化工廠清潔生產(chǎn)實例調(diào)查

PAGE17化工廠清潔生產(chǎn)實例調(diào)查1.概況化工廠建于1958年，目前生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有氯堿、苯酚、氯化苯、聚氯乙烯、環(huán)己酮、己二酸等，其中氯化苯是該廠的主要產(chǎn)品，對整個氯堿生產(chǎn)，平衡氯氣，提高效益起有重要作用，直接關(guān)系到全廠整體生產(chǎn)能力的發(fā)揮。該廠四十年給社會提供了大量的化學原料，對國家經(jīng)濟建設(shè)做出了重要貢獻。但由于種種原因，主要工藝基本上是五、六十年代的水平，工藝較落后，設(shè)備也告陳舊、技術(shù)呈現(xiàn)老化，致使單位產(chǎn)品物耗、能耗居高不下，物耗、能耗未能物盡其用，以廢物的形式排入環(huán)境，水體中的有機物（COD）、空氣中的苯類有害物質(zhì)均超過國家或地方的排放標準，導致社會公眾與企業(yè)矛盾十分突出，環(huán)境糾紛也有發(fā)生，環(huán)境問題已制約了企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。為了改變企業(yè)被動狀態(tài)，有兩種模式可選擇：一是采用先進技術(shù)對現(xiàn)有工藝進行全面更新?lián)Q代，但根據(jù)目前企業(yè)經(jīng)營狀況，一時難以籌措巨額投資，二是對企業(yè)現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝進行剖析，找出物耗、能耗高，污染嚴重的工序，結(jié)合技術(shù)改造，分期分批解決。后一種選擇是符合企業(yè)實際，最現(xiàn)實有效的途徑。為此，該企業(yè)在1993年派員參加了國家組織的清潔生產(chǎn)培訓，并在省、市有關(guān)部門的支持下，前后對己二酸、氯化苯兩個產(chǎn)品作為示范開展了清潔生產(chǎn)審計。通過“審計”使領(lǐng)導發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝中存在著許多降耗、節(jié)能、減少污染，降低生產(chǎn)成本的機會，增強了開展清潔生產(chǎn)信心，同時培養(yǎng)了“審計”師資隊伍和積累了經(jīng)驗，為企業(yè)持續(xù)清潔生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。2．實施清潔生產(chǎn)效果其效果包括兩方面，即通過清潔生產(chǎn)審計產(chǎn)生的替代方案及實施替代方案取得的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。2.1己二酸產(chǎn)品“審計”及效果己二酸生產(chǎn)工藝分為兩個工段，即己二酸工段和尾氣工段12個工序。