【文章內(nèi)容簡介】 （遼寧，吉林 … ）等不 同層次進行著大量實踐活動。 社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展 知識經(jīng)濟 循環(huán)經(jīng)濟 文 化 信 息 產(chǎn) 業(yè) 提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 生態(tài)農(nóng)業(yè) 生態(tài)工業(yè) 生態(tài)消費 資源循環(huán)利用 能源優(yōu)化利用和 可再生能源開發(fā) 污染源頭防止 靜脈產(chǎn)業(yè) 信息化 生態(tài)化 循環(huán)經(jīng)濟與知識經(jīng)濟 動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè) 用戶 銷售商 維修中心 制造商 零件制造 原材料 供應 開采 回收中心 分解拆卸 熔煉 廢棄填埋 維修 再利用 可回收 部件 再制造 再資源化 簡單 再使用 靜脈 動脈 動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè) ?誰制造，誰分解 ?誰分銷，誰回收 ?誰污染，誰治理 循環(huán)經(jīng)濟的 3R 理念 減量化 減少 再利用 重復使用 再循環(huán) 使再循環(huán) 輸入端 過程中 輸出端 減少進入生產(chǎn)和消費過程的物質量 ,從源頭節(jié)約資源使用和減少污染物的排放。 原料套用、能量梯級利用、中水回用，可修復產(chǎn)品再利用等。 要求物品完成使用的功能后重新變成再生資源。 減量化應放在首位 全過程都必須做到無毒化、無害化 清潔生產(chǎn)和靜脈 產(chǎn)業(yè)的企業(yè)層次 生態(tài)園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈建設的區(qū)域層次 循環(huán)經(jīng)濟型社會構建 先進 科技 研發(fā) 先進 系統(tǒng) 優(yōu)化 軟科 學 生態(tài) 法規(guī) 教育 和道 德養(yǎng) 成 循環(huán)經(jīng)濟的三個層次和三個支撐 ——工程科學技術是循環(huán)經(jīng)濟的基石，缺乏科學技術的支撐，循環(huán)經(jīng)濟的理念將成為海市蜃樓。 循環(huán)經(jīng)濟與和諧社會 ? 社會發(fā)展的 活力 ： “ 發(fā)展是硬道理 ” ，一切有利于社會進步的創(chuàng)造愿望得到尊重、支持，并為社會成員充分施展才能提供機會和舞臺。 ? 社會發(fā)展的 凝聚力 ：促進社會公平和正義，妥善協(xié)調(diào)社會成員間的關系，扶貧濟困，誠信祥和。 ? 社會發(fā)展 持續(xù)力 ：建立社會與自然的和諧關系，保護社會的資源和環(huán)境，為子孫后代提供優(yōu)良發(fā)展空間。 總之，保證社會高速發(fā)展的同時，實現(xiàn) 同代人 之間公平正義，并維護 下代人 享有同等發(fā)展機遇。 ?胡錦濤在中央資源環(huán)境工作會上指出： “要加快轉變經(jīng)濟增長方式，將 循環(huán)經(jīng)濟 的發(fā)展理念貫穿到區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、城鄉(xiāng)建設和產(chǎn)品中，使資源得到最有效的利用。最大限度地減少廢棄物排放，逐步使生態(tài)步入良性循環(huán)?！? 循環(huán)經(jīng)濟的自然科學基礎 熱力學第一定律： 物質和能量轉化 過程數(shù)量守恒 熱力學第二定律： 物質或能量在轉化中， 其品位將發(fā)生變化， 遵守熵增原理： 愛因斯坦能量與物質 轉化公式： E=mc2 ?物質被使用 ?能量對外體 功都是熵增加 過程 ?自然生態(tài)過程 （光合作用） ?工業(yè)代謝過程 中負熵過程 核能 太陽能 Prigogine非平衡熱力學 遠離平衡態(tài)耗散結構的 子系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自組 織的負熵過程 代謝社會 Metabolic Society 熱損失 dS= ?Q T ?M C = = ?I N “信息負熵” : 通過減少不確定性， 使負熵注入增效 Prigogine 的自組織概念 退化 物質 能量 信息 物質 能量 信息 簡單子系統(tǒng) 簡單子系統(tǒng) 結構、功能更為復雜、更為有序的新系統(tǒng) 自組織 遠離平衡態(tài) 非線性整合 由于穩(wěn)定性沒有保證，某種被觸發(fā)的漲落會被放大，而產(chǎn)生新的有序結構。 