全球綠色可再生化學產品之發展概況

刊登日期:2015/3/4
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陳育誠 / 工研院產經中心
 
一、綠色化學與可再生化學品之定義與範疇
根據美國 EPA 顧問 Yale University 教授 Paul Anastas 和 John C. Warner 提出的論述,綠色化學須遵守下列的 12項原則:
1. 防止廢棄物產生:設計化學合成路徑以防止廢棄物的產生,從而無需進行廢棄物的處理。
2. 合成更安全的化合物和產物:透過分子結構設計生產更具功效,且低毒或無毒的化合物。
3. 降低化學合成路徑的危險性:降低或消除合成產物路徑對人類及環境的毒性。
4. 使用可再生的原料:使用可再生的原料而非消耗型原料;可再生的原料一般來源於農產品或是其他過程產生的廢物;消耗型原料一般來源於石油、天然氣、煤礦物等。
5. 使用催化劑而非當量試劑:通過催化反應將廢物的量降到最低。催化劑是指少量而可以多次催化反應進行的試劑,而當量試劑一般過量且只能反應一次。
6. 避免化合物的衍生物:避免使用保護基或其他暫時的修飾,衍生物的產生將使用額外的試劑,並產生廢物。
7. 使原子經濟最大化:最大比例的利用起始反應物的原子。
8. 使用更安全的溶劑和反應條件:避免使用溶劑,混合物分離試劑,和其他的輔助化合物。如果必須使用這些化合物,選擇無害的物質。如果需要使用溶劑,盡量選擇水。
9. 提高能源效率:可能的話,在常溫常壓下進行反應。
10. 設計可降解的產物:產物在使用後,應可降解,而不會在環境累積。
11. 全程分析並防止污染:在生產過程中進行全程監控,以減少或消除副產物的生成。
12. 使事故的可能性降到最低:設計化合物及其狀態(固態、液態、氣態),以降低爆炸、火災、泄漏發生的可能性。

其中第四條指出,使用可再生( Renewable )的原料,也是重要的綠色化學發展方向,故我們可以將應用非消耗型原料,例如:農產品或是其他過程產生的廢物,所生產的化學品定義為可再生化學品( Renewable Chemical )。下文將討論應用農業產品與工業製程中廢棄二氧化碳做為原料之化學品發展概況與趨勢。

二、生物化學品之發展概況
生物化學品(Bio-based Chemical)係指應用生物來源之原材料透過化學或生物程序所合成之化學品。由於石化原料終有枯竭的一天,發展生物化學品以代替現有化石來源之化學品,在長遠上來看是一條必走的路。

由於C2與C3之生質化學品,在商業化上已行之有年,下文將主要介紹近年來全球C4以上生質化學品之發展動態。
(一) 正丁醇
正丁醇主要用做其他化學品之上游原料、溶劑與汽油添加劑,應用生質技術之生質正丁醇產品已商業化生產多年,中國大陸、巴西與美國等地皆有廠商可以進行商業化生產,較著名的廠商有 Eastman、Green Biologic、Granbio、Celtic Renewables ----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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