1、对历届“总统绿色化学挑战奖”，按照年度、奖项、获奖者（单位）和获奖原因，进行简单的总结。
2、对历届“总统绿色化学挑战奖”的各获奖项目的内容、原因和重要意义进行
详细评述。
绿色合成路线奖
1996年
获奖内容和原因：Monsanto公司不用HCN为原料,生产除草剂氨基二乙酸钠。意义：改变了过去以氨，甲醛和氢氰酸为原料的两步合成路线。
1997年
获奖内容和原因：BHC公司减少了消炎镇痛要布洛芬的合成路线。
意义：德国BASF和HoechstGO公司合资的BHC公司发明的新工艺，采用乙酰化，加氢和羰基化三步合成制得。常规合成法：Boots公司Brown合成法：以异丁苯为原料，经F-C反应，Darzen反应，水解，肟化，水解等六步。原料的利用率只有40.03%。BHC公司提高了原料的利用效率。
1998年
获奖内容和原因：Flexsys America橡胶制品公司4-氨基二苯胺(4-ADPA)新工艺,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加入氯或溴作氧化剂。
意义：此法有很低的废物生成量，与以苯为基本原料的方法相比废物生成量少95%。
1999年
获奖内容和原因：Lilly研究实验室设计出更有效的、更少废弃物的合成方法来制备一种抗痉挛(anticonvulsant)药物。此种药物可以有效地治疗癫痫(epilepsy)和神经退化絮乱的疾病。
意义：原始药物候选者是5H22, 32benzodiazepine, 称为LY300164, 其合成过程包括几个有问题的步骤。通过重新设计合成策略,Lilly的研究人员将原过程中要产生的6个中间体减少为3个, 由此减少了工作人员对有害化学品的接触, 同时减少了生产过程的成本。此新的合成方法效率更高, 由原来的16%提高到55%。在原始反应中后一步要使用三氧化铬(CrO3)——一种致癌物质来氧化一个中间体中
的碳原子。通过改变合成路线使得氧化过程能利用空气、氢氧化钠和二甲基亚砜, 可以完全消除铬污染物的产生。
2000年
获奖内容和原因：RoheColorodo Corpor-ition( RCC) ,开创出一条合成Cytovene的高效方法。
意义：Cytovene是一种强有力的抗病毒药,用于治疗CMV视网膜炎, 此病症出现在免疫系统
受损病人的身上, 包括艾滋病患者和接受组织器官移植的病人。本工艺在采用无毒原料和溶剂、减少有害排放、提高反应效率等方面都成功地贯彻了绿色合成的基本原则, 而且此项技
术也适用于合成其他抗病毒药, 如Zorivas。
2001年
获奖内容和原因：诺维信公司开发的酶法处理棉织物的加工工艺是用经济、环保工艺替代在纺织工业中普遍使用的化学制剂的一项创举。此次获奖的酶法加工工艺被称为“生物精炼”，可减少对环境的损害，在并不损害棉纤维的同时节约了水和能源。
意义：生物精炼工艺中使用的酶制剂可在非常温和的条件下对棉纤维进行处理。由于产生的化学废物较少，工艺过程中的用水量相应减少，对环境的危害也有所降低，使这一新技术在一定程度上成为一种经济可行的传统工艺替代法。
传统工艺中，在高温条件下用氢氧化钠去除杂质时会损伤部分纤维，而用酶代替氢氧化钠可以完成同样的工作但不损伤纤维。因为生物精炼工艺比传统精炼工艺中使用的化学制剂和漂洗步骤更少，纺织厂因此可减少30-50%的用水量。通过工厂试验证明，与传统氢氧化钠加工工艺相比较，生物精炼可降低污染40%。
2002年
获奖内容和原因：辉瑞公司开发了合成Sertraline(重要药物Zoloft 的有效成分)的新工艺,将原有的三步变为一步,大大减少了污染,提高了工人的安全性。
意义：Sertraline是一种选择性5一羟色胺(Seroto—nin)再摄取抑制剂，可用于治疗严重的抑郁症、恐怖性失常、强迫性精神失常和外伤引起的紧张等病症。新的生产过程先是一甲胺与四氢萘酮反应生成亚胺,然后是亚胺基团还原和苯基乙醇酸的不对称盐原位分解,最后得到手性的高纯sertraline产品。因为在还原过程中使用了高选择性的钯催化剂,副产物的生成大为减少,简化了产品的后续处理。整个过程的产率和选择性都显著提高,一甲胺、四氢萘酮和苯基乙醇酸的用量分别下降了60%、45%和20%。
2003年
获奖内容和原因：Sud-Chemie Inc. 公司成功地开发的新合成路线大大减少了水和能量的消耗。
意义：新合成路线以非常简单的化学知识为基础,他们从一种洁净、易得且大量商品化的金属出发,使其在氧化剂存在下与一种不含有害物质的有机酸反应, 替代传统的以硝酸金属盐为原料的酸碱沉淀法。其中, 有机酸的作用就是活化金属, 使其释放出电子形成氧化物前体。通过氧化剂( 通常是空气) 的帮助, 一种多孔的固体氧化物就可以室温一步合成, 并且无任何污水排放。
2004年
获奖内容和原因：Bristol-Myers Squibb 公司(BMS)，该公司利用植物细胞发酵（PPEF）和萃取技术，开发了一种生产Taxol制品的绿色合成路线而获得更新合成路线奖
2005年
获奖内容和原因：Archer Daniels Midland和Novozymes 公司的酶法酯交换技术意义：Archer Daniels Midland(ADM)和Novozymes两公司正在工业化的酶法酯交换技术,不仅由于降低了食品中反式脂肪酸的含量,对公众健康具有极大的正面影响,而且由于消除了化学酯交换反应过程中所产生的废物,对环境也大有益处。酶催化酯交换反应技术对保护环境和人类健康都有积极的作用,它避免了多种腐蚀性化学品的使用以及副产品和废物的产生,同时也改善了食物油资源的利用。
2006年
获奖内容和原因：默克( Merck) 公司开发出一条用-氨基酸制备JanuviaTM活性成分的新颖的绿色合成路线。
意义：利用这一新合成路线, 每生产1磅( 1磅=453 6g) sitagliptin可以减少220磅废物的产生, 总产率提高了近50%。
2007年
获奖内容和原因：美国俄勒冈州立大学的KaichangLi教授、哥伦比亚Forest产品公司和Hercules公司联合开发了环境友好的木材加工粘合剂, 并获得商业应用,。这种粘合剂主要成分是大豆蛋白。这种环境友好的粘结剂比现有传统粘合剂强度更高, 成本更具优势。
意义：该技术的应用, 使制造家具、厨房橱柜的工厂,其他复合木材原料的用户及家具用户都有了性能良好的、无甲醛的替代品, 从而使家庭和办公室室内空气质量得到显著提高。该技术是可以代替有毒UF树脂的第一代成本低廉、环境友好粘合剂的典型代表, 可以大大提高美国复合木材公司的全球竞争力。该技术也为供过于求的大豆粉开辟了一个全新的应用市场, 给生产大豆的农户也带来了直接经济效益。
2008年
获奖内容和原因：Battelle 研究所成功开发生物基调色剂并实现商业化生产。
意义：在美国,激光打印机和复印机每年要消耗超过18 2万t(4亿磅)的墨粉。传统的墨粉以石油为原材料制成,墨粉与纸张融合得非常牢固,纸张使用后墨粉很难去除,因此纸张难以再利用。Battelle公司及其合伙人?AIR公司(TheAdvancedImageResources)和俄亥俄州大豆委员会(TheOhioSoybeanCouncil),合成了一种以大豆为原料的墨粉,其性能与传统墨粉相比没有任何差别,最重要的是墨粉容易从纸张上脱除。这种新的墨粉合成技术,能节省大量的能源并且实现纸纤维的回收再利用。
