陳佳星,張韻竹
(1.中國成達工程有限公司,四川成都 610041;2.海洋石油工程股份有限公司設(shè)計院,天津 300451)
作為我國化學工業(yè)領(lǐng)域重要的組成部分之一,氯堿產(chǎn)業(yè)是生產(chǎn)氫氣、氯氣、燒堿、環(huán)氧氯丙烷、氯丁橡膠、環(huán)氧丙烷、合成鹽酸、含氯溶劑、聚氯乙烯等對應(yīng)衍生產(chǎn)品的基本化學產(chǎn)業(yè),相關(guān)氯堿產(chǎn)品在我國食品、加工、建材、軍工、國防、電力、冶金、醫(yī)藥等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。氯堿產(chǎn)業(yè)目前整體發(fā)展狀況呈現(xiàn)出生產(chǎn)過程具有較大的排污量,對資源的消耗量較多,具有的可持續(xù)發(fā)展能力無法達到令人滿意程度的狀態(tài),因此對氯堿產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展狀態(tài)的改革勢在必行。為了進一步實現(xiàn)氯堿產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標,相關(guān)人士應(yīng)該采取對應(yīng)的手段使氯堿產(chǎn)業(yè)逐漸朝著綠色化生產(chǎn)以及清潔化生產(chǎn)的方向發(fā)展,這也是氯堿產(chǎn)業(yè)朝著新型綠色工業(yè)化道路前進的必然選擇。
作為我國重要的高能耗行業(yè)以及資源轉(zhuǎn)換型產(chǎn)業(yè),我國氯堿產(chǎn)業(yè)第一輪和第二輪增長主要依靠較高的能源消耗以及較高的資源等外源性資本積累給予支持,生產(chǎn)模式依然以傳統(tǒng)粗放型為主,不僅對資源和能源的消耗量極大,而且對環(huán)境的污染程度較嚴重,對我國可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)造成嚴重阻礙。
氯堿產(chǎn)業(yè)是耗氧量較高、耗能量較高、污染程度較嚴重的產(chǎn)業(yè)之一,每噸燒堿的生產(chǎn)會消耗24.5t 水資源、2 298kW/h的電能、1 545t 的原鹽,每噸PVC 的生產(chǎn)會消耗300t 的水資源以及1 500t 的電石能源。雖然我國幅員遼闊、物產(chǎn)豐富,但是對能源的需求量較大、屬于能源短缺型國家,特別是在水資源分配嚴重不均衡的環(huán)境下,許多依靠工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的城市嚴重缺乏水資源,而氯堿行業(yè)需要消耗大量的能源才能維持生產(chǎn)。因此在資源日漸枯竭的環(huán)境下,怎樣才能使氯堿行業(yè)整體發(fā)展與資源的有效利用更加和諧,是目前我國社會發(fā)展亟待解決的戰(zhàn)略性問題之一。
同時,作為我國化學工業(yè)三廢排放的主要源頭之一,氯堿工業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢污染物種類眾多、數(shù)量龐大,對環(huán)境造成的破壞力極大。通過對氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物展開的大量實際調(diào)查研究能夠知道,氯堿行業(yè)每年排放12×107t 廢水、1 100×108m3廢氣、5×106t 廢渣。與此同時,在全國化工業(yè)排放總量中,在氯堿行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢排放量中,廢渣的排放量占1.2%~1.3%、廢氣的排放量占8.6%~10%、廢水的排放量占4.6%~5.7%。由此可見,怎樣解決氯堿行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的三廢污染問題,是實現(xiàn)氯堿行業(yè)可持續(xù)化發(fā)展的根源。
對我國目前大部分氯堿生產(chǎn)企業(yè)使用的燒堿設(shè)備而言,每臺設(shè)備每年的生產(chǎn)量約為40kt,其中只有少部分企業(yè)燒堿設(shè)備的年生產(chǎn)量能夠達到100kt 左右。由于大部分氯堿企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模較小、地理位置分布較為分散,因此與國外大型生產(chǎn)企業(yè)之間存在的差距較大。國外氯堿企業(yè)具有較高的集中度,氯堿生產(chǎn)能力在歐盟排名前5的國家,占據(jù)了歐盟國家燒堿生產(chǎn)能力的50%,排在美國前5名的氯堿生產(chǎn)企業(yè)占據(jù)了美國氯堿生產(chǎn)能力的80%,而排在我國前5名的氯堿生產(chǎn)企業(yè)只占據(jù)了我國氯堿生產(chǎn)能力的16%。小規(guī)模的生產(chǎn)裝置、高投入的生產(chǎn)成本,導致我國氯堿生產(chǎn)企業(yè)與國外氯堿生產(chǎn)企業(yè)之間必然存在較大差距。
