趙林茂，陳學(xué)偉，韓煥波，賈登偉

以煤化工和鹽化工為基礎(chǔ)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

趙林茂，陳學(xué)偉，韓煥波，賈登偉

（內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟750336）

以內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)的煤化工和中鹽蘭太集團(tuán)的鹽化工為中心，以相互之間綜合利用對(duì)方目前產(chǎn)業(yè)的中間產(chǎn)品、產(chǎn)品，生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢氣、廢渣為目的，通過(guò)煤鹽化工的聯(lián)合發(fā)展，形成相互之間為依托，可以大力發(fā)展精細(xì)化工，有效延長(zhǎng)各自產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)煤化工、鹽化工傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，切實(shí)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也兼顧了工業(yè)園區(qū)其他相關(guān)企業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級(jí)。

煤化工；鹽化工；循環(huán)經(jīng)濟(jì)

內(nèi)蒙古阿拉善位于內(nèi)蒙古西部，人口少，面積大，礦產(chǎn)資源豐富，主要以煤炭和湖鹽為主，其中煤炭資源探明儲(chǔ)量達(dá)13億t，湖鹽資源探明儲(chǔ)量達(dá)1.6 t，以此為基礎(chǔ)在阿拉善經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)形成了以煤炭深加工、湖鹽深加工為主的內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)和中鹽蘭太集團(tuán)，由于目前形成的兩大集團(tuán)獨(dú)自發(fā)展生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈短、產(chǎn)品種類單一，對(duì)下游高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品開發(fā)不夠，產(chǎn)品附加值低，產(chǎn)生的廢水、廢渣污染嚴(yán)重，而且企業(yè)的抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力和可持續(xù)發(fā)展能力也較弱。

但在形成的煤化工和鹽化工產(chǎn)業(yè)之間可以有效利用對(duì)方在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)的中間產(chǎn)品、產(chǎn)品以及外排的廢水、廢氣和廢渣作為生產(chǎn)原料，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)方產(chǎn)生廢物的綜合循環(huán)利用，提高資源的利用率，這樣不僅實(shí)現(xiàn)煤化和鹽化相互之間生產(chǎn)原料的輸送問(wèn)題，還提高了原料周轉(zhuǎn)速度；而且隨著生產(chǎn)企業(yè)原料成本、環(huán)保成本日益增加，實(shí)現(xiàn)煤化工和鹽化工的有益結(jié)合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不僅能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，而且以此為基礎(chǔ)相互之間可以發(fā)展下游精細(xì)化工產(chǎn)品，延長(zhǎng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高相互企業(yè)間的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也可以兼顧工業(yè)園區(qū)其他與煤化和鹽化相關(guān)企業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

傳統(tǒng)煤化工主要產(chǎn)品包括焦炭、甲醇、汽油、MDI/ TDI和聚碳酸酯等，同時(shí)副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣、焦油等副產(chǎn)品，對(duì)外排放馳放氣；而傳統(tǒng)鹽化工主要有電石、純堿、燒堿、氯氣、氫氣等產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)燒堿和鹽酸，對(duì)外排放一氧化碳?xì)怏w、電石渣等廢物。目前在工業(yè)園區(qū)形成的兩大煤化工和鹽化工中心體，隨著資源、能源的日益緊張和生產(chǎn)成本的不斷上漲，生產(chǎn)企業(yè)挖掘內(nèi)部潛力，也形成了自身的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，但如果煤化與鹽化聯(lián)合發(fā)展，除自身形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈之外，兩者相結(jié)合可生產(chǎn)出相當(dāng)豐富的精細(xì)化工產(chǎn)品，大力發(fā)展后續(xù)的高檔次精細(xì)化工產(chǎn)品，不但能夠提高煤炭、湖鹽資源的綜合利用價(jià)值，同時(shí)可以兼顧工業(yè)園區(qū)內(nèi)與煤化和鹽化相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化。

1 以煤化和鹽化為基礎(chǔ)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

以煤化工和鹽化工為基礎(chǔ)可以在自身內(nèi)部發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)（杜邦模式）[1]，也可以在相互之間發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也可以在整個(gè)工業(yè)園內(nèi)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)（卡倫堡模式）。