己二酸工段包括氧化、結(jié)晶、壓縮、壓濾、離心和干燥六個工序；尾氣工段包括供水、供料、配酸、風機、吸收和濃縮六個工序。其生產(chǎn)工藝見流程圖（圖1）。圖1己二酸生產(chǎn)工藝流程該企業(yè)在1994年開展了己二酸產(chǎn)品清潔生產(chǎn)審計，通過“審計”提出了12項替代方案，其中無費方案8項，低費方案2項，中費和高費方案各1項。2.1.1不同替代方案名稱及改進措施（見表1）。表1己二酸工藝替代方案名稱及改進措施類型序號方案名稱及問題改進措施無費方案F1氧化釜蓋不嚴、漏料更換氧化系統(tǒng)釜蓋密封F2氧化釜反應(yīng)溫度、時間難控制在加料塔上加孔板F3壓濾工序常跑料嚴格操作，加強員工培訓F4離心設(shè)備局部跑料定期維修，嚴格控制加料速度F5干燥尾氣工序易跑料嚴格控制風量、加料量F6產(chǎn)品包裝易跑料及時更換布袋F7氧化釜加料不合理調(diào)整加料量和時間F8壓濾監(jiān)控分析儀有故障加強儀器維修和人員培訓低費方案F9氧化終點控制不合理，影響轉(zhuǎn)化率調(diào)整氧化反應(yīng)溫度和濕度F10濃縮尾氣冷卻器損壞，影響回收檢修和更換冷卻器提高回收回流液效率中費F11尾氣系統(tǒng)改造，吸收塔老化改塑料塔為不銹鋼塔高費F12生產(chǎn)系統(tǒng)改造改間斷為連續(xù)生產(chǎn)工藝，擴大生產(chǎn)能力2.1.2實施替代方案的效果1.實施無費方案的經(jīng)濟效益（見表2）表2實施無費方案的經(jīng)濟效益序號經(jīng)濟效益F1通過嚴格生產(chǎn)管理，對設(shè)備維修、保養(yǎng)，加強員工培訓，提高操作有效性，實施無費方案取得的效果。原料己二醇轉(zhuǎn)化率由92%提高到93%。產(chǎn)品己二酸總收率由83%提高到84.5%。每噸己二酸消耗的環(huán)己醇定額下降了11.98公斤，相當年多生產(chǎn)己二酸產(chǎn)品21噸，以每噸己二酸產(chǎn)品售價6700元，年創(chuàng)經(jīng)濟效益14.07萬元。F2F3F4F5F6F7F82.實施低價、中費方案生產(chǎn)工藝簡述及經(jīng)濟分析替代方案工藝簡述氧化終點控制（F9）硝酸氧化環(huán)己醇的轉(zhuǎn)化率偏低，工藝控制指標不完善，在現(xiàn)有工藝條件下，通過改變工藝反應(yīng)控制指標，如：溫度、壓力、時間等來探討提高環(huán)己醇轉(zhuǎn)化率最佳參數(shù)，控制低級酸產(chǎn)生。濃縮回流液回收(F10)因濃縮尾氣部分冷卻器損壞，濃縮蒸發(fā)氣體難以冷卻，影響回流液的回收。通過檢修和更新恢復使用冷卻器的效能。尾氣系統(tǒng)改造（F11）原氮氧化物（NOx）尾氣吸收塔為塑料材質(zhì)，易老化和泄漏，吸收率低，采取了改塑料材質(zhì)的塔為不銹鋼材質(zhì)。增加高效填料和冷卻器，提高吸收效率。實施替代方案的經(jīng)濟性（見表3）表3

