现代化工设计概论期末大作业

学院化工学院

专业过程装备与控制工程

年级大一

姓名曾献杰

2017年1月1日

硫的原子经济性利用生产链设计

1.原子经济性的概念及意义

1.1原子经济性概念:

原子经济性最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。即高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子, 使之结合到目标分子中, 以实现最低排放甚至零排放理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”,

1.2原子经济性的意义

○1最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源；

○2最大限度地减少了废物排放（“零废物排放”），因而最大限度地减少了环境污染，即从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。

2.提高原子经济性的途径

（1）.开发新型催化剂

例如：环氧丙烷的生产

传统方法——氯醇法

?2CH3-CH=CH2+2HClO→CH3-CHOH-CH2Cl+CH3-CHCl-CH2OH

?CH3-CHOH-CH2CL+CH3-CHCL-CH2OH+Ca(OH)2→

缺点：原子利用率低，仅为31%；消耗大量的石灰和氯气，设备腐蚀和环境污染严重

新型催化剂法：

钛硅分子筛（TS-1）催化氧化法

Ugine公司和Enichem公司开发了TS-1分子筛作催化剂的新工艺：

新工艺的特点：

a. 反应条件温和。常压，40-50℃。

b.氧源安全易得（30%H2O2），转化率高（以H2O2计算为93%）。

c.选择性高达97%以上，原子利用率76.3%。

d.仅联产水，是低能耗、无污染的绿色化工过

（2）简化合成步骤

布洛芬，非类固醇消炎剂，具有止痛消肿的作用。原来的合成方法有六步，原料的原子利用率为40.03%。

德国BHC公司发明了新方法，只需三步反应，原子利用率提高到77.44%。该公司因此获得1997年度美国“总统绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖

（3）采用新合成原料

甲基丙烯酸甲脂（简称MMA），一种重要的有机化工原料，其聚合物俗称有机玻璃。其工业生产方法是1932年由英国帝国化学工业公司首先开发出来的丙酮-氰醇法。该法以丙酮、HCN、甲醇为原料，原子利用率为47%，因为使用剧毒的HCN和腐蚀性的硫酸，严重危害环境，属于非环境友好的化学反应。

最近，Shell公司开发出了一种新工艺，以甲基乙炔、甲醇、一氧化碳为原料，二价钯化合物作催化剂，一步制得MMA，原子利用率为100%，反应选择性高达99.9%，单程转化率高达98.9%。具有很高的经济效益和环境效益

3.设计项目介绍

某生态工业园区具有以下的企业：

●40万吨/年有机硅（中外合资），

●1万吨/年气相白炭黑，

●11万吨/年PC（聚碳酸酯），

●20万吨/年MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯），

●20万吨/年烧碱，

●14万吨/年蛋氨酸，

●30万吨/年苯酚丙酮，

●13万吨/年丙烯腈，

●15万吨/年双酚A和相关的配套生产，

●20万吨/年聚碳酸酯工程塑料（PC）。

4.各产品的技术工艺

（6）烧碱的生产工艺：采用隔膜法生产烧碱，选用石墨阳极立式隔膜电解槽。

主要化学反应为：2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑，原子利用率为52.3%。

生产过程分为盐水制备，食盐溶液电解，碱液蒸发和熬浓，氯氢处理与输送等四大过程，生产流程如图（1），

生产工艺流程简述：首先将蒸发工序来的回收盐，卤水经预热温度控制在65-70℃，自上而下用泵压入化盐桶，同时用斗式提升机将固体盐自上部加入，以维持足够的盐层高度，使盐水通过后达到饱和，含NaCl：315g/l左右，再溢流入缓冲桶，加入精制剂Na2CO3，NaOH，BaCl2，使盐水中Ca2+

、Mg2+以及SO42-离子生成沉淀析出：CaCO3，Mg（OH）2和BaSO4。

盐水进入澄清桶前，加入苛化麸皮助沉。沉清盐水自澄清桶溢流圈流至中和槽，加入盐酸中和，控制PH值在7.5-8，中和盐水泵入精盐水贮槽，供电解使用。精制盐水泵入高位槽，经加热至65-85℃后注入电解槽，精盐水在直流电作用下进行电解，产生出氯气，氢气和烧碱。