2009年
获奖内容和原因：伊斯曼化学公司(EastmanChemicalCompany)开发了节省能源同时避免使用强酸和有机溶剂的生化工艺,可把源于植物的脂肪酸转化为长链酯类。意义：酯类是化妆品和个人护理产品中的一种重要组分。它的制备通常需要强酸和有害溶剂,能耗高,反应条件苛刻。伊斯曼化学公司的新方法是用固定化酶来生产酯,既节省了能源,又避免了强酸和有机溶剂的使用。伊斯曼化学公司的这种用天然原材料生产酯的温和方法,是前所未有的。
2010年
获奖内容和原因：美国DOW化学公司和德国BASF公司共同获得，他们共同研发了利用过氧化氢作为氧化剂制备环氧丙烷的新路线。
意义：环氧丙烷(氧化丙烯)是世界上重要的化工原料之一,它是生产一系列产品的基本成分,如去污剂、聚氨酯、抗冰剂、食物添加剂和个人护理用品等。但其生产过程不仅制造了副产品,还产生了大量废物。道氏化学品公司和巴斯夫公司合作开发出一种用过氧化氢制造环氧丙烷的新合成方法,该合成方法不仅不会产生大量废物,而且大大地节省了水和能源。
2011年
获奖内容和原因：Genomatica公司开发了从可再生原料低成本生产基本化学品1,4-丁二醇的路线。
意义：Genomatica公司研发了一种从糖发酵得到1,4 丁二醇的菌种。在商业化规模生产中这种生物法制备1,4 丁二醇的路线 比以天然气为原料的方法成本要低，可节省60% 的能耗，减少70%左右的二氧化碳的排放。
2012年
获奖内容和原因：加利福尼亚州Redwood城的克迪科思公司以及加利福尼亚大学的一位博士生研发出一种更加高效、安全的绿色化学方法生产辛伐他汀药物，用于治疗心血管疾病。
意义：辛伐他汀的合成路线更加高效、安全。
2013年
获奖内容和原因：美国生命技术公司（Life TechnologiesCorporation）因更安全、可持续地生产聚合酶链式反应（PCR）试剂所需的化学品4,4'-二吡啶基二硫醚（Aldrithiol），获得更绿色的合成路线奖。
意义：美国生命技术公司设计的dNTPs 合成路线，仅有三步，并实现在一个反应器中高效合成。该法将有毒有害物质降到最低，每年减少约150 万磅的有毒有害废弃物。2011 年，该公司在德克萨斯的奥斯汀制造建厂合成dNTPs 及衍生物。与传统方法相比，该方法的有机溶液消耗量减少约95%，其他有毒有害废弃物减少约65%；提高了产率和反应专一性；过程E 因子（废物量与产品量比率）从约3200 减少到400，几乎达到一个数量级。
2014年
获奖内容和原因：Solazyme 公司培养的微藻可生产满足顾客订单需要的植物油，这些植物油能够达到或超过传统植物油的性能，与传统生产的植物油相比，微藻油不受季节、地点、原料来源影响，且性能稳定。
意义：Solazyme 公司认识到菜油、大豆、棕榈和椰子中产油的路径来自于微藻，便利用微藻的产油能力开发了一个通过发酵技术来生产油的方法。他们将藻类的产油机制和基因工程技术结合，可生产多品种的甘油三酯油，并显著减少产油时间。Solazyme公司从数以万计的微藻中筛选出可以产生独特油品的微藻，所产的油具有优良的物理和化学性质，减少释放挥发性有机物（VOA）和废物。
2015年
获奖内容和原因：LanzaTech 公司因开发了一种将工业废气CO、CO2发酵转化为乙醇、2,3-丁二醇的工艺而获得2015 年更绿色合成路线奖。
意义：LanzaTech 公司开发了一种将CO 和CO2生产燃料（如乙醇）和化学品（如2,3-丁二醇）的合成路线，且具有高选择性和高产量。其专利微生物能够将不含H2 的CO 气流，利用一氧化碳去氢酶（CODH）实现CO2和CO 间转换，Wood-Ljungdahl路径的酶催化可以促进该过程，经过一系列的中间体，CO/CO2最终被CODH/ACS 复合体固定成乙酰辅酶A。该过程中所需的H2可在微生物高
效率发生的生物水-气体转换反应过程产生。LanzaTech 公司从钢厂废气中产生燃料乙醇的气体发酵工艺，相比石油、煤、天然气等为原料的传统工艺，温室气体排放量低50%～70%，悬浮微粒和NOx 排放量也减少，即在产生有价值燃料的同时也减少了工业尾气对环境的影响。
绿色反应条件奖
1996年
获奖内容和原因：Dow化学公司用CO2代替氟氯烃作苯乙烯泡沫塑料发泡剂。意义：该公司所有开发了用100%CO2作为生产聚苯乙烯泡沫塑料板包装材料的环境友好发泡剂技术，并使之得到了商业应用。在此之前，氟氯烃(CFC)一直作为制造聚苯乙烯泡沫塑料板的发泡剂，而CFC被认为是臭氧层破坏和全球变暖的元凶。CO2虽然是一种温室气体，但CO2可来自于天然存在或商业生产过程中的副产物，因此用CO2作为发泡剂实际上并不增加大气层中的CO2排。
1997年
获奖内容和原因：Imation公司(明尼苏达州)发明光热法曝光胶片,显影只需加热,称Dryview技术,不需化学显影、定影。
意义：该项技术采用光热记录法．也就是将暴露在适当光能下的敏感感光乳剂所得到的潜像用热进行处理光热记录胶片很容易通过激光二极管成像系统成像。得到的曝光胶片是在250℃下通过滚筒机处理的．大约在15s内即可得到具有特征质量的图像。光热记录法成像技术不产生废弃物，不需额外的后处理步骤。传统的卤化银照片的生产由在化学显影剂中浸泡，在定影液中浸泡，用水冲洗和干燥等步骤组成。显影剂和定影液中含有氢醌、银和醋酸等有毒物质、冲洗液中也含有部分银化合物，因而产生大量废弃物在过去的几年中，Imation已经发行了数千套Dry ViewTM医学激光成像仪此外，Dry ViewTM技术可用于处理全色胶片产品的工业领域，如压学x光照相、印刷、工业X光照相、军事侦察等。
1998年
获奖内容和原因：阿贡国家实验室高效高选择性乳酸酯工艺,可代替各种溶剂用量的80%,目前美国此类溶剂用量为380万t。
意义：该实验室采用碳水化合物为原料合成高纯度的乳酸乙酯和其他的乳酸酯。这一新过程使用渗透蒸发膜和催化剂。乳酸铵催化热裂解产生酸，酸与醇作用生成酯，用膜使氨和水选择性地高效透过而保留醇、酸和酯，回收的氨通过发酵制取乳酸铵而被重新使用。这一新技术具有成本低、能耗小、高效和高选择性的优点，避免了传统生产过程中产生大量含盐废弃物的缺点。
1999年
获奖内容和原因：NacloChemical Co.发展了一种水基过程生产带电聚丙烯酰胺。这些水溶的高分子通常用于造纸工业、加工应用和废水处理。高分子可以帮助把污水(如造纸厂排出的污水)中的悬浮固体和污染物除去。
意义：传统上, 这些高分子是以干粉或者油包水乳状液的形式生产和供应的。粉末形式具有接触毒害并且在生产和使用中很昂贵。乳状液是由高分子、水和油在表面活性剂稳定下形成的。油包水乳状液把大量烃类溶剂和表面活性剂引入环境, 而高分子本身并不需要这些组分来发挥自己的作用。Naclo过程除了在生产高分子中不使用有机溶剂和表面活性剂外, 还可以减少从高分子中释放出可挥发有机物。同时, 由于反应不需要表面活性剂, 就可以不把这些不易生物降解的物质引入环境中。此过程的另一个优点是工业产物己内酰胺(尼龙的前体), 可以提供用于废水处理的高分子分散体直接使用的硫酸铵原料。
