精细化工行业建设项目环境管理指南及应用

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:刁峡 吴渊
[导读] 精细化工作为化学工业中重要组成部分

         摘要:精细化工作为化学工业中重要组成部分,在我国国民经济中占有特殊地位,它和能源、信息、生物化工及材料学科之间的联系紧密,使它在我国现代化建设中的作用相当重要。然而由于精细化工行业普遍规模小、布局散、装置效益低、工艺路线复杂、“三废”产生量大,加之企业对环境保护重视程度不够,使得精细化工行业环境监管比较困难。
经过调研精细化工占比较大的化工园区环保管理情况,为提升精细化工行业建设项目环境管理水平提供技术支撑。
         关键词: 精细化工   环境管理  治理技术
0引言
         精细化工是精细化学工业的简称,作为化学工业中重要组成部分,在我国国民经济中占有特殊地位。精细化工产品种类多,附加值高,用途广,产品关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域[1]。精细化工在化工中占的比例越来越重,但很多环保从业者并没有接受过专业学习和培训,本文将精细化工行业工艺、排污节点、污染治理措施进行阐述,并通过调研化工园区,整理行业环保管理可行方案,让园区管理人员和企业环保管理人员可更好的开展企业环境管理工作,同时为环保咨询机构人员和环保部门相关管理人员更多的提供专业技术知识和行业指导。
1 精细化工生产流程及产排污
         精细化工生产通常是由各种有关的化工原料,经过某些工艺单元操作过程来制得各种半成品或成品。由于精细化工产品种类繁多,其生产工艺千差万别,所采用的工艺单元操作过程有所不同,对设备的要求也各有差异。但归纳起来,精细化工基本生产过程主要包括配料、加料、反应、分离提纯、溶剂回收、产品干燥和包装。
1.1配料、加料
         固体物料配料一般在配料釜(常带有搅拌功能)中进行,液体物料通常由重力自流至反应釜,此外还有先将固体或液体物料采用负压直接将物料抽至反应釜中。在加料过程中,固体粉料加料时会产生颗粒物,挥发性有机液体物料加料时会产生有机废气。
1.2反应
         精细化学涉及化学反应主要包括硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等,通常这些反应在反应釜中进行,根据不同的需求带有搅拌、加热、冷却、加压、减压等功能以及配套的辅助设备。硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等反应过程中,除了挥发性有机溶剂产生的有机废气,还有反应过程生成的废气;有些反应需要加入水作为反应介质,反应完成后作为废水排放,此外反应生成水也是废水产生的主要来源;反应完成后,如需对产品和反应釜进行清洗,则会产生清洗废水或者废液(用有机溶剂清洗)。
1.3分离、提纯
         精细化工产品在生产过程中要对目标产物与反应介质、溶剂、副产物等进行分离,同时对目标产物进行提纯和精制,涉及到的单元操作主要包括吸收、蒸馏、萃取、离心、精馏、层析、过滤等。分离、提纯单元在精细化工生产过程中占有重要作用,投资比例能占到设备总投资的50~90%左右。分离和提纯过程需要特定设备完成,例如吸收塔、蒸馏釜、精馏塔,层析柱、旋蒸设备、离心机、萃取罐、冷凝器等。在蒸馏、冷凝或者精馏过程中会产生不凝气,蒸馏釜和精馏釜釜底会残留釜残液或者残渣等,层析、过滤过程则会产生废层析柱(如硅胶等)、废过滤网、滤渣等固体废物[2]。此外,吸收、萃取、离心、过滤过程会产生吸收废水、萃取废水、洗涤废水等。
1.4溶剂回收
         精细化工生产过程中需要使用各种有机溶剂,此类溶剂在与目标产物完成分离后,通常存在于反应母液、离心母液、萃取、结晶母液中,此时通过蒸馏、冷凝、精馏等方式回收后回用到生产过程中。有机溶剂在蒸馏、冷凝或者精馏过程中会产生不凝气,蒸馏釜和精馏釜釜底会残留釜残液或者残渣等。
