淺談環(huán)保型增塑劑生產(chǎn)過程中污染最小化的處理措施

余志平，方世銀，曾曉康

（浙江建業(yè)化工股份有限公司，浙江 建德 311604）

0 前言

隨著人們對環(huán)境要求越來越高，生產(chǎn)過程的控制就顯得至關(guān)重要。生產(chǎn)過程控制不好不僅要危害到生產(chǎn)者，還要殃及到周圍的環(huán)境造成惡劣社會影響。環(huán)保型增塑劑的生產(chǎn)過程有著嚴(yán)格控制措施。環(huán)保類增塑劑絕大多數(shù)是大分子化合物，一般具有高沸點、低揮發(fā)性的特性；還有一種應(yīng)用型環(huán)保增塑劑，它是一種混合物，由兩種或兩種以上不同功能的增塑劑混合而成，在塑料制品中發(fā)揮多種不同功能，使塑料制品具備特定的功用，也稱復(fù)配型環(huán)保增塑劑，是增塑劑一個新的研究領(lǐng)域和發(fā)展方向。這兩種增塑劑在生產(chǎn)過程中，都要產(chǎn)生液相、氣相和固相的廢棄物，都會對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。我們探討的是怎樣將危害降低到最小，在特定的操作條件下消除這種危害。

1 環(huán)保類增塑劑產(chǎn)品生產(chǎn)過程中三廢的控制

目前環(huán)保型增塑劑的生產(chǎn)主要有酯化反應(yīng)（包括直接酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)兩種）、環(huán)氧化反應(yīng)等多種反應(yīng)方式。直接酯化反應(yīng)又以非酸催化反應(yīng)為主，此類反應(yīng)的特點，所需要的溫度較高，這與催化劑的活性溫度較高有關(guān)，一般此類催化劑的活性溫度在180 ℃以上酯化體系才有反應(yīng)發(fā)生，其實這個溫度點也非常契合液體原料的沸點溫度。以對苯二甲酸二辛酯（DOTP）為例它是以有機(jī)鈦為催化劑，在溫度180 ℃以上時酯化體系發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)體系溫度達(dá)到220 ℃以上時反應(yīng)趨于完全。趨于完全的酯化反應(yīng)是環(huán)保型增塑劑生產(chǎn)做好危害最小化的一大優(yōu)勢。生產(chǎn)過程中的“三廢”是限制生產(chǎn)的主要因素。

1.1 廢水危害最小化處理的措施

以DOTP 為例，環(huán)保型增塑劑廢水的產(chǎn)生有兩塊，酯化廢水和分離工序提純所需要的外來添加水（包括中和、水洗和過量醇的回收），酯化產(chǎn)生的廢水與裝置的產(chǎn)能有關(guān)，產(chǎn)能越大生成的廢水就越多，它是酯化過程中的產(chǎn)物之一，該類酯化反應(yīng)進(jìn)行得比較徹底，廢水的量能控制接近理論值。分離工序產(chǎn)生的廢水是一個指標(biāo)控制值，與生產(chǎn)過程的控制密切相關(guān)，生產(chǎn)中要有廢水最小量的概念，必須采取措施使這一工序的廢水最小，向生產(chǎn)體系添加水是控制產(chǎn)品某一指標(biāo)的需要，例如脫醇添加水蒸汽降低醇分壓是提高產(chǎn)品閃點也就是產(chǎn)品純度的需要，水洗是提高產(chǎn)品體積電阻率的一個操作過程。實際生產(chǎn)中，采用酯化、脫醇產(chǎn)生的水以及水洗的水套用作為中和用水，體系由唯一的外排口中和所排出的廢水的量便可以做到最小。

