化工清潔生產(chǎn)工藝

化工清潔生產(chǎn)工藝第1頁(yè)/共47頁(yè)2清潔生產(chǎn)的由來(lái)清潔技術(shù)（清潔工藝）：從產(chǎn)品的源頭和生產(chǎn)過(guò)程中削減或消除對(duì)環(huán)境有害的污染物。清潔技術(shù)是在人們認(rèn)識(shí)到，被動(dòng)的末端處理為主的污染控制戰(zhàn)略，難以從根本上解決環(huán)境問(wèn)題后，提出來(lái)的以污染預(yù)防為主的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。末端處理：針對(duì)日益惡化的環(huán)境，治理生產(chǎn)過(guò)程中排放出來(lái)的廢水、廢氣和廢渣，以減少對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的污染控制戰(zhàn)略。第2頁(yè)/共47頁(yè)3清潔生產(chǎn)與末端治理的區(qū)別末端治理：在追求經(jīng)濟(jì)效益的前提下解決污染問(wèn)題。清潔生產(chǎn)：在生產(chǎn)全過(guò)程中節(jié)能、降耗、減污，從源頭預(yù)防和削減污染，同時(shí)給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。第3頁(yè)/共47頁(yè)4什么是清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)的概念

清潔生產(chǎn)是指將整體預(yù)防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以期增加生態(tài)效率并減少對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)的生產(chǎn)。

對(duì)生產(chǎn)，清潔生產(chǎn)包括節(jié)約原材料、淘汰有毒原材料，減降所有廢物的數(shù)量和毒性。

對(duì)產(chǎn)品，清潔生產(chǎn)戰(zhàn)略旨在減少?gòu)脑牧系奶釤挼疆a(chǎn)品的最終處置的全生命周期的不利影響。

對(duì)服務(wù)，要求降環(huán)境因素納入設(shè)計(jì)和所提供的服務(wù)中。第4頁(yè)/共47頁(yè)5清潔生產(chǎn)的目標(biāo)（1）通過(guò)資源的綜合利用、短缺資源的代用、二次資源的利用以及節(jié)能、省料、節(jié)水，合理利用自然資源，減緩自然資源的耗竭。（2）減少?gòu)U料和污染物的生產(chǎn)和排放，促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、消費(fèi)過(guò)程與環(huán)境相容，降低整個(gè)工業(yè)活動(dòng)對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。第5頁(yè)/共47頁(yè)6清潔生產(chǎn)的內(nèi)容（1）清潔的能源：常規(guī)能源的清潔利用；可再生能源的利用；新能源的開(kāi)發(fā)；各種節(jié)能技術(shù)和措施。（2）清潔的生產(chǎn)過(guò)程：盡量少用不用有毒有害的原料；減少或消除生產(chǎn)過(guò)程中的各種危險(xiǎn)性因素；少?gòu)U無(wú)廢工藝；高效設(shè)備；物料再循環(huán)；簡(jiǎn)便可靠的操作和控制；完善的管理。第6頁(yè)/共47頁(yè)7