（7）蛋氨酸生产工艺一生物酶拆分法和微生物发酵法生物酶拆分法是将DL-蛋氨酸酰化成乙酰DL蛋氨酸，利用米曲霉中的氨基酰化酶或者动物肾脏中的酶拆分为L-蛋氨酸。Tosa等[19]应用连续溶解技术，即用一系列固定化真菌氨基酰化酶溶解DL-蛋氨酸混合物，拆分得L-蛋氨酸，并于商业化应用。

Voelkel等[20]用曲霉菌的休止细胞，将DL-5-（2-甲基硫基乙基）-乙内酰脲转化为蛋氨酸，其产率达 90%。蒲广西等[21]利用基因重组工程技术构建氨基酸酰化酶工程菌，连续拆分 DL-蛋氨酸，酶解液经分离精制获得 L-蛋氨

酸，收率高达 74.5%左右。热拉尔?里歇等[22]应用循环酶法制备富含对应异构体的 L-蛋氨酸，所得产品产废量小，产率高。王东阳等[23]发明一种 L-蛋氨酸非水溶液酰化高效生产方法，DL-蛋氨酸直接滴加醋酐进行酰化反应，无需进行拆分工序。微生物发酵法生产蛋氨酸，收率极低，成本较高，目前还不具备工业化生产价值，因此关于此方面的研究并不多。Fong 等[24]提出

L-蛋氨酸可以通过酶催化合成，或者通过微生物的深层发酵合成。 Young 等[25]通过蛋白质的表达制备 L-蛋氨酸菌株，在 L-苏氨酸中生物合成得 L-蛋氨酸。此外，Rose 等[26]尝试利用发酵法制备蛋氨酸，但其收率不高，此技术不利于工业化应用。化学合成法蛋氨酸的化学合成方法一般是以甲硫醇与丙烯醛加成后经 Strecker 反应而得[27-28]，主要有氨基内酯法、丙二酸酯法、固-液相转移催化法和海因法等。目前对海因法合成蛋氨酸的研究较多，该方法具有原材料价格低、生产工艺路线短、工艺能耗少、收率高等特点，因而被国内外广大生产厂家所采用。 2.2.1 氨基内酯法 Livak 等[29]对γ-丁酯内酯溴化得α-溴-γ-丁基

内酯，再氨化得α-溴-γ-羟基丁酸，经氰化钾处理和闭环合成得 5-（β-溴乙基）-乙内酰脲，并于碱性溶液中水解即得 DL-蛋氨酸，产率为 17%。Snyder 等将 3,6-二-（β-氯乙基）-2,5-二酮哌嗪与硫脲反应，所得硫脲鎓盐衍生物用二甲基硫酸盐和氢氧化钠等处理得到 3,6-二-（β-甲硫乙基）-2,5-二酮哌嗪，水解得 DL-蛋氨酸，产率为 66%。此外，Sizoo 等[30]报道了将甲硫基丙醛于 30%氰化钠溶液进行反应，再利用甲硫基丙氨基腈，对其进一步水解从而制得蛋氨酸，使其产率高达 61%。 2.2.2 丙二酸酯法Barger等[29]以2-甲硫基氯化乙烷和邻苯二甲酰亚胺基丙二酸乙酯的钠盐为原料，缩合得一缩合体，于碱性环境下，经过一系列反应，再进行水解从而得到 DL-蛋氨酸，该工艺所得产品的产率为 58%。 Goldsmith 等将 2-

