对环境更好的解决方案

健康、安全和环境的焦点现在下降落在许多溶剂化学家认为是理所当然的。许多广泛使用的现在面临的限制,如果不是完全禁止,因为毒性和环境问题。如何使溶剂更安全、更可持续的吗?

行业一直追逐绿色溶剂至少20年,但达到[欧盟法规注册、评估、授权和限制化学物质)的是迫使他们的手,“詹姆斯·克拉克说,大学绿色化学中心主任,英国。(可用溶剂)的列表将会变得更短。登记下达到正在进行,目前还不清楚有多少溶剂将受到影响。寻找更环保的替代品已经从理想的基本。

而不是谈论绿色溶剂,汤姆Welton,帝国理工学院可持续化学教授更喜欢谈论溶剂促进可持续的化学处理。之间的平衡会发生什么溶剂的环境,以及如何良好的在做你想做的事情,”他说。”你可能会找到一个实际上是稍差的溶剂环境比“环保”可用,但更好地促进这一过程。你做决定时必须考虑整个生命周期。

行业一直追求绿色溶剂至少20年了,但是是真的迫使他们的手。可用溶剂的列表将会变得更短

溶剂用户全面的行业——从化学清洗公司那些处理器包括溶剂的配方,将不得不面对不断变化的法规。他们都希望他们目前使用的绿色版本,”克拉克说。“现在需要的是非常强大的。达到的工作方式,企业将有限的时间与旧的溶剂,但很快他们将不得不找到替代品。这将鼓励人们现在考虑绿色替代品。”

继续使用许多极性非质子溶剂,特别是酰胺,可能会限制下,因为担心他们的生殖毒性。NMP (N-methyl-2-pyrrolidone], DMF(二甲基甲酰胺)和DMAc(二甲基乙酰胺)的主力产业已经有很长一段时间,但他们的日子屈指可数,除了一些非常专业的应用,”克拉克说。

有担忧卤化溶剂一段时间,也和压力是现在建筑在各种常见的烃溶剂,如甲苯和正己烷。虽然也没有那么苛刻的限制,他们可能会变得更糟,很多公司正在思考他们可以使用相反,”他说。

一些含氧溶剂出来在评估:即使他们可生物降解毒性测试失败。丙酮也在讨论,尽管多个消费品,它的存在,因为它可以用来制造爆炸性的过氧化物。'我可以看到它在未来非常严格限制,”克拉克说。

他甚至听到公司说,他们现在想要使用的唯一溶剂水、乙醇和二氧化碳。但这是不够的。我们目前在工业使用超过100种不同的溶剂,”他说。“我们有这样一个巨大的范围的属性我们可以呼吁现在,和行业希望同一范围的属性从一组未来的绿色溶剂。就我个人而言,我不认为会发生的样子,至少不是在不久的将来。我认为将不得不重新考虑。”

环保,更好吗?

克拉克认为绿色溶剂需要工具包,提供可接受的溶剂与广泛的属性,覆盖大部分应用程序的要求。从积极的一面来看,我不明白为什么我们需要受到“一样”,“他说。‘为什么不是雄心勃勃,追求的东西甚至比你已经使用在过去——不仅仅是安全,但是更好的性能吗?”

如果我们不能用卤素、氮或硫,工具箱是越来越小,所以聪明的思考和意外的结合是必要的

差距保持在绿色溶剂的地图。虽然有大量的酯类和醇类在中间,替代品可能不可用,当水混溶或极端的极性是必需的。“我们让那些不寻常的合成物质,非自然属性,现在我们正在寻找天然的替代品,他们几乎很难找到,”克拉克说。“如果我们不能用卤素、氮或硫,工具箱是越来越小,所以聪明的思考和意外的结合是必要的。”

混合物,在某些情况下,填补这些空白。有机化学家从色谱柱运行熟悉溶剂混合物;工业过程中使用它们呢?“这可能是一个可行的可能性在某些情况下,”克拉克说。这可能使它更加尴尬的时候检查,例如,但也许我们需要以不同的方式思考。”

寻找替代能源

一些可以使“绿色”溶剂制造可再生能源,而不是石油。生物乙醇是由大量的燃料市场,但它也可以是原材料,使其他溶剂。例如,去年,美国公司草原催化打开一个工业规模的设施生产生物乙酸乙酯在哥伦布,内布拉斯加州使用邻近corn-derived生物乙醇阿彻丹尼尔斯米德兰湿磨机玉米加工设备。

