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中圖分類號:X701 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0029-01
引言
隨著經濟的快速增長,石油化工行業的高速發展,其帶來的污染問題也越來越突出,危害也越來越嚴重。三廢污染處理已成為世界各國的共同研究課題。尤其是近年來愈發嚴重的氣候變化、生態危機已經給石油化工企業的發展敲響了警鐘。三廢污染中最為顯著的廢氣污染與生態的變化關系最為密切,臭氧層的破壞,溫室效應的產生等等要求企業要拿出行之有效的廢氣處理方案,使用科學有效顯著的廢氣排放處理技術。
1 石油化工廢氣的主要污染物及其來源
石油化工行業在生產的過程中都會產生出大量的廢氣,下面分別對這些廢氣中的主要污染物及其來源進行簡介。
1.1 石油煉油
由于石油煉油工藝相對比較復雜,故此其在生產過程中產生出來的廢氣也相對較多,具體包括以下幾大類:①氧化瀝青尾氣。該廢氣中的主要污染物是苯并花。瀝青裝置是這類廢氣產生的主要來源。②催化再生廢氣。其中的主要污染物有二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳和塵。這類廢氣產生的來源是催化裂化裝置。③燃燒煙氣。主要污染物除了包括催化再生廢氣中的幾種之外,還有氮氧化物。這類廢氣的產生來源有鍋爐、加熱爐以及焚燒爐等等。④含硫廢氣。主要污染物包括氨、二氧化硫、硫化氫。產生來源有氣體脫硫、加氫精制、含硫污水汽提、含硫尾氣回收處理。⑤臭氣。主要污染物包括酚、硫、醇及二氧化硫。產生的來源有脫硫、污水及污泥處理、硫磺回收、油品精制。⑥總烴。這是石油煉油過程中產生最多的污染物,其來源也非常之廣,幾乎煉油的各個環節都會產生。
1.2 化工生產
①燃燒煙氣石油。主要污染物為二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物和塵。具體來源包括鍋爐、加熱爐、裂解爐、焚燒爐和火炬。②工藝廢氣。具體包括烷烴、烯烴、環烷烴、芳香烴、醛、酚、酉旨、醇、鹵化物、鹵化烴、二氧化硫、氧化物、一氧化碳、氮氧化物、氰化物等等。工業廢氣產生的來源包括甲苯裝置、對苯二甲酸裝置、環氧氯丙烷裝置、甲醇、乙醛、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡膠等等。
2 石油化工廢氣的處理方法
石油化工企業在廢氣處理過程中的方法很多,從其作用原理上講則分三類:物理處理方法、化學處理方法和生物處理方法。
2.1 物理處理法
①吸附法主要用于對一些刺激性有機化介物的吸附,使用的載體一般是活性炭,因其表而積大,吸附能力強,再生能力好,可用于刺激性廢氣的脫臭處理。過濾法則主要用在粒徑較小的油煙霧的處理上。②過濾法的處理介質常為玻璃纖維,因為處理的油煙霧自徑小,遇冷時會快速凝結,通過玻璃纖維能有效濾除有害的物質。
2.2 化學處理法
化學處理法主要是催化法,催化法的種類也很多,在催化中常用的催化劑也分貴金屬和非貴金屬、非金屬三類。除催化法之外,放電分解也是一種較為常見的廢氣處理方法,其主要作用機制是利用高電壓放電產生非熱平衡等離子的過程中產生的高能電子破壞碳原子與碳原子、碳原子與氫原子形成的化學鍵,再經化學置換反應,將有害化介物轉化為無害化介物排出。
2.3 生物處理法
生物處理方法是利用微生物分解處理廢氣的方法,微生物處理廢氣是基于廢水處理方法發展起來的,對易溶于水的有害氣體可以考慮將其溶解在水中利用細菌進行降解,對于難溶于水的有害氣體,則需在真空中進行細菌講解。
3 石油化工廢氣處理技術的新進展