甲硫基氯化乙烷与乙酰氨基丙二酸二乙酯在乙醇钠存在下缩合反应，并加水分解得缩合体即得 DL-蛋氨酸，总收率为 60.5%。 2.2.3 固液相转移催化法法国罗纳-普朗克公司以 2- 羟基-4-（甲硫基）丁腈为原料，三乙胺和硫酸镁为催化剂生成苯亚甲基乙酸乙酯，并在氢氧化钾、碳酸钾等催化下，通过取代水解得到蛋氨酸，所得产品选择性好，收率高；但由于生产成本高，难以实现工业化应用。石程等[32]以甘氨酸酯为原料，同样用固-液相转移催化法经过取代，水解制得蛋氨酸，产率达 59％。日本曹达株式会社[33]也有报道，在氨水溶液中，2-氨基-4-甲硫基丁腈、2-氨基-4-甲硫基丁酰胺等原料在生物催化剂下水解，转换为蛋氨酸的氨水溶液，通过分离，馏去氨，析出蛋氨酸结晶。该法能源成本低，废弃排污少。 2.2.4 丙烯醛法（海因法）生产工艺目前，采用海因法制备蛋氨酸的合成工艺主要集中在以下几个大型的跨国公司：法国的安迪苏公司、日本的曹达公司、德国的迪高莎公司、美国的孟山都公司等，有关的生产工艺研究，国内外已有诸多报道[31-37]，现分别进行说明。法国的安迪苏公司：2-甲硫丙醛与 NaCN、NH4HCO3 缩合生成海因，然后海因在 NaOH 溶液中水解，生成蛋氨酸钠，再用硫酸酸化，生成副产物 Na2SO4，原料 CO2和 NH3在工艺中循环使用，总收率可以达到 83%，其工艺流程如图 2。

图 2 法国安迪苏公司蛋氨酸生产工艺流程图[34-35

（8）苯酚丙酮生产工艺主要采用异丙苯法生产，其工艺步骤是:苯和丙烯反

应得到异丙苯;异丙苯经氧气或空气氧化，生成过氧化氢异丙苯(CHP);CHP分解生成苯酚和丙酮。该方法以KBR公司的苯酚法工艺最为典型。除从异丙苯生产高纯度苯酚和丙酮外，还回收副产物α-甲基苯乙烯(AMS)和苯乙酮(AP)。在该工艺中，异丙苯用空气氧化成CHP的效率高达95%以上，CHP被浓缩，并在酸催化剂存在下高产率(大于99%)地分解为苯酚和丙酮。AMS加氢为异丙苯，用于循环氧化或回收。带有AMS加氢的流程，1.31吨异丙苯可生产1吨苯酚和0.615吨丙酮。KBR苯酚工艺具有低能耗、低原材料消耗、低生产费用和低排放污染的特点。现已采用该工艺建设了30套生产装置，生产苯酚总能力超过280万吨/年。20世纪90年代底，Aristech公司和壳牌化学公司采用该工艺分别在美国建成10万吨/年和22.5万吨/年装置，中国石化上海高桥分公司也引进了这一工艺。采用该工艺生产的苯酚占世界能力的50%以上。埃克森美孚公司还开发了由过氧化氢异丙苯(CHP)制取苯酚的催化精馏技术，塔器催化剂床层中采用Zr-Fe-W氧化物固体催化剂，转化率可达100%，苯酚和丙酮选择率高，而4-异丙苯基苯酚、α-甲基苯乙烯(AMS)二聚物及焦油等高沸点的联产杂质数量很少。该工艺对苯酚的选择性为89.5%，稍低于采用硫酸为催化剂的传统工艺。反应器催化剂床层操作条件为:50~90、34Kpa、液时空速4h-1。联产物α-甲基苯乙烯和苯乙酮的选择性分别为9.7%和0.8%。该催化精馏工艺有效地将反应热用于丙酮精馏过程，将反应过程和精馏过程结合在一起，降低了能耗和投资。由于采用固体酸催化剂代替通用的硫酸催化剂，可免除产物的中和过程。甲苯-苯甲酸法先将甲苯液相氧化为苯甲酸，苯甲酸再转化为苯酚。具有甲苯原料来源广泛、流程简单等优点。目前采用的异丙苯法存在联产大量丙酮(丙酮和苯酚产率比为0.6:1)问题，同时苯酚需精制而耗用能源。现正在开发苯直接氧化制苯酚的一步反应法。日本研究人员开发了利用贵金属催化剂的一步法工艺。首诺(Solutia)公司开发了采用一氧化二氮为氧化剂使苯直接催化氧化为苯酚的一步法工艺。最近日本先进工业科技国家研究院(AIST)开发了由苯一步法合成苯酚工艺，而常规工艺从苯开始需三个步骤，并且产生需处埋的废酸。AIST的工艺使用不锈钢外管和多孔α-氧化铝内管组成的反应器，关键元件是厚1μm的钯膜催化剂，用化学蒸气沉积法涂复在氧化铝管的外侧。膜由AIST与丸善石化公司和NOK公司共同开发。反应器置于加热至150~250的加热炉内，苯和氧气流过氧化铝内管，0.2MPa压力的氢气沿管外侧通过。氢被吸附在膜上，在此被离解和活化，然后通过氧化铝管内表面，活化的氢捕集管子内表面