2000年
获奖内容和原因：贝尔公司设计了一种环境友好、性能优良的涂料并使之市场化。意义：传统以有机溶剂为载体的涂料在生产和使用过程中会释放出大量挥发性有机化合物( VOCs) 和有毒空气污染物( HAPs) 。当贝尔公司于1992年首先开发出以水为载体的双组分聚氨基甲酸酯涂料时, 引起涂料工业界的极大震惊, 因为在当时看来, 二组分聚氨基甲酸酯都要求绝对无水。此发明的巨大吸引力还在于其卓越的品质和优良的环境友好性, 在室温和烘烤条件下都可迅速固化, 涂层表面
富有光泽, 像镜面一样光洁, 具有理想的硬度和弹性, 耐腐蚀、耐老化、不易被有机溶剂溶胀, VOCs减少了50%~ 90%, HAPs减少了50%~ 99%, 从涂层释放出的化学副产物也明显减少了。
2001年
获奖内容和原因：拜尔公司合成出对环境友好的螯合剂——亚氨丁二酸氢钠，该物质对三价铁、二价铜和钙具有很好的吸附能力，且易于降解。此技术成就不是通过目前使用的螯合剂结构的简单修改实现的，而是通过培育一个全新的分子实现的。
意义：传统的螯合剂氨基羧酸盐是通过胺、甲醛、氢氧化钠和氰化物生产出的，由于氰化物毒性很强，对环境和工人造成危害。拜尔公司的亚氨丁二酸氢钠是通过水、氢氧化钠和氨生成的，生产过程中唯一使用的溶剂是水，并生产唯一的副产物氨。
由于亚氨丁二酸氢钠是一种无毒、无污染，且易于生物降解的螯合剂，它被使用在许多地方。如洗涤剂中作为增洁剂和漂白稳定剂，以提高其清洁性能；亚氨丁二酸氢钠能很好地螯合钙，因此在软化水质方面具有良好前景；在胶卷生产过程中，亚氨丁二酸氢钠能很好地混合金属离子，并能消除胶片表面的沉淀；在农业方面，亚氨丁二酸氢钠能螯合矿物质，防止农作物需要的矿物质流失。总之，亚氨丁二酸氢钠具有对环境友好的生物降解能力，且在生产过程中不会对环境造成破坏的双重优点。
2002
获奖内容和原因：Cargill DowLLC公司开发了一种NatureWorksTMPLA(聚乳酸)的绿色生产工艺,产率高,不用有机溶剂。PLA可降解,由可再生资源制备,可替代传统的石化制品。
意义：Cargill DowLLC开发的新工艺由独立而又形成有机整体的3个步骤组成:乳酸的合成、丙交酯的合成和PLA高聚物的合成。每一步骤具有很高的产率( >95%) ,而且均不使用有机溶剂:用水来发酵,用熔融态的丙交酯和聚合物作为制备单体和聚合体时的反应介质。此外利用过程内部循环流减少净废物的排出,在丙交酯合
成及聚合反应中使用了微量催化剂,进一步提高了过程总效率,降低了能耗。最后所使用的乳酸源是可再生资源,比塑料所需化石资源减少20%～50%,而且PLA可生物降解,也容易水解成乳酸回收循环利用。
2003年
获奖内容和原因：杜邦公司这项利用可再生资源经生物催化生产1, 3-丙二醇成就, 不仅经济可行, 而且具有环境价值。
意义：1, 3-丙二醇是Sorona( r) 聚合物的关键组分,新技术将有利于该聚合物在服饰、室内装潢、树脂、无纺布等领域的应用。在过去的50年中, 科学家们虽然认识到1, 3-丙二醇合成的聚酯具有很好的性能, 但高昂的原料成本使其远离市场。因此, 新技术将会使消费者享受到柔软、回弹性好、易于料理、防污和不褪色的Sorona( r) 聚合物织品。作为树脂使用时, Sorona( r) 隔板防潮、无臭无味。通过生物与化学、物理、工程设计等紧密结合, 杜邦公司为既保护环境又提高现有资源的利用, 开辟了新的途径。
2004年
获奖内容和原因：Buckman Laboratones International 公司，他们开发了一种旨在改善纸再生过程的酶技术Optimyze，获得变更溶剂/反应条件奖。
意义：该公司以一个专利酵素Optimyze的创新技术去除由回收纸制再生纸过程中常遇到的“粘着物”问题而获得。Buclunan公司所开发的Optimyze酵素含有一种酯酶(esterase)，可催化粘着物的主成分聚醋酸乙烯及类似物质水解成没有粘性且可溶于水的聚乙烯醇。因而解决了令纸业制造商头的问题。
2005年
获奖内容和原因：BASF公司开发了一种紫外光(UV)可固化的、单组分、低挥发性有机物(VOCs)的汽车修补底漆
意义：BASF公司发明了一种新型聚氨酯丙烯酸酯低聚物底漆。丙烯酸酯的双键被自由基反应破坏的同时,聚氨酯丙烯酸酯低聚物和单体进行交联并进入膜中,从而改善了膜的粘结性、抗水性、耐溶剂性、硬度和柔韧性,同时也加快了固化速
度。在太阳光或近紫外灯(UV-A)照射下,底漆几分钟就可固化。BASF公司的UV固化底漆技术由于无须像传统做法那样通过烘烤固化,因此大大降低了能耗。应用这种新型聚氨酯丙烯酸酯低聚物底漆,固化时间加快10倍以上,需要较少的准备步骤,具有较低的使用费用,漆膜耐久性、抗腐蚀性更好,可无期限地储存。
2006年
获奖内容和原因：Codexis公司采用先进的基因技术开发了一种基于酶催化的过程, 这一过程极大改善了用于合成LipitorR的关键构件分子的生产过程。
意义：LipitorR是世界上最畅销的麻醉药之一, 它通过阻断肝脏中胆固醇的合成而降低胆固醇。这一新的酶过程比以往的合成过程更快捷和更高效, 产率得到提高、工人安全得到改善的同时, 新过程还减少了废物的排放、溶剂的使用以及对纯化设备的需求。
2007年
获奖内容和原因：HeadwatersTechnology Innovation(HTI)公司开发了一种用选择性纳米催化技术直接合成双氧水的合成路线。
意义：双氧水是一种环境友好的氧化剂, 它可以替代氯及含氯漂白剂和氧化剂。但双氧水的生产成本比较昂贵, 目前的制造方法要用到危险化学品。HTI公司开发了一种先进的金属催化剂, 直接用氢和氧合成双氧水, 不使用有毒化学品, 产品的唯一副产物是水。
双氧水(H2O2)是一种清洁、通用、环境友好的氧化剂, 可用于代替目前许多制造过程中使用的对环境有害的氯化氧化剂。HTI公司开发了一种直接用氢和氧合成双氧水的高效催化技术。这项称作NxCat TM的创新技术使用一种钯-铂催化剂, 消除了目前工艺中的所有有害的反应条件和化学品, 不产生任何不理想的副产物。该催化剂可以更高效地生产双氧水, 大大降低了能耗。该技术使用无毒、可循环使用的原料, 不产生任何有毒废料。
2008年
获奖内容和意义：Nalco 公司开发出3D TRASAR 冷却水处理技术,减少污染,节约