目前,較為常用的石油化工廢氣處理技術主要有放電等離子體技術、生物分解技術以及iT02光催化技術。下面分別對這三種技術及其相關的研究進展進行介紹。
3.1 放電等離子體技術
該廢氣處理技術常被用于工業尾氣的處理,其主要是通過高電壓的放電形式獲得非熱平衡等離子體,在這一過程中會生成大量的高能電子,利用這些高能電子可以破壞C-H和C-C等化學鍵,進而使工業尾氣分子中的H、Cl以及F等發生置換反應,最終生成H20和C02,這樣一來便可以使這些工業廢氣全部變為無害物質。目前,國內外將這種廢氣處理方法列為處理工業廢氣最有效的幾種方法之一。正因該方法在處理工業廢氣中的有效性較高,使國內外的專家學者加大了對該項技術的研究力度,研究方向主要有協同催化劑和反應器這兩個方面,并取得了一定的進展。①協同催化劑。為了進一步提高等離子體對污染物的去除效率,研究人員進行了大量試驗,最終發現在等離子體中加入一定劑量的催化劑可以顯著提高污染物的去除效率。同時一些專家學者還對有害大氣污染物在低溫等離子體化學處理中金屬氧化物的催化活性進行了研究,相關的研究結果表明在不使用Mn02作為反映催化劑時,苯的轉換率僅為30%左右,而使用Mn02作為催化劑參與反應時,苯的轉化率能夠達到90%以上。②放電反應器。放電反應器是等離子體產生的主要裝置,其性能和結構直接決定著有機污染物的去除效果。近些年里一些專家學者加大了對放電反應器性能的研究力度,并取得了一定的進展。
3.2 生物分解技術
該技術是在微生物處理廢水的基礎上發展起來的一種有機廢氣處理方法,其主要是利用微生物的正常生命活動將有機廢氣轉化為無機物的一種技術。近年來,國外的一些研究者對該技術處理VOCS在微生物菌群培養、動力學模型機設備工藝等方面進行了相關研究,通過數學模型的建立為設計和過程優化提供了可靠依據。國內的一些專家學者則將研究的重點放在了反應器中微生物的生長狀況方面,通過研究發現,當被處理污染物的成分及微環境不同時,會繁殖出不同的微生物種群。對于一些水溶性較好的污染物可以通過一些生存在水中的細菌來完成生物降解,而難溶于水的污染物則可采用真菌代替細菌來完成降解。
3.3 ITOZ光催化技術
該技術以其自身具有的諸多優點,如化學穩定性好、容易獲得、成本低廉、無毒等等,在近些年里逐漸受到關注。其屬于一種較為理想的催化劑,也是目前為止在廢氣處理中應用最多的一類催化劑。研究人員通過對該催化劑的改性,使其光響應的范圍進一步擴大,有效地降低了電子復合率,顯著提高了催化效率。同時經過實驗研究發現,復合薄膜的活性要遠遠高于單一薄膜,摻雜復合薄膜的光降解率較之未摻雜前有顯著提高。雖然Ti02光催化技術在處理工業廢氣方面具有反應速率快、不受溶劑中的分子影響、反應效率高、容易回收等優點,但該技術在實際應用過程中也存在一些問題,為了使該技術獲得更為廣泛的應用,許多專家學者針對技術應用中的不足展開了深入研究,如針對貴金屬表面沉積、強酸化等問題進了研究,進一步提高了可見光的利用率及催化量子的效率,并且還將熱催化、等離子體以及微波場等技術與光催化進行藕合,并在有機污染物氣相光催化降解中進行了應用,結果表明能夠顯著提高光催化過程的效率。
關鍵詞 石油化工;環境保護;技術
中圖分類號X74 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)45-0065-02
1 石油化工對環境的污染
石油化工是以石油為原料而進行的物理和化學的反應工業,可以將生成的產品作為很多產業中的基本原料。但是在生產過程中產生的廢物和廢氣直接影響著環境,眾所周知,石油化工生產中產生的有害物質的量很大,危害人類生活和環境。
石油化工對環境的污染主要體現在以下幾個方面:
1)不管是石油的開采還是石油加工,都需要大量的水。在開采石油的時候需要水,石油加工的時候更需要水對裝置的沖洗,所以在此過程中邊產生了水污染;
2)石油的提煉生產過程中由于需要大量的熱量,所以會排除大量的氣體,含硫量較大,造成大氣的污染;
3)在加工生產后,產生的燃料廢棄物和原料廢棄物,這些廢棄物中含有大量的重金屬從而污染土壤及地下水。
2 石油工業對環境保護的重視
“環境與發展” 已成為世界環保工作的主題,國際社會已認可了包括“氣候變化公約” 在內的許多全球性的公約。一些環保激進組織主張快速、永遠終止石化燃料工業。石油工業活動及其石化產品所造成的影響被視為(如城市空氣質量、地表水污染、海水污染和一系列有毒化學品、有害健康物等)環境問題的核心。
許多國家在治理環境污染方面都投入了大量的資金。發達國家,如美國、日本用于環境保護的費用約占國民生產總值的1%~2%;發展中國家約為0.5%~1%。石油工業在環保方面的開支也不斷增加。1993年,美國石油工業的環保開支達1O6億美元。歐洲委員會實施車用油計劃將在今后l5年內投資1 000億美元,對石油工業總投資約為96億美元,將用于改善煉廠裝置和生產所需的資料。
3 石化工業環境保護措施
3.1 對生產裝置的更新及生產工藝的改進
隨著社會的不斷發展,生產力的不斷改變,使我們的生活發生了巨大的變化,石油化工行業也不例外。在石油的開采中,我們運用更好的表面活性劑,使石油更容易分離,從而在減小石油開采難度的同時也增加了石油的開采量。同時還可以采用微生物采油法,向油藏注入合適的菌種及營養物,使菌株在油藏中繁殖,代謝石油,產生氣體或活性物質,可以降低油水界面張力,以提高石油采收率。微生物采油法的優點:1)施工成本降低;2)施工工序簡單,設備少,操作方便;3)對低產品油藏、枯竭油藏而言,在經濟上具有吸引力;4)不污染環境,不損壞地層,可在同一口井中反復使用。當開采時用的水應該盡量進行污水處理,循環使用。
在煉油廠,分級控制也指各車間外排廢水經簡單隔油處理后,再排入污水池。在石油的分離和蒸餾過程中,我們可以提高裝置的有效率。首先從加熱裝置,可以取消傳統的煤鍋爐加熱,使用更先進的節能加熱器,在水力發電比較充足的地方可以采用電力加熱,減少煤等燃料的使用,這樣不僅可以提高加熱器的加熱效率,而且還沒有煤加熱時產生的廢氣和廢物,在既不污染環境的情況下,也減少了廢棄物的占地面積。并且在生產過程中應用信息技術,提高催化劑的效率,及時監控,提高產率。還有冷凝裝置中的水引入專門的池子,切忌直接排放,以便循環使用。計算排水量,應裝置的實際情況而定。在廢物的處理上,結合現在的生物技術,利用生物分解,提高分解酶的含量,提高分解率,降低污染。還可以用堆肥法降低廢棄物的污染。污泥焚燒常用的設備有固定焚燒爐、多段爐、回轉爐和硫化床焚燒爐。裝置排污口的隔油池是為了降低該裝置所排廢水中的石油類污染物的含量,就地回收油品,降低污水末端治理的負荷,防止和其他污染物摻混及乳化,使輕質油品能夠及時回收,避免沿途揮發,既減少了浪費,消除了污染,又有利于安全。
3.2 對一些廢物和水的治理及綜合利用
充分利用資源,減少或降低各裝置污水的排放量的措施有:1)建立健全科學的用水排水制度,增強節水意識;2)嚴格管理,杜絕跑、冒、滴、漏現象;3)優選工藝流程,選擇加氫工藝,減少以至取消堿洗和水洗;4)優化工藝操作,降低蒸汽、軟化水用量、加強凝結水的回收和利用;5)優選換熱流程,取消直流冷卻水,提高循環水利用率;6)打掃衛生采取節水措施,禁止用水沖洗土地,有條件的地面,可以用拖布拖地。使用活性炭處理石油化工中的廢水。為了提高污染治理效果,實現污染全過程控制,通過采用"清潔生產"工藝、增設污染預處理設施等手段,從源頭及不同地方控制污染,以減輕末端治理負荷。
4 石油工業環境保護的技術進步