1.1 在煤化產(chǎn)業(yè)內(nèi)部發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

1.1.1 MDI/TDI生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)焦?fàn)t煤氣、甲醇的循環(huán)利用

MDI、TDI和ADI是異氰酸酯。其結(jié)構(gòu)通式為RN=C=O，如果R為芳香環(huán)，則為芳香族異氰酸酯；若R為烷烴類結(jié)構(gòu)，那么就是脂肪族異氰酸酯。目前，異氰酸酯的種類有TDI，MDI，ADI，HDI，HMDI，IPDI，XDI，TMDI，PPDI，NDI，CHDI等品種，其中MDI和TDI是芳香族異氰酸酯中最主要的兩個(gè)品種[2]，約占到異氰酸酯總產(chǎn)量的90%～92%以上，異氰酸酯是聚氨酯（PU）生產(chǎn)的重要原料，主要用于PU彈性體與生產(chǎn)PU硬泡，硬泡主要用于生產(chǎn)冰箱和冰柜，彈性體則主要用于服裝制鞋、制作汽車外殼和電子行業(yè)的電路板，其他方面的用途包括軟泡、密封劑和粘合劑等。在異氰酸酯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中包裝材料占6%～9%，冰箱冷藏占8%～11%，建筑業(yè)占50%～52%，注射模塑占10%～15%，纖維、絕熱、彈性體及其他占15%～20%，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的變化，MDI將作為最新發(fā)展的節(jié)能保溫材料、涂料與膠粘劑、復(fù)合板材和汽車行業(yè)等領(lǐng)域的原料，在將來(lái)幾年的年均增長(zhǎng)速度將達(dá)到20%～25%，MDI/TDI在我國(guó)市場(chǎng)上仍將保持較高的增長(zhǎng)率。

在傳統(tǒng)煤焦化生產(chǎn)過(guò)程中，焦?fàn)t產(chǎn)生的副產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣和馳放氣主要成分是CO和H2，將其進(jìn)行收集、凈化、脫硫和精脫硫后，一部分在催化劑的作用下合成甲醇作為生產(chǎn)異氰酸酯的液體原料，另一部分將氣體進(jìn)行變溫吸附和脫附，將CO和H2進(jìn)行有效的分離作為生產(chǎn)異氰酸酯的氣體原料加以綜合利用，不僅減少外排焦?fàn)t煤氣、馳放氣對(duì)環(huán)境的污染，而且生產(chǎn)出的異氰酸酯附加值高，有效提高了焦化生產(chǎn)過(guò)程中原煤C，H元素的循環(huán)利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的高附加值循環(huán)利用，其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如式（1）。

1.1.2 混合芳烴生產(chǎn)的苯及二甲苯可以用于MDI/TDI生產(chǎn)

以焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)出的甲醇為原料，利用MTG工藝生產(chǎn)國(guó)（Ⅲ）汽油已成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，但生產(chǎn)出的汽油是芳烴混合物，作為汽車燃料只是混合芳烴的初級(jí)利用，內(nèi)含附加值高的苯、甲苯、二甲苯（PX）等產(chǎn)品沒有真正實(shí)現(xiàn)利用價(jià)值。將現(xiàn)有的MTG改為MTH后，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯、甲苯、二甲苯的分離。苯、甲苯作為MDI/TDI的生產(chǎn)原料，可以生產(chǎn)出價(jià)值更高的異氰酸酯，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的綜合循環(huán)利用；再者在傳統(tǒng)焦化生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)的煤焦油中也含有大量的苯、甲苯和二甲苯，目前以煤焦油為原料生產(chǎn)煤瀝青，只是煤焦油的初級(jí)加工利用，而煤焦油中所含的苯、甲苯等物質(zhì)未能顯示其利用價(jià)值，如果將煤焦油利用精餾工藝對(duì)其進(jìn)行多級(jí)分離提純，分離提純的苯、甲苯和二甲苯也可以作為MDI/TDI的生產(chǎn)原料，生產(chǎn)價(jià)值更高的異氰酸酯產(chǎn)品。

1.1.3 聚碳酸酯生產(chǎn)為循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈提供甲醇原料

聚碳酸酯是一種線型聚合物，是五大通用工程塑料中具有良好透明性的熱塑性工程塑料，可見光的透過(guò)率可達(dá)90%。聚碳酸酯具有突出的抗沖擊、耐蠕變性能，較高的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和剛性，并具有較高的耐熱性和耐寒性，在六大工程塑料消費(fèi)量?jī)H次于聚酰胺（PA）。近年來(lái)由于生產(chǎn)工藝和技術(shù)的提高，聚碳酸酯材料在性能完善和個(gè)性化設(shè)計(jì)方面取得了更快的進(jìn)展，聚碳酸酯制品的應(yīng)用已滲透到汽車、建筑、醫(yī)學(xué)、服裝等行業(yè)之中。主要應(yīng)用領(lǐng)域有光盤片、汽車零部件、建筑采光材料、包裝材料、眼鏡、PC針劑管、游泳池底部自照明系統(tǒng)、太陽(yáng)能采集系統(tǒng)、高清晰大型電視屏幕、紡織品中可進(jìn)行織物材料識(shí)別的芯片標(biāo)記纖維等。據(jù)資料顯示，2015年全球聚碳酸酯產(chǎn)能達(dá)到580萬(wàn)t，需求量達(dá)到430萬(wàn)t。對(duì)于我國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，聚碳酸酯消費(fèi)區(qū)域主要集中在長(zhǎng)三角（電子電器、汽車、陽(yáng)光板等領(lǐng)域）、珠三角（建材、電子電器、包裝材料等領(lǐng)域）與環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)帶（汽車、電子電器行業(yè)）。2015年我國(guó)聚碳酸酯市場(chǎng)產(chǎn)量50萬(wàn)t，凈進(jìn)口119.2萬(wàn)t，消費(fèi)量169.2萬(wàn)t，處于嚴(yán)重供應(yīng)不足狀態(tài)。