上的氧分子，生成活化的氧，活化的氧与苯环的双键反应通过苯环氧化物由苯生成苯酚。实验室中，在转化率低于3%时，生成苯酚的选择性大于90%。10%~15%转化率时，选择性大于80%。苯酚产率为每千克催化剂1.5千克/时，随着工艺过程的改进，预计转化率还可提高。

（9）丙烯腈生产工艺丙烯氨氧化工艺目前世界95%以上的丙烯腈生产采用

BP公司开发的丙烯氨氧化法生产工艺(So hhi o工艺) 。以化学纯丙烯( 丙烯含量92% ～94%)和化肥级氧为原料( 进料组成为丙烯∶氨∶空气=1 ∶1. 2∶10) ,主要采用磷-钼-铋系催化剂,采用流化床反应器,在反应温度400 ～500 ℃、压力0. 05 ～0. 1 MP a下与空气进行丙烯的氨氧化反应,在反应器中的接触时

间为10s 或更低。丙烯、氨和空气通过流化床反应器氨氧化生成丙烯腈, 副产品要包括乙腈、氢氰酸、丙烯醛、丙烯酸和CO 2,此外还有少量未反应的丙烯和氨。除去未反应的氨,反应气体去水吸收塔,用低温水将气体中的有机物吸收。然后,将吸收液送去丙烯腈回收精制工序,分离出高纯度丙烯睛、氢氰酸和粗乙睛。BP公司丙烯氨氧化法生产工艺的主要技术改进集中在催化剂、流化床反应器以及节能降耗等[ 1 , 2 ] 。从节能出发,工艺改进主要有如下进展: ( 1)由脱氰塔顶直接分离出高纯度氢氰酸, 省去氢氰酸精制塔,提高脱氰塔的效率; ( 2)萃取塔侧线

出料, 由萃取塔下部侧线抽出乙腈,将抽出液送到乙腈回收塔, 增大乙腈浓度,减少蒸汽消耗;。该方面的研究主要体现在以下三方面: 1)气体分布器的改进。BP公司通过调节空气分布板与丙烯氨分布器两者之间喷嘴的相对位置,改变喷嘴密度等,取得了较好的效果, 提高了丙烯腈的收率。中国石化集团开发了多重圆环形、气流侧吹的新型分布器, 使丙烯腈单程收率提高一个百分点以上。2)旋风分离器的改进。近年来, 通过增大旋风分离器筒体的径高比和缩短旋风分离器腿, 可提高回收率和防止催化剂堵塞,催化剂损失明显降低,细粒子流失量减少,从而使反

应器始终有良好的流化状态。3)催化剂补给方式的改进。最早采用的是一定时间补加一次的方法,后来采用少量多次补加, 最新的补加方式是每0.5 h补加一次,同时加入一定量的含易挥发组分的物料,这种改进可使催化剂寿命达6年以

上丙烷氨氧化工艺由于丙烷与丙烯之间存在着巨大的价格差, 而且丙烷资源

丰富,从而使以BP /S o h i 0、三菱化学公司(MCC)为代表的一些公司纷纷研究用丙烷作原料生产丙烯腈的工艺。目前, 丙烷氨氧化制丙烯腈工艺有直接氨氧化工艺(一步法)和丙烷脱氢后再丙烯氨氧化工艺(两步法)。1. 3. 1一步法丙烷直接氨氧化工艺是丙烷在催化剂作用下, 同时发生丙烷氧化脱氢反应和丙烯氨氧化反应。20世纪90年代初, BP公司开发出了丙烷氨氧