面對全球可持續發展的大趨勢,石油工業與環境能否實現協調發展已引起人們的關注,并建立了能在未來提供環境保護的技術基礎。具體包括以下幾方面。
1)國際石油工業環保協會協助東南亞國家有關成員進行改善城市空氣質量、分享歐洲車用油項目技術等措施,在城市化的地區實施以科學為基礎的城市空氣質量管理辦法;
2) 開發空氣凈化的新途徑,即車用油計劃。美國的車用油及空氣質量改進研究計劃是由14家石油公司和3家美國汽車制造商共同來實施,投資4 000萬美元,主要針對汽車排放物進行的大規模研究。歐洲的車用油計劃由一個政府實體即歐洲聯盟的分支機構―― 歐洲委員會發展并執行,研究成果用于確定歐洲內部的燃料及尾氣排放的指標推薦;
3)美國已開發并生產出6種更清潔燃燒的新燃料并低價提供給消費者,這些燃料包括元鉛汽油、低硫柴油、重整汽油等;
4)石油煉制工業通過采用新的、復雜的碳氫化臺物轉化技術來解決市場對產品規格的要求。通過溫度、壓力、催化劑、溶劑蘋取、薄膜處理等一些新的組合工藝及手段,消除廢物產生,減少有毒化學物質的釋放;
5)尋求潔凈的新能源,加快天然氣的發展,在亞太地區發展中國家天然氣資源非常重要。天然氣已經用于“天然氣交通工具”;
6)為了防止海上油輪的泄漏,已經發明了能使油水在船上接觸機會最少的設計和作業流程。現代油輪已經消除了油艙清洗和壓艙作業所造成的油朽染,采用雙層船身油輪新技術;
7)清除石油工業所造成的土壤和地下水污染技術取得了重大進展。在現場污染治理技術主要有非實地治理技術和實地治理技術。實地治理技術具有經濟效益,因而替代挖掘(非實地)法得到了認可。實地治理技術包括改變地下流動、壓力、化學或生物狀態,以便達到封攔污染物、改變污染物遷移方向以及清除或銷毀污染物的目的。
5 結論
工業污染已成為我國自然環境的主要污染源,必須迅速采取有效的環境保護措施來保護我們所生存和發展的自然環境。21世紀,我國將可持續發展作為國家的發展戰略,把環境保護列為改革和建設的十大任務之一,并作為指導國民經濟社會發展的總體戰略。我國石油化工是以中國石化、中國石油和海洋石油三大集團企業為龍頭的綜合性產業。面對不容樂觀的環保形勢,石化企業應從指導思想和工作實踐上真正完成三個轉變:一是在戰略上從側重污染的末端治理,轉變為工業生產全過程控制;二是在排放控制上從側重濃度控制轉變為濃度與總量控制相結合;三是在治理方式上著重集中控制與分散治理相結合。
在高速發展的今天,我們生活在一個綠色的世界,綠色已溶入我們的生活。當大家都來關心我們的石油環保工作的時候,一個“綠色”的石油工業也將會向我們走來。
參考文獻
[關鍵詞]石油化工 工藝研究技術
中圖分類號:TD224 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)13-0084-01
石油化工,主要指石油煉制生產的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供應者,伴隨著經濟的發展,對石油化工產品的需求也越來越多,導致石油的開采量不斷加大,石油這種不可再生資源,只能越來越少,我們必須合理的持久的利用這部分資源,那么我們就需要在石油化工工藝上下功夫,讓我們把資源利用上減少個個環節的損失。近些年,環境保護意識的加強,使我們在環境保護上越來越重視,石油化工生產過程中對環境具有很大的污染,例如:空氣污染、酸雨、地球變暖、臭氧層變薄等環境問題成為我們越來越不可忽視的問題,各個化工公司要想在激烈的市場競爭環境中立足,對加工工藝就必須不斷的提高,來適應大環境的變化。因此可以說,石油化工工藝的開發與創新很可能是決定石油化工工業未來生存和發展的關鍵。
一、超聲波氧化脫硫