水體中污染物的控制，以DOTP 為例,主要的污染是未反應(yīng)的固體反應(yīng)物PTA 的單酯，以及在水中溶解度極小的醇類（25 ℃時的溶解度為0.07wt%）,還有一種就是一些固體懸浮物所帶有的酯類污染物。針對以上幾方面的因素，控制方法上必須做到有針對性，酯化反應(yīng)的控制做到酯化退料酸值趨于零，固體反應(yīng)物以及它生成的單酯完全反應(yīng)掉；水中有機(jī)物溶解度是固定的，與各冷凝器的溫度控制有關(guān)，將冷凝器的冷凝液溫度控制在異辛醇溶解度最小值同時也利于減少原料的流失；最后也是水體污染影響最大的因素，水體中酯類懸浮液滴的多少決定了污染的程度，是生產(chǎn)中污染物控制的關(guān)鍵步驟。采用粗粒化、氣浮等措施后一般廢水的COD 可控制在4000 mg/L 左右。再進(jìn)入生化處理系統(tǒng)經(jīng)過熱水解，再經(jīng)厭氧和好氧池處理后很容易達(dá)到排放要求標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 廢氣的處理措施

生產(chǎn)過程中廢氣的產(chǎn)生有以下幾個方面：過料過程中呼吸所產(chǎn)生的空氣夾帶的有機(jī)氣相物料；酯化過程中未被冷凝下來的有機(jī)氣體；敞開系統(tǒng)逸出系統(tǒng)的有機(jī)氣相成份。收集過料中的氣體，回收其中所夾帶的有機(jī)氣體，使氣體排放夾帶的有機(jī)氣體量最小化。酯化過程中排放的氣體與過料中產(chǎn)生的氣體是類似的，做法也是相同的。應(yīng)當(dāng)將生產(chǎn)系統(tǒng)密閉，減少排放點的數(shù)量，這也是減少生產(chǎn)過程中危害和生產(chǎn)損失的一項重要的措施。外排的氣體更進(jìn)一步經(jīng)吸收塔處理，最后的余氣進(jìn)入鍋爐引風(fēng)系統(tǒng)，實現(xiàn)氣相有機(jī)物為零。

1.3 廢渣的處理措施

廢渣是一種固體污染物，控制固體污染物必須從源頭抓起，了解它的主要成份，才能做到很好的控制。固廢以脫色劑為主，另外還含有一些催化劑的分解產(chǎn)物等成份。在達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求的條件下，適當(dāng)減少脫色劑的添加量，經(jīng)過試驗高速離心分離機(jī)干燥分離后的脫色劑可以循環(huán)使用而不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

2 復(fù)配型環(huán)保增塑劑生產(chǎn)過程中污染物的控制

復(fù)配型環(huán)保增塑劑所用原料，即單個產(chǎn)品的生產(chǎn)具有以上類似DOTP 整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的多種危害因素，采用同樣的過程控制來使其最小化。

復(fù)配型環(huán)保增塑劑的生產(chǎn)特點，決定了它的污染物以氣相為主的特征，它是環(huán)保增塑劑使用領(lǐng)域的拓展和延伸，同時危害環(huán)節(jié)也增加了。怎樣減小危害就需要了解污染物產(chǎn)生的環(huán)節(jié)，復(fù)配型環(huán)保增塑劑污染物產(chǎn)生在復(fù)配產(chǎn)品的配制過程中，復(fù)配型增塑劑是兩種或兩種以上環(huán)保型增塑劑成品混合而成，不存在化學(xué)反應(yīng)的過程，是一種過料和混合并伴有升溫的一個物理性操作過程。通過氣相的回收，可以控制甚至消除污染物的排放，另一方面復(fù)配型環(huán)保增塑劑的原料是多種高沸點的酯類（穩(wěn)定劑、增稠劑、增重劑、耐寒增塑劑等），主要酯類有DOTP、二甘醇二苯甲酸酯、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂肪酸甲酯還有二酸類酯等環(huán)保型增塑劑，這些也利于氣相物料的回收，是減少污染物排放的一大優(yōu)勢。

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