碳酸二甲酯（DMC）是一种十分有用的有机合成中间体，能与多种醇、酚、胺及氨基醇等反应，从DMC出发可合成聚碳酸酯，异氰酸酯、氨基甲酸酯、丙二酸酯、丙二尿烷等许多化工产品。因此，它在制取高性能树脂、溶剂、染料中间体、药物、增香剂，食品防腐剂、润滑油填加剂，汽油添加剂等领域的应用越来越广泛。因而，DMC已被称为当今有机合成的“新基石”。该项目采用了产品耦合、过程耦合的多重耦合过程强化技术、能量系统集成和塔设备单元强化技术等多项关键技术，突破性地解决了极其稳定的CO2活性难题，利用工业废气二氧化碳和环氧乙烷（或环氧丙烷）生产绿色化学品碳酸二甲酯、联产乙（丙）二醇，使二氧化碳变废为宝，真正实现了低碳、环保、绿色、经济。该技术具有工艺简单，流程短、设备投资小、见效快、成本低、过程基本无三废等特点，是目前国内外最具竞争力的生产工艺。与国外技术相比投资减少75%、节能90%、生产成本减少50%以上。经鉴定，该技术填补了国内空白，达到了国际领先水平。目前国内正在正常生产的非光气法碳酸二甲酯生产技术均为华东理工大学提供。该项目组近年来完成新产品开发60余项、已全部实现产业化。该技术已经掌握了放大规律，已有4000吨、1.5万吨/年、4万吨、6万吨的工业化装置，进行了10万吨、30万吨/年的放大设计。项目具有自主知识产权，掌握核心技术，已获授权发明专利3项，被列为国家863计划重点支持项目，国家经贸委产学研工程计划。先后荣获：上海第三届科技博览会金奖；1998年香港世界华人发明博览会银奖；1999年上海市科技进步三等奖； 2001年中国高校科技进步二等奖；2010年中国石化行业协会技术发明一等奖。

成果背景及主要用途： 乙二醇二醋酸酯，又名二乙酸乙二醇酯，为无色液体，沸点 190.2℃。它是 优良、高效、安全无毒的有机溶剂。广泛用于制药工业；铸造树脂有机酯固化剂； 也作为各种有机树脂特别是硝化纤维素的优良溶剂，和皮革光亮剂的原料；在油 漆涂料中作为硝基喷漆、印刷油墨、纤维素酯、荧光涂料的溶剂；在烟草工业中， 乙二醇二乙酸酯可用作三醋酸甘油酯的代用品，在有机合成工业中用途也十分广 泛。 传统生产乙二醇二醋酸酯的方法是 1，2-二溴乙烷合成法和乙二醇、醋酸酯 化合成法。1,2-二溴乙烷法是用无水醋酸钾(钠)与 1，2-二溴乙烷反应而得，此法 原料要求严格，且收率不高(小于 60％)，这限制了它的生产和开发利用。醋酸酯 化合成法是以对甲苯磺酸、树脂、氯化物、硫酸盐等作为催化剂，通过酯化反应 合成乙二醇二醋酸酯，此法原料有醋酸，对反应装置的耐腐蚀性要求高，成本增 加，环境污染严重。 技术原理与工艺流程简介： 本工艺针对目前乙二醇二醋酸酯生产中存在的问题，提供了一种新的合成方 法，本工艺采用反应精馏技术，反应条件温和，设备损耗小，而且副产物仲丁醇 也是一种重要的化工原料，理论原子收率为 100%。 应用领域：乙二醇二醋酸酯生产企业 技术转化条件：根据具体情况面议 作方式及条件：根据具体情况面议

乙二醇二醋酸酯，又名二乙酸乙二醇酯，为无色液体，沸点190.2℃。它是优良、高效、安全无毒的有机溶剂。广泛用于制药工业；铸造树脂有机酯固化剂；也作为各种有机树脂特别是硝化纤维素的优良溶剂，和皮革光亮剂的原料；在油漆涂料中作为硝基喷漆、印刷油墨、纤维素酯、荧光涂料的溶剂；在烟草工业中，乙二醇二乙酸酯可用作三醋酸甘油酯的代用品，在有机合成工业中用途也十分广泛。传统生产乙二醇二醋酸酯的方法是1，2-二溴乙烷合成法和乙二醇、醋酸酯化合成法。1,2-二溴乙烷法是用无水醋酸钾(钠)与1，2-二溴乙烷反应而得，此法原料要求严格，且收率不高(小于60％)，这限制了它的生产和开发利用。醋酸酯化合成法是以对甲苯磺酸、树脂、氯化物、硫酸盐等作为催化剂，通过酯化反应合成乙二醇二醋酸酯，此法原料有醋酸，对反应装置的耐腐蚀性要求高，成本增加，环境污染严重。本工艺针对目前乙二醇二醋酸酯生产中存在的问题，提供了一种新的合成方法，本工艺采用反应精馏技术，反应条件温和，设备损耗小，而且副产物仲丁醇也是一种重要的化工原料，理论原子收率为100%。

