化学反应中组分浓度随时间的变化 ￥大￥Tsinghua University 平行反应： A 连续反应：AK k A R,S 1,R 1 A R 0 1 A S S A R A 1 R 0 A A R R A1R2-S R,S S 0 0
不同类型化学反应中组分浓度随时间的变化 A R S 1 1 C 1 0 A R, S A R S 1 1 C 1 0 A S R 1 A R S 1 1 C 1 0 A 1 1 R, S A R S k1 k-1 k k-1 平行反应： 2 A R S 1 1 C 1 0 A R S A R S 1 1 C 1 0 A R S 1 A R S 1 1 C 1 0 A R S 1 k1 A R k2 S k-1 k-2 连续反应：