3．在大气压力为101.3kPa 的地区，一操作中的吸收塔内表压为130 kPa 。若在大气压力为75 kPa 的高原地区操作吸收塔，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时表压的读数应为多少？ 解：KPa .1563753.231KPa 3.2311303.101=-=-==+=+=a a p p p p p p 绝表表绝 1-6 为测得某容器内的压力，采用如图所示的U 形压差计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3,h=0.8m,R=0.45m 。试计算容器中液面上方的表压。 解： kPa Pa gm ρgR ρp gh ρgh ρp 53529742.70632.600378 .081.990045.081.9106.133 00==-=??-???=-==+ 1-10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。 解: (1) 大管: mm 476?φ (2) 小管: mm 5.357?φ 质量流量不变 h kg m s /164792= 或: s m d d u u /27.1)50 68 (69.0)( 222112=== 1-11． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～
美国总统绿色化学挑战奖 一、美国总统绿色化学挑战奖 1995年3月16日，美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，并于1996年在华盛顿国家科学院颁发了第一届奖项。美国“总统绿色化学挑战奖”分为新（变更）合成路线奖、新工艺奖（变更溶剂反应条件奖）、安全化学品设计奖、中小企业奖以及学术奖五个奖项。迄今为止已经颁发了16届。 二、历届获奖情况简介 1、更新合成路线奖 年份获奖公司获奖内容 1996Monsanto 公司不用HCN 为原料,生产除草剂———氨基二乙酸钠 1997BASF 与Hoechst 合营公司消炎药(ibuprofen) 新工艺,原子利用率从40 %升至80 % 1998Flexsys America 橡胶制品公 司 4- 氨基二苯胺(4- ADPA) 新 工艺,用苯胺与硝基苯直接 合成,不需加入氯或溴作氧 化剂 1999Lilly 实验室抗痉挛药(anticonvulsion) 新工艺,避免了大量溶剂使用和污染物产生,采用生物酶固定化催化剂 2000Roche Colorado 公司抗病毒药(gallcicloui) 新工艺,将反应物和中间产物数量从22 种降低至11 种,气体排放减少66 % ,固体废物减少89 % ,4/ 5 中间产物可循环利用 2001Bayer 和Bayer AG公司可生物降解的螯合剂———氨基二琥珀酸盐,100 %无废物释放，用作助洗剂、漂白稳定剂、肥料添加剂等 2002Pfizer 公司开发了合成Sertraline (重要药物Zoloft 的有效成分) 的新工艺,将原有的三步变为一步,大大减少了污染,提高了工人的安全性 2003Süd-Chemie Inc．公司固体氧化物催化剂合成的无废水工艺 2004Bristol-Myers Squibb公司(简 称BMS) 开发成功了制备抗癌药Taxol 主成分paclitaxel的绿色工艺 2005Archer Daniels Midland 酶催化酯交换技术生产低游
化工原理作业答案 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
Pa ，乙地区的平均大气压力为 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地 区 操 作 时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为? Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为? Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。 解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得 19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管， 总长 为35 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率 为，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073 kg/m 3，黏度为? Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为0.3 mm 。） 解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面2-2，间列机械能衡算方程，以截面1-1，为基准水平面，得 22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ +++=+++∑ （1） 式中 z 1=0，z 2=17 m ，u b1≈0 p 1=×103 Pa (表)，p 2=0 (表) 将以上数据代入式（1），并整理得
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动 问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降? 答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。 问题4. 静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面
上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题 5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下
大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa ； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa 。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题 6. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间 用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由) 答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。R 1不变，因为该 U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g ，所以H 增加，压差增加，拔风量大。 问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。 问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?
