李 曉 峰

（山東石大科技集團(tuán)有限公司，山東 東營 257061）

綠色可持續(xù)發(fā)展石油化工生產(chǎn)技術(shù)新進(jìn)展

李 曉 峰

（山東石大科技集團(tuán)有限公司，山東 東營 257061）

石化工業(yè)從出現(xiàn)開始就一直伴隨著環(huán)境污染，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的逐漸深入，實(shí)行綠色石化工藝改進(jìn)成為了當(dāng)代石化工業(yè)的重點(diǎn)研究問題之一。綠色石化工藝其目的在于使石化生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢物、廢水的污染程度盡量降低，實(shí)現(xiàn)廢棄聚合物的回收利用。

石油化工生產(chǎn)技術(shù)；綠色生產(chǎn)技術(shù)；可持續(xù)發(fā)展

傳統(tǒng)石化進(jìn)展的根基，在于礦物資源。伴隨工業(yè)進(jìn)展，環(huán)境及資源凸顯出來的矛盾也遞增。新穎的綠色化工應(yīng)被設(shè)定成持續(xù)進(jìn)展的總指引，正在受到注重。在石化范疇內(nèi)，應(yīng)當(dāng)接納可持續(xù)的新路徑，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)展。最近幾年，原子經(jīng)濟(jì)特有的綠色化工、新式氧化反應(yīng)、環(huán)境友好特性的催化劑，漸漸替換了慣用的化工原材。采用廢物回收，摸索最為適宜的流程及技術(shù)[1]。

1 傳統(tǒng)石油化工生產(chǎn)技術(shù)

伴隨行業(yè)進(jìn)展，人們漸漸注重環(huán)境惡化的態(tài)勢(shì)。石化領(lǐng)域凸顯了獨(dú)特性，平日排放出來的污染廢物還是偏多的。石化自帶的價(jià)值很大，它緊密關(guān)系著化工及制藥、其他塑料行業(yè)，彼此緊密依賴。石化生產(chǎn)中，若沒能采納最適宜的工藝，就會(huì)增添污染，帶來偏多的三廢。傳統(tǒng)架構(gòu)下的石化進(jìn)展，阻礙了長時(shí)段的持久進(jìn)展[2]。為此，探析新態(tài)勢(shì)下的綠色石化，有著凸顯價(jià)值。傳統(tǒng)路徑下的石化技術(shù)，含有如下的弊病：

1.1 運(yùn)用成效偏低

對(duì)比先進(jìn)國家，我們平日耗費(fèi)掉的總能源被運(yùn)用的成效偏低，真實(shí)運(yùn)用成效僅僅超出了28%。石化利用方面，若總體的生產(chǎn)比值增添了1 000美元，對(duì)應(yīng)著的耗費(fèi)石油，就會(huì)超出2.6%。這種偏大比值，超出了2.4倍的日本石化能耗、超出了1倍的美國能耗[3]。石化進(jìn)展遇有偏多的阻礙，例如偏舊的機(jī)制、現(xiàn)有資源制約、構(gòu)架不夠適宜、現(xiàn)有技術(shù)落后。偏舊的技術(shù)沒能契合新時(shí)段的進(jìn)展趨向，制約節(jié)能展開。

1.2 行業(yè)根基偏弱

現(xiàn)有節(jié)能工藝，仍處于初始時(shí)段的進(jìn)展之中。少數(shù)先進(jìn)工藝，只適宜大規(guī)模范疇內(nèi)的石化企業(yè)。對(duì)于中小企業(yè)，還沒能設(shè)定完備的管控體系，節(jié)能查驗(yàn)并不到位?？沙掷m(xù)進(jìn)展依托的根基沒能穩(wěn)定，不適宜現(xiàn)今的進(jìn)展走向。在基礎(chǔ)工作中，薄弱的流程包含平日的定額管控、監(jiān)測(cè)及計(jì)量、日常統(tǒng)計(jì)管理。很多石化企業(yè)都沒能規(guī)制本源的污染，忽略源頭管控。平日生產(chǎn)之中，不注重培育職員應(yīng)有的節(jié)能認(rèn)知及綠色認(rèn)知[4]。