PVC是最常用的通用塑料。目前，在PVC制品中大量使用的增塑剂ESO（环氧大豆油）的 关键指标环氧值为5.9～6.1。使添加量只能在10%以下。而环氧值>6.5则称为高环氧值ESO，具 有相容性好、辅助稳定效果好、环境友好等优点，该类ESO国内尚无企业生产。基本为进口或 外资产品，售价比普通ESO高60%以上。 本工艺除了能够生产高环氧值ESO产品以外，另一个特点就是生产过程中同时副产一种化 工原料，完全没有常规ESO生产中的大量废水排放，工艺无污染并提高了企业的经济效益。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。申请中国专利2项（CN 101747320A，CN 201910258534.3）和国际专利1项（WO2010/069266 A1）。

本项目所研究的超大直径难变形环件主要应用于大型机械、船舶、石 油化工、航空航天、原子能、核能等国家重大装备制造行业。在航空航天领域, 环形件是发动机及火箭的关键零件，广泛应用在航空发动机的压气机机匣、涡 轮机匣、结合环、安装边、封严环、新一代大型运载火箭储箱结构框等重要部 位。随着国家航空航天、原子能、核电能等的发展需要，对环件尺寸要求越来 越大，精度、强度、刚度方面的要求也越来越高。因此超大直径难变形材料环 件的研究对于提升我国重大装备制造行业有着至关重要的意义，主要表现在以下 几个方面： 1） 超大直径难变形环件的辗压成形工艺可显著降低环件产品内部的残余 应力水平，以满足后续机械加工的要求。结束了我国不能生产超大规格难变形 材料巨型环件的历史，对发展我国航天科技工业具有重要的意义； 2） 本项目的研究成果可以解决我国大飞机项目中发动机关键零部件的生 产，保证我国大飞机项目的顺利实施； 3） 本项目所展开的超大直径难变形环件的研究可以保证满足原子能等部 门对大型环的需要，结束我国对国外相关技术的依赖，对国家安全与经济社会 发展具有全面而长远的意义； 4） 超大直径难变形环件的生产，可以满足核电反应堆容器环件的要求， 解决核能发展的瓶颈问题，有效改善我国的能源供应结构，有利于保障国家能 源安全和经济安全。

环氧虫啶（简称QS）是一种新型的新烟碱类杀虫剂。环氧虫啶是国际上第一个nAChR的拮抗剂，极有可能成为国际上具有重要影响力的新一类杀虫剂，其活性显著优于吡虫啉。 目前项目已经完成了2种剂型14地药效试验，结果表明：对水稻褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱均高效，对甘蓝蚜虫和黄瓜蚜虫也有良好防效，对稻纵卷叶螟有较好的兼防效果，对棉田烟粉虱活性显著高于吡虫啉，日本大冢和我们的测试结果均表明该化合物的活性高于美国陶氏益农将于2014年全球上市的新一代新烟碱杀虫剂氟啶虫胺腈（Sulfoxaflor）。另外，其蜜蜂毒性也显著降低，环氧虫啶48小时急性摄入LC50为19.18mg/L, 吡虫啉4.94mg/L,明显低于吡虫啉，环境安全性得到提升。此外对羊、兔的绦虫和球虫显示出优异的活性。

本项目所研究的超大直径难变形环件主要应用于大型机械、船舶、石油化工、航空航天、原子能、核能等国家重大装备制造行业。在航空航天领域，环形件是发动机及火箭的关键零件，广泛应用在航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、结合环、安装边、封严环、新一代大型运载火箭储箱结构框等重要部位。随着国家航空航天、原子能、核电能等的发展需要，对环件尺寸要求越来越大，精度、强度、刚度方面的要求也越来越高。因此超大直径难变形材料环件的研究对于提升我国重大装备制造行业有着至关重要的