聚碳酸酯生產(chǎn)方法主要有光氣法和酯交換法。光氣法的缺點(diǎn)是原料為光氣，高毒高污染，需要企業(yè)具有較高的安全環(huán)保技術(shù)；而酯交換法一般采用碳酸二甲酯與苯酚進(jìn)行酯交換得到，整個(gè)工藝過(guò)程中使用的是無(wú)毒的碳酸二甲酯，其腐蝕狀況大為減輕，三廢量少，是一種綠色環(huán)保工藝，被越來(lái)越來(lái)多的生產(chǎn)企業(yè)所采用，其反應(yīng)的化學(xué)方程式如式（2）。

由反應(yīng)方程式（2）可以看出，在生產(chǎn)聚碳酸酯的過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的甲醇副產(chǎn)品，作為煤鹽化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)體的重要原料，可以用于煤化內(nèi)部循環(huán)生產(chǎn)芳烴、汽油、MDI/TDI；也可以循環(huán)用于園區(qū)內(nèi)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的氯甲醚、有機(jī)硅單體和甲烷氯化物等生產(chǎn)。

1.2 在鹽化工產(chǎn)業(yè)內(nèi)部發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

1.2.1 水合肼和發(fā)泡劑

水合肼（N2H4·H2O）廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、合成發(fā)泡劑、用作醫(yī)藥加工原料等，高純度的水合肼可與一系列氧化劑合成高性能的火箭推進(jìn)劑,其生產(chǎn)方法主要有酮連氮法、過(guò)氧化氫法和尿素法。

隨著人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的提高，污染較大的尿素法生產(chǎn)水合肼工藝已逐漸被淘汰，目前在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用酮連氮法和過(guò)氧化氫法生產(chǎn)工藝，由于工業(yè)園內(nèi)鹽化企業(yè)自身原料（主要有NaOH和Cl2原料）限制，鹽化企業(yè)主要采用酮連氮生產(chǎn)工藝生產(chǎn)水合肼。該方法是20世紀(jì)70年代由Bayer公司開發(fā)研究并成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，液氨在丙酮的作用下，用次氯酸鈉強(qiáng)氧化劑進(jìn)行氧化，生成酮連氮（腙或異腙，當(dāng)酮過(guò)剩時(shí)腙和異腙也轉(zhuǎn)化成酮連氮），中間產(chǎn)品二甲基甲酮連氮在1.2 MPa壓力下，在精餾塔中水解得10%～15%肼溶液，然后再進(jìn)行濃縮蒸發(fā)生產(chǎn)30%，70%的水合肼，實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽化生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品NaOH和中間產(chǎn)品氯氣的高附加值轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)鹽化生產(chǎn)自身的內(nèi)部循環(huán)，化學(xué)反應(yīng)方程式如式（3）。

