ĐỊNH HƯỚNG HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT

Nghiên cứu về định hướng của Hóa học xanh trong nghành Công nghiệp hóa chất 1. Định nghĩa hóa học xanh 2. Lịch sử hình thành và phát triển của Hóa học xanh. 3. Định hướng Hóa học xanh trong nghành Công nghiệp hóa chất.

Trang 1

Designed by Guild Design Inc

Tai nạn hoá chất ở Bhopal Ấn Độ - 12/1984 Ô nhiễm nước sông Giản Hà – Hà Nam – Trung Quốc

Nổ hóa chất tại nhà máy hóa chất Yokkaichi Mitsubishi Materials - 1/9/2014

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CNHH

BÀI THUYẾT TRÌNH

TÌM HIỂU ĐỊNH HƯỚNG HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG

NGHIỆP HÓA CHẤT

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:

Ths THIỀU QUANG QUỐC VIỆT

SINH VIÊN THỰC HIỆN: NHÓM 3

BÙI THỊ MỸ NHUNG B1407611

VÕ THANH PHÚC B1407614

HÀ THANH SANG B1407618

Trang 3

NỘI DUNG

1

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

12 NGUYÊN TẮC TRONG HÓA HỌC XANH ĐỊNH NGHĨA

ĐỊNH HƯỚNG HOÁ HỌC XANH TRONG CÔNG NGHIỆP HOÁ

CHẤT

Trang 4

Thiết kế các sản phẩm hóa chất và các quy trình để giảm hoặc loại bỏ việc sử dụng hay tạo ra các chất thải độc hại

Thiết kế các sản phẩm hóa chất và các quy trình để giảm hoặc loại bỏ việc sử dụng hay tạo ra các chất thải độc hại.

Được áp dụng trong suốt vòng đời của một sản phẩm hóa chất , bao gồm

cả thiết kế, sản xuất, sử dụng và xử lý cuối cùng.

Được áp dụng trong suốt vòng đời của một sản phẩm hóa chất, bao gồm

cả thiết kế, sản xuất, sử dụng và xử lý cuối cùng.

Đáp ứng nhu cầu của hiện tại nhưng không ảnh hưởng thế hệ tương lai - hóa học bền vững

Đáp ứng nhu cầu của hiện tại nhưng không ảnh hưởng thế hệ tương lai - hóa học

bền vững.

I ĐỊNH NGHĨA

HOÁ HỌC

XANH

2 Nguồn: Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, 2016 Khái niệm cơ bản của hóa học xanh Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ

Trang 5

1987

1991

199 3

1993

1998

199 9

1999

2001

200 5

2005

Ngà

y n ay

Ngà

y n ay

2005 2005

HỘI HOÁ HỌC HOÀNG GIA ANH QUỐC ẤN BẢN ĐẦU TIÊN TẠP CHÍ HOÁ HỌC XANH

II LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

1987

1990

1991

1993

1999 1999

1990

Uỷ ban môi trường và phát triển thế giới –

BỀN VỮNG”

Quốc Hội Mỹ thông qua “ Đạo luật ngăn

ngừa và phòng chống ô nhiễm”.

Văn phòng độc chất và chống ô nhiễm

( OPPT )

Khởi xướng

Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) chính thức thông qua “

chương trình Hoá học xanh”

Trong cuốn sách xuất bản mang tựa đề “Ngành hóa chất xanh: Lý thuyết và

thực tiễn”.

12 NGUYÊN TẮC HOÁ HỌC XANH

Paul Anastas John

C Warner Niel Wintertion

12 NGUYÊN TẮC HOÁ HỌC XANH

Chi tiết hoá

Mạng lưới hóa học xanh – hội hóa chất công nghiệp Nhật Bản

(JCIA)- Tokyo- Japan

Trung tâm hóa học xanh và kỹ thuật xanh tại Đại học Yale- thành phố New

Haven- Hoa Kỳ

Trung tâm Berkeley Hóa học Xanh của Đại

học California- Hoa Kỳ

3

DUNG MÔI HỮU CƠ

650 triệu gallon

NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ

90.000 tỷ đơn vị

PHẾ THẢI ĐỘC HẠI

19 triệu tấn 800.000 tấn

HOÁ CHẤT ĐỘC HẠI

430.000 tấn

Mỹ:

CO2 THẢI VÀO KHÍ QUYỂN

Ngày nay

Ngày nay 1998

1998

2001 2001

Trang 6

7 T emperature, pressure

ambient

9 V ery few auxiliary substances

10 E -factor, maximize

feed in product

12 Y es, it is safe

11 L ow toxicity of chemical products

6 C atalytic reagents

5 U se safe synthetic methos

4 D egradable chemical

products

8 I n process monitoring

1 P revent wastes

3 O mit derivatization

steps

2 R enewable materials

III 12 NGUYÊN TẮC TRONG HÓA HỌC XANH

PRODUCTIVELY

4 Nguồn: Phan Thanh Sơn Nam, 2014 Giáo trình Hoá học xanh Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM 612 trang.Nguồn: Nguyễn Quang Vinh và Cộng sự, 2011 Sinh Học 6 Tái bản lần 9 Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam Hà Nội 179 trang.Nguồn: Wikipedia, 2016 Polylactid acid, Polyhydroxybutyrate Wikipedia, 22/10/2016.