化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003
上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ? ??? ? ??=??=ελ 得 322 55 2121421 2211221 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩 短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ
绿色化工 环境污染、资源、能源枯竭等问题是当前人们最为关心的热门话题之一，传统化学、化工面临着人类可持续发展要求的严重体挑战。 绿色化学化工的兴起和发展，既可以从根本上保护环境，又可以进一步促进化学工业生产发展，化学工业的出路在于大力开发和应用基于绿色化学原理发展起来的绿色化学化工技术。 20世纪化学工业：为衣、食、住、行、保健和娱乐以及国防安全提供了丰富的化学物质，也带来了不同程度的环境污染； 21世纪绿色化学化工：将证明化学工业有能力推动经济和社会的可持续发展，保障子孙后代的美满幸福生活。 绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的，是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源,又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的, 用原子利用率衡量反应的原子经济性,为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。绿色有机合成应该
是原子经济性的。原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。 绿色化学的核心内容之二，其内涵主要体现在五个“R”上：第一是Reduction一一“减量”，即减少“三废”排放；第二是Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，这是降低成本和减废的需要；第三是Recycling——“回收”，可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求；第四是Regeneration——“再生”，即变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径；第五是Rejection ——“拒用”,指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这是杜绝污染的最根本方法。 绿色化学的定义是，用化学的技术，原理和方法去消除对人体健康，安全和生态环境有毒有害的化学品，因此也称环境友好化学或洁净化学。实际上，绿色化学不是一门全新的科学 绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益，而且说明化学的负面作用是可以避免的，显现了人的能动性。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用，是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物，对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代，不但要有能力去发展新的、对环境更友好的化学，以防止化学污染;而且要让年轻的一代了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学作出应有的贡献 “绿色化学”由美国化学会（ACS）提出，目前也得到世界广泛
Pa ，乙地区的平均大气压力为 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ， R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃 管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ
（2）B 点的压力 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为? Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为? Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。 解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得 19．用泵将2×104 kg/h 的溶液自反应器送至高位槽（见本题附图）。反应器液面上方保持×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为φ76 mm ×4 mm 的钢管，总长为35 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计（局部阻力系数为4）、五个标准弯头。反应器内液面与管路出口的距离为17 m 。若泵的效率为，求泵的轴功率。（已知溶液的密度为1073 kg/m 3，黏度为? Pa ?s 。管壁绝对粗糙度可取为 mm 。） 解：在反应器液面1-1，与管路出口内侧截面2-2，间列机械能衡算方程，以截面1-1，为基准水平面，得 22b1b2121e 2f 22u u p p gz W gz h ρρ +++=+++∑ （1） 式中 z 1=0，z 2=17 m ，u b1≈0 p 1=×103 Pa (表)，p 2=0 (表) 将以上数据代入式（1），并整理得 =×17+24312.+1073109.253?+f h ∑=+f h ∑
2008及2009年美国总统绿色化学挑战奖介绍 摘要介绍了绿色化学的概念和产生背景以及2008、2009年美国总统绿色化学挑战奖的获奖项目。 5 个奖项分别是:（1）绿色合成路线奖（2）绿色反应条件奖（3）绿色化学品设计奖（4）小企业奖（5）学术奖 关键词绿色化学2008年美国总统绿色化学挑战奖2009年美国总统绿色化学挑战奖 1990 年美国颁布了污染防止法案，将污染防止确立为美国的国策。在该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词，其定义为采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的排放的工艺过程；1996年美国设立“总统绿色化学挑战奖”，1997年，德国联邦教育科学研究和技术部与化学工业在研究、技术开发、教育和创新等方面建立了正常的对话，可持续发展的化学确定为这一对话固定的主题之一。美国总统绿色化学挑战奖(Presidential GreenChemistry Challenge Award，PGCC奖)，是世界上最早设立、最新颁发、规模最大、水平最高、影响最广的绿色化学研究国家级奖励。每年”总统绿色化学挑战奖”的对把绿色化学原理与化学品的设计、制造与使用相结合的突出的化学技术加以确认.共设五个奖项:（1）绿色合成路线奖(2)绿色反应条件奖：(3)绿色化学品设计奖；(4)小企业奖；(5)学术奖。 1 绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。是指设计和生产没有或者只有尽可能小的环境负作用并且在技术上和经济上可行的化学品和化学过程。它是实现污染预防的基本和重要的科学手段。 绿色化学的理想在于不使用有毒有害的物质，不生产有毒有害的废弃物，不使用对环境有损害的落后化工生产工艺，生产对环境无损害的绿色产品，使物质得到充分利用，实现有害物质零排放，即把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。 绿色化学不同于环境化学。环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。而绿色化学研究污染的根源——污染的本质在哪里，而不是去对终端或过程污染进行处理。 2绿色化学产生的背景 化学在造就更好的物质，创造更美好生活的同时，化学品也带来了严重的污染。自然界中从未发现过的人工合成化合物正在以高速度增加估计已有96000种化学物质进入人类环境，其中有许多是有毒化学物质，通过各种可能的途径危害着人类。废物控制、处理和埋放，环保监测、达标，事故责任赔偿等费用使加工费用大幅度上升。因此，从环保、经济和社会的要求看，化学工业不能再承担使用和产生有毒、有害物质的费用。在严峻的现实面前，人们开始大力研究与开发从源头上减少和消除污染的绿色化学。