ADC發(fā)泡劑（偶氮二甲酰胺）也是以NaOH和Cl2為原料生產(chǎn)，可以有效利用鹽化企業(yè)PVC生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品NaOH和中間產(chǎn)品氯氣，長(zhǎng)期以來(lái)受到鹽化企業(yè)的高度青睞。由于ADC發(fā)泡劑具有氣泡均勻、發(fā)氣量大、所產(chǎn)生的氣體無(wú)毒、對(duì)制品不污染、對(duì)模具不腐蝕、容易控制溫度、不影響固化或成型速度等優(yōu)點(diǎn)，因此該發(fā)泡劑一直是泡沫生產(chǎn)廠家首選的化學(xué)發(fā)泡劑，是世界發(fā)泡劑領(lǐng)域內(nèi)最大的生產(chǎn)和消費(fèi)量品種。最近幾年我國(guó)ADC發(fā)泡劑出口量大增，根本原因是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于環(huán)保和成本方面的考慮，關(guān)閉了一些生產(chǎn)裝置，給中國(guó)ADC發(fā)泡劑生產(chǎn)企業(yè)出口創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)ADC發(fā)泡劑均是以自身生產(chǎn)的水合肼為原料，主要生產(chǎn)工序?yàn)樗想戮?、中和、縮合、氧化、干燥、粉碎與包裝。將精制后的水合肼用輸送泵打入縮合反應(yīng)釜再加入一定量尿素溶液，用蒸汽加熱升溫，用H2SO4控制反應(yīng)過(guò)程的pH值為4.0～5.0。尿素和肼在H2SO4催化下生成聯(lián)二脲。離心分離聯(lián)二脲后，用溫水洗滌后送到氧化釜中，配料加水，加入催化劑NaBr，然后通入氧化劑Cl2進(jìn)行反應(yīng)，聯(lián)二脲合成ADC發(fā)泡劑。形成的尾氣氯化氫氣體經(jīng)收集壓縮，再返回到PVC生產(chǎn)過(guò)程中的乙炔加成工序。釜內(nèi)的ADC發(fā)泡劑用離心機(jī)分離大部分水后，ADC漿料放入熱風(fēng)干燥的干燥器中干燥，然后送入氣流粉碎機(jī)粉碎，過(guò)旋振篩包裝出售。由上述生產(chǎn)過(guò)程可以看出，在生產(chǎn)發(fā)泡劑ADC的過(guò)程中，不僅將廉價(jià)的鹽化副產(chǎn)品NaOH溶液和中間產(chǎn)品氯氣實(shí)現(xiàn)向高附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，而且在生產(chǎn)過(guò)程中使用的氯氣最終又轉(zhuǎn)化成HCl氣體循環(huán)到生產(chǎn)過(guò)程中，提高了氯氣的循環(huán)使用效率，化學(xué)反應(yīng)方程式如式（4）。

1.2.2 氯乙酸和谷氨酸的生產(chǎn)

最近幾年我國(guó)將氯乙酸作為原料生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥、羧甲基纖維素等產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展較快，對(duì)氯乙酸的需求量也隨之增長(zhǎng)，我國(guó)已成為世界最大的氯乙酸消費(fèi)國(guó)與重要的生產(chǎn)國(guó)。目前氯乙酸的工業(yè)生產(chǎn)方法主要是乙酸催化氯化法，根據(jù)氯乙酸工藝生產(chǎn)的不同，又可分為間歇式生產(chǎn)工藝和連續(xù)式生產(chǎn)工藝。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氯乙酸的工藝大多相似，都采用間歇氯化法生產(chǎn)工藝，催化劑為醋酐或硫磺。醋酸由高位槽計(jì)量后進(jìn)入氯化釜，催化劑加入后升溫至100℃通Cl2進(jìn)行氯化，氯化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)二級(jí)冷卻器回收其中的酰氯、醋酸等，再經(jīng)水洗后，進(jìn)入吸收塔用水吸收生成的鹽酸再返回到PVC生產(chǎn)區(qū)域與成品鹽酸混合出售。反應(yīng)完成后將氯化液放入結(jié)晶釜，加入一定量的母液，再緩慢降溫，結(jié)晶液降至與冷卻水溫度差不多時(shí),放入離心機(jī)分離氯乙酸包裝出售，反應(yīng)化學(xué)方程式如式（5）。

甘氨酸（氨基乙酸）應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可用于農(nóng)藥、制藥、食品加工添加劑、化肥工業(yè)等。其中國(guó)內(nèi)甘氨酸市場(chǎng)的80%以上被草甘磷占有。隨著甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)不斷拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，需求量也不斷增加，特別農(nóng)藥生產(chǎn)需求量增加較快。甘氨酸生產(chǎn)工藝主要有氯乙酸氨解法、施特雷克法和海因法，國(guó)內(nèi)甘氨酸生產(chǎn)主要采用氯乙酸氨解法，即由氨水與氯乙酸在烏洛托品催化劑作用下反應(yīng)生成。之后將氯乙酸送入溶酸釜中溶解為氯乙酸水溶液，經(jīng)過(guò)濾后入高位槽進(jìn)行氨解反應(yīng)。將催化劑在氨水中溶解，在攪拌下滴加氯乙酸溶液，投料完成后經(jīng)升溫、保溫、降溫操作后，將氨化液轉(zhuǎn)入醇析釜中再加甲醇冷卻醇析。經(jīng)過(guò)抽濾、離心分離制得甘氨酸晶體，該法在提純和分離階段需消耗大量煤化工生產(chǎn)的甲醇，反應(yīng)方程如式（6）。

1.3 相互之間發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

1.3.1 鹽化電石生產(chǎn)排放的CO氣體，用于煤化甲醇生產(chǎn)

