绿色化学化工原理作业
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（三次的作业压缩在一块发)
第一次
1.美国“总统绿色化学挑战奖”分为哪几种奖项？迄今已颁发了几届？
2.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。
1、绿色合成路线奖
需的酯类组分
2010 美国陶氏化学公司和德国
巴斯夫公司
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 (HPPO )
2011 日诺麦提卡(Genomatica)公
司
以更低的成本利用可再生
原料生产基础化学产品
2012 加利福尼亚州大学的Tang
教授和Codexis公司
开发了一种使用工程酶和
低成本原料合成辛伐他汀
的工艺
2013 生命技术公司 ( Life
Technologies Corporation)
合成了安全、可持续地用
于生产 PCR 试剂的化学物
质
3.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。
第二次
4.根据绿色化学特点，对甘油制1,3-丙二醇工艺进行设计
该反应是甘油催化氢解法，是在均相或者非均相催化剂作用下，在一定温度和压力下，以甘油为原料，采用共沉淀法制备的 CuO － TiO2 /SiO2 纳米催化剂，该催化剂对甘油催化氢解制 1，3 －丙二醇反应具有很高的选择性，在反应温度 190 ℃、H2压力
1,3丙二醇
4.5 MPa 和 n(H2) :n(甘油) = 50:1 和液空速 0.30 h－1 的较佳条件下，通过一步氢解反应制备1，3一丙二醇，1，3-丙二醇选择性达 78.18% 。
将甘油溶液用计量泵按一定流量与经质量流量计控制的氢气混合、预热进入反应器。
反应器为内径 20 mm 不锈钢钢管式反应器，轴心设有热电偶套管，反应系统压力由背压阀控制。
反应产物经低温冷凝和气液分离，收集液体样品进行分析。
工艺流程如图
参考文献：
焦国柱，张伟伟，吕志果. 甘油催化氢解制 1，3-丙二醇的纳米铜基催化剂 [J]. 工业催化,2012 01:19-23
Chaminand J，Djakovitch L，Gallezot P，et a1．Glycerol hydrogenolysis on heterogeneous catalysts[J]．Green Chemistry,2004，6(8)：359-361．
5.根据绿色化学特点，对非光气法制备氨基甲酸酯及异氰酸酯工艺进行设计
（1）CO
与胺、卤代烃三组分一步法，如下图的工艺流程
2
机理如下：
过程如下：将胺类化合物和二氧化碳分别从吸收塔上部和下部通入，在常温下进行反应，反应后的底液流入含有一定量的卤代烃的反应器中，在较高温度下，在催化剂的作用下进行反应，反应后的溶液过滤后，进入含有氢氧化钠的再生器再生产物，最后产物经分离后得到氨基甲酸酯，符合绿色化工的原理。
（2）氨基甲酸酯热分解
具体流程：氨基甲酸酯在催化剂作用下，生成异氰酸酯和副产物醇，生成的醇可以分离并应用于其他方面，符合绿色化工的原理。
6.综述：非光法制备酸二碳甲酯(包括酯交换法、甲醇氧化羰化法、CO2/甲醇
法）
(1)酯交换法：该方法以二氧化碳、环氧乙（丙）烷以及甲醇为原料，以碱金属
氢氧化物为催化剂，在反应温度60-200℃下，常压下，进行反应，得到碳酸二甲酯。
(2)甲醇氧化羰化法：该方法包括气相氧化法和液相氧化法。
气相氧化法以一氧
化碳、氧气以及甲醇为原料，以铜系金属为催化剂，在120-150℃反应温度下，2.5个大气压下进行反应，得到碳酸二甲酯，该反应甲醇的收率和还原性气体的选择性均较高，但是反应对设备具有较强腐蚀性，催化剂寿命短，分离和回收较难，因而成本自然上升；液相氧化法以以一氧化氮、氧气和甲醇为反应原料，以在60-150℃反应温度下,0.5个大气压下，进行反应，可以得到碳酸二甲酯。
/甲醇法：加入一定比例的甲醇和环氧丙烷到反应釜中, 再加入一定量的
(3)CO
2
催化剂，将反应釜密闭,然后用氮气吹扫死空间以排除氧气,再充入一定量的,开启加热及搅拌装置进行反应反应温度160℃ ,反应时间2 h,加入一定CO
2
量的无机碱、Lewis酸。
环氧丙烷在Lewis酸的作用下开环,然后与CO
生成
2环状碳酸酯,在无机碱的催化作用下,环状碳酸酯与甲醇酯交换生成目标产物碳酸二甲酯。
参考文献，
陈文燕，唐海军. 碳酸二甲酯合成技术与经济分析[J]. 化学工程师, 2010(02):1002-1124
王书明, 江琦. 双组分催化剂作用下的碳酸二甲酯直接合成[J]. 现代化工,2002(02):30-33
(4)第三次
1、综述：生物质炼油过程
2、综述：二氧化碳的化学利用途径
对于作业的要求
3、采用microsoft word
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如有违背，抄袭者和被抄袭者的成绩均按照不
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10、时间：2015年12月14日之前上交。