美国总统绿色化学奖 摘要：简述了绿色化学奖设立的原因及标准，介绍了2008-2011获奖人物及得奖原因，通过对2009年绿色合成路线奖得主伊土曼公司的简单评述，总结了绿色化学的研究进展。 引言：该奖设立于1 995年，以奖励在创建更清洁、更便宜、更敏捷的化学工业中获重大突破的个人、团体和组织。总统绿色化学奖是对把绿色化学原则运用到化学设计、制造、使用中的已经或能够被工业界利用，以达到预防污染目的的基础技术和创新技术的承认。 所谓绿色化学技术是指将绿色化学的基本观念应用于化学研究、化工制备以及化学品的利用等方面。绿色化学的基本观念是在9O年代初提出来的，它有别于传统的环境污染治理的方法，而是从源头上减少，甚至消除环境污染的产生。因此绿色化学方面的成就对于环境保护来说具有根本意义。总统绿色化学奖每年对5个个人和组织进行奖励。共有5个奖项：学术奖、中小企业奖、优化合成路线奖、优化合成条件奖和安全化学品设计奖。由来自美国政府、环保局、美国科学院、美国化学会、美国国家基金委员会等世界水平专家评选产生。 评选依据下列标准：1．获提名的技术必须是绿色化学计划中的项目。2．获提名的技术有益于人体健康，有助于环境保护。该技术必须具备：a．减少毒性(急性和慢性)，减少疾病和伤害，减少火灾和爆炸的可能性．减少排放物，减少危险物的运输，或在生产过程中减少污染物的使用：b．提供自然资源的利用率，如使用可再生原料：c．增加生物的多样性。3．技术能够被大量的化学生产厂商、产品用户和社会广泛使用。获提名的技术必须具备：a．实现绿色化学的可行性：b．对现有环境问题的补救：c．具有向其他设备、地区和工业转移的特性。4．获提名的技术具有创新性和科学性a．创新性(技术以前未被使用)：b．科学性(技术经得住科学的检验．新的制造方式有坚实的科学基础)。 评审小组将依据上述标准，对提名的技术进行评定。申请人列明技术的特点有助于专家小组的评定并增加获奖的可能性。这些特征包括提名技术同现有技术的比较、毒性数据、减少的危险物的数量、在商业中的应用范围、其他有益于人类健康和环境保护的数据等。 1 最近获奖人物介绍 1.1 2008年绿色化学奖得主 这次的获奖得主：①密歇根州立大学的Maleczka教授与Smith教授，他们开发了一种新的化学合成方法，由碳氢化合物直接生成烷基硼酸酯，反应条件温和且产生废物最小，获得了学术奖；②美国SiGNa公司，他们开发的新技术使高活性碱金属的储存、运输和处理过程更加安全，获得了小企业奖；③Battelle公司和Advanced Image Resources (A IR)公司，他们合成了一种生物基墨粉，获得了绿色合成路线奖，这种新技术节省大量的石油资源并有利于纸纤维的回收利用；④纳尔科(Nalco)公司他们开发了3D TRASARó冷却水监测和控制系统，该技术节省水和能源，减少了水处理药剂用量，降低了外排水对环境的影响，因而获得了绿色反应条件奖；⑤美国陶氏益农公司(Dow AgroSciences)，他们研发的生物杀虫剂(多杀菌素嘧菌环胺) ，优于现有的杀虫剂，有明显环境效益和社会效益，因而获得了绿色化学品设计奖。 1.2 2009年绿色化学奖得主 这次的获奖得主：①伊斯曼化学公司，他们开发了节省能源同时避免强酸和有机溶剂的生化工艺，能把源于植物的脂肪酸转化为长链酯类，从而用于化妆品和个人护理用品，获得绿色合成路线奖；②美国培安，他们根据iTAG标注化学原理开发出快速测定蛋白质的分析仪器，该蛋白质检测仪不需高温和有害化学物质，即可准确测定蛋白质，被授予绿色反应条件奖；③宝洁公司和美国堪萨斯州的Cook复合材料与聚合物公司，他们分别开发出ChempolMPS醇酸树脂技术，该技术使用Sefoseó油作为复合溶剂，减少了油性涂料及油漆中
绿色化学和化工过程绿色化可行性研究报告 一、项目定义 1．项目名称 绿色化学和化工过程绿色化 2．项目领域 本项目属于基础产业和高新技术领域。 二、项目背景 1．项目意义 绿色化学是保护环境、合理利用资源、促进社会进步、经济可持续发展的新科学和新技术，是使环境与生态的保护、资源与能源的利用、社会与经济的发展三者处于一个协调平衡、持续发展状态的核心战略之一。从科学观点看，绿色化学与化工过程绿色化是对传统化学和化学工程的创新和发展，是无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、化学工程、环境化学等多学科交叉融合的一个新领域，同时吸收了材料、信息、生物、物理等科学中的新理论和新技术，是利用化学科学的基本原理来解决环境、资源与发展之间的矛盾。在技术飞速发展的上世纪，人们凭借着手中的技术和投资，采取耗竭资源，污染环境和破坏生态的方式来追求高消费、高享受。这种发展方式正使人类遭受着有史以来自然界最严厉的报复和惩罚。人口与资源的矛盾越来越尖锐，大气污染、臭氧层破坏、全球变暖、海洋污染、淡水资源紧张和污染、土地退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少等等，不仅使经济损失巨大而且已经危机到人类自身的健康和生存。绿色化学与化工过程绿色化就是寻求既符合当代人类利益，又不损害未来人类利益的可持续发展的模式，抑制和改进日益恶化的自然和生态环境，还给地球一个清新安宁、赏心悦目的自然生态环境。
2．国际国内发展水平和本项研究所处的地位 绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿，是具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科，是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源、降低生产成本, 符合经济可持续发展的要求。目前,绿色化学作为未来化学工业发展的方向和基础,越来越受到各国政府、企业和学术界的关注。 与国际石油化工绿色化学主要发展趋势相比,我国绿色化学的研究范围只是其中的一小部分,仅限于利用无毒、无害原料和可再生资源生产有机化工产品、精细化工产品合成的原子经济反应,从功能和安全角度设计和合成化工产品以及废物的重复利用等方面的科研开发。在国外, 政府大力资助, 企业也积极开展, 从已取得的工业化进展即可看出其所作的努力。如采用伯胺和二氧化碳(或一氧化碳)以及碳酸二甲酯代替剧毒光气制造异氰酸酯或聚碳酸酯等;以谷物制造的葡萄糖为原料,采用生物技术合成1,3-丙二醇,又如以农业废物(小麦杆)为原料采用生物技术合成乳酸再进一步生产聚乳酸制造生物降解的塑料等;采用“原子经济”反应把原有的六步法合成消炎药成分“布洛芬”简化为三步法;又如甲基丙烯酸甲酯的合成由采用原子经济性为47%的两步“丙酮-氰醇法”改为原子经济性为100%的甲基乙炔一步碳基化合成甲基丙烯酸酯。从功能和安全角度合成的环境友好新产品,更是层出不穷。从美国总统绿色化学挑战奖的获奖项目中亦可看出,在研究环境安全的产品如船舶生物防垢剂,全新的低毒性、能快速降解的杀菌剂,安全高效、选择性杀虫剂系列,新型天然杀虫剂等方面已取得了很好的结果。对于废物的回收利用，国外已从废塑料、废纤维回收单体原料，如从聚苯乙烯泡沫塑料回收苯乙烯单体，从废聚酯回收对苯二甲酸和乙二醇原料，从废尼龙纤维等回收己内酰胺单体等。 关于化工过程的集成化,如把催化反应和产品蒸馏分离集成于一个塔中进行,早已广泛应用于甲基叔丁基醚等的生产,已建成几十套
3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表） Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 () （表） Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.14 4 1 汞A B ?=??+?=+=gR p p ρ 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压 力为1.0133?105 Pa 。流体密度为800 kg/m 3 。精馏塔进口处的塔 内压力为1.21?105 Pa ，进料口高于储罐内的液面8 m ，输送管 道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3 /h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。 解：在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得 22 1122 1e 2f 22 p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ ()s m 966.1m 004.02068.04 14.33600204πkg J 700m 0.8Pa 1021.1Pa 100133.12 22f 1125251=?-?=== =≈=-?=?=∑ d V A V u h u Z Z p p ；； ；；