采用電石法生產(chǎn)PVC的鹽化生產(chǎn)企業(yè)，電石作為主要的生產(chǎn)原料，在生產(chǎn)過(guò)程中由于焦炭等在還原氣氛下與白灰發(fā)生反應(yīng)，將副產(chǎn)大量的高濃度一氧化碳?xì)怏w，在目前使用的封閉電石爐生產(chǎn)工藝中，產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w全部被抽出，然后在火炬中點(diǎn)燃或收集后作為燃料在蒸汽鍋爐內(nèi)點(diǎn)燃，這只是高濃度一氧化碳?xì)怏w的簡(jiǎn)單利用；如果將電石生產(chǎn)副產(chǎn)的高濃度一氧化碳?xì)怏w與煤化生產(chǎn)副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣混合，經(jīng)凈化、脫硫、精脫硫后，就能夠生產(chǎn)出甲醇，然后再以甲醇為原料生產(chǎn)出附加值高的汽油、甲苯和混合二甲苯或附加值更高的MDI/TDI等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)鹽化生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品一氧化碳的有效利用，從而提高能源、資源的綜合循環(huán)利用效率。

1.3.2 鹽化生產(chǎn)的NaOH，Cl2和鹽酸用于煤化MDI/TDI的生產(chǎn)

采用電石法生產(chǎn)PVC的鹽化生產(chǎn)企業(yè)，在電解食鹽水的生產(chǎn)工程中將產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品NaOH和高濃度氯氣，其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式如式（7）。

產(chǎn)生的高濃度氯氣和濃度約為30%的NaOH溶液，正好適合作為煤化MDI/TDI生產(chǎn)原料，而在煤化生產(chǎn)MDI/TDI的過(guò)程中放出高純度的HCl氣體，可以返回到鹽化生產(chǎn)乙炔的加成反應(yīng)，省去了鹽化生產(chǎn)制備HCl氣體環(huán)節(jié)，而且MDI/TDI生產(chǎn)過(guò)程中放出HCl氣體純度高，為后續(xù)的加成反應(yīng)創(chuàng)造了良好條件，生產(chǎn)出的PVC塑料雜質(zhì)含量少，顏色不泛黃，產(chǎn)品質(zhì)量高。以年產(chǎn)20萬(wàn)t的MDI為例，年需要的原料氯氣量為19.64萬(wàn)t，年需要的32%的NaOH溶液量為7.92萬(wàn)t，生產(chǎn)放出的副產(chǎn)品HCl氣體量為19.47萬(wàn)t，可以全部用于鹽化生產(chǎn)的加成反應(yīng)。由上述過(guò)程可以看出，將鹽化生產(chǎn)的氯氣首先用于MDI/TDI生產(chǎn)，然后將氯氣轉(zhuǎn)化成HCl氣體又返回到鹽化生產(chǎn)中，氯氣被二次利用，不但可以提高氯氣的循環(huán)利用效率，而且也解決了鹽化生產(chǎn)過(guò)程中多余副產(chǎn)品氯氣和NaOH的銷售問(wèn)題。

1.3.3 煤化生產(chǎn)的焦炭可以用于鹽化電石生產(chǎn)

碳化鈣（CaC2）俗稱電石。工業(yè)品呈灰色、黃褐色或黑色，含碳化鈣較高的呈紫色。其新創(chuàng)斷面有光澤，在空氣中吸收水分呈灰色或灰白色，工業(yè)級(jí)電石呈灰色、黃褐色或黑色，含碳化鈣較高的呈紫色，在空氣中吸收水分呈灰色或灰白色。能導(dǎo)電，純度愈高，導(dǎo)電性愈好。電石能與水發(fā)生反應(yīng)生成乙炔和氫氧化鈣；電石還能與氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氰氨化鈣，電石是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料之一，也是乙炔化工、金屬焊接和切割的重要原料。

電石一般多采用電熱法生產(chǎn)，即生石灰和含碳原料（焦炭）在電石爐內(nèi)，依靠電弧高溫加熱到2 000℃左右，生石灰與焦炭熔融發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成電石，其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式如式（8）。

由反應(yīng)式（8）可以看出，生產(chǎn)1 t電石理論需要100%的焦炭量為0.562 5 t，因此焦炭是電石生產(chǎn)過(guò)程中消耗量?jī)H次于白灰的原料，如果能夠?qū)⒚夯a(chǎn)與鹽化生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合，電石生產(chǎn)所需要的焦炭就可以通過(guò)皮帶輸送實(shí)現(xiàn)短途運(yùn)輸，不但節(jié)約運(yùn)輸成本，降低生產(chǎn)成本，也可以解決煤化生產(chǎn)焦炭銷售問(wèn)題。

1.3.4 氫氣可以作為相互之間備用的橋梁

在煤化生產(chǎn)副產(chǎn)的馳放氣中，氫氣的含量達(dá)到了50%以上，利用變溫吸附脫附技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)將氫氣與其他氣體的完全分離，然后用于MDI/TDI的生產(chǎn)；而鹽化在電解食鹽水的過(guò)程中也產(chǎn)生氫氣，然后將氫氣與氯氣在燃燒爐內(nèi)點(diǎn)燃生產(chǎn)HCl氣體用于后續(xù)的乙炔加成反應(yīng)。因此雙方都生產(chǎn)氫氣，而雙方都需要?dú)錃猓绻麑⒚夯望}化聯(lián)合，將雙方生產(chǎn)的氫氣作為對(duì)方的備用氣源進(jìn)行有機(jī)的調(diào)配和備用，不但可以有效地提高氫氣的利用率，而且作為對(duì)方的備用氣源能夠保證雙方的正常生產(chǎn)運(yùn)行，提高生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)率。

