清潔生產(chǎn)案例分析

1、山西太原太化集團(tuán)公司化工廠清潔生產(chǎn)實(shí)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(gè)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(xué)原料，對國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。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(jī)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(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致社會公眾與企業(yè)

2、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(dòng)狀態(tài)，有兩種模式可選擇：一是采用先進(jìn)技術(shù)對現(xiàn)有工藝進(jìn)行 全面更新?lián)Q代，但根據(jù)目前企業(yè)經(jīng)營狀況，一時(shí)難以籌措巨額投資，二是對企業(yè) 現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝進(jìn)行剖析，找出物耗、能耗高，污染嚴(yán)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(shí)際，最現(xiàn)實(shí)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(xùn)，并在省、市有關(guān)部門的支持下， 前后對己二酸、氯化苯兩個(gè)產(chǎn)品作為示范開展了清潔生產(chǎn)審計(jì)。通過“審計(jì)”使 領(lǐng)導(dǎo)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(jī)會， 增強(qiáng)了開展清潔生產(chǎn)信心

3、，同時(shí)培養(yǎng)了“審計(jì)”師資隊(duì)伍和積累了經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè) 持續(xù)清潔生產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ)。2實(shí)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(jì)產(chǎn)生的替代方案及實(shí)施替代方案取得的 經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。己二酸產(chǎn)品“審計(jì)”及效果己二酸生產(chǎn)工藝分為兩個(gè)工段，即己二酸工段和尾氣工段12個(gè)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(gè)工序；尾氣工段包括供水、供料、配酸、風(fēng)機(jī)、吸收和濃縮六個(gè)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(jì)，通過“審計(jì)”提出了12項(xiàng)替代方案，其中無費(fèi)方案 8項(xiàng)，低費(fèi)方案2項(xiàng)，中費(fèi)和高費(fèi)方案各 1項(xiàng)。不同替代方案名稱

4、及改進(jìn)措施（見表1）。表1己二酸工藝替代方案名稱及改進(jìn)措施類型序號方案名稱及冋題改進(jìn)措施無 費(fèi) 方 案氧化釜蓋不嚴(yán)、漏料更換氧化系統(tǒng)釜蓋密封F2氧化釜反應(yīng)溫度、時(shí)間難控制在加料塔上加孔板F3壓濾工序常跑料嚴(yán)格操作，加強(qiáng)員工培訓(xùn)F4離心設(shè)備局部跑料定期維修，嚴(yán)格控制加料速度F5干燥尾氣工序易跑料嚴(yán)格控制風(fēng)量、加料量F6產(chǎn)品包裝易跑料及時(shí)更換布袋F7氧化釜加料不合理調(diào)整加料量和時(shí)間F8壓濾監(jiān)控分析儀有加強(qiáng)儀器維修和人員故障培訓(xùn)低F9氧化終點(diǎn)控制不合調(diào)整氧化反應(yīng)溫度和費(fèi)理，影響轉(zhuǎn)化率濕度方案F10濃縮尾氣冷卻器損壞，影響回收檢修和更換冷卻器提咼回收回流液效率中F11尾氣系統(tǒng)改造，吸改塑料塔為不銹鋼塔

5、費(fèi)收塔老化高F12生產(chǎn)系統(tǒng)改造改間斷為連續(xù)生產(chǎn)工費(fèi)藝，擴(kuò)大生產(chǎn)能力實(shí)施替代方案的效果1.實(shí)施無費(fèi)方案的經(jīng)濟(jì)效益（見表 2）表2實(shí)施無費(fèi)方案的經(jīng)濟(jì)效益序號經(jīng)濟(jì)效益F1通過嚴(yán)格生產(chǎn)管理，對設(shè)備維修、保養(yǎng)，加強(qiáng)員工培訓(xùn)，提高操作有效性，F(xiàn)2實(shí)施無費(fèi)方案取得的效果。F3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%每2. 實(shí)施低價(jià)、中費(fèi)方案生產(chǎn)工藝簡述及經(jīng)濟(jì)分析替代方案工藝簡述氧化終點(diǎn)控制（F9）硝酸氧化環(huán)己醇的轉(zhuǎn)化率偏低，工藝控制指標(biāo)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(biāo)，如：溫度、壓力、時(shí)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（F1

6、0）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(fù)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(shí)施替代方案的經(jīng)濟(jì)性（見表3）表3 實(shí)施替代方案的經(jīng)濟(jì)性分析（萬元）方案類型序號投資收益運(yùn)行成本凈收益投資回收期（年）低費(fèi)F9低費(fèi)F10中費(fèi)F1155合計(jì)實(shí)施替代方案的環(huán)境效益（見表4）表4實(shí)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(diǎn)控制年回收己二酸噸年減少COD排放4（F9）噸濃縮回流液回收年回收回流液1300m3硝酸年