化一步法新工艺, 该工艺采用了一种新开发的催化剂,它对丙烯腈的选择性相当高,而对副产物丙烯酸的选择性较低, 它既适用于以氧气为氧化剂的低丙烷转化工艺, 又适合以空气为氧化剂的工艺。日本旭化成公司开发的丙烷直接氨氧化工艺是将丙烷、氨和氧在装有专用催化剂的管式反应器中进行反应, 其催化剂为S i O 2上负载20% ～60%的Mo 、V、Nb或S b金属, 反应中用惰性气体稀释, 反应条件为415 ℃和0. 1MPa 。当丙烷转化率约为90%时, 丙烯腈选择性为70%, 收率约为60%[3] 。表1将BP -Amo c o公司、旭化成公司、三菱化学公司的丙烷法工艺与丙烯法工艺进行了比较。注: 丙烷、氨、丙烯价格( 单位为: 美分/k g )分别为19. 8、191和39. 6。虽然丙烷原料价格不到丙烯的一半,然而, 由于丙烷转化率过低, 反应产物较复杂, 因而装置投资费用高于丙烯法工艺。但考虑到装置的回报率, 产品成本并未占多大优势, 所以过高的投资费用在一定程度上制

约了丙烷法的工业化进程。因此进一步开发高性能催化剂、优化工艺条件是促进该工艺实现工业化的重要因素,见表1。表1丙烷法和丙烯法制丙烯腈技术经济比较

BP-Amoc o丙烷法工艺旭化成丙烷法工艺三菱化学丙烷法工艺BP-Amoc o丙烯法工艺

装置规模/(Mt · a 1) 0. 18 0. 18 0. 18 0. 18 投资费用/百万美元界区内97. 2 106. 9 107. 7 86. 7 界区外124. 0 131. 3 129. 7 101. 5 总固定投资221. 2 238. 2 237. 3 188. 4 生产成本/(美分·kg 1) 原材料66. 2 63. 0 56. 6 62. 5 副产收益-27. 7 -13. 4 -11. 7 -8. 4 公用工程6. 6 6. 3 5. 9 8. 3 可变成本45. 1 55. 9 50. 8 62.

5 装置现金成本53. 9 65. 3 60. 2 69. 1 生产成本66. 0 84. 3 78. 9 86. 3 产品成本101. 5 117. 0 111. 5 112. 2 1. 3. 2两步法丙烷脱氢后再丙烯氨氧化工艺是以丙烷为原料分两步进行: 1)丙烷脱氢生成丙烯; 2)用传统丙烯氨氧化工艺生成丙烯腈。在第一步反应中用Pt /Al 2O 3作氧化剂,反应温度为890 ～920 K ,反应压力0.

2 ～0. 5 MP a ,丙烷单程转化率约40%, 丙烯选择性为89% ～91%。第二步使用Bi -Mo -Al Ox系催化剂,反应温度67

3 ～773 K ,压力为0. 05 ～0. 2 MPa 。日本三菱化学和Br i t i s hOx y g e nCo开发成功丙烷两段氨氧化工艺, 其特点是采用选择性烃吸附分离体系的循环工艺,可将循环物流中的惰性气体和碳氧化物选择性地除去,原料丙烷和丙烯可全部被回收,使生产成本降低约10%,原材料费用降低约20%,从而解决了低转化率带来的原料浪费问题。。

（10）聚碳酸脂过程塑料生产工艺8年Einhorn通过二羟基苯在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成出PC之后，在PC合成工艺的发展历程中，出现过很多合成方法，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法、部分吡啶法、光气界面缩聚法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚法等等，但迄今为止，实现工业规模生产的只有光气界面缩聚法和熔融酯交换缩聚法两种工艺。目前，PC生产技术主要有溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法和全非光气法，前两者统称为光气法。溶液光气法

溶液光气法的工艺路线为：光气+双酚A(BPA)→PC。以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力。