但是对于那些溶剂现在被认为是根本不能接受的,需要更换,一些的选择并不都是绿色的。“他们可能只是绕过法律,但可能不会长久,”克拉克说。

一个潜在的替代NMP及其同行前后由澳大利亚公司,成立十年前从木材废料找到新的收入来源。化学构建块levoglucosenone可以由锯末在一个步骤,和克拉克建议加氢,它可能给溶剂性质。Dihydrolevoglucosenone现在可以作为溶剂在昔兰尼的名称。

在塔斯马尼亚50吨/年工厂委托今年早些时候,与另一个计划的能力,至少有1000吨/年。它通过西格玛奥德里奇在研究销售数量,并在大范围内由荷兰特种化学品分销商将& Co。

”测试,其属性非常类似于NMP、DMF、DMAc的前后的业务开发经理法比Deswarte说。没有所谓的替代溶剂。在某些应用程序中它不工作,但在越来越多的应用程序中,它表现良好或优于现有的溶剂。”它显示特定的承诺在聚合物处理,危险溶剂NMP等大量使用。

纽约团队正在开发TMO (2、2、5、5-tetramethyloxolane)代替烃溶剂,在欧洲解决可再生溶剂项目。“毒性测试看起来很有希望,”克拉克说。有更多的生物降解、安全、有趣的溶剂被创建。

最有关离子液体是另一个潜在的替代溶剂。NMP用于过程,从木质纸浆纤维素转化为纺织纤维莱赛尔纤维,和挑战是找到别的溶解纤维素的分解,帝国的Welton说。

有离子液体溶解纤维素非常有效地给出一个解决方案所需要的粘度挤压纤维素纤维,”他说。这些事情是简单的,仍然有很多工作要做,也许使用co-solvents,但它是有前途的,我们将有一个离子液态过程可能与莱赛尔纤维的过程。它也可能取代粘胶过程,产生大量的浪费。

回收利用

在环境方面,碳足迹的溶剂就会减少,如果他们经常回收。许多公司已经活跃在市场上,包括Tradebe,这有两个化学净化设施在英国,一个在西班牙和两个集在未来一年左右,在意大利和德国。都是基于蒸馏。

我们净化范围广泛的分子通过简单,部分或共沸蒸馏,我们也有玻璃衬里的植物净化有机酸,”安德鲁·克洛泽说Tradebe英国的安全、健康、环境和质量总监。我们每个输入匹配最有效的蒸馏过程,蒸发分子的混合物,然后冷凝。这是相同的分子——它的化学性质不变。

通常是一个封闭的循环回路,与化学返回到原始客户以便重用。我们原材料供应商也需要浪费掉,”克劳瑟说。它返回等效质量的新原材料。这些分子会被毁在高温焚烧炉,与能量回收(最多)。

碳储蓄相比,维珍溶剂可以很大,克洛泽说。生产一吨丙酮,例如,生成大约2000公斤的有限公司₂每吨,而回收产生约400公斤,”他说。”(四氢呋喃),不同的是更大的。”这些数字是保守的,他们排除了将会发生什么材料,如焚烧,而忽视了一个事实,那可以多次循环利用。这是循环经济方法的一个很好的例子。重要的,可量化的环境效益已经意识到。”

选择是否回收常常归结为经济可行性,然而。它将会花多少钱,会是多么困难吗?回收业务主管泰德Zajack说威立雅北美,在美国经营五种溶剂回收设施。对于一些溶剂,回收是非常昂贵。在美国市场,我们的一些客户会回收任何东西;我们可以返回他们,或卖给第三方。

生产一吨丙酮,例如,生成大约2000公斤的有限公司₂每吨,而回收产生约400公斤

一些公司宁愿更可持续的即使它更贵,而其他人则更加关注他们的底线比可持续发展,增加了他的同事吉姆Reddy。昂贵的溶剂更容易恢复,他说,即使有一个可怜的收益率或其他困难。”另一方面,维珍甲醇很便宜,所以它将花费更多的恢复比摆脱它,代之以处女,”他说。这可以归结为公司偏好。

化学品市场的周期性的性质也有影响。当溶剂市场,更多的公司看看回收溶剂,“Reddy说。当处女溶剂与市场价格下降,回收变得不那么有吸引力。”他注意到增加工业溶剂回收在过去的几年里,但这可能反映了在美国制造。大幅增加,但是,很可能需要监管部门的推动。

挑战依然存在,但已经取得的进步。我们越来越能找到更复杂混合物蒸馏解决方案的材料,在过去,会焚烧,”克劳瑟说。“我们现在能够量化的碳效益回收,从行业和利益增长,因为其可持续性收益。