7、減少COD排放（F10）56噸81噸硝酸尾氣回收年回收硝酸340噸年減少NOx排放（F11）240噸氯化苯產(chǎn)品“審計(jì)”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(diǎn)工藝流程圖該企業(yè)在完成了己二酸生產(chǎn)工藝“審計(jì)”，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(jì)，通過“審計(jì)”提出了 12項(xiàng)替代方案。其中無費(fèi)方案 4項(xiàng), 低費(fèi)、中費(fèi)和高費(fèi)分別為 2項(xiàng)、3項(xiàng)和3項(xiàng)。不同替代方案的名稱及改進(jìn)措施（見表5）表5氯化苯生產(chǎn)工藝替代方案名稱及

8、改進(jìn)措施萬案方案名稱及冋題改進(jìn)措施類型序號無 費(fèi) 方 案Fi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(fèi) 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(fèi) 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(fèi)F10尾氣搬遷（含工藝改進(jìn)）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(shí)400噸水冷卻塔方Fi2生產(chǎn)

9、改造擴(kuò)大生產(chǎn)能力案該企業(yè)對提出的12項(xiàng)替代方案，按照先易后難，邊審計(jì)邊改進(jìn)的原則，結(jié)合企業(yè) 資金、技術(shù)實(shí)際，通過嚴(yán)格生產(chǎn)管理，加強(qiáng)對設(shè)備維修、維護(hù)，結(jié)合技術(shù)改造， 分批分期的實(shí)施了替代方案。實(shí)施替代方案的效果，包括經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。1.實(shí)施無費(fèi)方案的效果（見表 6）表6實(shí)施無 費(fèi) 方 案 的氯化尾氣冷卻器（Fi）尾氣捕集器（F2）實(shí)施無費(fèi)方案（F1?/F0NT>F4，噸氯化苯產(chǎn)品消耗苯定額降低公斤，以年產(chǎn) 15000噸氯化苯計(jì)，年節(jié)約苯噸，按噸苯2000元計(jì)，年節(jié)約苯價(jià)值為萬元苯干燥工序（F3） 粗餾冷卻器（F4）2.實(shí)施替代方案工藝簡述 藝要求，后利用原冷卻器改臥式為立式，改善了冷卻

10、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 減少了公斤和公斤。按 1998 年氯化苯產(chǎn)量 15000 噸計(jì)算，年節(jié)約苯噸，節(jié)約氯化 苯噸。按噸苯價(jià)值 2000 元，噸氯化苯 2700 元計(jì)，年節(jié)約價(jià)值分別為萬元和萬元， 合計(jì)為萬元。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(dá) 68g/L ，氯化苯達(dá) 26g/L 。 為了降低苯的消耗，減輕對環(huán)境的污染，投資了萬元，改一級分離為兩級分

11、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(jì)，約節(jié)約苯 3000噸，按噸苯 2000 元計(jì)，節(jié)約價(jià)值 60萬元，扣除年運(yùn)行成本萬 元，凈收益萬元。下水每升含苯由 68克降到克， 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，投資了萬元，對水洗下水工序進(jìn)行了 改造，采用了閉路循環(huán)工藝，將水洗下水（含810%HC）l 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(jì)其

12、年經(jīng)濟(jì)效益為 50 萬元左右， 扣除年運(yùn)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，投資了萬元，增加了塔的高度和塔板數(shù)。實(shí)施該方案后，1998年與1994年相比，每天苯的排放量由公斤降到公斤，年節(jié)約噸，氯化苯由每天30公斤降到公斤，年節(jié)約氯化苯噸，以噸苯和氯化苯價(jià)值2000元和2700元計(jì)，年節(jié)約價(jià)值分別為萬元和萬元，合計(jì)約4萬元。其環(huán)境效

13、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/dM/hr199413002000199850350減少率（%20由此看出，實(shí)施該項(xiàng)替代方案，重要是環(huán)境效益，而經(jīng)濟(jì)效益不太明顯。尾氣搬遷（含工藝改進(jìn)）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(qiáng)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(yán)重腐蝕。為了使尾氣與氯化苯分開，1997年投資了萬元，對尾氣工序進(jìn)行了搬遷，異地改造，將尾氣系統(tǒng)搬到合成鹽酸廠房，同時(shí)改進(jìn)了工藝，改兩 級吸收為三級吸收。實(shí)施替代方

14、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(xiàng)目1994 年1998 年增減（土）%環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)流量（NmVhr）3060+ 100氯化氫3Mg/Nm32000140150Kg/hr氯氣3Mg/Nm150005085Kg/hr苯3Mg/Nm17000004500017Kg/hr氯化苯3Mg/Nm12000075085Kg/hr由表看出，1998年與1994年相比氯化氫、氯氣、苯、氯化苯四項(xiàng)有害物，均減少90%以上,除苯和氯化苯外（尚無國家標(biāo)準(zhǔn)），均符合國家現(xiàn)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。以年運(yùn)行330天計(jì)，年減少苯排放為噸，年減少氯化苯排放量噸，按噸苯和氯化苯價(jià)值分別為2000元