在萃取階段,超聲波的介人促使萃取劑和部分氧化后的油兩相有效混合,促進被氧化的硫化物分子與萃取劑的充分接觸,使砜有效脫出。此外,超聲波可以產生局部的高溫高壓,這對反應是有利的。關于超聲波脫硫這方面,研究得最多的是利用超聲波對柴油進行脫硫。有關人員研究了一種生產超低硫柴油的超聲-催化-氧化脫硫方法。方法包括了柴油中有機硫化物的氧化過程和相關氧化產物砜類的溶劑萃取過程。優選的氧化劑為濃度 30%的過氧化氫溶液,溴化四辛基銨和磷酸作催化劑,相轉移劑為四辛基溴化銨(TOAB),柴油的脫硫率最好能達到99.4%。
二、石化行業專用疊螺式污泥脫水技術
針對石化行業含油污泥含油量較高、黏度大、顆粒細、難以脫水等特點,國內部分企業自主創新研發了石化行業專用疊螺式污泥脫水機,同時推出了以TECHASE 疊螺式污泥脫水機作為核心設備的石油化工行業含油污泥脫水處理系統解決方案。并具有如下特點:采用石化行業專用螺旋軸,適合石化行業黏性物料的推流特點;增強性驅動系統,滿足含油泥渣較大的驅動力要求;動定環采用更高防腐性能材料,適應石化行業氯離子高的運行環境;設備整體達到EXIIBT4的防爆等級,滿足石化行業嚴格的防爆要求;針對海上石油平臺設計的集裝箱式設備系統;采用含油污泥專用絮凝加藥槽,克服石化污泥難絮凝,易沉降的特點;采用專有的絮凝劑技術降低含油污泥比阻;占地面積小,脫水效率高。TECHASE 疊螺式污泥脫水技術目前已在齊魯石化、中海油海上平臺含油污泥脫水、大慶油田、淄博齊翔騰達等石化行業重點企業得到了應用。
三、施焊引流裝置在線帶壓堵漏技術
施焊引流裝置在線帶壓堵漏技術是指承壓設備一旦出現工藝介質泄漏,在不降低其溫度、壓力和泄漏流量的條件下,利用焊接技術實現在線堵漏的目的,由于泄漏介質的存在,必然影響焊接作業的進行,如果能夠將泄漏介質通過特殊的裝置引開,然后在沒有泄漏介質影響或影響較小區域進行焊接作業,處理好后,切斷泄漏通道,從而達到帶壓密封的目的,這就是焊接引流裝置帶壓堵漏的工作原理。具體做法是按泄漏部位的外部形狀設計制作一個引流裝置,引流裝置一般是由封閉板或封閉盒及閘閥組成,由于封閉板或封閉盒與泄漏部位的外表面能較好地貼合,因此在處理泄漏部位時,只要將引流裝置帖合在泄漏部位上,事先把閘閥打開,泄漏介質就會沿著引流裝置的引流通道及閘閥排掉,而在引流裝置與泄漏部位的四周邊處,則沒有泄漏介質或只有很少量的介質外泄,此時就可以利用金屬的可焊性將引流裝置牢固地焊在泄漏部位上,引流裝置焊好后,關閉閘閥就能達到重新密封的目的。施焊引流裝置在線帶壓堵漏技術由于是在承壓設備泄漏狀態下進行的特殊焊接作業,泄漏位置千變萬化,施焊人員必須與各種物化性能不同的泄漏介質接觸,因此,與正常的焊接工藝相比,承壓設備的帶壓引流難度更大,風險更高。
四、組合式生化工藝處理廢水
1.渦凹氣浮器
渦凹氣浮是當今先進的氣浮技術,采用剪切式的產氣原理,提高氣浮的質量,比傳統的氣浮法更簡便經濟。本工程渦凹氣浮器型號:CAF-50,規格:5.33×1.80×1.83m,處理量50m3/h。
接觸氧化池亦即推流式生物膜法,就是在池內裝填一定數量或比例的組合生物填料,填料具有比表面積大,生物菌群容易附著。本工程采用二級接觸氧化池,池體尺寸為 15m×12m×5.5m,砼結構。一級接觸氧化池:15m×8m×5.5m,停留時間:12h,有效容積:560m3二級接觸氧化池:15m×4m×5.5m,停留時間:6h,有效容積:280m3本工程用風機曝氣供氧,水氣比為22:1,采用微孔曝氣器,懸掛組合填料,上下貫通,廢水流動的水利條件好,能很好地向固著在填料上的生物膜供應營養及氧。
