劉玉兵

文章編號：2095-6835（2017）10-0130-02

摘 要：清潔生產(chǎn)是環(huán)保工作中一項(xiàng)新的思維模式，也是我國工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略?；ば袠I(yè)通過實(shí)施清潔生產(chǎn)，可以解決節(jié)能減排問題，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會效益的提高和統(tǒng)一。以某化工企業(yè)為例，論述產(chǎn)品的工藝流程及主要產(chǎn)生的環(huán)境問題，并對企業(yè)清潔生產(chǎn)的實(shí)施方案及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了詳細(xì)探討，以期能為同類行業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：清潔生產(chǎn)；環(huán)境問題；支柱產(chǎn)業(yè)；環(huán)境污染

中圖分類號：X38 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.130

化學(xué)工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)，但在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的污染物，且成分復(fù)雜，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，化工污染治理引起了人們的重視，而解決化工行業(yè)污染的任務(wù)是非常艱巨的，相關(guān)研究者也正在積極尋找改善環(huán)境和降低成本的方法，而積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)成為了重要途徑之一。

1 產(chǎn)品的工藝流程和主要環(huán)境問題

目前，該化工企業(yè)的主要產(chǎn)品包括丙烯酸（普通酸和冰晶酸）和丙烯酸丁酯。

1.1 工藝流程

1.1.1 丙烯酸的生產(chǎn)工藝流程

該化工企業(yè)丙烯酸的生產(chǎn)采用丙烯氧化法工藝。目前，丙烯氧化法分為2類，分別為一步法和兩步法。由于一步法工藝具有的缺點(diǎn)——尚無工業(yè)化裝置，所以，該企業(yè)主要采用兩步法，即第一步丙烯氧化生成丙烯醛，第二步將丙烯醛進(jìn)一步氧化成丙烯酸。

該方法使每步氧化反應(yīng)都處于最佳狀態(tài)，是目前比較經(jīng)濟(jì)、制備效率高的工藝。具體工藝流程流程如下：①氧化。原料丙烯在丙烯蒸發(fā)器內(nèi)氣化，空氣過濾后經(jīng)壓濾機(jī)壓縮，作為丙烯氧化的主要原料。壓縮空氣一部分進(jìn)入第一級反應(yīng)器把丙烯氧化成丙烯醛，壓縮空氣的另一部分進(jìn)入第二級反應(yīng)器把丙烯醛氧化成丙烯酸。其中，丙烯酸兩級氧化器是一種列管式固定床反應(yīng)器。氧化生成的氣體（約170℃），經(jīng)冷凝器換熱后進(jìn)入吸收塔，經(jīng)吸收塔吸收后，高濃度丙烯酸溶液進(jìn)入共沸塔，而不被吸收的氣體則從吸收塔頂部出來，最終送尾氣處理裝置進(jìn)行處理。②精制。丙烯酸在急冷塔被水吸收成丙烯酸水溶液從塔底排出，并進(jìn)到共沸塔，與加入阻聚劑的甲苯共沸蒸餾，在塔頂將水直接脫出。塔底液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的丙烯酸溶液）送入醋酸蒸餾塔進(jìn)行蒸餾，將丙烯酸中殘存的少量水和醋酸從塔頂脫出；塔底液送入丙烯酸精制塔脫去重組分。

1.1.2 丙烯酸酯的生產(chǎn)工藝流程

丙烯酸酯的生產(chǎn)工藝在20世紀(jì)70年代已經(jīng)基本成熟，丙烯酸酯常見品種包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯，其中，以丙烯酸丁酯的生產(chǎn)量為最大。這些酯通常用酯化級丙烯酸與相應(yīng)的醇在催化劑的作用下酯化獲得。具體生產(chǎn)工藝流程如下：丙烯酸（AA）和丁醇（BuOH）在催化劑硫酸的作用下反應(yīng)生成ABE（丙烯酸丁酯）和水，反應(yīng)系統(tǒng)由2臺反應(yīng)器和1臺脫水塔組成，AA和BuOH先在2臺串聯(lián)的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，用硫酸作催化劑，反應(yīng)生成的水和

BuOH、ABE共沸從反應(yīng)器中除去，以使反應(yīng)平衡向正方向進(jìn)行。反應(yīng)終了的AA轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%～98.5%.

1.2 生產(chǎn)中造成的環(huán)境問題

雖然該企業(yè)只有2條產(chǎn)品生產(chǎn)線，在生產(chǎn)過程中所用原料簡單，包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%的丙烯、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%的甲苯、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%的丁醇、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氧化鈉溶液等，但生產(chǎn)工藝所需設(shè)備多，比如脫水塔、萃取塔、精餾塔等各種反應(yīng)塔；硫酸、丁酯等各種儲罐等。因此，該企業(yè)具有用耗水量大、廢水排放量大，所含組分復(fù)雜、廢氣種類多、無組織廢氣產(chǎn)生環(huán)節(jié)多等特點(diǎn)。

丙烯酸（普通酸和冰晶酸）和丙烯酸丁酯的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了很多環(huán)境方面的問題。比如，公司的電能消耗比較大，主要耗電單元為丙烯酸車間氧化工段，其次為精制工段；丙烯酸及其酯類生產(chǎn)過程中排放的廢水量大、有機(jī)物濃度高，主要含有醋酸、丙烯酸、丙烯酸酯、甲醛、甲醇、乙醇等有機(jī)物，這就導(dǎo)致經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水處理設(shè)施預(yù)處理后的污水水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)常達(dá)不到污水處理廠接管的標(biāo)準(zhǔn)；丙烯、丙烯酸及甲苯、丙烯酸酯裝卸、輸送、貯存過程的呼吸排氣問題；丙烯酸裝置二聚物分解器產(chǎn)生的重組分、丙烯酸丁酯精制過程中產(chǎn)生的重組分、污水處理裝置污泥和浮油等。