2001年美国总统绿色化学挑战奖——更新合成路线奖 化学01 马高建2010012222 引言 1995年3月16日，美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，并于1996年在华盛顿国家科学院颁发了第一届奖项，迄今已成功颁发了17届。这是世界上首次由一个国家的政府出台的对绿色化学实行的奖励政策。美国总统绿色化学挑战奖共设立了变更合成路线奖、变更溶剂／反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖以及学术奖五个奖项，这些奖项为个人、团体和组织提供了一个机会，可以通过竞争总统奖来获取可使化学变得更为清洁、更为经济、更为美好的基础性研究突破的支持，并体现了国家对将绿色化学原理应用到化学的设计、加工和应用过程而产生的技术的重视。其评选标准涉及对人身健康和环境有益、具有科学创新性和应用价值等方面。 在设计更绿色的合成路线这一重点领域，涉及为一种新型的化学产品设计一种新型的绿色合成途径，也可以是使用一种新的、更为绿色的途径重新设计现有化学品的合成。例如使用环境无害、可再生的更加绿色的反应原料（如生物质、天然油等）；使用新型反应试剂或催化剂，包括生物催化剂和微生物等；是天然生态过程，如发酵或仿生合成等；是原子经济性的；是收敛合成的。 拜耳公司是世界最为知名的世界500强企业之一。公司的总部位于德国的勒沃库森，在六大洲的200个地点建有750家生产厂，拥有120000名员工及350家分支机构，几乎遍布世界各国。高分子、医药保健、化工以及农业是公司的四大支柱产业。公司的产品种类超过10000种，是德国最大的产业集团。该公司生产的阿司匹林，被人们称为“世纪之药”。同时，拜耳大中华集团主要面向香港、台湾和大陆市场开展运营，拜耳目前在大中华区拥有18家公司，其中8家公司的生产设施现已投产，为公司涉足的所有业务领域提供支持。本地化生产在销售额中所占比例与日俱增。 螯合剂是很多工业产品中的成分，如是洗涤剂，化肥，家庭和工业清洁剂的成分。大多数传统的螯合剂在自然环境中很难稳定降解。拜耳公司和拜耳AG公司改进了一种新型生物可降解，无毒无害的螯合剂的合成路线，在这一合成路线中，没有其他副产物生成，对环境友好，且在这种新的生产过程中，避免了甲醛和氰化氢的使用。 2001年更新合成路线奖获得者 Bayer Corporation & Bayer AG公司(技术由LANXESS公司收购) 获奖内容
化工原理作业答案精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
Pa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ， R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃 管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 13．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混 合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持 恒定，其上方压力为1.0133?105 Pa 。流体密度为800 kg/m 3。精馏塔进口处的塔内压力为1.21?105 Pa ，进料 口 高于储罐内的液面8 m ，输送管道直径为φ68 mm ?4 mm ，进料量为20 m 3/h 。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ，求泵的有效功率。
2010年美国总统绿色化学挑战奖获奖成果与启示 摘要介绍了2010年美国总统绿色化学挑战奖的获奖项目：美国DOW化学公司和德国BASF公司共同获得了绿色合成路线奖；Merck & Co Inc公司和Codexis Inc公司获得了绿色反应条件奖；Clarke公司获得了绿色化学品设计奖，他们合成了一种改进型的多杀菌素；加州大学洛杉矶分校的廖俊智教授领导的团队获得了学术奖；致力于可再生技术的石油公司LS9公司获得了小企业奖。 关键词绿色化学挑战奖绿色化学品绿色合成路线多杀菌素环氧乙烷 2010年6月21日，美国总统绿色化学挑战奖颁奖仪式在美国华盛顿特区举行。获奖的工业产品和工艺的特点是：更加环境友好、能源和资源消耗更少、更为巧妙地运用化学的技术优势。本届共设立了绿色合成路线奖、绿色反应条件奖、设计绿色化学品奖、学术奖和小企业奖5个奖项。 1 绿色合成路线奖 本届“绿色合成路线奖“授予了DOW化学公司和BASF公司，2公司共同开发了HPPO技术，即利用过氧化氢生产环氧丙烷的环境友好创新工艺。与环氧丙烷的传统生产方法相比，该技术能够显著减少废水的产生，且能耗更低，装置的建设投资也更少。 环氧乙烷（PO）是重要的有机合成原料之一，用于制造乙二醇、合成洗涤剂、乳化剂、非离子型表面活性剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂以及用作仓库熏蒸剂。 与常规技术相比,HPPO工艺具有独特的经济和环境效益。采用HPPO技术建设的PO新装置更为经济,这是因为: ①建设所需投资大大节减; ②无需附加的基础设施,也无需将联产品推向市场,因为该工艺仅产生PO和水; ③只需简单的原材料一体化,仅需采用过氧化氢和丙烯为原材料。新的HPPO技术也改进了PO 工业的生产环境,这是因为: ①与现有PO技术相比,减少污水70%～80%; ②与现有PO技术相比,减少能耗35%; ③采用较简单的原材料一体化,就实现了减少基础设施和设备的目的,并且无关联产品。 2 绿色反应条件奖
浅谈绿色化学化工问题的发展和创新 摘要：对绿色化学化工的定义、原则、绿色度的定量化以及绿色化学研究中出现的“绿色非绿”等基本问题的发展及研究进展进行了综述。在此基础上，对绿色化学的基本原则是否需要做必要的补充、绿色化学是否应该单独成为一门学科，以及如何更加有效地定量描述和评价产品的绿色度(绿色化学)和制造过程的绿色度(绿色化工)等基本问题进行了探索和研究。 关键词：绿色化学绿色化学化工绿色度定量化绿色非绿 随着全球范围内人口的膨胀、能源和资源的短缺、环境污染问题的日益突出，世界各国政府以及人们在享受现代科学与技术给人们带来的巨大便利和快乐的同时，也逐渐意识到人们未来面临的巨大生存危机和困难。为了唤起人们对环境保护的重视和绿色产品和工程的关注，许多诸如可持续发展、循环经济、绿色产品、绿色化学等词汇大量涌现。尽管“绿色化学”这个词的使用频率非常之高，如政府、媒体、工厂、研究机构人员等均将其广泛使用于政府报告、规划、研究论文中。但是，象使用“纳米”一样，许多人只是更多将其作为一种“时髦”的词在使用，而对其真正含义以及其中一些深层次的问题，却不甚了解，甚至经常将其与环境保护、可持续发展以及循环经济混为一谈。这些问题不仅造成了绿色化学概念的滥用和混乱，而且还尚未引起人们，特别是学术界的普遍注意。基于这种情况，作者认为非常必要对绿色化学与化工的基本问题，诸如其定义、原理、它的本质、特征、研究范围、对象等以及产品和过程绿色度的定量评价等，应该有一个清晰的界定。而对其存在的问题，如离子液体等研究中出现的“绿色非绿”等问题，应该有清醒的认识，并力争去加以解决。 特别需要说明的是：“绿色化学”与“绿色化学化工”概念相同，使用“绿色化学化工”是为了强调“绿色化学”与“化工”的关系。为此，作者结合绿色化学以及绿色化工发展现状及趋势，从绿色化学化工的基本问题出发，从多个角度或多个层面来谈谈绿色化学与化工的基本问题，希望能引起学术界和政府部门的重视和讨论，在大家讨论和争论的基础上，最终达到正本清源的效果。 一、绿色化学化工基本问题的发展及研究进展 1984 年美国环保局首先提出“废物最小化”，初步体现绿色化学的思想。而到1989 年美国环保局提出“污染预防”——绿色化学思想才初步形成，1990 年美国联邦政府通过“防止污染行动”的法令，将污染的防止确立为国策之后，才第一次出现“绿色化学”这个词汇。尽管这个词出现至今已近17年，但其含义，也即其定义却也在不断的发展和变化。刚出现时，它更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着时间的流逝，它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用，且其发展与化工密切相关。实际上，绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一，即无论是化学还是化工，不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求，而且还要面临来自其他新兴学科前所未有的挑战。而绿色化学在连接化学与化工中所起的桥梁作用就体现得越来越明显。 二、绿色化学和化工的发展趋势 按照技术领域作者提出了绿色化工产品设计、新型反应技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂等几个方面绿色化学和化工的发展趋势。 1.绿色化工产品设计 绿色化工产品设计要求对环境的影响最小化，这包括设计过程中的生命周期