界面缩聚光气法

界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺，其与溶液光气法的主要不同在于：双酚A首

先与氢氧化钠溶液反应生成双酚A钠盐，后加入二氯甲烷，通入光气，使物料在界面上聚合，生成低分子量PC，然后经缩聚分离得到高分子量PC产品。此工艺路线技术成熟，产品质量高，不用脱除溶剂，成本较低，适合大规模和连续生产，而且产品纯净、易加工、分子量高，能满足各种用途性能要求，在PC生产工艺中占绝对优势，目前世界上约有90%的PC生产采用该工艺。

近年来对该工艺的主要改进体现在环状齐聚物的开环聚合和后处理工艺方面。美国GE公司推出了环状低聚物开环聚合新工艺，不仅改善了产品的加工性能，而且成本有所降低，其关键步骤是制备环状低聚物。双酚A与光气反应生成双酚A-双氯甲酸酯，经水解缩合生成环状低聚物，再进一步缩合即得产品PC。此工艺比熔融缩聚更为实用，且为活性聚合，在较短时间内可制得比传统产品分子量高10倍的PC产品。

后处理工艺的主要改进是开发出将蒸发与沉析相结合，并配之以排气式挤出机的工艺路线，即将溶有PC的二氯甲烷溶液与甲苯蒸气以逆流方式在汽提塔去除沸点较低的二氯甲烷。由于PC只微溶于甲苯，二氯甲烷去除后，便得到PC

与甲苯的浆料；经薄膜蒸发可得到PC含量大于80%的PC-甲苯混合物；然后直接送入排气式挤出机脱净残余甲苯，共挤出造粒，从而有效简化了后处理工艺。

界面缩聚光气法存在下列问题:

(1)使用光气作为单体或反应界面。光气，学名碳酞氯或氯代甲酞氯。纯净的光气在常温下为无色有特殊臭味的气体，剧毒。光气分子中具有两个酚氯基团，是一种极其活泼的化合物，遇水后发生强烈反应，极易水解生成二氧化碳和氯化

氢，有强烈的腐蚀性。易溶于水，造成环境污染，扩散到河流中。光气是极毒的气态物质，主要损害人的呼吸道，导致化学性支气管炎、肺炎、肺水肿。当光气泄漏，还会污染大气。

(2) 反应过程中需使用大量的二氯甲烷作为聚合溶剂，而二氯甲烷是一种可能致癌的物质。

酯交换熔融缩聚法

酯交换熔融缩聚法的工艺路线分为两步：①光气+苯酚→DPC；②DPC+BPA→P C，简称酯交换法，又称本体聚合法，也是一种间接光气法工艺。苯酚经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)，然后在高温、高真空和微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A进行酯交换反应生成低聚物，再进一步缩聚制得P C产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法，但产品光学性能较差，催化剂易污染，副产品难以去除，加工困难，应用范围有限，再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。

非光气酯交换熔融缩聚法(全非光法)

非光气酯交换熔融缩聚法因工艺过程中彻底不使用光气，是在酯交换法生产工艺的基础上开发成功，属绿色环保工艺路线，又称全非光法。其生产工艺也分为两步：①酯交换法合成DPC：苯酚

+DMC→DPC；②DPC+BPA→PC。首先，以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯(DMC)；其次，苯酚和DMC反应首先生成甲基苯基碳酸酯(MPC)，然后MPC 和苯酚进一步反应生成DPC，同时MPC发生歧化反应也生成DPC。得到非光法DP C后，在熔融状态下与双酚A进行酯交换、缩聚制得PC产品。该法与光气法及酯交换法相比，有以下优点：①不使用剧毒的光气和溶剂二氯甲烷，无脱溶剂和

水洗脱盐工序，流程简单，大大降低了对环境的污染；②产品质量高，聚碳透明度可达98%，达到光学级聚碳酸酯性能指标，可用来制造光盘类光电子产品；③副产品甲醇和苯酚可循环使用，降低原料成本。目前世界各大聚碳酸酯公司已先后建立起了非光气酯交换法的工业装置。根据生成碳酸二甲酯所采用的原料的不同，分别有GE 公司以甲醇、一氧化碳和氧气为原料，经氧化、梭基化等反应制成DMC;日本旭化成公司开发的非光气酯交换法有独特的创意，使用二氧化碳、环氧乙烷(EO)和双酚A(BPA)作为主要原料生产聚碳酸酯(PC)，副产乙二醇(EG)。该工艺既不使用光气，也不使用二氯甲烷，产生很少的废物，是一项污染小的新工艺，该工艺已用于台湾旭化成奇美聚碳酸酯装置，生产能力已达到6.5万吨/年。