1.4 在工業(yè)園區(qū)內(nèi)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

在以煤化生產(chǎn)和鹽化生產(chǎn)為中心的工業(yè)園區(qū)內(nèi)，還有其他以煤化或鹽化生產(chǎn)的中間產(chǎn)品及產(chǎn)品為原料生產(chǎn)其他精細(xì)化工產(chǎn)品，因此在發(fā)展煤化和鹽化內(nèi)部循環(huán)經(jīng)濟(jì)、相互間循環(huán)經(jīng)濟(jì)之外，還可以兼顧工業(yè)園其他與此相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，在整個(gè)工業(yè)園內(nèi)形成大的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體。

1.4.1 以煤化生產(chǎn)的甲醇和鹽化生產(chǎn)的HCl氣體為原料可以發(fā)展精細(xì)化工產(chǎn)品

1.4.1.1 氯甲醚生產(chǎn)

氯甲醚主要用于醫(yī)藥生產(chǎn)和制取陰離子交換樹脂，也可作溶劑。近年來(lái)我國(guó)氯甲醚需求量在逐年增加。目前國(guó)內(nèi)均采用間歇法生產(chǎn)氯甲醚，原料為甲醇、甲醛及HC1氣體。在反應(yīng)釜中按比例加入一定量的甲醛和甲醇溶液通入HCl氣體反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液送入分相器中，根據(jù)相互之間密度的不同，將副產(chǎn)品與產(chǎn)品分離，氯甲醚進(jìn)入產(chǎn)品儲(chǔ)槽，副產(chǎn)品回收利用，反應(yīng)方程式如式（9）。

由反應(yīng)式（9）可以看出，在制備氯甲醚的過(guò)程中利用了煤化生產(chǎn)的中間產(chǎn)品甲醇，和鹽化生產(chǎn)的中間產(chǎn)品氯化氫氣體。

1.4.1.2 生產(chǎn)有機(jī)硅單體及下游產(chǎn)品

有機(jī)硅化合物是指含有Si-O鍵、至少有一個(gè)有機(jī)基團(tuán)直接與硅原子相連的化合物。由于有機(jī)硅化合物在某些方面兼?zhèn)淞擞袡C(jī)材料和無(wú)機(jī)材料性能，具有耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、無(wú)毒無(wú)味、生理惰性以及電氣絕緣等優(yōu)異特性，被廣泛用于航空航天、電子電氣、醫(yī)療、輕工、食品、紡織、化工、運(yùn)輸、建筑等行業(yè)。隨著有機(jī)硅產(chǎn)量和種類的逐漸增長(zhǎng)，新應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展，現(xiàn)已成為化工材料領(lǐng)域一個(gè)重要分支。有機(jī)硅材料按其不同形態(tài)，可分為硅烷偶聯(lián)劑（有機(jī)硅化學(xué)試劑）、硅橡膠、硅油、硅樹脂等。

最重要、用量最大的有機(jī)硅單體甲基氯硅烷，同時(shí)也是有機(jī)硅產(chǎn)品的支柱和基礎(chǔ)，其裝置水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個(gè)國(guó)家有機(jī)硅技術(shù)發(fā)展的重要依據(jù)。2002年我國(guó)第一套萬(wàn)噸有機(jī)硅單體生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行，大大提升了我國(guó)有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，也為有機(jī)硅下游產(chǎn)品發(fā)展創(chuàng)造了條件。近幾年我國(guó)對(duì)有機(jī)硅需求量以每年30%的速度增長(zhǎng)，即使是在2008年的金融危機(jī)背景下，也以15%～20%的速度增長(zhǎng)[3]。

單體有機(jī)硅生產(chǎn)首先是HCl氣體與甲醇合成氯甲烷，在流化床內(nèi)氯甲烷與硅粉催化劑作用高溫反應(yīng)生成甲基氯硅烷混合物，之后利用精餾塔分離不同組分，制得的二甲基二氯硅烷中間產(chǎn)品水解生成硅氧烷，以硅氧烷為原料可以進(jìn)一步制取硅樹脂、硅油和硅橡膠，主要反應(yīng)方程式如式（10）。