1.3 缺失新穎工藝

石油化工行業(yè)并沒能充分注重平常的自身節(jié)能，不夠注重管理。對(duì)于綠色工藝，沒有深入去考量探析。這種情形下，石化領(lǐng)域以內(nèi)的浪費(fèi)還是偏重的。例如：傳統(tǒng)流程之中，沒能回收余留下來的化工熱能；對(duì)于化工廢水，沒能妥善予以沉淀及運(yùn)用。選購進(jìn)來的催化劑有著毒害的特性，過度運(yùn)用制劑。這種流程耗費(fèi)著偏多的石化能源，也會(huì)污染周邊。

1.4 采納綠色途徑的必要價(jià)值

通常情形下，石化耗費(fèi)著偏多的能耗，附帶很大污染。各個(gè)產(chǎn)出步驟，都密切關(guān)聯(lián)著選取的工藝、采納節(jié)能手段。若沒能優(yōu)化慣用的途徑及技術(shù)，就會(huì)增添能耗、增添區(qū)段污染。例如：石化生產(chǎn)常遇到密閉的設(shè)備。若沒能慎重存留這樣的設(shè)備，保溫特性及密閉特性并不合乎規(guī)格，就會(huì)帶來耗費(fèi)。偏小的泄露點(diǎn)，耗費(fèi)18 kg/h飽和蒸汽；在每年度內(nèi)，耗費(fèi)掉17 t這樣的標(biāo)準(zhǔn)煤。再如：化工原材泄露，帶來損失能耗，增添周邊污染。應(yīng)當(dāng)慎重查驗(yàn)并著手管控，規(guī)避泄露現(xiàn)象。

可持續(xù)架構(gòu)下的綠色技術(shù)，摒除了傳統(tǒng)范疇內(nèi)的偏大能耗。石油化工進(jìn)展，不應(yīng)單純依靠能耗的遞增，還應(yīng)創(chuàng)設(shè)新穎的技術(shù)，獲取綜合收益。唯有如此，石化才會(huì)獲取真正的成效，獲取新的進(jìn)展（圖1）[5]。

圖1 綠色石化的進(jìn)展Fig.1 Green petrochemical development

2 綠色石油化工生產(chǎn)技術(shù)

2.1 制備綠色原材

氫氰酸及光氣等，都被劃歸劇毒特性的原材。這是由于，物質(zhì)凸顯了最活潑的傾向，常被廣泛運(yùn)用。若不慎泄露它們，會(huì)帶來周邊范疇的偏大污染，損傷很難估測(cè)。由此可見，要采納不帶有毒害特性的新穎原材來替換慣用的劇毒原料，摸索綠色工藝[6]。

2.1.1 制備異氰酸酯

異氰酸酯可替換常用的光氣。制備異氰酸酯，含有如下工藝：預(yù)備二氧化碳、適宜比值的碳酸二甲酯，即可制備某一劑量下的異氰酸酯。同時(shí)，它還可通過一氧化碳及伯胺調(diào)和得到。一氧化碳經(jīng)由羥基化，混同硝基苯，也可制備這一物質(zhì)。如上配套技術(shù)，有的正被測(cè)驗(yàn)，有的進(jìn)到了接續(xù)的中試步驟。

碳酸二甲酯被混同在苯酚之內(nèi)，生成二苯酯。這種新穎流程，可以替換光氣來制備必備的聚碳酸酯。后續(xù)酯交換中，經(jīng)由濃縮得到高分子的聚碳酸酯。調(diào)制二甲酯，可以預(yù)備好甲醇，經(jīng)由氧化羥基化來調(diào)制新的原材[7]。例如：某公司經(jīng)由探析，創(chuàng)設(shè)了聚碳酸酯特有的新穎產(chǎn)出步驟。這類簡化工藝，縮減了超出七成的初始耗費(fèi)。這類裝置簡易，金額也被減小。