产业链设计

四.安全性与生态性分析

生态工业技术的开发应该遵循减量化原则、再利用原则、再资源化原则这三个原则。

减量化原则注重将产品灵活化，根据消费的功能需求来优化产品结构，开发出性能更好、更加“灵巧”的产品或技术，以此减少资源和能源的消耗。在减量化原则中，要遵循物质转化中低物耗、低能耗工艺优先的原则，使资源的利用率达到最高。

再利用原则指的是重要元素在工业系统中的循环代谢。如通过化学加工，将副产物分解进行资源循环利用。

再资源化原则是针对废弃物的回收利用而言。

所以一个生态化工项目或者园区的“静脉产业”建设是十分重要

的，“谁制造，谁分解；谁销售，谁回收；谁污染，谁治理”等理念的推进是十分必要的。

所谓静脉产业，即资源再生利用产业，是以保障环境安全为前提，以节约资源、保护环境为目的，运用先进的技术，将生产和消费过程中产生的废物转化为可重新利用的资源和产品，实现各类废物的再利用和资源化的产业，包括废物转化为再生资源及将再生资源加工为产品两个过程。作为解决废弃物快速增长的一个良好途径，静脉产业应当在新上马的南港化工项目中得到充分应用，以有利于生态化工建设。

在生态化工园区的建设中，我们应当充分运用工业生态学、系统工程、化学工程的理论和方法，从元素代谢与物质循环、工业共生、柔性、演变进化、能量集成、水集成、关键链结技术、与自然生态协调、信息系统等多个方面，对南港生态工业系统的生态产业链进行定量的分析与比较，得到平均路径长度、原子利用率、共生效益、柔性指数、生态生产力等一系列生态系统特性指标，建立了一套系统的生态工业分析方法和指标。在上述分析的基础上，结合现今已有的生态化工园区的建设经验及案例，完成南港生态化工建设。

在前面的工艺分析中，已经在简要的分析基础上挑选出了较为适宜的产品合成路线。在对各合成路线进行深入开发试验分析之后，再通盘考虑园区的产品物料网络建设，以及热交换网络的建设。并且在网络构建的过程中，应当同步考虑到经济合理、技

术可行、环境友好等诸多因素。

六.系统稳定与区域整合

生态园区作为一个整体要能够有效的抵御市场风险、保持自身稳定。与传统园区相比，生态园区在面临资源供应、市场需求以及外界环境随机波动时具有较大的弹性，整体抵御市场风险的能力大大加强。同时，它不断吸收新的生产单位来填补园区产业链上的空缺，设立面向管理者、技术人员等培训体系，也进一步提高了生态园区的稳定性和可持续性。也要通过与周边区域资源、环境的耦合，融入到区域发展的生态和经济网络之中，为区域的经济发展和环境改善做出贡献。

带动协调发展：生态园区作为整个区域系统的一员，不仅注重自身的经济发展和环境保护，而且强调与所在区域的总体发展紧密相连。生态园区通过自身产业的建设能够带动区域工业、农业及第三产业的共同进步，从而促进了整个区域的经济发展。生态园区能够改善区域环境，同时为社区提供更多的就业机会和各类服务，提高了人们的生活质量。生态园区还通过影响人们的观念，带动区域科技、教育、文化的进步，促进区域的协调发展，具有明显的社会作用

尽可能将园区与社区发展和地方特色经济相结合，将园区建设与区域生态环境综合整治相结合。要通过培训和教育计划、工业开发、住房建设、社区建设等，加强园区与社区间的联系。要将园区规划纳入当地的社会经济发展规划，并与区域环境保护规

划方案相协调。

大力采用现代化生物技术、生态技术、节能技术、节水技术、再循环技术和信息技术，采纳国际上先进的生产过程管理和环境管理标准，要求经济效益和环境效益实现最佳平衡，实现“双赢”