1.4.1.3 甲烷氯化物

甲烷氯化物主要包括CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3，CCl4。CH3Cl主要生產(chǎn)有機(jī)硅，由生產(chǎn)企業(yè)自己配套建設(shè)。CCl4是消耗臭氧層的主要物質(zhì)（ODS）,國(guó)內(nèi)外已基本停止銷售。目前我國(guó)市場(chǎng)上出售的甲烷氯化物主要是CH2Cl2和CHCl3，而二氯甲烷主要用于粘合劑、制冷劑、醫(yī)藥、聚氨酯發(fā)泡劑、清洗劑等。由于二氯甲烷不消耗臭氧，被認(rèn)為是超強(qiáng)溶劑的代表，近些年在聚氨酯發(fā)泡、電氣電子行業(yè)以及金屬清洗方面的用量也迅速增加。由于HFC-32新型制冷劑的大量使用，二氯甲烷需求也有較大的增速。國(guó)內(nèi)三氯甲烷消費(fèi)以生產(chǎn)HCFC-22原料為主，其使用量占三氯甲烷總使用量的70%以上，其他方面使用包括醫(yī)藥、農(nóng)藥和清洗劑等。

國(guó)內(nèi)甲烷氯化物生產(chǎn)工藝主要是甲醇法,在產(chǎn)品質(zhì)量、原料消耗等方面已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。甲醇法由兩步反應(yīng)制得甲烷氯化物，即甲醇與HCl氣體反應(yīng)生成一氯甲烷，氯氣再與一氯甲烷反應(yīng)生成二氯甲烷、氯仿和四氯化碳。氣態(tài)甲醇與HCl氣體混合進(jìn)入反應(yīng)器在催化劑的作用下反應(yīng)生成一氯甲烷。然后除雜質(zhì)的液態(tài)一氯甲烷和氯氣在塔式反應(yīng)器再反應(yīng)生成甲烷氯化物混合物。調(diào)整氯氣和一氯甲烷的比例和反應(yīng)溫度可以有效調(diào)節(jié)二氯甲烷和氯仿產(chǎn)物比例。反應(yīng)產(chǎn)物先分離HCl氣體后再經(jīng)過(guò)精餾塔依次分離出二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。二氯甲烷和三氯甲烷可以做為產(chǎn)品銷售，四氯化碳需通過(guò)其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成其他化學(xué)品進(jìn)行綜合利用。反應(yīng)方程式如式（11）。

由反應(yīng)式（11）可以看出，在生產(chǎn)一氯甲烷時(shí)，是以煤化生產(chǎn)的甲醇和鹽化生產(chǎn)的HCl氣體為原料，而在生產(chǎn)二氯、三氯甲烷時(shí)以鹽化生產(chǎn)的中間產(chǎn)品氯氣為原料，同時(shí)副產(chǎn)大量的HCl氣體，重新用于鹽化產(chǎn)業(yè)的乙炔氣體加成反應(yīng)中。

1.4.2 以煤化生產(chǎn)的二氧化碳?xì)怏w和鹽化生產(chǎn)的電石為原料可以發(fā)展石灰氮、單氰胺和雙氰胺傳統(tǒng)化工產(chǎn)品

以電石為原料與氮?dú)庠诜磻?yīng)爐中發(fā)生氮化反應(yīng)生成氰氨化鈣（俗名石灰氮），石灰氮是一種堿性肥料由于不會(huì)引起土壤的板結(jié)硬化，成為歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)的首選農(nóng)業(yè)用肥，我國(guó)在十三五規(guī)劃中也明確提出，要大力提倡農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用石灰氮肥料；同時(shí)石灰氮也可用作除草劑、殺菌劑、殺蟲劑（防止血吸蟲病的蔓延，預(yù)防根腐病、銹病、白霉病，可殺死釘螺、螞蟥等），還可用作棉花落葉劑，還是有機(jī)合成工業(yè)及塑料工業(yè)的基本原料，用于生產(chǎn)雙氰胺、單氰胺和氰熔體等，其化學(xué)反應(yīng)方程式如式（12）。

式（12）反應(yīng)方式是以鹽化生產(chǎn)的電石為原料與氮?dú)夥磻?yīng)生成石灰氮，再以石灰氮為原料在水解、碳化、調(diào)PH值、結(jié)晶降溫和烘干工序后生產(chǎn)出雙氰胺產(chǎn)品，也可以經(jīng)過(guò)水解、碳化、調(diào)酸、過(guò)濾工序生產(chǎn)出單氰胺溶液，反應(yīng)化學(xué)方程式如式（13）。

由反應(yīng)式（13）可以看出，在生產(chǎn)單氰胺和雙氰胺的過(guò)程中，綜合利用了在煤化生過(guò)程中產(chǎn)生的大量二氧化碳?xì)怏w，在溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重、嚴(yán)格控制二氧化碳排放的背景下，實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳綜合利用將是企業(yè)節(jié)能減排的最好方法。