為了轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)狀,對我國氯堿產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展模式進行了全面改革,使氯堿生產(chǎn)工藝水平得到了不斷提高,利用先進生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)的裝置設(shè)備數(shù)量逐年增多,雖然能夠在一定程度上使氯堿行業(yè)整體發(fā)展水平得到提高,然而由于缺乏先進生產(chǎn)技術(shù)的支持,使我國氯堿行業(yè)發(fā)展水平難以達到令人滿意的程度。比如,在進行燒堿生產(chǎn)的過程中,盡管利用先進離子膜燒堿生產(chǎn)裝置能夠達到年80t 的生產(chǎn)量,利用國產(chǎn)化離子膜堿裝置年生產(chǎn)量能夠達到100kt,然而由于相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)依然在使用落后的石墨陽極電解槽以及水法燒堿裝置,導致生產(chǎn)效率難以提高的同時,對環(huán)境造成了嚴重的破壞。并且很多氯堿生產(chǎn)企業(yè)并沒有對先進的離子膜技術(shù)進行普及應(yīng)用,導致該技術(shù)的國產(chǎn)化程度只有5%左右,離子交換膜基本依靠從國外進口。
我國氯堿生產(chǎn)能力無法提高的主要原因,不僅是由于與國外先進生產(chǎn)工藝之間存在較大的差異,而且規(guī)模較小、成本較高、技術(shù)較落后等原因無法得到有效解決,在一定程度上制約了氯堿生產(chǎn)能力的提高。
對于我國目前氯堿行業(yè)生產(chǎn)的氯產(chǎn)品而言,主要分為無機氯產(chǎn)品和有機氯產(chǎn)品兩種,在社會現(xiàn)代化發(fā)展水平不斷提高的環(huán)境下,雖然產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn)呈現(xiàn)出明顯的進步趨勢,但是相比于國外發(fā)達國家,存在的差距依然比較大。從耗氯結(jié)構(gòu)角度出發(fā)進行分析,在氯產(chǎn)品耗氯總量中,無機氯產(chǎn)品消耗量依然占據(jù)主導地位,雖然在很多年前我國已經(jīng)嚴禁使用六六六等原粉商品,使聚乙烯樹脂的消耗量得到了持續(xù)增長,特別是在20世紀末,我國對塑料建材使用的大力推廣,降低了木材的使用量,使“以塑代木、以塑代鋼”的理念在建筑行業(yè)相關(guān)生產(chǎn)中得到快速發(fā)展,使聚氯乙烯行業(yè)整體發(fā)展水平呈現(xiàn)出有史以來的新高,然而依然無法降低我國無機氯產(chǎn)品的消耗量。目前我國氯產(chǎn)品消耗總量中54%為無機氯產(chǎn)品,以無機氯化物以及鹽酸為主,剩余46%為有機氯產(chǎn)品,以氯丁橡膠、氯乙酸、聚氯乙烯為主,其中在生產(chǎn)聚氯乙烯的過程中,耗氯量約占總耗量的22%。
針對氯堿產(chǎn)品耗氯結(jié)構(gòu)這一特點而言,發(fā)達國家與我國的現(xiàn)狀截然不同。20世紀美國氯產(chǎn)品消耗總量中有機化學品耗氯量占76%,無機氯產(chǎn)品耗氯量占12%,歐洲國家有機物氯產(chǎn)品消耗總量占世界有機化學品耗氯量的84%,無機物氯產(chǎn)品消耗總量占世界耗氯量的96%,日本氯堿產(chǎn)品耗氯量中有55%的有機氯產(chǎn)品耗氯量,96%為無機氯產(chǎn)品。
相比較于發(fā)達國家,我國有機氯產(chǎn)品占據(jù)的比例比較低,但是這并不表明我國社會生產(chǎn)對有機氯產(chǎn)品的需求量也較低。根據(jù)對我國有機氯產(chǎn)品使用量實際需求展開的大量實際調(diào)查研究能夠知道,近幾年我國氯產(chǎn)品使用總量中20%以上是從國外進口。
對于氯堿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵而言,一個重要的問題就是氯與堿是否始終保持在平衡狀態(tài)。20世紀末我國氯堿行業(yè)是以“以堿定氯”為主要生產(chǎn)模式,將燒堿生產(chǎn)出的產(chǎn)品為副產(chǎn)品,到了21世紀初期,在新產(chǎn)品應(yīng)用范圍逐漸擴大的基礎(chǔ)上,“以氯定堿”的生產(chǎn)方式逐漸替代“以堿定氯”的生產(chǎn)模式,一些業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)將燒堿定義為副產(chǎn)品。而最近幾年,由于我國氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模的盲目擴張,雖然燒堿產(chǎn)能快速增長,但是相關(guān)下游行業(yè)發(fā)展速度較為滯后,導致由于氯堿發(fā)展不平衡出現(xiàn)的問題日益明顯。與此同時,由于我國對氯產(chǎn)品的需求量較大,而對燒堿產(chǎn)品的需求量明顯降低,使我成為全世界唯一一個需要將過剩燒堿商品出口、而需要對大量氯產(chǎn)品進口的國家,如果不加以制止和調(diào)整,這種氯堿不平衡的現(xiàn)象還會不斷擴張。
