Clean Technology for the Manufacture of Speciality Chemicals pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Hoyle, W. (EDT)/ Lancaster, M. (EDT)

出品人:

页数:112

译者:

出版时间:2001-1

价格:$ 144.64

装帧:HRD

isbn号码:9780854048854

丛书系列:

图书标签:

Clean Technology
Specialty Chemicals
Green Chemistry
Sustainable Manufacturing
Chemical Engineering
Process Optimization
Environmental Technology
Pollution Prevention
Waste Management
Industrial Chemistry

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具体描述

Producing large quantities of waste is not only environmentally unacceptable, it is also not viable in economic terms. The chemical industry, particularly the speciality and pharmaceuticals sectors, is becoming increasingly aware of the advantages associated with clean technology, particularly in terms of competitive advantage and environmental benefits. Bringing together an understanding of the concepts and values of clean technology by using case studies from some leading European countries, this book provides an insight into subjects such as catalysis; process intensification; and how to measure the "green" value of a process. It also highlights the role played by both the chemical and chemical engineering disciplines in the development of cleaner processes. Clean Technology for the Manufacture of Speciality Chemicals will prove valuable reading for process development chemists and engineers, particularly those in the specialities and pharmaceuticals sectors, and will also be an important source of teaching material for the growing number of clean technology chemistry courses.

现代精细化工制造中的催化与过程强化：可持续发展的新路径本书简介本书旨在深入探讨在当今日益严格的环境法规和市场对高性能材料需求的双重驱动下，精细化学品制造领域所面临的技术挑战与新兴解决方案。重点关注如何通过先进的催化技术、反应器工程的创新，以及过程强化的策略，实现更清洁、更高效、更具成本效益的化学合成路线。第一部分：精细化工制造的绿色化挑战与机遇第一章：精细化学品市场的演变与可持续性要求本章首先对全球精细化学品市场（如医药中间体、高性能聚合物单体、电子化学品等）的当前格局进行剖析，强调了市场对产品纯度、批次一致性以及生命周期环境足迹的日益关注。我们将详细分析传统合成方法中存在的“三废”问题（废水、废气、固体废弃物），并引入“原子经济性”（Atom Economy）和“E-因子”（E-Factor）等关键绿色化学指标，为后续的技术升级奠定理论基础。第二章：反应介质的革命：从有机溶剂到绿色替代品有机溶剂的使用是传统精细化工过程中的主要污染源之一。本章将系统梳理用于精细化学品合成的替代性绿色反应介质，包括： 1. 超临界流体技术（Supercritical Fluids）：重点介绍超临界二氧化碳（scCO2）在萃取、分离以及作为反应介质的应用，尤其是在高附加值化学品的合成中的潜力，讨论其对反应动力学和热力学的影响。 2. 离子液体（Ionic Liquids, ILs）：探讨离子液体作为“可设计溶剂”的特性，分析其在催化反应中的双重作用（溶剂与催化剂载体）。讨论其热稳定性、粘度对传质过程的影响，并评估其实际工业化应用的经济与环境可行性。 3. 深共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents, DESs）：作为更具成本效益和环境友好的新型溶剂体系，本章将介绍DESs的结构特点及其在均相和多相催化反应中的应用案例，特别是其在生物质转化和手性合成中的表现。第二部分：先进催化体系在选择性合成中的应用催化剂的设计与优化是实现高选择性、高转化率的核心。本部分将聚焦于能够显著减少副产物生成和能耗的新型催化技术。第三章：多相催化剂的结构工程与设计本章深入探讨如何通过精确控制催化剂的形貌、孔结构和表面活性位点，来提升其在复杂精细化学品合成中的效率： 1. 单原子催化剂（Single Atom Catalysts, SACs）：分析SACs如何最大化金属利用率，并讨论其独特的电子结构如何影响反应的选择性，特别是在氧化、加氢等关键步骤中的性能优势。 2. 介孔材料与核壳结构：详细介绍具有规整孔道结构的载体（如MCM-41, SBA-15）在负载活性组分时的优势，以及核壳结构设计如何解决活性组分易失活或选择性差的问题，实现“限域效应”（Confinement Effect）。 3. 光催化与电催化在有机合成中的兴起：介绍如何利用光能或电能驱动原本需要高温高压的反应，减少对传统加热源的依赖，例如，在温和条件下实现C-H键的活化和功能化。第四章：手性合成中的不对称催化前沿精细化学品，尤其是医药和农用化学品，对手性纯度的要求极高。本章侧重于提升不对称催化的效率和规模化能力： 1. 有机小分子催化（Organocatalysis）：探讨手性胺、硫脲或布朗斯特酸/碱催化剂在不对称Aldol反应、Michael加成等经典反应中的最新进展，强调其易于分离和环境友好性。 2. 新型手性配体的开发：重点分析对映选择性最高的双膦或噁唑啉配体在过渡金属催化（如铱、铑、钯）氢化、胺化反应中的结构-活性关系。 3. 酶催化（Biocatalysis）与人工酶设计：讨论如何利用定向进化或理性设计来改造天然酶（如脂肪酶、氧化还原酶）的底物普适性和反应稳定性，使其适应非天然底物和有机溶剂环境下的工业生产。第三部分：过程强化与反应器技术集成实现清洁制造，除了改进化学反应本身，还必须革新反应过程的工程实现方式。本部分关注如何通过强化传质、传热和反应集成，优化工艺的整体效率。第五章：微反应器技术在精细化工中的应用微反应器（Microreactors）因其优异的传热和传质性能，被视为实现安全、精确控制的关键技术。 1. 传热优势与安全强化：详细分析微通道内极高的表面积体积比如何快速移除反应热，从而安全地进行高放热反应（如硝化、叠氮化反应），降低热失控风险。 2. 复杂反应的集成：讨论如何利用微反应器系统实现多步反应的连续流串联，例如，将原位生成的活性中间体立即投入下一反应步骤，避免中间体的分离和储存，提高整体收率。 3. 非均相催化在微通道中的固定化技术：探讨将催化剂固定在微通道壁面或填充床中，以实现高效的气-液-固三相反应的工程设计与流体力学考量。第六章：反应与分离的一体化策略（Reactive Separation）传统的化工流程是将反应与分离视为两个独立的单元操作，这往往导致能量的重复投入和设备的冗余。本章介绍如何将两者耦合以提高效率： 1. 反应精馏（Reactive Distillation）：针对可逆反应（如酯化、醚化），阐述如何利用精馏塔同时进行反应和产物分离，持续移除产物以驱动平衡向产物方向移动，从而提高转化率并降低能耗。 2. 膜反应器技术：介绍如何将选择性分离膜（如渗透性或选择性渗透性）集成到反应器中，例如，在脱氢反应中原位移除氢气，或在酯化反应中选择性移除水分子，从而克服热力学平衡的限制。 3. 吸附反应器：探讨利用特定吸附剂作为催化剂或反应物暂存介质，实现反应与产物富集的集成，尤其适用于痕量组分的选择性转化。结论：面向未来的精细化工制造蓝图本书最后总结了实现环境友好型精细化工制造的未来趋势，强调了数字化、智能化过程控制在优化催化剂寿命、精确调控反应条件方面的不可替代性。未来的发展将更侧重于“一体化平台”的构建，将先进催化、过程强化和智能控制系统深度融合，以满足全球社会对高性能化学品日益增长且负责任的需求。