2.1.2 調(diào)制MMA

MMA，即甲基丙烯酸含有的甲酯原料。在傳統(tǒng)步驟中，制備這類原材，必備途徑含有乙烯方法、異丁烯特有的氧化方式。摸索新穎工藝以便替換這樣的流程，采納了丙酮氰醇特有的新穎流程。對(duì)比常用方式，直接氧化異丁烷，更易獲取原材，價(jià)格也更低廉。異丁烷表現(xiàn)出來的活性是偏低的，常被設(shè)定成強(qiáng)氧化特性的必備催化劑。最近調(diào)研發(fā)現(xiàn)：采納復(fù)合架構(gòu)下的新式氧化物，把它當(dāng)成助劑，可提升雙倍的成效，顯示廣闊前景。

例如：某公司布設(shè)了專用特性的生產(chǎn)線，擬定成套裝置。采納兩步法來制備MMA。在第一步中，一氧化碳及必備的甲醇、乙烯三者反應(yīng)，得來丙酸甲酯。鈀基特有的催化劑凸顯了最優(yōu)的活性，穩(wěn)定性優(yōu)良。擬定了適宜的溫度、溫和的壓力，不會(huì)腐蝕裝置。在第二步中，甲醛被摻合在丙酸甲酯內(nèi)，生成純水、MMA這樣的原材[8]。催化劑有著多相的特性，選擇范疇很廣。這類成套工藝，提升了產(chǎn)物固有的經(jīng)濟(jì)特性，可被推廣采納。

2.2 采納優(yōu)良催化劑

石化技術(shù)之中的側(cè)重點(diǎn)，被歸結(jié)為催化劑。耗費(fèi)掉的催化劑并非很多，但表現(xiàn)出來的周邊污染卻偏大。傳統(tǒng)化工中，催化劑含有硫酸、液態(tài)情形下的三氯化鋁、液態(tài)氫氟酸。這類制劑被廣泛采納，威脅機(jī)體健康，腐蝕成套設(shè)備。與此同時(shí)，它們還附帶著偏多廢渣及廢液，造成區(qū)段污染。這種狀態(tài)下，應(yīng)當(dāng)著手去調(diào)制固態(tài)這樣的催化劑，替換液態(tài)酸。

烯烴及苯特有的反應(yīng)流程，采納某規(guī)格的分子篩來替換三氯化鋁，氣相合成乙苯。液相方式混合，可以調(diào)制得來新的異丙苯。氫氟酸可被固態(tài)的酸物質(zhì)替換，這類工藝包含長鏈合成。分子篩特有的固態(tài)酸，可替換催化劑，采納綠色技術(shù)。然而，分子篩表征的酸性特性并不太高，分子布設(shè)分散；同時(shí)，酸中心也偏少。為此這種流程中，反應(yīng)溫度應(yīng)被擬定得很高，設(shè)定偏高壓力。這就附帶著雜質(zhì)及冗余的雜物，雜質(zhì)比值提升。

經(jīng)過長期探析，制備出了固態(tài)架構(gòu)下的新催化劑。這類酸催化劑有著負(fù)載的特性，規(guī)避如上的弊病。新式催化原材，含有納米制備成的復(fù)合分子篩、包裹著的液態(tài)酸、某些離子液體。我們現(xiàn)有的探析已經(jīng)涉及這些，還應(yīng)深入摸索。

2.3 運(yùn)用回收廢物

回收運(yùn)用廢物，可根除區(qū)段內(nèi)的污染，節(jié)省石化能源。有些發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)摸索出了循環(huán)利用依托的可行路徑，收集了聚合廢物。例如：在去年時(shí)段內(nèi)，歐盟成員國的廢塑料回收超出了40%。在這些塑料中，67%被替換成可用的新原材，成為聚合單體。日本回收得來的循環(huán)廢塑料，超出了54%。對(duì)于聚合廢物，可采納如下特有的回收路徑：

2.3.1 閉路狀態(tài)下的循環(huán)