2 清潔生產(chǎn)的具體實(shí)施方案

以節(jié)能、降耗、減污和增效為目標(biāo)，以科學(xué)技術(shù)和科學(xué)管理為手段，實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)全過程控制，使污染物的產(chǎn)生量和排放量都減少到最低限度，不斷提高企業(yè)的綜合效益等。具體而言，在設(shè)備維護(hù)和更新、技術(shù)工藝改造、廢棄物回收利用和循環(huán)使用方面進(jìn)行了改進(jìn)。

2.1 設(shè)備維護(hù)和更新

2.1.1 丙烯酸車間冷凝器改造

該化工企業(yè)丙烯酸車間原先采用5臺螺旋板換熱器進(jìn)行冷凝處理，同時由2臺90 kW循環(huán)泵進(jìn)行機(jī)械傳動。

雖然螺旋板換熱器高效節(jié)能、使用壽命長，耐高溫（400 ℃），耐高壓（2.5 MPa），但是機(jī)械傳動裝置耗電量大。2014年，全廠電能的使用量為9.381×107 kW·h，其中，丙烯酸車間用電總量8.385×107 kW·h，占全廠用電量的89%，因此，如何合理利用換熱器，將直接影響企業(yè)的用電情況。本輪清潔中，將5臺螺旋板換熱器更換為2臺管式換熱器，并拆除原來的2臺90 kW循環(huán)泵。改造之后，一方面維護(hù)保養(yǎng)容易，節(jié)省了人力、物力；另一方面，管式換熱器熱交換效果更好，電能消耗大幅度降低，可節(jié)電90 kW·h/h。此外，因?yàn)椴鸪?臺90 kW循環(huán)泵，車間噪聲得到了有效控制，進(jìn)一步改善了工人操作環(huán)境。

2.1.2 新增過濾器

污水車間的中間水池原先沒有過濾設(shè)備，導(dǎo)致后續(xù)出水懸浮物指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，需要對其重回系統(tǒng)重復(fù)處理，這樣會增加后續(xù)處理過程中水、電、藥劑使用量。因此，在污水處理的中間水池新增了1臺過濾器，這樣能保證后續(xù)出水懸浮物指標(biāo)能達(dá)標(biāo)，從而減少重復(fù)處理造成的電、藥劑等的浪費(fèi)。

2.2 技術(shù)工藝改造

許多企業(yè)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備落后，生產(chǎn)效率低，片面追求擴(kuò)大產(chǎn)量，不注意設(shè)備落后更新和技術(shù)改造，能耗、物耗高，跑、冒、滴、漏現(xiàn)象嚴(yán)重，這成為了實(shí)施清潔生產(chǎn)的主要障礙。

2.3 高濃度廢水回用

車間生產(chǎn)廢水中含有大量的甲醛、部分丙烯醛，直接采用生化法處理很難解決甲醛的問題，這樣一方面增加了系統(tǒng)的處理廢水量，另一方面導(dǎo)致廢水處理后的出水水質(zhì)不穩(wěn)定。因此，需要通過汽提脫醛處理裝置直接提取廢水中的輕組分有機(jī)物，汽提所得的醛類氣體可輸送到鍋爐進(jìn)行焚燒，產(chǎn)生的蒸汽回車間使用。這樣一方面降低了了廢水的產(chǎn)生量，保證了廢水后續(xù)處理后的出水水質(zhì)穩(wěn)定，減少了污水處理費(fèi)用；另一方面，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽回車間使用，節(jié)約了蒸汽。

3 清潔生產(chǎn)的目標(biāo)及取得的效益

目前，該企業(yè)在實(shí)施清潔生產(chǎn)的過程中做了大量工作，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.1 清潔生產(chǎn)目標(biāo)

根據(jù)該企業(yè)確定的審計重點(diǎn)實(shí)際情況設(shè)置的本輪企業(yè)清潔生產(chǎn)目標(biāo)如表1所示。

3.2 環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益

該企業(yè)提出的主要方案具有一定的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，具體如表2所示。

4 結(jié)束語

綜上所述，清潔生產(chǎn)是對傳統(tǒng)發(fā)展模式的根本變革，是工業(yè)污染防治的最佳模式，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的有效途徑，也是實(shí)現(xiàn)我國污染控制由末端治理向全過程控制轉(zhuǎn)變的重大舉措。因此，化工企業(yè)要想持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，必須接受新知識，更新理念，改變高消耗、高投入的發(fā)展模式，結(jié)合實(shí)際制訂清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略，逐步實(shí)施清潔生產(chǎn)途徑，持續(xù)開展清潔生產(chǎn)計劃，大力推行清潔生產(chǎn)，滿足法規(guī)要求，通過清潔生產(chǎn)的持續(xù)實(shí)施，使得企業(yè)走上可持續(xù)、健康的發(fā)展之路，

實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會效益的和諧統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

[1]楊儒石.基于清潔生產(chǎn)的化工企業(yè)污染管理研究[D].西安：陜西師范大學(xué).2015.

[2]李應(yīng)珍.化工行業(yè)清潔生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（34）.

[3]郎志紅.清潔生產(chǎn)技術(shù)在化工行業(yè)的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，15（17）.

〔編輯：張思楠〕