實施替代方案的經(jīng)濟性分析（萬元）方案類型序號投資收益運行成本凈收益投資回收期（年）低費F92.652.920.0252.90.05低費F1020.849.914.875.044.13中費F115547.7725.0422.732.42合計78.44110.629.9380.671.37

實施替代方案的環(huán)境效益（見表4）表4

實施替代方案的環(huán)境分析替代方案非產(chǎn)品回收環(huán)境效益氧化終點控制（F9）年回收己二酸3.25噸年減少COD排放4噸濃縮回流液回收（F10）年回收回流液1300m3，硝酸56噸年減少COD排放81噸硝酸尾氣回收（F11）年回收硝酸340噸年減少NOx排放240噸2.2氯化苯產(chǎn)品“審計”及效果氯化苯生產(chǎn)工藝采用苯直接通氯氣，在氯化鐵催化下生成氯化苯的連續(xù)生產(chǎn)工藝。該裝置分為：收送料、苯干燥、氯化、水洗中和、粗餾、精餾、包裝、尾氣吸收、多氯化物工序。其生產(chǎn)工藝見流程圖2。圖2氯化苯生產(chǎn)重點工藝流程圖該企業(yè)在完成了己二酸生產(chǎn)工藝“審計”，基礎(chǔ)上于1995年開展了對氯化苯生產(chǎn)工藝的清潔生產(chǎn)審計，通過“審計”提出了12項替代方案。其中無費方案4項，低費、中費和高費分別為2項、3項和3項。2.2.1不同替代方案的名稱及改進措施（見表5）表5氯化苯生產(chǎn)工藝替代方案名稱及改進措施方案方案名稱及問題改進措施類型序號無費方案F1氯化尾氣冷卻器，冷卻效果差改并聯(lián)噴淋為串聯(lián)噴淋F2尾氣捕集器，廢水直排由直排為回收利用F3苯干燥廢水直排由直排為回收利用F4粗餾冷卻器尾氣放空由放空為回收利用低費方案F5氯化冷卻器改造改臥式冷卻器為立式冷卻器F6堿洗下水改造增1臺氯化分離罐，改一級分離為二級分離中費方案F7水洗下水改造回收水洗下水用于氯化尾氣吸收，加水制鹽酸F8多氯化物改增加多氯化物分離塔的塔高和塔板數(shù)F9工藝改造更新粗餾、精餾加熱器高費方案F10尾氣搬遷（含工藝改進）調(diào)整工序局部改尾氣兩級為三級吸收F11冷卻水循環(huán)利用新增一座小時400噸水冷卻塔F12生產(chǎn)改造擴大生產(chǎn)能力該企業(yè)對提出的12項替代方案，按照先易后難，邊審計邊改進的原則，結(jié)合企業(yè)資金、技術(shù)實際，通過嚴格生產(chǎn)管理，加強對設(shè)備維修、維護，結(jié)合技術(shù)改造，分批分期的實施了替代方案。2.2.2實施替代方案的效果，包括經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。1.實施無費方案的效果（見表6）表6實施無費方案的經(jīng)濟效益氯化尾氣冷卻器（F1）實施無費方案（F1?/FONT>F4），噸氯化苯產(chǎn)品消耗苯定額降低28.3公斤，以年產(chǎn)15000噸氯化苯計，年節(jié)約苯424.5噸，按噸苯2000元計，年節(jié)約苯價值為84.90萬元尾氣捕集器（F2）苯干燥工序（F3）粗餾冷卻器（F4）2.實施替代方案工藝簡述氯化冷卻器改造原氯化冷卻器采用的臥式冷卻器其冷卻效果差，難以滿足生產(chǎn)工藝要求，后利用原冷卻器改臥式為立式，改善了冷卻效果，減少了氯化尾氣中苯排放，提高了苯的轉(zhuǎn)化率。測試結(jié)果表明，使單位產(chǎn)品氯化苯的苯和氯化苯分別減少了8.36公斤和0.39公斤。按1998年氯化苯產(chǎn)量15000噸計算，年節(jié)約苯125.4噸，節(jié)約氯化苯5.85噸。按噸苯價值2000元，噸氯化苯2700元計，年節(jié)約價值分別為25.08萬元和1.58萬元，合計為26.66萬元。堿洗下水工序改造氯化液經(jīng)水洗除去部分氯化氫，剩余氯化氫需用堿中和，并經(jīng)分離回收苯后的廢液排入下水。由于原有裝置為一級分離，加上設(shè)備、工藝落后，操作等原因，使氯化液和堿洗分離不完全，致使下水含苯達68g/L，氯化苯達26g/L。為了降低苯的消耗，減輕對環(huán)境的污染，投資了6.3萬元，改一級分離為兩級分離，提高了分離效果，噸氯化苯產(chǎn)品苯消耗降低了20公斤，以年生產(chǎn)氯化苯15000噸計，約節(jié)約苯3000噸，按噸苯2000元計，節(jié)約價值60萬元，扣除年運行成本1.75萬元，凈收益58.25萬元。