綠色化工在中化涪陵公司的實踐與啟示

彭道倫

摘要：綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿，是21世紀化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的科學基礎，其目的是將現(xiàn)有化工生產的技術路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”。中化涪陵化工有限公司（以下簡稱中化涪陵公司）自2004年以來，從源頭上實現(xiàn)化工用水綠色化和循環(huán)利用廢棄物的成功實踐說明，綠色化工不是夢。然而，科技創(chuàng)新是根本，循環(huán)利用是途徑，精細化管理是保障。

關鍵詞：中化涪陵公司；綠色化工；循環(huán)利用

中圖分類號：F270文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2012）30-0033-03

傳統(tǒng)的化學工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴重，目前全世界每年產生的有害廢物達3億噸～4億噸，給環(huán)境造成了極大的危害，并威脅著人類的生存?；瘜W工業(yè)能否生產出對環(huán)境無害的化學品？甚至開發(fā)出不產生廢物的工藝？有識之士提出了綠色化學的號召，并立即得到了全世界的積極響應。中化涪陵公司在推進綠色化工方面取得了一定成績，給予了我們積極的啟迪。

一、綠色化學、化工的內涵及其發(fā)展趨勢

1984年美國環(huán)保局首先提出“廢物最小化”，初步體現(xiàn)了綠色化學的思想。1989年美國環(huán)保局提出“污染預防”，綠色化學思想得以深化。1990年美國聯(lián)邦政府通過“防止污染行動”的法令，將污染的防止確立為國策之后，第一次出現(xiàn)了“綠色化學”這個詞匯。起初，“綠色化學”更多的是代表一種理念、一種愿望。但隨著時間的推移，它本身在不斷的發(fā)展變化中逐步趨于實際應用，且其發(fā)展與化工密切相關。綠色化學倡導人，原美國綠色化學研究所所長，現(xiàn)耶魯大學教授P.Anastas教授在1992年提出的“綠色化學”定義是：“The design of chemical products and processes thatreduce or eliⅡuhate the use and generation ofhazardous substances.” 從這個定義上看，綠色化學的基礎應該是化學，而其應用和實施則更像是化工。實際上，綠色化學代表了化學和化工學科的共同發(fā)展趨勢和目標之一，即無論是化學還是化工，不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴格的要求，而且還要面臨來自其他新興學科前所未有的挑戰(zhàn)。而綠色化學在連接化學與化工中所起的橋梁作用就體現(xiàn)得越來越明顯。綠色化學含義的這種變化不僅得到各國政府的高度關注，而且也使它所涉及的內容也越來越廣，越來越豐富。從它現(xiàn)在代表的意思來看，還可用環(huán)境友好化學、可持續(xù)發(fā)展、清潔生產等詞匯來描述。但是，綠色化學與環(huán)境化學、可持續(xù)發(fā)展、清潔生產、循環(huán)經濟等又不是等同的。綠色化學是當今國際化學科研的前沿，它吸收了當代化學、化工、環(huán)境、物理、生物、材料和信息等學科的最新理論和技術，是具有明確的社會需求和科學目標的新興交叉學科。它的研究內容涉及范圍很廣，從科學的觀點看，綠色化學是化學和化工科學基礎內容的更新，是基于環(huán)境友好約束下化學和化工的融合和拓展；從環(huán)境觀點看，它是從源頭上消除污染；從經濟觀點看，它要求合理地利用資源和能源、降低生產成本，符合經濟可持續(xù)發(fā)展的要求。正因為如此，科學家們認為，“綠色化學”將是21世紀科學發(fā)展最重要的領域之一，是實現(xiàn)污染預防的基本和重要科學手段。綠色化學以利用可持續(xù)發(fā)展的方法，把降低維持人類生活水平及科技進步所需的化學產品與過程所使用與產生的有害物質作為努力的目標，因而與此相關的化學化工活動均屬于綠色化學的范疇。受到來自社會、技術、經濟、環(huán)境、政治等多方面的推動力，Crystal Faraday協(xié)會在2004年提出的路線圖中，給出了八個技術領域：綠色產品設計、原料、反應、催化、溶劑、工藝改進、分離技術和實現(xiàn)技術。在此基礎上，還提出了綠色化工產品設計、原料綠色化及新型原料平臺、新型反應技術、催化劑制備的綠色化和新型催化技術、溶劑的綠色化及綠色溶劑、新型反應器及過程強化與耦合技術、新型分離技術、綠色化工過程系統(tǒng)集成、計算化學與綠色化學化工結合等九個方面的發(fā)展趨勢。

