最经济、最清洁、最安全、最优化的过程，
进行原子经济性反应，转化率、选择性、收
率尽量达到最高，使原料中的原子尽可能
全部转化为绿色化产品，实现废物的零排
放，是研究绿色精细化工过程的基础。

2.1.1 原子的经济性

长期以来，人们从化学过程的经济性

着眼，追求的是化学反应的高收率。但尽
管一个化学反应的收率很高，如果进入反
应物分子中的原子很少进入目的产物中，
那就意味着该反应过程必将排放出大量的
废弃物。因此，只有通过实现原料分子中
的原子 100%地转变为目的产物，才能不

“

”

产生副产物或废物，实现废物的零排放。
可见应使用收率和原子经济性两个概念作
为化工过程的评价标准，以实现化工过程

“

”

的绿色化。但是，目前绝大多数化工过
程还不是原子经济性反应，显然，提高化
学反应的原子经济性、实现化工过程绿色
化，还有很长的路要走。这就要求开展从
原料绿色化与生物质资源利用，溶剂绿色
化与无溶剂反应，能源绿色化，绿色化催
化剂到原子经济性反应途径与新型分离技
术，装置更新、设备强化等过程工艺的研
究，实现精细化工过程的绿色化。

2.1.2 原料绿色化

在一般的化学反应过程中，所使用的

基础原料的费用约占产品成本的
60%~70%，因而原料的选择和利用至关
重要，它决定采用何种反应类型、加工工
艺的诸多因素，从绿色化学的观点来看，
还要考虑其在运输、贮存和使用过程中可
能对环境造成的影响。目前，绝大多数化
学品是用石油、煤等不可再生资源作基本
原料，能耗高、环境污染严重。还有传统化
工过程使用的光气、氢氰酸等剧毒原料，
对人体健康和环境危害严重。因此，原料
绿色化首先是开发传统原料的替代原料，
禁用剧毒原料。生物质是理想的石油替代
物，由于其含有较多的氧元素，在产品制
造过程中可以避免或减少氧化步骤的污染
同时过程的危害性也较小。

2.1.3 溶剂绿色化
挥发性有机溶剂在带给人们丰富物质和
生活便利的同时，也带来了环境的污染和
对健康的危害。所以，溶剂绿色化是绿色
化工过程的重大研究课题，目前最活跃的
研究领域是超临界流体。

超临界流体兼有气、液两者的特点，

密度接近于液体，具有与液体相当的溶解
能力，对大多数固体有机化合物都可以溶
解，使反应在均相中进行，同时又具有类
似于气体的粘度和扩散系数，提高超临界
流体的运动速度和分离过程的传质速率。
超临界流体最重要的性质是具有很大的压
缩性，温度和压力较小的变化即可引起体
积发生很大的变化，因此可以借助对系统
压力和温度的调节，在较宽范围内改变超
临界流体的溶解能力，而且可以通过局部
作用的影响来控制反应活性与选择性，在
常压下为气体的超临界流体还可以实现无
溶剂反应，最重要的是超临界流体大多无
毒且不可燃，有利于安全清洁生产。

2.1.4 能源绿色化
能源按其来源分为从自然界直接获取的
一次能源和由一次能源加工转化成为新形
态的二次能源。能源绿色化是可持续发展
的原动力。当代社会正面临着资源匮乏、环
境恶化、人口增加等多重压力，能源绿色
化和清洁能源的研究与开发是解决上述难
题的关键途径之一。

氢是高效、洁净、可再生的二次能源，

可用于各类能量转化，氢燃烧释放出能量
生成水，水再光解生成氢，以取之不尽的
水为原料，以太阳能为初级能源，构成与
生态环境完全友好的绿色能量循环系统。
因而以氢为燃料的燃料电池工作时发生的
电化学反应是氢气和氧气化合为水，对环

“

”

境丝毫没有污染，被誉为绿色发电机，
在城市交通中如使用氢燃料电池电动汽车
来代替目前的燃油汽车，将会大大缓解汽
车尾气对城市环境造成的严重污染。还有
包括像太阳能、水力水电、风能和地热能源
等再生能源目前已被大家关注并开始利用