化学工业在飞速地变化，后来者的日子总是不好过。当原油还是能源和基础化工产业的原料时，天然气和生物质原料就已经开始挖墙角了。多年试验的流程工艺技术、价值增值链和企业经营模式来到了试验台上接受考验，而且总是不断地有人拿着创新性的技术挤进这一市场。

毫无疑问，化工领域开始变革了。它所使用的原材料将更加广泛和多样。即便是石油化工领域也必须与时俱进，例如加拿大安大略省的石油城萨尼亚(Sarnia)。早在1858年时这里就发现了石油，一百多年来，萨尼亚有着最大的石油化工生产设备，包括塑料、合成橡胶、汽油和润滑油等，萨尼亚向加拿大和北美洲的工业企业提供所需的基础原材料和燃油。这座城市是第一座完全依靠石油而建成的城市。而现在，加拿大人也打算当一次结束石油时代的开路先锋。安大略以强大的农业和加-美两国巨大的气田为依托，打算从页岩气和生物质原材料中有所斩获。而且这种转向已经开始。

Nova Chemicals公司的生产负责人Thom Thompson先生找到了买主，但不是二手车的买主，Thompson先生眼睛盯着的是另外一件事情：原油裂解，拆解开来但功能齐全的原油生产设备。这些设备来自距萨尼亚市十英里的科伦那市，刚刚退出石油生产过程。2013年Nova公司宣布利用页岩气作为裂解材料生产出了乙烷。2014年年底时，最后一桶原油也被页岩气挤出了原料位置。

现在，这些设备100%地利用美国马塞卢斯页岩气田的页岩气为原料进行生产。尽管2011年时乙烷裂解工艺耗费了2.5亿美元，远远高于当时石油生产的费用，Thomspon先生仍然无悔：“老板问我，原油价格低到什么程度时我们要再次启用石油裂解技术?我说我们不打算这样做。”他开玩笑地说道。天然气的价格越来越有利，通过天然气管道输送天然气也越来越可靠，且生产非常灵活。目前，第二步计划到2019年时将乙烷裂解的产能再提高50%。

天然优势的地理位置

一个大胆的举动能够成为一个很好的学校。毕竟在安大略实现油改气的条件比较有利。加拿大的这一行政州与美国的马塞卢斯和巴肯两大页岩气田接壤。另外，它距离北美天然气管网第三大枢纽站Dawn很近。

天然气公司的核心枢纽站在萨尼亚市南35.4 km处，那里除了少数平房建筑、压缩机站和管道之外，完全看不出这里每天要转运3 000万美元的天然气。Dawn枢纽站更像是一个商品交易所：枢纽站是67 000 km的天然气管道和45亿m3储罐构成的北美洲天然气网络联盟的神经中枢。

在寒冷的冬季，Dawn枢纽站为多伦多提供了80%的天然气，包括了百万人口大都市多伦多及周边的工业基地。当然，这一枢纽站的设备也必须具有相应的规模和大小。例如设备使用了六台性能强大的、由涡轮轴发动机驱动的Rolls Royce RB211压缩机，它是波音747大型喷气客机发动机的后裔。与升压压缩机一起，它们提供的总功率高达235 000马力(173 MW)，Dawn枢纽站是北美洲第二忙碌的天然气枢纽站。

备受瞩目的生物质

天然气的发展趋势不容小视，萨尼亚市工厂原来的关键设备，Polysar公司生产的世界级聚合物生产设备已经不存在了。今天，Lanxess公司在原来Polysar公司的厂址负责新的塑料产品生产设备的工作运行。1990年时，科隆人最初只负责萨尼亚的合成橡胶的生产任务。现在，科隆人变废为宝，将老的聚合物生产设备变为现代化化学工业园的一个组成部分。依托萨尼亚附近的高速公路和铁路，大存储能力的仓库以及深水港，Lanxess公司成功迈出了生物工业技术领域的第一步。

今天，尽管天然气的作用和意义与日俱增，但基础化工的主要原材料仍然是石油。与此同时，一些合适的替代材料也可以成为这些产品的重要基础原材料。琥珀酸就是其中之一，可以生产合成树脂、稀释剂和聚酯。通过对琥珀酸的大量研究试验，化工技术专家们预测它将会在化工生产领域中有着广泛的应用。未来，它将有潜力构建一个可再生原材料的技术平台，以生物质原材料为基础生产诸如丁二胺-[1,4]、四氢呋喃和医药产品。