二、中化涪陵公司打造綠色化工的成效

中化涪陵公司位于重慶市涪陵區(qū)南岸浦，緊靠渝懷鐵路、渝涪高速公路和長江水運網絡。其前身是創(chuàng)辦于1966年的涪陵地區(qū)磷肥廠與涪陵縣磷肥廠、涪陵地區(qū)聯(lián)合磷肥廠、涪陵新豐磷肥廠，經過兩次合并于1991年組建了涪陵地區(qū)化學工業(yè)公司。2004年4月26日與世界五百強企業(yè)中化集團公司合作，更名為中化涪陵化工有限公司?，F(xiàn)有職工1 700多人，其中專業(yè)技術人員600余人。多年來，中化涪陵公司以“勤奮夯實求發(fā)展，團結拼搏攀高峰”的企業(yè)精神，每年都有新發(fā)展。如今，中化涪陵公司已由20世紀60年代的一個地方小化肥廠發(fā)展壯大成為全國化肥制造行業(yè)一百強企業(yè)。擁有總資產約7億元，有磷銨廠、磷銨二廠、磷肥廠、復合肥廠、氮肥廠、機修廠和能源廠等七個實體分廠。全部生產裝置實現(xiàn)了大型化、國產化、自動化和科技化。公司主要產品為磷酸一銨、磷酸二銨、復合肥、硫酸等，均按ISO9001質量體系認證標準生產，產品市場覆蓋全國，出口歐美及東南亞國家，在用戶中享有極高的聲譽。

中化涪陵公司打造綠色化工的基本做法及其成效是：

（一）從源頭上實現(xiàn)化工用水綠色化

對于污水治理，國內大多數(shù)企業(yè)的方法都是末端治理，如，將全廠污水統(tǒng)一集中到一個末端點統(tǒng)一處理，但各種污水的污染因子不同，給處理增加了難度，處理費用也相對較高，且處理后的水不宜循環(huán)使用。中化涪陵公司針對這一弊端，制定了清潔生產、源頭抓起、過程控制、減污增效的方針。

清潔生產：硫鐵礦制硫酸，用稀酸封閉循環(huán)工藝改造原有硫酸生產水洗凈化工藝，產生稀硫酸用于磷復肥生產，每年可減少廢水排放314萬噸；對合成氨采用稀氨水逐級提濃和串級冷卻循環(huán)復用技術，實施合成氨污水及循環(huán)水綜合治理，盡可能減少新鮮水的使用量，每年可減少廢水排放380萬噸。

源頭抓起、過程控制：實施各生產裝置用水指標管理，嚴格控制生產用水加入量與生產實際消耗的平衡，從源頭控制裝置廢水的產生量，為生產廢水的全部回收利用創(chuàng)造條件。各生產裝置（或各工段）設廢水地下收集槽和終端收集池，利用各生產裝置或工序生產對水質要求的區(qū)別，對生產廢水進行分級利用（新鮮水首先作設備冷卻水——工藝冷卻水——清潔工藝用水——次清潔工藝用水——可以用污染水的工藝水），從而實現(xiàn)生產過程的零排放。另外，公司在各生產裝置化學危險品罐區(qū)設置事故圍堰，同時在各生產裝置最低處設置事故應急池，以收集裝置因事故或事故停車產生的化學危險品或生產污水，從而實現(xiàn)生產裝置即使在事故狀態(tài)也無污水或化學危險品外排。

減污增效：通過這一系列措施，中化涪陵公司不僅實現(xiàn)了工業(yè)廢水零排放，而且生產耗水量大幅度下降。公司打上來一噸水，生產過程通過各種技術，反反復復可將一噸水基本利用完畢，而且每年還從循環(huán)使用的廢水中回收到價值300多萬元的磷資源。公司20世紀80年代前每生產一噸硫酸要耗水120噸，而到了2007年只需要2.81噸；20世紀90年代初生產一噸磷酸一銨要耗水40噸，而到了2007年只需要2.03噸。公司內部工業(yè)水的重復使用率達到95.7%。

