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摘要：环氧丙烷绿色设计产品评价技术着眼绿色发展转型，强化技术驱动，提升环境治理水平，对业内企业至关重要。基于此，本文详细探讨了环氧丙烷绿色产品设计和评价技术。
关键词：环氧丙烷；绿色产品；指标体系
绿色产品是指在全生命周期中，符合环保要求，对生态环境和人体健康无害或危害小、资源能源消耗少、品质高的产品。当前，全世界都面临能源资源短缺、生态环境恶化、气候变化加剧等带来的巨大挑战。加大绿色产品供给，是解决当前环境与生产力发展间的矛盾、实现可持续发展的有效途径。
一、环氧丙烷生产工艺
环氧丙烷（PO）又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷、1，2-环氧丙烷，化学式为C3H6O，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体，具有类似醚类气味；环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。它是重要的基本有机化工合成原料，主要用于生产聚醚、丙二醇等。也是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。
1、乙苯共氧化法（PO/SM）。以苯和乙烯为原料反应生成乙苯，乙苯与氧气反应生成乙苯过氧化氢，乙苯过氧化氢再与丙烯反应生成
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苯乙醇及环氧丙烷，
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苯乙醇脱水生成苯乙烯的工艺路线。
2、异丁烷共氧化法（PO/TBA或PO/MTBE）。以异丁烷为原料和氧气反应生成叔丁基过氧化物，叔丁基过氧化物再与丙烯反应生成叔丁醇和环氧丙烷的工艺路线，叔丁醇还可进一步反应生成甲基叔丁基醚。
3、异丙苯共氧化法（CHP）。以异丙苯为原料和氧气反应，生成异丙苯过氧化物，异丙苯过氧化物与丙烯反应生产环氧丙烷和
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甲基苯乙醇，
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甲基苯乙醇再经氢解还原成异丙苯循环使用的工艺路线。
4、过氧化氢直接氧化法（HPPO）。以过氧化氢和丙烯为原料反应生成环氧丙烷的工艺路线。HPPO法生产过程中只产生终端产品环氧丙烷和水，副产品只有少量丙二醇。与其他生产工艺相比，HPPO技术的最大优点在于工艺流程简单，产品收率高，无污染，属清洁生产工艺。
二、环氧丙烷全生命周期考量和评级体系框架的确定
以生命周期的基本观点对产品进行绿色设计和评价更具有全面性，这是绿色设计的首要原则。生命周期评价技术是环境管理技术中的一种。按照生命周期的基本观点，先要确定评级体系框架，即分析和确定产品系统、系统边界、单元过程等基本要素。
1、产品系统。产品系统即评价对象，与评价目的相一致。产品系统应包括生产环氧丙烷的全部工序，分析各工序中的产品流、基本流、能量流、中间流，通过划定系统边界与其他产品系统分离。
2、系统边界。系统边界对评价的产品系统和与之有关的其他产品系统或过程进行切割，区分哪些是输入，包括原料、辅料、能源、资源等；哪些是输出，比如除环氧丙烷及共生产品，还包括无法循环的“三废”、余热余能、辐射、噪声等；哪些是产品系统内的中间产品，在产品系统内循环使用。确定系统边界才能进行量化统计，比如：在计算产品生命周期能耗时，回收利用的能耗不计入其中，但若回收的余热、余能供统计外的系统使用，则需扣除这部分余热或余能。
在划分系统边界时，既要考虑产品生命周期特点，也要考虑各工艺间的协调和可比性，还要与现有的一些要求相协调。比如：POSM的工艺流程较长，可考虑把乙烯和苯作为输入原料，而不是把乙苯作为原料，主要是考虑市场上商品化的乙苯原料少，现有的PO/SM工艺生产企业均自己生产，同时兼顾现有能耗限额标准GB 32053《苯乙烯单位产品能耗限额标准》确定的模型，与其相一致。而HPPO工艺把双氧水和丙烯作为起始原料，依据采用该生产工艺企业的原料采集特点确定。这样一来，同样是共氧化工艺的PO/SM和PO/TBA就具有很好的可比性，而与直接氧化工艺HPPO横向比较时，会因共氧化单元的纳入而增加系统能耗。