15、和2700元計(jì)，年節(jié)約價(jià)值萬元和萬元，合計(jì)萬元。冷卻水循環(huán)利用為了節(jié)約用水，降低生產(chǎn)成本，投資了萬元。新建了一座小時(shí)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)品噸下降到 1998年的噸，噸產(chǎn)品節(jié)約新鮮水噸，按年生產(chǎn)氯化苯產(chǎn)品15000噸計(jì)，年節(jié)約新鮮水噸，按噸新鮮水元計(jì)，年節(jié)約水價(jià)值為萬元，扣除年運(yùn)行成本萬元，年凈效益為元。工藝改造 為了擴(kuò)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年投資萬元，進(jìn)行了工藝改造。實(shí)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333

16、0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(jì)，年節(jié)約生產(chǎn)成本為 75萬元，年節(jié)約蒸汽價(jià)值 14萬元，合計(jì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值 89萬 丿元。生產(chǎn)改造 為了進(jìn)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(shí)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(shí)施替代方案的效果氯化苯生產(chǎn)工藝，通過實(shí)施清潔生產(chǎn)審計(jì)提出的替代方案（F5?/FONT>F1）取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，見表9?/FONT>10。表9 實(shí)施不同替代方案經(jīng)濟(jì)

17、性分析（萬元）方案類型及名稱投資收益運(yùn)行成本凈收益投資償還期（年）低 費(fèi) 方 案氯化冷卻器改造（F5）堿洗下水改造（F6）60中 費(fèi) 方 案水洗下水改造（F7）多氯化物改造（F8）工藝改造（F9）高 費(fèi) 方 案尾氣搬遷（F10）冷卻水循環(huán)（Fii）合計(jì)由表看出：實(shí)施7項(xiàng)替代方案的項(xiàng)目工程投資為萬元，年凈收益為萬元，投資回 收期不到一年。表10實(shí)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苯氯化苯尾氣排放其中：氯化氫氯氣苯氯化苯由此可見，實(shí)施替代方案后年減少廢水萬噸，廢水和尾氣中氯化氫噸，噸，氯化 噸，氯氣噸。4. 實(shí)施清潔生產(chǎn)成功經(jīng)驗(yàn) 太原太化集

18、團(tuán)公司化工廠自參加國家首批清潔生產(chǎn)培訓(xùn)以來，進(jìn)行了不間斷地清 潔生產(chǎn)，各級領(lǐng)導(dǎo)清潔生產(chǎn)意識不斷得到增強(qiáng)，克服了資金和技術(shù)方面的困難， 分批分期實(shí)施了己二酸和氯化苯生產(chǎn)工藝審計(jì)提出的替代方案，取得了明顯的經(jīng) 濟(jì)效益和環(huán)境效益，積累了進(jìn)行清潔生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了持續(xù)深入開展清潔生產(chǎn) 的信心，其成功經(jīng)驗(yàn)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(jì)，年底完成了“審計(jì)”報(bào)告，通過“審計(jì)”及實(shí)施無費(fèi)、低費(fèi)方案取得的效 果，使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識到：生產(chǎn)工藝中存在很多“降耗，節(jié)能，減污”的機(jī)會，實(shí) 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

19、展清潔 生產(chǎn)的信心，在完成己二酸產(chǎn)品“審計(jì)”后， 1995 年初相繼對氯化苯生產(chǎn)工藝進(jìn) 行了“審計(jì)”，當(dāng)年提出了“審計(jì)”報(bào)告，目前已起步對燒堿，乙烯兩個(gè)產(chǎn)品進(jìn) 行清潔生產(chǎn)審計(jì)，做到“審計(jì)”工作不間斷的進(jìn)行。2. 克服了資金技術(shù)障礙 就全國企業(yè)實(shí)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(shí)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(shí)施無費(fèi)、低費(fèi)或中費(fèi)方案獲取的收益，來彌補(bǔ)實(shí)施 高費(fèi)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(jìn)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(shí)施清潔生產(chǎn)中的技術(shù)難點(diǎn)，到同行業(yè)中調(diào)查和收集先進(jìn)技術(shù)、信息，克服 實(shí)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(gè)產(chǎn)品清潔生產(chǎn)審計(jì)提出的24項(xiàng)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(jì)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)管理中存在的缺陷， 調(diào)整了環(huán)保機(jī)構(gòu)，完善健全了環(huán)保、生產(chǎn)管理制度。調(diào)整環(huán)保機(jī)構(gòu) 在傳統(tǒng)的尾端治理污染的模式下， 該企業(yè)設(shè)了獨(dú)立環(huán)保處， 主要負(fù) 責(zé)企