（二）循環(huán)利用廢棄物，變廢為寶

中化涪陵公司的高濃度磷復肥生產對資源的依賴性很強，屬高能耗產業(yè)，但同時中間產品多，關聯(lián)度高，產業(yè)鏈長，內部產品具有形成生態(tài)工業(yè)網絡的可能。2005年，重慶市被列為全國第一批循環(huán)經濟示范城市，中化涪陵公司也被重慶市列為了第一批循環(huán)經濟試點企業(yè)。公司以此為契機，開展清潔生產審核和能源審計，編制實施循環(huán)經濟試點方案和節(jié)能規(guī)劃，以資源循環(huán)利用為特征，以廢棄物的減量化、資源化和無害化為原則，加快推動企業(yè)從傳統(tǒng)的“資源—產品—廢棄物—污染物排放”單向流動為基本特征的線性發(fā)展模式，逐漸向“資源—產品—再生資源—產品”為特征的循環(huán)經濟發(fā)展模式轉變，將環(huán)境保護、資源節(jié)約和企業(yè)生產緊密結合，推動企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

在許多企業(yè)不愿意在節(jié)能環(huán)保方面多投入，認為是花冤枉錢的時候，中化涪陵公司從2004年至今先后投入8 000多萬元用于各項技術改造、工藝升級和設備引進，對各項資源、能源進行有效利用。

在硫酸生產過程中，中化涪陵公司采用目前國際上先進的生產工藝，對關鍵設備堅持采購最先進的，生產全過程采用先進的自控系統(tǒng)，提高二氧化硫的轉化率，提高資源的利用率。公司還將硫鐵礦制酸產生的燒渣全部用于水泥生產的添加劑或煉鐵入爐料，而硫磺制酸產生的濾渣則全部用作硫鐵礦制酸的原料。

磷銨生產過程中產生的磷石膏廢渣，是令所有磷復肥企業(yè)都頭疼的問題。為解決這個問題，2006年中化涪陵公司啟動了“磷石膏綜合利用工程（Ⅰ期）”。相繼投資3 000萬元建成了年產20萬噸的水泥緩凝劑生產裝置和年產10萬噸的石膏粉生產裝置，每年可綜合利用磷石膏40萬噸。磷石膏通過這兩套裝置，從廢渣變成了有用的水泥緩凝劑產品和石膏粉產品，變廢為寶。緊接著的磷石膏綜合利用工程（Ⅱ期）建成投產后，每年可以消耗磷石膏120萬噸，節(jié)約天然石膏資源100萬噸。其產品——高強石膏粉下游的速成墻板生產線建成后，也將促進新型墻體材料的發(fā)展。

化肥企業(yè)在硫酸生產過程中，要產生大量的熱。中化涪陵公司在興建硫酸生產裝置時，就考慮到了余熱的綜合利用，把這些熱能一方面用來發(fā)電，另一方面用來生產。2006年9月，公司余熱發(fā)電生產裝置并網發(fā)電，2007年發(fā)電量達到6 001萬度。硫酸生產產生的余熱除發(fā)電外，公司磷銨廠、復合肥廠等生產裝置的供熱全部由煤改為余熱替代，主要產品單位能耗大幅度下降。20世紀90年代初，公司生產一噸磷酸一銨耗能300Kg標煤，2007年生產一噸磷酸一銨耗能下降到33.2Kg標煤；2004年萬元產值綜合能耗1089Kg標煤，2007年萬元產值綜合能耗降到532Kg標煤，到2011年度，磷酸二銨噸P2O5綜合能耗285千克標準煤，每噸P2O5電耗323千瓦時；硫磺制酸每噸硫酸綜合能耗-161千克標準煤，每噸硫酸電耗69千瓦時；硫鐵礦制酸每噸硫酸綜合能耗-105千克標準煤，每噸硫酸電耗109千瓦時，成為2011年度化工行業(yè)的能效領跑者。

三、中化涪陵化工打造綠色化工的啟示

中化涪陵公司打造綠色化工的成功實踐告訴我們：

（一）綠色化工不是夢

傳統(tǒng)化工的高能耗、高污染、高毒害使人們談化色變。以至于化學、化工界提出綠色化工、生態(tài)化工時，人們的反應十分淡漠，有的認為，這不過一種好的夢想，但夢想未必能成真。有的則認為這不過是化工企業(yè)掩耳盜鈴的騙人把戲。中化涪陵公司發(fā)展綠色化工，萬元GDP綜合能耗和萬元工業(yè)增加值能耗分別下降81.69%和57.64%，廢氣和廢水排放分別下降77.6%和95.7%。與此同時還降低了公司成本，提高了經濟效益，增強了創(chuàng)新能力，提高信譽。事實說明，綠色化工不是夢。只要我們向著既定目標不懈努力，美夢就可以成真。