通過解聚步驟，獲取聚合物特有的中間物質(zhì)，或者聚合單體。在這種根基上，生成新的原材。例如：從廢棄了的某類地毯中，可以回收酰胺。具體而言，把廢舊了的這種地毯添加在反應(yīng)器內(nèi)；經(jīng)由反應(yīng)以后，硫酸鈣及殘存的乳膠、聚丙烯就被沉淀。取出這類殘?jiān)屯鄰S當(dāng)成灼燒的熱源（圖2）。

圖2 可被回收的塑料網(wǎng)Fig.2 Can be recycled plastic mesh

日本某公司搜集融化以后的廢棄塑料，把它填進(jìn)管路架構(gòu)的反應(yīng)器。在高壓狀態(tài)下，分解這種塑料，再把它運(yùn)送給真空特性的蒸餾塔。這就分離得來了苯乙烯特有的純凈單體。回收聚丙烯時(shí)，采納雙誘導(dǎo)框架下的反應(yīng)器，即等離子體這樣的反應(yīng)器，直接予以回收。

2.3.2 轉(zhuǎn)化重新運(yùn)用

廢棄以后的聚合物，可被變更為可用的其他原材。轉(zhuǎn)化必備的原材，含有衍生得來的乙烯、常見的甲基丙烯酸。添加氫氣以便裂解，或者催化裂解，或者整合氣化液化，處理這類材質(zhì)。溫度超出了600 ℃，烯烴即可裂解得來偏小分子的新烴類。液態(tài)氣態(tài)產(chǎn)物，回收超出了68%。對(duì)于油品而言，催化裂解凸顯的成效就會(huì)更優(yōu)。另一類途徑，是運(yùn)用塑料來直接替換常用焦炭，制作燃料原材；或者填進(jìn)焚燒爐以便回收足量的熱能。

2.3.3 對(duì)比及解析

在如上方式中，前兩類更契合持續(xù)進(jìn)展的綠色指引。然而，聚合物很難被劃歸細(xì)化的類別，經(jīng)濟(jì)特性并不優(yōu)良。對(duì)于第一類別，回收得來的聚合總量僅僅占到了 3%。未來進(jìn)展中，應(yīng)當(dāng)廣泛協(xié)調(diào)，結(jié)合真實(shí)情形來采納最為適宜的回收途徑。此外，生物質(zhì)的資源含有綠色植被、可再生的多樣資源。這種寶庫可被開發(fā)，助推持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié) 論

綠色化學(xué)進(jìn)展，提供應(yīng)了化工的指引。綠色持續(xù)發(fā)展，化解著長時(shí)段累積著的污染，縮減環(huán)境干擾。從現(xiàn)有狀態(tài)看，對(duì)比發(fā)達(dá)國家，我們還有偏大的差距。在經(jīng)濟(jì)架構(gòu)內(nèi)，石化被看成支柱；除了供應(yīng)平日內(nèi)的產(chǎn)出，它還應(yīng)采用綠色的、可持續(xù)技術(shù)。注重潔凈技術(shù)，促進(jìn)持續(xù)進(jìn)展。

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［6］許少林. 談石油化工生產(chǎn)安全[J]. 科技與企業(yè),2013,10（14）:30.

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LI Xiao-feng
(Shandong Stone Big Technology Group Co., LTD.，Shandong Dongying 257061，China)

Has been in the petrochemical industry is to create a large environmental pollution, with the gradual development of the concept of sustainable development, implementing green petrochemical process improvement has become a modern petrochemical industry one of the key research problems. Green petrochemical process designed to make the waste gas petrochemical production, minimize waste, waste water pollution degree and realize the recycling of waste polymer. The following briefly discusses the related contents for petrochemical production technology, for reference only.

Petrochemical production technology ; Green production technology; Sustainable development

TQ 65

A

1671-0460（2015）08-2054-03

2015-05-26

李曉峰（1967-），男，山東青島人，工程師，1993年畢業(yè)于中國石油大學(xué)，研究方向：石油煉制加工及產(chǎn)品銷售。