3、单元过程。明确评价系统中的各工艺单元过程、弄清各单元联系，为下一步建立指标体系、数据收集、数据计算、合并及与产品系统关联和开展评价做准备。环氧丙烷的单元过程包括生产、包装、储存、运输及其他辅助系统或附属系统的单元过程。工艺不同，生产系统的单元过程也有区别。
PO/SM：包括乙烯制乙苯单元、乙苯过氧化单元、乙苯过氧化物浓缩单元、丙烯环氧化制PO单元、PO精制单元、2-苯乙醇脱水制苯乙烯单元、SM精制单元。
PO/TBA或PO/MTBE：包括丁烷异构化单元（部分外购）、异丁烷过氧化单元、丙烯环氧化制PO单元、TBA/PO精制单元、MTBE精制单元。
CHP：包括异丙苯过氧化单元、异丙苯过氧化物浓缩单元、丙烯环氧化制PO单元、PO精制单元、二甲基苄醇氢解单元。
HPPO：包括丙烯直接氧化制PO单元、反应物分离单元、PO蒸馏和精制单元、甲醇回收单元。
4、评价体系的建立及简化。按上述步骤和方法可科学建立评价体系。原则上，评价系统应对产品系统中的全部单元过程评价。但有些时候，由于产品系统中的数据收集时间跨度长、指标不好量化、背景数据不好获取等原因，可对评价系统简化，对某些对结论影响不大的生命阶段或过程不进行量化，而给出明确的论证。
三、与政策、法律和标准的协调一致
与有关政策法规、标准和利益相关方的要求等协调一致，这是绿色设计的第二个原则。
当前，国家以标准化作为国家治理体系和治理能力现代化的重要手段，除政策规范，更多的是通过制定和实施标准，对行业绿色发展进行引导。
在技术先进性方面，生产过程中应采用国家鼓励的先进技术工艺，不得使用国家明令禁止或淘汰的技术、工艺、装备及相关物质。
在管理方面，按我国GB/T 19001、GB/T 24001、GB/T 28001、GB/T 23331要求分别建立并运行质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系、能源管理体系。
在安全和环保方面，安全管理应满足GB/T33000要求，拥有完善的“三废”处理设施和处置条件，污染物的排放应达到GB 31571要求，并应符合国家和地方污染物排放总量的控制指标。
在产品质量方面，应符合GB/T 14491要求。
此外，绿色产品的生产企业还需配备适当的能源计量器具、污染物检测和在线监控设备，且近年来无重大安全和环境污染事故，以满足开展绿色评价的基本条件和普通大众的环境利益。
四、环氧丙烷绿色产品评价的指标体系
1、评价指标体系。环境因素在新形势下将成为企业竞争力分化的一个重要因素甚至是决定性因素，这是进行绿色设计的初衷。绿色评价不仅关注环境影响，也关注经济性和产品质量。评价指标体系应以绿色性优先，并体现与质量性能、技术、成本兼容的特点，这是绿色设计的第三个原则。评价项目指标由四类一级指标、多项二级指标构成。一级指标包括资源属性、能源属性、环境属性、产品属性四大类。二级指标综合考虑技术先进性、经济合理性和环保绿色理念，选取可量化设置、可检测、可验证、可比较项目。
在综合调研行业生产情况后，以先进的清洁生产技术为依凭，从原材料的转化和利用效率、是否选用绿色替代化合物和原材料、控制生产过程中的能耗水耗、生产过程中的优先回收利用、达标排放情况等方面，列出需考虑的各项指标。
2、评价指标基准值。评价指标基准值按指标体系累积各生产企业数据，经计算、合并及与产品系统关联，结合国内环氧丙烷生产的实际水平最终确定。数据质量对基准值的确定非常重要，为了使数据能真实反应产品是否符合要求的特性，需参照上述确立的评价体系模型进行，并给予必要的指导。按照绿色评价的指导思路，各项评价指标的基准值以达到行业整体水平的前20％为宜，按照全部指标综合评定后，符合绿色产品评价要求的仅为行业整体水平的前5％，因此绿色评价指标基准值的设定十分严格。
参考文献：
[1]凌世明.环氧丙烷生产工艺研究[J].中国氯碱，2019（05）．
[2]黄煜.环氧丙烷绿色产品设计和评价技术研究[J].现代化工，2020（06）.