（3）清潔的產(chǎn)品：節(jié)約原料和能源，少用稀貴原料，利用二次資源；產(chǎn)品使用過(guò)程中和使用后不含危害人體健康和生態(tài)環(huán)境的因素；易于回收復(fù)用和再生；合理包裝；合理的使用功能和使用壽命；產(chǎn)品報(bào)廢后易處理和降解。第7頁(yè)/共47頁(yè)8清潔生產(chǎn)的途徑清潔生產(chǎn)的基本途徑：清潔工藝和清潔產(chǎn)品清潔工藝：指既能提高經(jīng)濟(jì)效益，又能減少環(huán)境問(wèn)題的工藝技術(shù)。要求提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，兼顧削減或消除危險(xiǎn)廢物和有毒化學(xué)品的用量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少對(duì)職工健康的威脅，并能生產(chǎn)出安全的與環(huán)境兼容的產(chǎn)品。是技術(shù)改造和創(chuàng)新的目標(biāo)。第8頁(yè)/共47頁(yè)9清潔產(chǎn)品：是從產(chǎn)品的可回收利用性、可處置性或可重新加工性等方面考慮。要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)本著產(chǎn)品促進(jìn)污染預(yù)防的宗旨進(jìn)行設(shè)計(jì)。清潔生產(chǎn)的主要途徑（P209-210）：（1）革新產(chǎn)品體系，正確規(guī)劃產(chǎn)品方案及選擇原料路線。（2）實(shí)現(xiàn)自然資源的充分、綜合利用，采用清潔的能源。第9頁(yè)/共47頁(yè)10（3）改革工藝和設(shè)備，采用高效設(shè)備和少?gòu)U、無(wú)廢工藝。（4）組織廠內(nèi)的物料循環(huán)使用系統(tǒng)。（5）改進(jìn)操作，加強(qiáng)管理，提高操作工人的素質(zhì)。（6）采取必要的末端“三廢”處理。第10頁(yè)/共47頁(yè)11第二節(jié)化工清潔生產(chǎn)技術(shù)概述乙苯生產(chǎn)的干法除雜工藝蒽醌制取四氯蒽醌工藝合成氨廢水綜合利用加壓冷凝法回收敵百蟲(chóng)生產(chǎn)副產(chǎn)物氯甲烷尿素的深度水解技術(shù)甲醇生產(chǎn)裝置的清潔生產(chǎn)催化裂化裝置的清潔生產(chǎn)第11頁(yè)/共47頁(yè)12化工清潔生產(chǎn)技術(shù)：用化學(xué)原理和工程技術(shù)來(lái)減少或消除造成環(huán)境污染的有害原料、催化劑、溶劑、副產(chǎn)品及部分產(chǎn)品?；ぶ械那鍧嵓夹g(shù)有時(shí)也稱為綠色化工。綠色化工的主要研究?jī)?nèi)容：原料的綠色化，選擇無(wú)毒、無(wú)害的原料；化學(xué)反應(yīng)的綠色化，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)；反應(yīng)介質(zhì)的綠色化，采用無(wú)毒、無(wú)害的催化劑和溶劑；產(chǎn)品的綠色化，生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境友好的化工產(chǎn)品。概述第12頁(yè)/共47頁(yè)13原料的綠色化：采用無(wú)毒、無(wú)害的化工原料或用生物廢物代替劇毒的、嚴(yán)重污染環(huán)境的原料，生產(chǎn)特定的化工產(chǎn)品。（1）替代光氣的綠色原料（P210）（2）替代氫氰酸的綠色原料（P211）第13頁(yè)/共47頁(yè)14化學(xué)反應(yīng)的綠色化：基于化學(xué)反應(yīng)的高效原子經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)出高效利用原子的化學(xué)合成反應(yīng)。原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)：原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，最大限度地利用資源，從源頭不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物或廢物，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。第14頁(yè)/共47頁(yè)15反應(yīng)介質(zhì)的綠色化：采用綠色催化劑和溶劑。

a.采用新型無(wú)毒的催化劑替代有毒有害的催化劑。

b.采用生物催化劑酶來(lái)制備和生產(chǎn)化學(xué)品是化工清潔生產(chǎn)的重要領(lǐng)域。

c.用低毒和無(wú)毒的溶劑替代有毒的溶劑是化工清潔生產(chǎn)技術(shù)的重大研究課題。

d.溶劑綠色化最活躍的研究領(lǐng)域是用超臨界流體替代在有機(jī)合成中使用的有機(jī)溶劑。第15頁(yè)/共47頁(yè)16綠色的化工產(chǎn)品：生產(chǎn)出環(huán)境友好的清潔產(chǎn)品。第16頁(yè)/共47頁(yè)17乙苯生產(chǎn)的干法除雜工藝本例是輔助工藝的小改革，實(shí)施不難但消除了全部廢水的排放，得到的固體渣可以作為副產(chǎn)品利用，實(shí)現(xiàn)了無(wú)廢生產(chǎn)。第17頁(yè)/共47頁(yè)18蒽醌制取四氯蒽醌工藝第18頁(yè)/共47頁(yè)19合成氨廢水綜合利用第19頁(yè)/共47頁(yè)20加壓冷凝法回收敵百蟲(chóng)生產(chǎn)副產(chǎn)物氯甲烷第20頁(yè)/共47頁(yè)21尿素的深度水解技術(shù)尿素的深度水解：即將尿素生產(chǎn)中要排放的工藝?yán)淠褐械哪蛩胤纸獬砂焙虲O2，再進(jìn)行解吸將氨和CO2從工藝?yán)淠褐蟹蛛x出來(lái)回收至生產(chǎn)系統(tǒng)，使排放廢液中氨氮值低于排放標(biāo)準(zhǔn)。第21頁(yè)/共47頁(yè)22甲醇生產(chǎn)裝置的清潔生產(chǎn)原工藝甲醇?xì)堃褐屑状己?％。主工藝甲醇精餾塔優(yōu)化操作后，可將甲醇?xì)堃褐屑状己靠刂圃?.05%以下。第22頁(yè)/共47頁(yè)23催化裂化裝置的清潔生產(chǎn)P218第23頁(yè)/共47頁(yè)24第三節(jié)化工清潔生產(chǎn)工藝實(shí)例第24頁(yè)/共47頁(yè)25煤氣化廢水萃取脫酚流程研究第25頁(yè)/共47頁(yè)26研究背景煤氣化廢水的特點(diǎn)及危害性