由此可見,在今后我國氯堿工業(yè)發(fā)展過程中,必須對產(chǎn)品的發(fā)展與完善給予足夠重視,這是因為目前企業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟效益的主要增長點來源于產(chǎn)品的開發(fā)與生產(chǎn),這也是決定氯堿生產(chǎn)中企業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的重要因素之一,氯堿行業(yè)中氯與堿是否能夠始終保持在平衡狀態(tài),受氯產(chǎn)品的生產(chǎn)與發(fā)展水平影響較大。由于我國氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀態(tài)已經(jīng)從傳統(tǒng)以堿為主的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成現(xiàn)代化以氯為主的生產(chǎn)模式,能夠在一定程度上解決我國氯產(chǎn)品需求不足、燒堿生產(chǎn)過剩的現(xiàn)狀。為了將這一現(xiàn)象徹底改變,不僅要加大對氯產(chǎn)品的合理開發(fā),而且還要使氯堿產(chǎn)業(yè)中氯與堿始終處于平衡狀態(tài)。
作為循環(huán)經(jīng)濟得以順利開展的載體,技術(shù)能夠準確掌握循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)特征,因此循環(huán)經(jīng)濟具有的技術(shù)方法應(yīng)該具備以下幾個方面的特點。
1)使資產(chǎn)的有效利用率進一步提高,使生產(chǎn)過程中對能源和資源的消耗量有效減少,這不僅是保證經(jīng)濟效益得以提高的基礎(chǔ)要素,也是降低污染物排放的必要條件。
2)采取各種有效的措施將生產(chǎn)技術(shù)力量拓寬和延長,使氯堿生產(chǎn)企業(yè)在內(nèi)部將產(chǎn)生的污染物進行再次加工、循環(huán)利用,減少生產(chǎn)過程中的污染排放量。
3)全面回收生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的廢棄產(chǎn)品,將產(chǎn)生的廢棄物經(jīng)過處理進行階梯式的充分利用,從而使資源的開采量最大程度減少,從而有效降低污染物和廢棄物的排放量。
4)生產(chǎn)企業(yè)加大回收、處理、再次利用廢棄物的力度,對資源再生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)的發(fā)展給予大力支持。
針對氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及存在的問題,展開的大量實際調(diào)查研究能夠知道,在我國國民經(jīng)濟發(fā)展以及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,氯堿工業(yè)占據(jù)著重要的地位,特別是在社會生態(tài)發(fā)展水平要求不斷嚴格以及氯堿工業(yè)自身生存發(fā)展需求不斷提高的環(huán)境下,無論出于對環(huán)境保護還是出于對經(jīng)濟發(fā)展的考慮,對氯堿行業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式以及循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式的開展勢在必行。隨著我國社會發(fā)展速度的加快,耗氯產(chǎn)品和耗材產(chǎn)品的數(shù)量已經(jīng)高達千余種,每10kt 氯堿可以創(chuàng)造出6億元左右的產(chǎn)值。因此必須對目前產(chǎn)業(yè)進行深入研究,采取各種有效的措施,加大對氯堿產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展水平的提高,不僅能夠在一定程度上反映出我國經(jīng)濟發(fā)展狀態(tài),使我國社會經(jīng)濟整體發(fā)展水平得到進一步提高,還能為我國環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)提供積極的幫助。