在生物技术工业园中，加拿大的Newcomer Bioamber公司正在从事从糖中提取琥珀酸的研究。他们在琥珀酸的提取过程中使用了嘉吉公司的转基因酵母菌，这是琥珀酸生产的理想选择。这种方法可以很好地降低生产成本：“我们不仅拥有了新的技术，而且我们也树立了新的价格标准。”Bioamber公司执行副总裁Mike Hartman先生非常肯定地说道，相比于该方法，利用石油化工技术生产出来的琥珀酸价格高出大约50%。

很长的研发过程

该工艺过程是多年研发的成果，在2008年第一次生产尝试后，Bioamber公司就决定在萨尔尼市开始利用生物质原材料生产琥珀酸。而这家加拿大的化工巨头在世界各地有约100个生产基地，但Bioamber公司的执行副总裁Hartmann先生认为北美基地有着得天独厚的优势：“在北美洲地区能够收购价格便宜的糖和生物质材料，电力能源价格也十分经济。”2013年时，Bioamber公司开始建造第一套年产3万t琥珀酸的流程设备，目前该装置已经开始收益。根据市场对这一产品的需求，公司决定再建一套年产10万t琥珀酸的流程设备。

流程工业的原材料转变已经全面启动。世界各地的专家学者都在研究利用生物质原材料生产聚合物和燃料的工艺技术。但研发的新技术与现有石油产品或者廉价天然气产品之间的竞争仍然非常激烈。目前，变化莫测的原材料价格使许多未来技术的投资商们犹豫不决。“我们必须在越来越短的时间里开发出持久性的解决方案。”Ecosynthetix公司的副总经理Peter van Ballegooie先生说道。这家对“可持续发展化学品”有着所有权要求的企业在可持续发展化学品方面有着长足的进步。目前，Ecosynthetix公司每年销售的生物质塑料价值就达到了2 000万美元。他们使用的反应式挤出机能够把碳水化合物的聚合物结构打碎，把所有的结晶物质都排除在外。这一工艺过程不需要使用化学药剂。因此这一工艺也是为数不多的几个真正贯彻落实12条绿色化工原则(参见上页说明)的工艺技术之一。此外，它所生产出来的产品也是可降解的塑料产品，所用的聚合物都是可以生物降解的，都可以降解为无害的分解成分。

一件事情，两种表现

有生就有死，Ballegooie先生相信由可再生材料生产出来的化工原材料有可能替代价值高达600亿美元的石油化工产品。但利用可再生原材料生产化工产品所面临的挑战也是非常严峻的——低油价可能会带来石油工业的复兴。生物技术在其繁荣昌盛之前就谢幕了吗?大多数的专家学者一致认为，当成功地利用好生物质垃圾时，例如把木屑利用起来时，可再生原材料的整个利用潜力才算真正被挖掘出来。在这一领域中，也会从意想不到的方面得到一些保护性的政策和措施。IHS Chemicals的专家相信，从长期发展的角度来看页岩气将会是生物技术革命的一个强有力推动者。分析家们相信，石油化工产品，迄今为止在石油化工生产过程中所产生的垃圾产品将会轻而易举地被赶出市场。

“技术的进步缩小了可再生原材料与石油原材料之间的成本差距。尤其是橡胶生产企业，它们都在寻找价格稳定的替代解决方案。”IHS Chemicals公司化工领域的负责人Marifaith Hackett先生说。也许，这场竞争根本不是围绕二选一和肩并肩竞争的问题，它本就是一枚硬币的两面。

绿色化工的12条原则

12条原则，您知道吗?

1. 以预防代替无害化排污处理：首先是根本不产生垃圾。

2. 原子经济性：合成工艺技术的设计应能在产品中找到所有的反应物。

3. 无害化的合成：选择的反应方法应生产最少的有害物质。

4. 研发安全的化学品：最高的效用和最低的毒性。

5. 安全的稀释剂和辅助材料：尽可能放弃使用辅助材料，或者选用危险性最小的辅助材料。

6. 能效：反应过程消耗的能源尽可能的少。

7 .可再生原材料：尽可能使用基于生物质的或者可再生的原材料。

8. 最少的衍生物：避免生成不必要的衍生物。

9. 优选催化技术：优选按照化学计量法的催化反应技术。

10. 可降解性：设计的产品应具有生物可降解性能。

11. 减少有害物质排放的实时检测分析：能够直接监控反应过程的实时检测分析和必要时的干涉。

12. 本质安全：应选择事故隐患尽可能少的反应物。