【研究背景】 图1所示高斯光斑、平顶圆光斑和环形光斑作用在材料上的光强与温度场分布示意图，常规高斯光束能量分布不均匀，中心能量强边缘能量弱，使用高斯分布聚焦光斑进行激光焊接时，由于光斑中心部分吸收的激光能量高，材料容易熔化气化蒸发，从而产生飞溅、形成凹陷和空洞等缺陷。平顶光斑作用在材料上时，用于热传导的作用，还是会造成中心与边缘的温度场分布不均匀，焊接熔深呈现月牙分布。控制飞溅、凹陷和空洞等缺陷的关键因素是控制激光束的能量分布，减少中心材料温度和以及焊点中心和边缘的温度差。合理设计的环形光斑，有利于获得相对均匀性的温度场分布和相对均匀的熔深分布，减少飞溅、凹陷和空洞等焊接缺陷，是目前高端激光焊接应用的一个技术发展方向。 图1 不同光斑的光强分布和在材料上的温度场分布 【痛点问题】 现有基于摆动扫描方式和点环形模式可调光纤激光器，在一定程度上解决了激光焊接的飞溅问题，但是存在结构复杂，设备制造成本和维护成本高，而且不太适合高精密或大功率厚板的激光焊接。 【解决方案】 本成果从激光光学聚焦头的设计上，提出了申请专利技术的基于衍射光学元件和折射光学元件的环形光斑或点环产生方法，结构设计灵活方便，可适用于高精密激光焊接、高反射材料加工和高功率厚板激光焊接。 （1）基于衍射光学元件的环形光斑产生方法 为了解决能量分布不均匀以及光束敏感性的问题，本成果通过螺旋相位板产生涡旋光束来获得环形光斑进行焊接。螺旋相位板是一种具有固定折射率的透明板，其一面是平面结构，相对面具有螺旋形状结构，类似于旋转台阶，如图2所示。 图2 螺旋相位板结构 螺旋相位板其厚度随着方位角的变化而变化。高斯分布的激光束从螺旋相位板平面端面入射，光束中心与螺旋相位板中心对齐，出射的光束相位被改变，附加一个螺旋相位因子，能量分布变为环形分布，出射的光束变为涡旋光束，其中l为涡旋光束的拓扑荷数，影响涡旋光束能量较低区域的大小。螺旋相位板的台阶高度通常为微米量级，并且初始光束都是通过扩束系统扩束的，基本没有发散，因此，螺旋相位板对光束光强基本没有衰减，而只是改变光束的相位。利用螺旋相位板产生的涡旋光束解决了能量分布均匀性的问题，同时用螺旋相位板产生的涡旋光束的稳定性好，环形的能量分布特点，不容易受到外界其他因素影响，可以较为稳定地保持光斑均匀性。本成果具体产生涡旋光束的光路图如图3所示。表1给出了不同拓扑数涡旋光束的光场分布。 图3 产生涡旋光束的光路图 表1 不同拓扑数涡旋光束的光场分布 本成果设计加工了产生涡旋光束的衍射光学元件，通过组合获得了不同拓扑数的涡旋光束，图4给出实验生产的涡旋光束，相对其他方法产生的环形光斑，采用涡旋光束方式产生环形光斑的好处是，离开焦面还能保持环状光强分布。除了在激光增材制造有用外，这种光束未来在切割、焊接、打孔等方式都有应用，可以获得更好的温度场分布和更好的激光加工效果。 图4 实验生产的涡旋光束 （2）基于折射光学元件的环形光斑或点环光斑产生方法 图5为基于折射光学元件的环形光斑的产生方法，包括透射式的和全反射式的结构，后面根据不同的焊接温度场分布设计不同组合的环形光斑。 （a）三镜方案 （b）两镜方案 （c）单镜方案 图5 基于折射光学元件的环形光斑的产生方法

双环型回转式活塞压缩机结合了常规活塞式压缩机和回转式压缩机的结构优点，将活塞的直线运动改为回转运动、消除了活塞的惯性力，且保持了活塞压缩机压比高的特点以及回转式压缩机运行效率高的特点。另外，该压缩机制作方便、成本低，如下图一所示为双环回转式活塞压缩机工作原理图。 两个气缸的横截面形状均呈圆环形状，左气缸3与右气缸4相交。在两个圆环形气缸交汇处的空间连通。左气缸3内设置有圆弧形左活塞1，右气缸4内设置有圆弧形右活塞2，左右活塞分别在左右圆环形气缸空间内作回转运动且运转方向相反。 两环相交的上交汇点处，开有排气口6；下交汇点处则开有吸气口5。图1所示状态为右气缸压缩、左气缸吸气时的情形，此时上交汇处被左活塞1占据，而在右气缸4中，右活塞2与左活塞1的圆弧面外侧形成压缩空间，右活塞2的逆时针运动形成先压缩、后排气过程；下交汇处被右活塞2占据，在左气缸中，左活塞1与右活塞2的圆弧面外侧形成吸气空间，左活塞1的顺时针运动形成吸气过程，气体从吸气口5进入气缸。同样可形成左气缸压缩、右气缸吸气的过程。 经过产品化设计，已经制造出样机，并进行了试验，证明运转可靠、噪音低。该样机排量0.15m3/min。