3.已知甲地区的平均大气压力为８5．3 ｋＰa,乙地区的平均大气压力为10１.３3 kPa,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为２０ kP ａ。若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同? 解:(1)设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1＝５00 ｍm,R ２=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的Ｕ管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度Ｒ3＝100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（１)Ａ点的压力 ()（表） Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 ()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.14 41汞A B ?=??+?=+=gR p p ρ １3．如本题附图所示,用泵2将储罐１中的有机混合液送至 精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压 力为１．013３?10５ P ａ。流体密度为80０ k ｇ/m 3。精馏塔进 口处的塔内压力为1.２１?105 Pa ，进料口高于储罐内的液面8 ｍ，输送管道直径为φ68 mm ?4 ｍm ，进料量为20 m 3/h 。 料液流经全部管道的能量损失为7０ Ｊ/kg,求泵的有效功率。 解:在截面-A A '和截面-B B '之间列柏努利方程式，得 2211221e 2f 22 p u p u gZ W gZ h ρρ+++=+++∑ ()s m 966.1m 004.02068.04 14.33600204πkg J 700m 0.8Pa 1021.1Pa 100133.1222f 1125251=?-?====≈=-?=?=∑d V A V u h u Z Z p p ； ； ；；
2011年美国总统绿色化学挑战奖获奖项目 1995年3月16日，美国宣布设立“总统绿色化学挑战奖”，并于1996年 在华盛顿国家科学院颁发了第一届奖项。这是世界上首次由一个国家的政府出 台的对绿色化学实行的奖励政策。美国总统绿色化学挑战奖共设立了变更合成 路线奖、变更溶剂／反应条件奖、设计更安全化学品奖、小企业奖以及学术奖 五个奖项，这些奖项为个人、团体和组织提供了一个机会，可以通过竞争总统 奖来获取可使化学变得更为清洁、更为经济、更为美好的基础性研究突破的支持，并体现了国家对将绿色化学原理应用到化学的设计、加工和应用过程而产 生的技术的重视。其评选标准涉及对人身健康和环境有益、具有科学创新性和 应用价值等方面。 2011年6月20日晚，在美国华盛顿，举行了第16届美国总统绿色化学挑战奖项目颁奖仪式。下面对获奖项目进行介绍和分析。 1.绿色合成路线奖 Genomatica 公司获得了绿色合成路线奖，他们开发了从可再生原料低成本生产基本化学品1,4－丁二醇的路线。1,4丁二醇是一种大宗化学构件产品，可以用来生产如氨纶纤维等许多常用聚合物。利用尖端的生物工程技术，Genomatica 公司研发了一种从糖发酵得到1,4－丁二醇的菌种。在商业化规模生产中，这种生物法制备1,4－丁二醇的路线，比以天然气为原料的方法，成本要低，可节省60% 的能耗，减少70% 左右的二氧化碳的排放。公司正在与几个大公司合作，拟共同将此项技术推向市场。 当前，许多大宗日用化学品包括一些单体，都是以天然气或者石油为原料。G e n o m a t i ca公司致力于由生物基的原料制备化学品的研究，由可再生的 资源如糖类、生物质或合成气为原料，制备基本和中间 体化学品，使这些化学品能够维持连续，不会因原料而断货。生物基原料生产化学品具有成本低、生产中碳足迹小的特点，用生物基原料取代石油基原料，这将具有上万亿美元的全球市场。G e n o m a t i ca技术生产生物基产品，可以直接和下游生产工艺对接，不必对生产工艺进行改造。由于该技术生产的产品纯度较高，因此，还可降低下游生产中的副产品。
2018年ACS绿色化学挑战奖公布 美国总统绿色化学挑战奖（Presidential Green Chemistry Challenge Award，PGCCA）是美国国家级奖励，奖给学校或工业界已经或将要通过绿色化学显著提高人类健康和环境的先驱工作，得奖者可以是个人、团体和组织。 此奖始于1996年，由美国环境保护署、美国科学院、国家科学基金和美国化学会联合主办，每年的6月开奖励大会。该奖励集中在3个方面：1）绿色合成路径，包括使用绿色原料、使用新的试剂或催化剂、利用自然界的工艺过程、原子经济过程等；2）绿色反应条件，包括低毒溶剂取代有毒溶剂、无溶剂反应条件或固态反应、新的过程方法、消除高耗能/高耗材的分离纯化步、提高能量效率等；3）绿色化学品设计，包括用低毒物取代现有产品、更安全的产品、可循环或可降解的产品、对大气安全的产品等。 该奖项分为：绿色合成路线奖（G r e e n e r Synthetic Pathways）、绿色反应条件奖（Greener Reaction Conditions）、绿色化学品设计奖（The Design of Greener Chemicals）、小企业奖（Small Business）、学术奖（Academic）5项。 这是世界上首次由一个国家的政府出台的对绿色化学实行的奖励政策，其目的是“通过将美国环保局与化学工业部门作为环境保护的合作伙伴的新模式来促进污染的防止和工业生态的平衡”，建立该奖是为了重视和支持那些具有基础性和创新性变迁、并对工业界有实用价值的化学工艺新方法，以通过减少资源的消耗来实现对污染的预防。 然而，令人意想不到得是2018年的PGCCA没有得到白宫的任何支持，特朗普政府已将“总统绿色化学挑战奖”这项重要计划的资金归零。但令化学人欣慰的是，2018年4月20日，美国化学学会（ACS）绿色化学研究所（GCI）宣布开设2018年绿色化学挑战奖。 2018年10月15日，美国化学学会（ACS）在华盛顿特区国家教育协会举办了2018年绿色化学挑战奖（ACS Green Chemistry Challenge Awards）颁奖典礼。ACS绿色化学研究所每年举办此次活动，以促进绿色化学发展的环境和经济效益。 该届ACS绿色化学挑战奖获奖者： 1）“学术奖”授予了弗吉尼亚联邦大学的Frank Gupton教授和Tyler McQuade教授，奖励他们“通过新工艺增加全球获取大量HIV药物奈韦拉平的途径”。Gupton和McQuade重新设计了制造这种HIV 药物的工艺，使产量增加了38%并减少了废物的产生。这种新工艺将原料成本降低了30%~40%。这项新工艺由Clinton Health Access Initiative与两家中国制造商合作实施，使药品价格降低了9%。 2）“小型企业奖”授予了Chemetry公司，奖励他们开发的eShuttle?技术对降低聚氯乙烯（PVC）供应链中环氧丙烷和CO2排放量的贡献。该技术消除了生产聚氯乙烯中的氯气以及生产环氧丙烷的无氯方法，环氧丙烷通常用于制造轻质聚氨酯泡沫和其他产品。相对传统技术，eShuttle?降低了60%的环氧丙烷用量，每年可降低约1 000万吨的二氧化碳排放。 3）“绿色合成途径奖”授予了默克公司和默克研究实验室，奖励他们在“多拉维林的可持续生产工艺”上的贡献。这种HIV药物的新合成工艺使生产材料降低了81%，产量从23%增加到52%，原料成本降低了57%。生命周期评估（Life Cycle Assessment，简称LCA）显示碳和水使用量分别减少了88%和90%。 4）“绿色反应条件奖”授予了Mari Signum Mid-Atlantic公司，奖励他们开发的“甲壳素大规模生产的实用方法：美国唯一使用离子液体进行分离的工艺设施”。该工艺从海鲜废弃物中分离甲壳素，具有安全、环保、低能耗、成本低的特点。甲壳素在食品加工，可生物降解塑料和生物医学中具有广泛应用。这种零排放的生产过程产生了非常高品质和纯的甲壳素。 5）“绿色化学品设计奖”授予了DowDuPont公司的Corteva Agriscience部门，奖励他们开发的新型除草剂灵斯科（Rinskor?）在提高水稻产量并降低环境污染上的贡献。农民可以使用更少的除草剂用量有效防控田间的禾本科杂草，在2018年消除了预期的750 000磅活性除草剂成分和几乎等量的烃类溶剂。 >>八面来风<< 2019年2月·第4卷·第1期 石油石化绿色低碳 Green Petroleum & Petrochemicals