（二）科技創(chuàng)新是根本

美國《化學周刊》2009年2月9日的封面文章再次強調了Braungart教授提出“從搖籃到搖籃”的產品設計理念。這個理念是指設計的產品要能回收再使用，不給環(huán)境留下廢物。該理念強調產品質量，因為多次回收會造成雜質積累?！皬膿u籃到搖籃”可歸納為兩個主要原則，一是生產不能降解但可回收重復利用，并不向環(huán)境放出廢物的產品，稱為“技術營養(yǎng)素”；二是可以生物降解，用后可以制堆肥的產品，稱為“生物營養(yǎng)素”。這兩個原則的實現(xiàn)，都得依靠科技創(chuàng)新。中化涪陵公司打造綠色化工所取得的成績也是依靠科技創(chuàng)新取得的。中化涪陵公司舍得投入，大手筆進行技術改造，同時，也從中獲得了巨大的經濟和社會效益。從2004年起，公司先后投入8 000多萬元用于各項技術改造、工藝升級和設備引進。公司萬元GDP能耗由2006年的583kg標煤降至2007年的490kg標煤，同比下降16%；萬元工業(yè)增加值能耗由2006年的357kg標煤降至2007年的262kg標煤，同比下降26.6%。從2004—2007年的四年中，累計實現(xiàn)節(jié)能160.5萬噸標煤，節(jié)水26 080萬噸。

（三）循環(huán)利用是途徑

中化涪陵公司與四川大學聯(lián)合開發(fā)了具有完全自主知識產權的溶劑法精制磷酸技術，獲得4項國家支撐計劃課題支持。建成了集高新技術產業(yè)化、節(jié)能減排和循環(huán)經濟一體的5萬噸/年濕法磷酸凈化及配套5萬噸/年精細磷酸鹽示范裝置。改造、優(yōu)化磷酸二銨的工藝和設備，提高磷酸二銨造粒機粒度合格率，減少返料造成的能源浪費；提高濃縮工段濃磷酸產量，降低濃磷酸噸產品蒸汽消耗。采用磷銨中和濃縮一體化技術，充分利用反應熱來濃縮磷銨料漿，從而節(jié)約蒸汽。根據(jù)硫酸生產的特點，并結合磷銨、復合肥裝置對蒸汽的需求，對硫酸生產中的高、中、低溫位熱能采取分段回收，并將產生的蒸汽進行分級利用。實現(xiàn)了能量的科學回收與合理分配使用。利用廢熱鍋爐回收硫磺制酸焚硫爐出口高溫氣體熱能，所產中壓蒸汽用于發(fā)電和合成氨轉化用。引進國際先進、成熟、可靠的低位熱回收系統(tǒng)（HRS），對硫磺制硫酸生產過程中酸吸收的低位熱能進行回收，將產生的低壓蒸汽供磷銨和復合肥廠使用，使磺制酸熱回收率從70%提高到了93%，每年產生蒸汽約50萬噸、節(jié)約標煤4萬多噸，減少溫室氣體CO2排放量22萬噸（當量），取得了顯著的經濟、社會和環(huán)境效益。

（四）精細化管理是保障

為了落實節(jié)能減排保障措施，在中化集團的統(tǒng)一部署下，中化涪陵公司專門成立了以總經理為組長的節(jié)能減排工作領導小組，負責節(jié)能減排工作的規(guī)劃和實施，并以經濟責任制形式，實行精細化管理，科學制定各種產品的消耗定額（如原料、電、水等）和排放指標，把職工的工資收入與各項消耗、污染排放指標掛鉤，把節(jié)能減排工作落實到每一個崗位，使節(jié)能減排成為全體員工的共同目標。以此促使公司各部門從工藝、設備上改進，降低能耗水平，促使單位產品能源消耗指標不斷下降。2011年3月，中化涪陵公司獲得了重慶市第一批《工業(yè)企業(yè)能源計量評價合格證書》。

參考文獻：

[1]紀紅兵，佘遠斌.綠色化學化工基本問題的發(fā)展與研究[J].化工進展，2007，（5）.

[2]熊昌文.中化涪陵能效領跑化工圈[N].中華合作時報，2012-07-23.

[責任編輯 劉嬌嬌]