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[中国化工报]环保前置:化工废水养金鱼

几条红色的金鱼绕着碧绿的水草,在2个洁净透明的玻璃缸里自由自在地游弋,使澳门新葡经京娱乐场校长乔旭教授领衔的绿色化工实验室里洋溢着生机与活力。“这养金鱼的水一缸是自来水,另一缸是化工环保装置处理后的净化水。采用大家研发的环保前置型化工一体化集成技术与装备,化工厂排出的净化水也可以养金鱼了。”乔旭先容道。

环保装备前置  

如何利用化学原理从源头上控制工业生产对环境的污染?乔旭团队经过10多年攻关,针对高性能精细化学品绿色制造,研发出了系列环保前置型化工一体化集成技术与装备。他们采用一系列原子经济反应工艺和过程强化技术,提高反应的转化率和选择性,大幅减少反应副产物的生成和排放,从而实现化工生产源头绿色化。  

化工过程是大规模物质转化过程,依据绿色化学原理并采用先进的化工过程技术,即使反应的原子经济性为100%,也不能严格精准控制到100%的原子利用率,反应依然有副产物产生,最终成为工艺“三废”。此外,化工生产除了主工艺流程之外,还有循环水、真空系统、储罐等附属设施,会产生大量有组织排放的废气、废水。譬如,精馏是化工生产使用最多的分离方法,一部分精馏釜残冷却后还会变成固体废弃物。  

针对以上问题,乔旭这样说明:“环保前置就是要在化工生产过程中解决环保问题,也就是说不是等‘三废’产生后再进行处理,而是在开发新产品和新工艺的同时,就要开发其‘三废’资源化与治理技术,并将‘三废’处理融于产品生产工艺过程中。”  

应用效果显著

运用这种理念,乔旭团队通过原子经济反应工艺、反应精馏耦合技术和“三废”精准治理技术的集成,实现了特种羧酸酯生产过程真正意义上的“三废”零排放。他们采用双键加成合成羧酸酯,开发了系列固体酸/碱催化剂,避免液体酸/碱催化剂的使用,实现反应工艺源头绿色化;采用反应精馏耦合技术,提高转化率和选择性,降低过程物耗和能耗;通过催化吸取、特种精馏和催化裂解等回收废气、废水和精馏残液中的有效组分,最后将不能回收和利用的废气、废水和废渣在临氧裂解反应器中一站式、一体化精准治理净化,尾气、水达标排放。目前,所形成的系列特种羧酸酯生产技术已实现产业化,在南京托普化工科技有限企业建成了5000吨/年羧酸叔丁酯装置、2000吨/年烷氧基丙酸酯中试装置,生产出醋酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯等系列羧酸酯产品。  

“大家的项目针对烯烃与羧酸加成、丙烯酸酯与醇加成合成特种羧酸酯共申请10项发明专利,专利覆盖了催化剂、反应精馏、‘三废’处理等工艺源头、过程和末端治理全流程,具有完全的自主常识产权。”实验室骨干成员汤吉海教授说。 研究团队的成果“原子经济反应生产三氯氧磷工艺”“不同工况反应与精馏集成技术及其在系列化工中间体中的应用”等已在全国10多个厂家推广应用。“合作厂家利用大家的技术新建化工企业或生产装置,或对原有的工艺和装置进行技术改造,促进了相关产品生产工艺的升级换代,产生了可观的社会效益和经济效益。”汤吉海进一步补充道。  

带动行业发展  

这些研发成果带动了国内环保涂料等产业的发展,增强了企业竞争力,使部分羧酸酯产品的国外下游企业撤出了国内市场。“大家的丙烯酸叔丁酯产品打破了国外企业的垄断,而且技术新、成本低,价格仅是进口产品的1/3。”汤吉海先容说。团队研发的丙烯酸叔丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯产品先后被评为江苏省高新技术产品。  

 团队还与中盐常州化工股份有限企业、南通天时化工有限企业、江苏润钜农化有限企业和江苏德纳(滨海)有限企业就氯化苄、氯甲苯、苯甲醛、氯代苯甲醛生产尾气综合治理等签订技术开发合同。目前,南通天时化工有限企业苯甲醛尾气综合治理和江苏德纳(滨海)有限企业12000吨/年高浓度异丁酸盐废水资源化利用项目已经投入使用,每年可减排高浓度废水6.3万吨、VOCs1.2万吨,年创造经济效益逾5000万元。(编辑:杨芳)

 

2018年1月23日《中国化工报》第2版:http://ipaper.ccin.com.cn/papers/ccin/2018-1-23/page_2B/news_efb734af179730b6ba6cb7b5a1b53ffb.html


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