酚含量高、毒性強(qiáng)、水量大、難生化處理。處理技術(shù)生化處理技術(shù)<500mg/L

溶劑萃取技術(shù)>1000mg/L工業(yè)背景

哈爾濱氣化廠煤氣化廢水，100t/hr、pH值10、酚含量5000mg/L，COD值20000mg/L，無(wú)法生化凈化。第26頁(yè)/共47頁(yè)27萃取劑一、現(xiàn)有流程現(xiàn)狀工藝流程簡(jiǎn)潔，技術(shù)成熟。脫酸、脫氨、萃取溶劑和粗酚的回收等都還較順利。萃取劑二異丙醚性質(zhì)穩(wěn)定、低毒性、水溶性小等優(yōu)點(diǎn)。工藝除酚效率低，處理后的廢水COD值高。預(yù)處理脫酸粗酚回收脫氨萃取粗酚1、現(xiàn)有流程和物料衡算第27頁(yè)/共47頁(yè)28現(xiàn)有工藝流程簡(jiǎn)圖第28頁(yè)/共47頁(yè)29（1）除酚效率低的分析◆廢水水質(zhì)復(fù)雜◆二異丙醚不適合處理該廢水◆廢水堿度高2、問(wèn)題分析第29頁(yè)/共47頁(yè)30◆廢水水質(zhì)第30頁(yè)/共47頁(yè)31◆二異丙醚萃取酚的分配系數(shù)異丙醚對(duì)多元酚的分配系數(shù)小，萃取效果差。第31頁(yè)/共47頁(yè)32◆廢水堿度

當(dāng)pH>9時(shí)，離解更加顯著。離子態(tài)的基團(tuán)親水性增強(qiáng)，在水中的溶解度大幅度提高，從而造成萃取分配系數(shù)下降。

在pH>8的堿性溶液中，酚開(kāi)始發(fā)生電離：33.3廢水pH9－10第32頁(yè)/共47頁(yè)332.COD值的分析33.5廢水COD6000mg/L酚COD2500mg/L脂肪酸COD2500mg/L其它COD1000mg/L經(jīng)現(xiàn)有工藝處理后的稀酚水的COD較高，主要由三部分構(gòu)成：第33頁(yè)/共47頁(yè)34二、流程改造方案分配系數(shù)高；毒性??；溶劑對(duì)水的溶解度低；水溶性差；化學(xué)穩(wěn)定性和安全性好；容易實(shí)現(xiàn)再生循環(huán)；與過(guò)程有良好的相容性等。

1.萃取體系和工藝參數(shù)的確定（1）萃取體系--理想的萃取劑應(yīng)具有：第34頁(yè)/共47頁(yè)35幾種常見(jiàn)酚萃取劑的性質(zhì)第35頁(yè)/共47頁(yè)36MIBK對(duì)酚的萃取分配系數(shù)第36頁(yè)/共47頁(yè)37◆MIBK對(duì)苯酚的分配系數(shù)較高，處理后的廢水含酚量較為理想。◆

MIBK沸點(diǎn)和汽化熱較低，易通過(guò)精餾回收。◆使用MIBK作為萃取劑，可盡量少改動(dòng)現(xiàn)有工藝流程，充分利用現(xiàn)有設(shè)備。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，反復(fù)比較了幾種萃取劑對(duì)氣化廠含酚廢水的萃取效果，最終選取用甲基異丁基酮

MIBK作為萃取體系。第37頁(yè)/共47頁(yè)38（2）萃取工藝參數(shù)的確定圖4pH值對(duì)MIBK萃取苯酚平衡分配系數(shù)的影響

pH值

pH值低有利于萃取。33.2廢水pH比33.3低，但先萃取后脫酸，脫酸時(shí)MIBK的損失較大。因此，本工藝仍將萃取置于脫酸之后。但廢水pH必須控制在8以下。第38頁(yè)/共47頁(yè)39

萃取溫度對(duì)MIBK萃取效果的影響28℃～70℃之間，溫度對(duì)MIBK萃取除酚的影響不大。45-60℃時(shí)脫COD效果較好。工業(yè)實(shí)施時(shí)，建議萃取溫度選擇在45-60℃之間。

第39頁(yè)/共47頁(yè)402.萃取后酚濃度和COD值分析采用MIBK為萃取劑，相比1：6，六級(jí)萃取后，廢水中總酚濃度降至380mg/L，其中揮發(fā)酚濃度小于50mg/L，其余為多元酚。COD降至4000mg/L左右。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和理論，萃取處理pH大于8、多元酚含量高的廢水，揮發(fā)酚的濃度可降至100mg/L。但總酚則難以降至200mg/L。所以，可以認(rèn)為上述結(jié)果已達(dá)到該萃取體系脫酚的最佳效果。第40頁(yè)/共47頁(yè)41處理后廢水COD值分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)以及理論分析，采用溶劑萃取，可以有效地降低酚的濃度，但是不能將COD降到2000mg/L以下。33.5廢水