Xúc tác phức Pb cố định trên Polystyrene

Nguồn: Phan Thanh Sơn Nam, 2014 Giáo trình Hoá học xanh Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM 612 trang

Nguồn: E+E Elektronik, 2015 EE33 Industrial humidity and temperature transmitter for permanent high-humidity and polluted environment E+E

Elektronik, 18/10/2016

Nguồn: Taiwan Supercritical Technology, 2015 Supercritical Fluid Taiwan Supercritical Technology, 19/10/2016.

1. Nguồn: Radiant Tech Resources Pvt Ltd, 2006 Hydrocarbon Solvent Radiant Tech Resources Pvt Ltd,

20/10/2016

Nguồn: Radiant Tech Resources Pvt Ltd, 2006 Hydrocarbon Solvent Radiant Tech Resources Pvt Ltd, 20/10/2016.

.

Trang 7

• 5

IV ĐỊNH HƯỚNG HOÁ HỌC XANH TRONG CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT

1 TỔNG HỢP ETANOL

Nguồn: Wikipedia, 2016 Êtanol Wikipedia, 22/10/2016

Nguồn: Bùi Quang Tuấn, 2010 Ứng dụng của ethanol Trường Phổ thông dân tộc nội trú tỉnh Quảng Ngãi, 22/10/2016

Trang 8

• 6

a Phương pháp Hyđrat hóa gián tiếp Etylen - PP a

→ Quy trình sản xuất:

Dầu thô

H2SO4 đậm đặc

EtOH biến tính (methanol, denatonium )

Nguồn: Trần Kim Thoa, Năm 2010 Quy Trình Sản Xuất Etanol Đại học Trường Đại Học Công Nghệ Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh

Trang 9

b Phương pháp lên men - PP b

7

Nấu gián đoạn:

H2SO4 loãng

Nấu bán liên tục

Cháo hóa Glucose

Tinh chế

Men amylaza Men zima

EtOH: TCVN-71

Nguyên liệu

Nguồn: PGs Ts Nguyễn Đình Thưởng, Ts Nguyễn Thanh Hằng, Năm 2007 Công Nghệ Sản Xuất Và Kiểm Tra Cồn Etylic Lần xuất bản thứ 3 Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ

Thuật Hà Nội 282 trang

Trang 10

12 NGUYÊN TẮC HÓA HỌC XANH PP b

2 R enewable materials Nguyên liệu có khả năng tái tạo Sử dụng nguyên liệu xanh là tinh bột

4 D egradable chemical products Sản phẩm có khả năng phân hủy Sản phẩm: EtOH sinh học có thể phân hủy và

không độc hại

5 U se safe synthetic methos Các phương pháp tổng hợp hữu cơ

an toàn

Sử dụng các quy trình thủy phân (men amylaza) và lên men (men zima)

8

Trang 11

12 NGUYÊN TẮC HÓA HỌC XANH PP b

11 L ow toxicity of chemical

products

Sản phẩm có độc tính thấp Sản phẩm EtOH (TCVN-71), không có hại sức khỏe

12 Y es, it is safe An toàn Quá trình sản xuất an toàn và thân thiện với môi

trường

9

Trang 12

2 TỔNG HỢP (Z)-9-TRICOSENE

10

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)12CH3

(Z)- 9 -TRICOSENE

• LÀ PHEROMONE GIỚI TÍNH CỦA RUỒI NHÀ

• LÀ HỢP CHẤT LỎNG, DỄ BAY HƠI, CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC

• LÀ HỢP CHẤT DÙNG ĐỂ DẪN DỤ CÔN TRÙNG

SẢN PHẨM: KHÔNG ĐỘC HẠI,

KHÔNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI - MÔI TRƯỜNG, KIỂM SOÁT DẪN DỤ CÔN TRÙNG

SẢN PHẨM : KHÔNG ĐỘC HẠI,

KHÔNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN CON NGƯỜI - MÔI TRƯỜNG, KIỂM SOÁT DẪN DỤ CÔN TRÙNG

NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO: HOÁ

CHẤT CÓ SẴN, RẺ, DỄ MUA, ÍT ĐỘC

HẠI…

NGUYÊN LIỆU ĐẦU VÀO : HOÁ CHẤT CÓ SẴN, RẺ, DỄ MUA, ÍT ĐỘC

HẠI… CH3(CH2)7 (CH2)7COOH

CH3(CH2)7 (CH2)7COOEt

a : phản ứng ester hoá

CỔ ĐIỂN

 Xúc tác H2SO4 đậm đặc

 Khuấy cơ

 Đun hoàn lưu trong nhiều giờ

 Hiệu suất = 93.86%

CẢI TIẾN

 Xúc tác PTSA (p-toluene sulfonic acid)

 Vi sóng, t = 8 phút

 Hiệu suất = 94.19 %

CH3(CH2)7 (CH2)7COOEt

CH3(CH2)7 (CH2)7CH2OH

b : phản ứng Bouveault - Blane

CỔ ĐIỂN

 Khuấy cơ

 Đun hoàn lưu nhẹ, t = 1h

 Xử lí thu sản phẩm H = 67.98%

CẢI TIẾN

 Vi sóng

 Siêu âm, t = 10 phút

 Xử lí thu sản phẩm H = 73.57%

CỔ ĐIỂN

 Dùng dung môi độc hại pyridine.