1.4.3 以鹽化生產(chǎn)的電石渣和單氰胺、雙氰胺生產(chǎn)外排的黑渣為原料生產(chǎn)水泥熟料

水泥作為基礎(chǔ)建筑材料，被廣泛應(yīng)于房屋建筑、道路橋梁、大型公用工程等，其用量的大小直接關(guān)系著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)化水平。目前水泥的生產(chǎn)是以石灰石礦、黏土、鐵礦石等為原料，經(jīng)粉磨在回轉(zhuǎn)窯中煅燒成熟料然后再粉磨成水泥，但隨著我國(guó)可開采石灰石礦石資源儲(chǔ)量的減少和國(guó)家對(duì)耕地資源進(jìn)一步的嚴(yán)格控制，生產(chǎn)水泥的石灰石資源和黏土資源日益減少，而且隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)程的逐步加快，工業(yè)產(chǎn)生的廢渣、廢物與日俱增，在十二五期間國(guó)家就開始鼓勵(lì)水泥生產(chǎn)企業(yè)以可以利用的工業(yè)廢渣為原料生產(chǎn)水泥，在十三五期間我國(guó)明確提出水泥行業(yè)發(fā)展方向，要充分利用工業(yè)廢渣為原料生產(chǎn)水泥，同時(shí)水泥生產(chǎn)要協(xié)同處理城市垃圾。

在鹽化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的電石渣（主要成分為Ca（OH）2）和單氰胺、雙氰胺生產(chǎn)中產(chǎn)生的黑渣（主要成分為CaCO3）均符合生產(chǎn)水泥原料要求，目前以電石渣和黑渣生產(chǎn)水泥工藝比較成熟，因此在工業(yè)園內(nèi)發(fā)展煤化工和鹽化工的同時(shí)，能夠?qū)⒀h(huán)經(jīng)濟(jì)體內(nèi)的廢渣用于生產(chǎn)水泥，不僅將廢物、廢渣綜合利用提高了資源的利用率，減少?gòu)U物、廢渣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也兼顧了園區(qū)內(nèi)水泥行業(yè)的發(fā)展。

2 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)大力提倡發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大背景下，內(nèi)蒙古阿拉善經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)在形成內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)煤化工和中鹽蘭太集團(tuán)鹽化工為中心的產(chǎn)業(yè)布局上，在發(fā)展煤化工和鹽化工產(chǎn)業(yè)內(nèi)部循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行煤化工和鹽化工之間的產(chǎn)業(yè)循環(huán)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)相互之間廢氣、廢渣等的循環(huán)利用，有效提高資源的利用率，同時(shí)也可以兼顧園區(qū)內(nèi)與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的大循環(huán)。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)正在步入一個(gè)新的調(diào)整和發(fā)展期，傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展既面臨挑戰(zhàn)更有難得的機(jī)遇，立足于煤化工和鹽化工一體化發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展路線，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煤化工和鹽化工的轉(zhuǎn)型升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整，而且也實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤化工和鹽化工目前產(chǎn)品的高附加值轉(zhuǎn)變，相互之間大力發(fā)展具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的精細(xì)化工，為鹽-煤化工的聯(lián)合發(fā)展開啟創(chuàng)新之路。

[1] 王新寬，哀祖仁.鹽、煤化工企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式[J].河北化工，2012(1)：69-72.

[2]李兆寶.2010年之前我國(guó)MDI市場(chǎng)凈進(jìn)口格局難以改變[J].中國(guó)化工信息，2007(221)：8-9．

[3]李宗耀，蔣元力，賈金才，等.煤化工與鹽化工聯(lián)合發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路[J].氯堿工業(yè)，2011(41)：4-8.

Development of circular economy based on coal chemical industry and salt chemical industry

ZHAO Linmao,CEN Xuewei,HAN Huanbo,JIA Dengwei
（Inner Mongolia Qinghua Group Co.,Ltd.,Inner Mongolia,Alashan 750300,China）

In this paper,the coal chemical industry of Inner Mongolia Qinghua Group and the Salt Chemical Industry Group of Zhong Yan Group were studied.The intermediate products,production process waste gas,waste residue and waste heat of these two groups were utilized.By the coal-chemical joint development,the fine chemical industry with mutual supports can be developed,and their respective industrial chains can be effectively extended,the added value of the product can be improved.The restructuring of traditional industries and industrial upgrading were achieved,and the economic efficiency of enterprises was improved.Besides,the development of other related enterprises in the industrial parks was also taken into account,so the whole industrial park achieved the industrial upgrading.

coal chemical industry;salt chemical industry;circular economy

F407.7；X78

A

1674-0912（2017）01-0011-06

2016-11-11）

趙林茂（1975-），男，內(nèi)蒙古四子王旗人，大學(xué)本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，主要從事工業(yè)廢渣綜合利用研究與開發(fā)。