生態(tài)工業(yè)工程技術開發(fā)原則 ? 進化替代原則：新資源、新材料、新產(chǎn)品、新工藝引入 ? 減量化原則：分子設計、智能化產(chǎn)品 ? 再利用原則：梯級、重復、循環(huán)利用資源、能源 ? 再資源化原則：靜脈產(chǎn)業(yè)開發(fā)、廢物再利用 ? 系統(tǒng)綜合原則：共生多聯(lián)產(chǎn)、綜合利用 ? 集成優(yōu)化原則：區(qū)域內(nèi)物流、能流、信息流、資金流的集成優(yōu)化。 I、進化替代原則 ——清潔生產(chǎn)替代技術 一、使用無毒害原料、溶劑和催化劑的新工藝過程 采用綠色原料 ? 代替光氣（ COCl2）為原料制備 異氰酸酯，碳酸二甲酸，聚碳酸酯等 ? 代替氫氰酸為原料制備 甲基丙烯酸，叔丁胺，氨基二乙酸鈉，丙烯腈等 采用綠色催化劑與工藝 ? 采用分子篩、固體酸為催化劑代替 HF， H2SO4 ， H3PO5， BF3， AlCl3 等污染催化劑 采用綠色溶劑 ? 采用環(huán)戊烷，戊烷為發(fā)泡劑 ? 采用己烷油，碳酸二甲酯， N－甲基吡啶烷酮為萃取劑 ? 采用超臨界 CO2 ， H2O為溶劑進行合成、聚合，氧化反應或造粒、包涂 二、 環(huán)境友好產(chǎn)品的生產(chǎn) ? 將廢棄物生物質轉化為動物飼料、燃料等 （獲美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎， Texas Aamp。M 學院 Holtzappll 教授） ? 生物降解塑料 ,清潔燃油技術，生物柴油制備 三、提高反應產(chǎn)品的專一性，反應的選擇性和收率 利用催化劑晶格氧進行烴類氧化反應，新催化劑（如鈦硅分子篩）的利用等 四、“原子節(jié)約”反應工藝路線的開發(fā) 異丙苯氧化法生產(chǎn)苯 酚 、丙酮等 五、生化合成過程 進化替代原則 ——清潔生產(chǎn)替代技術 “原子節(jié)約 ” 工藝優(yōu)先 氯醇法 (%) CH3CH=CH2 + Cl2 CH3CH(OH)CH2Cl + HCl CH3CH(OH)CH2Cl + HCl + Ca(OH)2 → + CaCl2 液相氧化法 (76%) CH3CH=CH2 + H2O2 → + 2H2O 氣相氧化法 (100%) CH3CH=CH2 + 189。 O2→ CH3CHCH2 O CH3CHCH2 O CH3CHCH2 O 原子節(jié)約反應路徑：以合成環(huán)氧丙烷為例 原子利用率 = 產(chǎn)品分子量 所有原子分子量之和 環(huán)氧丙烷“原子節(jié)約工藝” 33CHCHCH?＋ O2 MPc 肽菁染料 33CHC OHCH??33CHCHCH?＋ ?原則上“原子節(jié)約”率可達 100％ ?兩個反應可在一個反應器內(nèi)完成 ?有少量 CHP可能分解為（酸性條 件下）苯酚＋丙酮，需要抑制 和移除。 異丙苯 1%催化劑 100℃ （ PP） （ CHP過氧化氫異丙苯） 25% 75% 在肽菁 存在下 為化學平衡 ＋ O2 ＋ CH3CH=CH2 β 鈦硅分子解 100℃ CH3CHCH2 O 解決白色污染的技術進化 ?在塑料制品成型時，加入大量淀粉 ?纖維素，可以使廢棄時，塑料制品分散成小粒。 ?采用發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸 ?聚乳酸可降解塑料。 ?采用細胞培養(yǎng)法在大腸桿菌內(nèi)生成可代謝塑料，聚羥基丁酸酯（ PHB）用于人造血管 ?骨釘 ?縫線。 紫杉醇 (Paclitaxel)的制取 I. 生物直接提取法 從太平洋洋紫杉樹皮中提取，含量為 %。樹 200年才成熟，剝皮后致死。 II. 化學合成，由于分子結構復雜，多達 40步反應，總收率為 2%。 III. 半合成路線（美癌癥研究中心與 BMS公司， 1991）從樹葉嫩枝中提取 10DAB（ 10脫乙?；ǘ、?），通過化學合成接上一個側鏈制成，需 11個反應過程， 7個分離過程，污染嚴重。 IV. 植物細胞發(fā)酵和萃取技術，用糖、氨基酸、微量元素、維生素做營養(yǎng)物，使紫杉系植物細胞被大量繁殖，經(jīng)色譜法純化、結晶分離，得紫杉醇。 