1.5产品干燥、包装
         精细化工产品在经过结晶、离心、过滤等工序后,经过干燥后进行包装。干燥工序在专门干燥设备中进行,干燥过程中会产生干燥废气,粉料产品包装工序会产生包装粉尘。
2 污染防治
2.1 废气
         精细化工行业废气按所含污染物分类可分为三大类:第一类为有机废气,组要含非甲烷总烃、卤代烃、苯系物、丙烯晴、氰化物、酚、醛、环氧化合物、己二腈等有机化合物,这些有机污染物均可用VOCs(挥发性有机物)来代指;第二类为无机废气,废气中含SO2、HCl、H2S、NH3、CO、NO2、Cl2、HF等无机物;第三类为既含无机物又含有机物的废气。
         有机废气治理技术分为两种:一种是回收法,通过物理方法回收VOCs;一种消除法,通过生化方法将VOCs氧化分解为无毒或低毒产物。
         回收技术是通过物理的方法,改变温度、压力或采用选择性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机污染物的方法,主要包括吸附技术、吸收技术、冷凝(及蒸汽平衡)技术及膜分离技术等。消除法是通过化学或生化反应,用热、光、催化剂或微生物等将有机化合物转变为二氧化碳和水等雾都害无机小分子化合物的方法,主要包括高温分手啊、催化燃烧、生物氧化、低温等离子体和光催化氧化技术等 [3]。
2.2 废水
         废水一般可分为以下几类[4]:(1)工艺废水 由生产过程中生成的浓废水(如蒸馏残液、结晶母液、过滤母液等)(2)洗涤废水产品或中间产物的精制过程中的洗涤水,间歇反应时反应设备的洗涤用水。(3)设备和地面冲洗水 设备和地面冲洗水中主要含溶剂、原料、中间体和产品。(4)冷却水 这类废水一般是从冷凝器或反应釜夹套中放出的冷却水。(5)二次污染废水 这类废水一般来自于废水或废气处理过程中可能形成的新的废水污染源,如预处理过程中从污泥脱水系统中分离出来的废水、从废气处理吸收塔中排出的废水。
         精细化工废水常用处理技术有物理法、化学法、生物法和物理化学法。物理法包括过滤、沉淀和气浮等。这三种物理方法工艺简单,管理方便,但不能适用于可溶性废水成分的去除,具有很大的局限性。化学法是利用化学反应的作用以去除水中的有机物、无机物。主要有化学混凝法、化学氧化法、催化氧化法等。生物法是利用微生物的新陈代谢作用降解转化有机物的过程。常见的物理化学法有离子交换法、萃取法、膜分离法、吸附法等。
2.3 固体废弃物
         固体废物主要来自生产过程中进行化合、分解、合成等化学反应时产生的不合格产品(包括中间产品)、副产物、失效催化剂、废添加剂,未反应的原料及原料中夹带的杂质等直接从反应装置排出的或在产品精制、分离、洗涤时由相应装置排出的工艺废物。此外还有废气污染治理设施排出的粉尘、废水处理设施产生的污泥、设备检修和事故泄漏产生的固体废物以及报废的旧设备、化学品容器和工业垃圾等[5]。

按照一般工业固体废物和危险废物进行分类,一般工业固体废物采取填埋处置,危险废物则按照联单制度进行管理,最终交有危险废物处理资质的单位处置。
2.4 环境风险
         精细化工企业的环境风险防范主要包括环境风险管理制度、环境风险防范措施、环境应急救援物资等三个方面[6]。
         ①环境风险管理制度应关注:
         1)环境风险防控和应急措施制度是否建立,环境风险防控重点岗位的责任人或责任机构是否明确,定期巡检和维护责任制度是否落实;
         2)环评及批复文件的各项环境风险防控和应急措施要求是否落实;
         3)是否经常对职工开展环境风险和环境应急管理宣传和培训;
         4)是否建立突发环境事件信息报告制度,并有效执行。
         ②环境风险防范措施应关注:
         1)是否在废气排放口、废水、雨水和清洁下水排放口对可能排出的环境风险物质,按照物质特性、危害,设置监视、控制措施,分析每项措施的管理规定、岗位职责落实情况和措施的有效性;
         2)是否采取防止事故排水、污染物等扩散、排出厂界的措施,包括截流措施、事故排水收集措施、清净下水系统防控措施、雨水系统防控措施、生产废水处理系统防控措施等,分析每项措施的管理规定、岗位职责落实情况和措施的有效性;
         3)涉及毒性气体的,是否设置毒性气体泄漏紧急处置装置,是否已布置生产区域或厂界毒性气体泄漏监控预警系统,是否有提醒周边公众紧急疏散的措施和手段等,分析每项措施的管理规定、岗位责任落实情况和措施的有效性。
         ③环境应急救援物质应关注:
         1)是否配备必要的应急物资和应急装备(包括应急监测);
         2)是否已设置专职或兼职人员组成的应急救援队伍;
         3)是否与其他组织或单位签订应急救援协议或互救协议(包括应急物资、应急装备和救援队伍等情况)。
2.5 地下水及土壤
         地下水及及土壤污染的防治一般采取主动控制(源头控制措施)及被动控制(末端控制措施)相结合的措施。
         ①主动控制(源头控制措施)
         主要包括在工艺、管道、设备、污水储存及处理构筑物采取相应措施,防止和降低污染物跑、冒、滴、漏,将污染物泄露的风险事故降低到最低 。
         ②被动控制(末端控制措施)
         主要包括厂内污染区地面的防渗措施和泄漏污染物的收集措施,即在污染区地面进行防渗处理,防止撒落在地面上的污染物渗入地下。
3 环保管理方案
         ①制定培训计划
         环保主管部门、园区制定专项培训计划,培训对象可包括环保主管部门工作人员、园区环保管理人员、企业主要负责人及环保管理人员。
         ②制定检查计划
         1)由当地环境主管部门开展的环保专项检查;
         2)由园区开展的环保专项检查;
         3)由企业自组开展的环保自查活动;
         例行检查内容可包括环保设施运营台账、记录;环保设施标识标牌设置;环保设施运行情况;环境监测计划的实施情况;环保管理部门要求落实情况;环境风险隐患排查等;
         ③制定企业帮扶计划
         1)由当地环境主管部门开展的企业帮扶计划
         2)由园区开展的企业帮扶计划
         帮扶内容可包括指导企业进行固定污染源排污许证申报;指导“久试不验”企业尽快开展竣工环保验收;指导企业进行环保问题整改等;
         ④环保管家
         根据环境保护部办公厅印发的《关于积极发挥环境保护作用促进供给侧结构性改革的指导意见》,有条件的工业园区可聘请第三方专业环保服务公司作为“环保管家”,向园区提供一体化环保服务和解决方案。
4 结论
科技发展的目标是造福人类,实现人类社会的可持续发展。本文从精细化工行业概况、工艺过程及产排污、污染防治、环保管理等方面进行了阐述,让环保从业者可对精细化工行业环境保护管理进行系统了解,并提出管理建议,可作为行业环保从业者的技术支撑。

参考文献
[1]2016-2022年中国精细化工市场分析预测及发展趋势研究报告[R],智妍咨询集团,2016-06.
[2] 汪涵,郭桂悦,周玉莹,梁忠越,挥发性有机废气治理技术的现状与进展[J],化工进展, 2009 , 28 (10) :1833-1841.
[3] 王琳,汪炎,精细化工园区综合废水治理工程实例[J],工业用水与废水,2014,45 (3) :68-70.
[4] 陈炜,钟声浩,张龙,上海市化工行业危险废物产生特点研究[J],上海环境科学, 2008 (4) :170-174.
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