下水每升含苯由68克降到0.78克，下降了90%以上。水洗下水工序改造水洗中和工序加入一定量的水，將氯化液中的氯化氫洗去后排入下水，它是氯化苯生產(chǎn)中一股主要酸性廢水。為了利用酸性水制取鹽酸，投資了14.7萬元，對水洗下水工序進行了改造，采用了閉路循環(huán)工藝，將水洗下水（含8~10%HCl）打入氯化氣吸收工序，用于副產(chǎn)鹽酸的吸收液，年制取27%的副產(chǎn)鹽酸2500噸左右，按噸鹽酸200元，計其年經(jīng)濟效益為50萬元左右，扣除年運行成本約10萬元，凈收益40萬元左右。每年減少排入水環(huán)境中含酸廢水1.8萬噸，減少排入大氣環(huán)境中氯化氫900多噸，減輕了對環(huán)境的污染。多氯化物改造及真空泵下水回收由于原有蒸餾是真空蒸餾，靠水環(huán)真空泵提供真空，蒸餾塔塔板較低，使塔的生產(chǎn)工藝無法按要求操作，影響了分離效果。為了提高分離效果，投資了30.7萬元，增加了塔的高度和塔板數(shù)。實施該方案后，1998年與1994年相比，每天苯的排放量由19.5公斤降到0.6公斤，年節(jié)約7.2噸，氯化苯由每天30公斤降到4.2公斤，年節(jié)約氯化苯9.29噸，以噸苯和氯化苯價值2000元和2700元計，年節(jié)約價值分別為1.44萬元和2.51萬元，合計約4萬元。其環(huán)境效益表7。表7真空泵排水污染物變化年份苯氯化苯流量Mg/LKg/dMg/LKg/dM3/hr1994130019.5200030.02.51998500.63504.22.0減少率（%）96.1518.9082.586.020由此看出，實施該項替代方案，重要是環(huán)境效益，而經(jīng)濟效益不太明顯。尾氣搬遷（含工藝改進）尾氣系統(tǒng)指氯化反應(yīng)的氣相經(jīng)冷卻，噴淋吸收后的部分，直到產(chǎn)生合格的副產(chǎn)鹽酸。由于氣相主要成分是氯化氫，屬強腐蝕性介質(zhì)，原該工序與氯化苯生產(chǎn)系統(tǒng)在同一廠房內(nèi)，它不僅對員工操作崗位帶來影響，而且對設(shè)備產(chǎn)生嚴重腐蝕。為了使尾氣與氯化苯分開，1997年投資了87.96萬元，對尾氣工序進行了搬遷，異地改造，將尾氣系統(tǒng)搬到合成鹽酸廠房，同時改進了工藝，改兩級吸收為三級吸收。實施替代方案后不僅節(jié)約了原料，而且污染物大幅度下降，見表8。表8副產(chǎn)鹽酸尾氣污染物變化項目1994年1998年增減（±）%環(huán)境標準流量（Nm3/hr）3060+100氯化氫Mg/Nm332000140-99.56150Kg/hr0.960.009-99.061.7氯氣Mg/Nm31500050-99.6785Kg/hr0.450.003-99.331.0苯Mg/Nm3170000045000-97.3517Kg/hr51.002.70-94.713.3氯化苯Mg/Nm3120000750-99.3885Kg/hr3.60.045-98.752.9由表看出，1998年與1994年相比氯化氫、氯氣、苯、氯化苯四項有害物，均減少90%以上，除苯和氯化苯外（尚無國家標準），均符合國家現(xiàn)定的排放標準。以年運行330天計，年減少苯排放為382.54噸，年減少氯化苯排放量28.16噸，按噸苯和氯化苯價值分別為2000元和2700元計，年節(jié)約價值76.51萬元和7.6萬元，合計84.11萬元。冷卻水循環(huán)利用為了節(jié)約用水，降低生產(chǎn)成本，投資了87.7萬元。新建了一座小時400立方米冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)水用于各種換熱器及其它工藝上，以減少新鮮水用量，使新鮮水用量由1994年的噸產(chǎn)品73.3噸下降到1998年的5.5噸，噸產(chǎn)品節(jié)約新鮮水67.8噸，按年生產(chǎn)氯化苯產(chǎn)品15000噸計，年節(jié)約新鮮水101.7噸，按噸新鮮水1.6元計，年節(jié)約水價值為162.72萬元，扣除年運行成本32.3萬元，年凈效益為130.42元。