 Khuấy cơ t= 5h.

 Sản phẩm có độ nhớt cao, có mùi, khó xử lí.

 Có nhiều sản phẩm phụ.

 H = 94.1%.

CẢI TIẾN

 Dùng dung môi hê KOH/ether.

 Vi sóng, siêu âm t = 45 phút.

 Sản phẩm không có độ nhớt, dễ xử lí.

 Độ chọn lọc hình học cao.

 H= 94.43%.

CH3(CH2)7 (CH2)7CH2OTs

CH3(CH2)7 (CH2)12CH3

d : phản ứng Tosyl ghép với tác chất Grinard

CẢI TIẾN SO VỚI CỔ ĐIỂN

 Giảm thời gian phản ứng

 Tiết kiệm năng lượng

 Nâng cao hiệu suất

Nguồn: Vũ Thị Cẩm Nhung ( 2010 ), Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ

Trang 13

• 11

12 NGUYÊN TẮC TRONG HÓA HỌC XANH (Z)-9- TRICOSENE

1

Hạn chế tạo ra sản phẩm phụ không

mong muốn

5

U se safe synthetic methods Phương pháp tổng hợp hữu cơ an

hại Pyridine

6

C atalytic reagents Sử dụng chất xúc tác

Sd xúc tác PTSA trong quá trình tổng hợp

thay cho H2SO4 đậm đặc

Trang 14

• 12

12 NGUYÊN TẮC TRONG HÓA HỌC XANH (Z)-9- TRICOSENE

10

E -factor, maximize feed in product

Chuyển hoá tối đa nguyên liệu thành sản phẩm

SD vi sóng , siêu âm làm giảm thời gian phản ứng,

tiết kiệm năng lượng, nâng cao hiệu suất

11

L ow toxicity of chemical products

Sản phẩm hoá học có độc tính thấp

(Z)-9- TRICOSENE là chất không độc, không ảnh

hưởng môi trường - con người

Trang 15

3 TỔNG HỢP SILDENAFIL CITRATE

• 13

SILDENAFIL CITRATE

C22H30N6O4S2.C6H8O7

• Tên thương mại là thuốc Viagar, thuộc hãng dược phẩm Pfjzer.

• Chất ức chế chọn lọc PDE5 ( Photphodiesterate ).

• Điều trị rối loạn sinh lý ở nam.

• Được Hoa Kỳ chấp thuận cho sản xuất vào năm 1998.

Nguồn: Dale DJ, Dunn PJ, Golightly C, Hughes ML, Levett PC, Pearce AK, Searle PM, Ward G, Wood AS,2000 The chemical development of the commercial route to sildenafil: a case

history Org. Process Res. Dev 4, 17–22.

Trang 16

• 14

iv 2 – ethoxybenzoyl chloride, Et3N,

CH2Cl2, H= 40%

v NaOH, H2O2, CH2Cl2

MeOH H= 100%

NĂM 1990

ii SnCl2 EtOH H= 94 %

iii COCl2 CH2Cl2 H= 89%

3 TỔNG HỢP SILDENAFIL CITRATE

vi ClSO3H CH2Cl2

i.SOCl2 acetone/NH3

H= 78%

vi N-methylpiperazine EtOH

Trang 17

ii H2 Pd/C EtOAc H=100%

i SOCl2 toluen 50-60 0C

H= 92%

iii SOCl2 DMF

EtOAc H= 100%

iv 2 – ethoxybenzoyl chloride, Py,

EtOAc H= 84%

vi 2 – butanone H= 80%

NĂM 1994

3.TỔNG HỢP SILDENAFIL CITRATE:

v KOBut t - BuOH H= 100%

• 15

Trang 18

3.TỔNG HỢP SILDENAFIL CITRATE

• 16

NĂM 1997

CON ĐƯỜNG TỐI ƯU HOÁ

1

CON ĐƯỜNG TỐI ƯU HOÁ

1

CON ĐƯỜNG TỐI ƯU HOÁ 2

Trang 19

• 17

3.TỔNG HỢP SILDENAFIL CITRATE

NGUYÊN TẮC TRONG HÓA HỌC XANH ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG

5

U se safe synthetic methods Phương pháp tổng hợp hữu cơ an toàn

8

V ery few auxiliary substances Sử dụng ít chất trợ (dung môi) cho quá trình

11

L ow toxicity of chemical products Sản phẩm hoá học có độc tính thấp

Trang 20

THANK YOU!

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	6,09 MB