環(huán)境友好工藝與產(chǎn)品的技術 總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎 更新合成路線獎 1996 Monsanto公司 不以 HCN為原料，生產(chǎn)氨基二乙酸納－除草劑 1997 BASF與 Hoechst合營公司 消炎藥（ ibuprofen）新工藝，原子利用率從 40％－ 80％ 1998 Flexsys America公司 4－氨基二苯胺（ 4－ ADPA）新工藝，用苯胺與硝基苯直接合成，不需加入氯或溴氧化劑 1999 Lilly實驗室 抗痙攣藥（ anticonvulsion）新工藝，避免了大量溶劑使用和污染物產(chǎn)生，采用生物酶（ gosaccharomyces rouxii）固定化催化劑 2022 Roche Colorado公司 抗病毒藥（ gallcicloui）新工藝，將反應物和中間產(chǎn)物數(shù)量從 22種降低至11種，氣體排放減少 66％，固體廢物減少 89％， 4/5中間產(chǎn)物可循環(huán)利用 更新合成路線獎 2022 Bayer和 Bayer AG公司 可生物降解的螯合劑－氨基二琥珀酸鹽， 100％無廢物釋放，用作助洗劑，漂白穩(wěn)定劑，肥料添加劑等 2022 Pfizer公司 合成 Sertraline（重要新藥 Zoloft有效成分）新工藝， 3步反應簡化為一步，安全性提高，污染減少 2022 s252。dchemic Inc公司 固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝，用于清潔燃料，化學品合成。 2022 BMS公司 植物細胞發(fā)酵（ PCF）和萃取技術，用于 Taxol（紫杉醇類抗癌藥）的綠色合成 2022 Archer Daniels Midland和 Novozgmes公司 酶催化酯交換法減少食品中反式脂肪酸含量（誘發(fā)心臟?。? 2022 Merck公司 用 β 氨基酸制備 JanuviaTM的活性成分的新穎的綠色合成路線 改進溶劑和反應條件獎 1996 Dow化學公司 用 CO2代替氟氯烴作苯乙烯泡沫塑料發(fā)泡劑 1997 Imation公司（明尼蘇達州） 發(fā)明光熱法，曝光膠片，顯影只需加熱，稱 Dry view技術，不需化學顯影，定影 1998 阿貢國家實驗室 高效，高選擇性，乳酸酯工藝，可代替各種溶劑用量的80％，目前美國此類用量為 380萬噸 1999 Naclo Chem. CO. 開發(fā)帶電聚丙烯酰胺的水基生產(chǎn)過程用于廢水處理除去懸浮固體及污染物 2022 Bayer Corp. Pittsburgh 開發(fā)了兩組分水性多羥基化合物涂膜技術 改進溶劑和反應條件獎 2022 Novezymes 公司 利用果膠裂解酶進行棉纖維潤濕脫脂棉的 Biopreparation工藝，紡織廠節(jié)水 30％－ 50％ 2022 Cargill Dow公司 聚乳酸（ PLA）綠色生產(chǎn)工藝，產(chǎn)率高，不用有機溶劑可生物降解 2022 DuPont公司 微生物法生產(chǎn) 1， 3丙二醇 2022 Buck man國際實驗室公司 再生低污染物消除的 Optimyze酯化酶水解技術 2022 BASF公司 紫外線固化，低揮發(fā)有機物（ Vocs）用于汽車底漆修補 2022 Codexis公司 基于酶催化的過程，改善用于合成 Lipitor的關鍵構件分子的生產(chǎn)過程。 設計更安全化學品獎 1996 Rohm amp。 Haas 公司 環(huán)境友好海洋生物防腐劑，用于船舶表面防海洋動植物附著，選出 4，5二氯 2－正辛基 4－異噻唑啉－ 3－酮（ DC01）代替三丁基氧化錫（ TBTO） 1997 Albright amp。 Wilson公司（弗吉尼亞州） 開發(fā)四羥甲級硫酸磷（ THPS）殺生物藥劑，它有良性毒理，選擇毒性（對人毒性?。? 1998 Rohm和 Haas公司 開發(fā)二?；職⑾x劑（ Confirm），除對毛蟲外對所有生物無害） 1999 Dow Agro sciences LLC （ Dow Chem. CO子公司） 開發(fā) Spin sad高選擇性，環(huán)境友好殺蟲劑，對毛蟲，蒼蠅 … 有害，而不影響益蟲，環(huán)境中不累積，不揮發(fā) 2022 Dow Agro sciences 開發(fā)除 hexaflum的白蟻誘餌，抑制昆蟲角質素合成，使其在脫皮時死亡，為低害殺蟲劑 設計更安全化學品獎 2022 PPG工業(yè)集團 把陽離子電沉積油漆用于汽車工業(yè)，用釔（在地殼中比鉛豐富）代替鉛，鉻，鎳而抗腐蝕性強 2022 Chem. Specialties公司 用堿式四元銅鹽（ ASQ）替代鉻砷合劑（ CCA）作木材防腐劑 2022 Shaw Industries Inc Eco worx地毯片，用聚烯烴樹脂，尼龍 6代替?zhèn)鹘y(tǒng)瀝青 PVC聚氨酯（ PU）材料，可回用，從“搖籃到搖籃”清潔 2022 Engelhard公司 環(huán)境友好 Right lift偶氮顏料，用鈣、鍶、鋇代替鉛、鉻、鎘重金屬 2022 A.