工藝改造為了擴大生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本需對生產(chǎn)工藝關(guān)鍵設(shè)備即更新粗餾，精餾加熱器。為此，1997年投資22.13萬元，進行了工藝改造。實施該替代方案后，不僅提高了生產(chǎn)能力，而且噸氯化苯生產(chǎn)成本由3380元降到3330元，噸產(chǎn)品節(jié)約蒸汽200公斤，其污染物排放維持在原水平上，按噸氯化苯2700元和噸蒸汽按47元計，年節(jié)約生產(chǎn)成本為75萬元，年節(jié)約蒸汽價值14萬元，合計經(jīng)濟價值89萬元。

生產(chǎn)改造為了進一步提高產(chǎn)量，在前期工藝改造基礎(chǔ)上，1998年投資334萬元，通過增加設(shè)備，提高設(shè)備利用率來提高產(chǎn)量，該方案實施后，在不增加污染物排放量的情況下，氯化苯產(chǎn)量由原來不足10000噸增加到目前的15000噸。3.實施替代方案的效果氯化苯生產(chǎn)工藝，通過實施清潔生產(chǎn)審計提出的替代方案（F5?/FONT>F11）取得了明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，見表9?/FONT>10。表9

實施不同替代方案經(jīng)濟性分析（萬元）方案類型及名稱投資收益運行成本凈收益投資償還期（年）低費方案氯化冷卻器改造（F5）3.0026.626.60.11堿洗下水改造（F6）6.30601.7558.250.10中費方案水洗下水改造（F7）14.7050.010.0040.00.35多氯化物改造（F8）30.704.0

4.07.70工藝改造（F9）22.1389.089.00.35高費方案尾氣搬遷（F10）87.9684.1184.111.05冷卻水循環(huán)（F11）87.70162.7232.30130.420.67合計252.49476.4344.05432.380.62由表看出：實施7項替代方案的項目工程投資為252.49萬元，年凈收益為432.38萬元，投資回收期不到一年。表10

實施替代方案的環(huán)境效益廢物類型有害物質(zhì)名稱排放量（噸）廢水排放量其中：

349000氯化氫900苯47.94氯化苯43.41尾氣排放其中：氯化氫6.85氯氣3.22苯347.76氯化苯25.6由此可見，實施替代方案后年減少廢水34.9萬噸，廢水和尾氣中氯化氫906.85噸，395.72噸，氯化69.01噸，氯氣3.22噸。4.實施清潔生產(chǎn)成功經(jīng)驗太原XX集團公司化工廠自參加國家首批清潔生產(chǎn)培訓以來，進行了不間斷地清潔生產(chǎn)，各級領(lǐng)導清潔生產(chǎn)意識不斷得到增強，克服了資金和技術(shù)方面的困難，分批分期實施了己二酸和氯化苯生產(chǎn)工藝審計提出的替代方案，取得了明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，積累了進行清潔生產(chǎn)的經(jīng)驗，增強了持續(xù)深入開展清潔生產(chǎn)的信心，其成功經(jīng)驗表現(xiàn)在：1.培育了清潔生產(chǎn)意識該企業(yè)1994年7月首次開展對己二酸生產(chǎn)工藝清潔生產(chǎn)審計，年底完成了“審計”報告，通過“審計”及實施無費、低費方案取得的效果，使企業(yè)領(lǐng)導認識到：生產(chǎn)工藝中存在很多“降耗，節(jié)能，減污”的機會，實施清潔生產(chǎn)對降低消耗，增加收益，減輕污染有著重要的意義，樹立了開展清潔生產(chǎn)的信心，在完成己二酸產(chǎn)品“審計”后，1995年初相繼對氯化苯生產(chǎn)工藝進行了“審計”，當年提出了“審計”報告，目前已起步對燒堿，乙烯兩個產(chǎn)品進行清潔生產(chǎn)審計，做到“審計”工作不間斷的進行。2.克服了資金技術(shù)障礙就全國企業(yè)實施清潔生產(chǎn)情況來看，資金和技術(shù)尤其資金短缺，是影響實施清潔生產(chǎn)普遍存在的關(guān)鍵障礙，該企業(yè)不消極地等待外部條件，而著眼自身努力，尋求多種途徑克服資金和技術(shù)的困難：按照先易后難的原則，優(yōu)先實施無費、低費或中費方案獲取的收益，來彌補實施高費方案的資金短缺；依靠企業(yè)技術(shù)人員和員工的努力，完成替代方案中設(shè)備改進或制造及安裝任務(wù)，節(jié)省工程投資；把清潔生產(chǎn)替代方案，納入到企業(yè)設(shè)備檢修或生產(chǎn)工藝技術(shù)改造中一并解決；帶著實施清潔生產(chǎn)中的技術(shù)難點，到同行業(yè)中調(diào)查和收集先進技術(shù)、信息，克服實施清潔生產(chǎn)中的技術(shù)障礙。截止1998年，分期分批完成了己二酸和氯化苯兩個產(chǎn)品清潔生產(chǎn)審計提出的24項替代方案。3.鞏固清潔生產(chǎn)成果為了鞏固清潔生產(chǎn)成果，該企業(yè)針對清潔生產(chǎn)審計發(fā)現(xiàn)