隨著經濟的飛速發展,生活質量也在不斷的提高,簡單的吃飽穿暖已經不能滿足人們的需求。對于生活環境人們有了更高的要求。石化對于環境的影響不可忽視,因為石化產品在燃燒過程中會產生大量的化學物質,嚴重污染大氣環境。因此我們在未來的環境保護中要重視以下幾個方面:a.研發出新的技術,盡量減少各種污染和工業廢渣,使各種燃料完全燃燒使煙氣中的一氧化碳充分燃燒,以此達到減少大氣污染的目的,進而消除廢氣、廢水、廢棄、廢渣污染。b.采用新型塔盤和新興填料,這種技術在降低塔頂溫度的同時,還可以提高傳熱效果,以此來減少污水中的含油量。c.采用浮頂油罐,改善機泵密封,可以大大減輕空氣的污染和有害氣體的泄露。d.采用空氣冷卻器代替水冷卻器,同樣可以提高產品質量和減少污染源。
五、總結
疊螺式污泥脫水系統技術具有良好的經濟、環境、社會效益,目前已在多家石油化工行業企業得到推廣應用,鑒于運行過程總結的經驗,該系統在石油化工領域具有非常良好的應用前景。另外,經工程實踐表明,采用“渦凹氣浮-UASB-接觸氧化+高級氧化塔-曝氣生物池”組合工藝處理COD濃度較高的石油廢水,可達到排放標準。渦凹氣浮技術不需壓縮空氣,解決了溶氣、回流及阻塞等問題;UASB反應器可降解大部分COD及有害物質;“高級氧化塔+BAF”工藝可將廢水中難生化的有機物不飽和鏈打開,進一步降低COD,并完全消除色度,使出水達到設計標準。再者,裝置長周期運行需要完好設備的安全運行來保障,設備或管道局部泄漏可以通過注膠法、焊接引流裝置或扎鋼帶等堵漏技術在線處理漏點,以保證裝置長周期安穩運行。注膠法帶壓堵漏、焊接引流裝置及扎鋼帶在線堵漏應用范圍各有優缺點,在實際運行中應靈活掌握,根據現場環境及泄漏介質的物化性質,選擇適宜的堵漏方法,達到消缺止漏的目的。
參考文獻
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1.1環境污染問題研究
石油化工生產中會產生大量的廢水,不經處理直接排放容易引發生態失衡,環境污染也因此造成,社會發展速度加快后對化工產品需求量也逐漸增大,化工生產向空氣中排放的污染氣體是大氣污染的主要因素,酸雨問題也頻繁發生。全球范圍內共同關注的環境問題包括臭氧層漏洞、水域污染等問題。酸雨一旦發生,造成的破壞是不可彌補的,植物受到腐蝕后會枯萎死亡,水體受污染動物飲用后也會受到影響。酸雨腐蝕性極強,發生區域要及時對建筑物表面清洗處理,將酸性綜合,都則這種腐蝕性會破壞建筑物表面修筑材料,承載能力逐漸降低,或者出現材料損壞掉落的情況。臭氧層是一道天然保護屏障,出現空洞后紫外線會直接照射到地球表面,對動植物以及人類帶來危害,高強度紫外線直接照射在人體皮膚表面容易引發皮膚癌,目前極地已經發現臭氧層漏洞,經過環保工作者的努力漏洞面積正在逐漸的減小。但仍需要各界人士的高度重視,避免污染問題進一步惡化。溫室效應也是目前主要的環境污染問題,地表溫度逐漸升高,造成兩極冰川融化,陸地面積會因此減小。明確現存環境問題后應在化工生產技術上做出創新,引進綠色環保技術。
1.2綠色技術勢在必行
石油化工生產環節會產生污染物質,直接排放能夠引發環境污染,但廢氣物中含有大量生產所需的原料,直接排放還會造成原料浪費,生產成本增大。由此可見,應用綠色生產技術是勢在必行的,化工企業長期發展必然要在工藝上做出進步,對排放物質進行檢驗,并制定有效的分離處理方案。傳統廢棄物處理技術只是統一的分離,將有機復合物提取出來,但再次利用的效率并不高,分離效果也不明顯。綠色技術是在生產環節與排放處理環節共同進行的,從根源治理污染,效果顯著,對生產工藝做出創新還能避免出現原料浪費現象。選擇生產原料時也會使用新型材料,以此來代替傳統污染嚴重的化工材料,實現環保目標。
2綠色技術在石油化工中的應用
2.1綠色化原料
2.1.1無毒原料。綠色生產技術中所選用原料要做到清潔無毒,隨著生產工藝不斷進步,傳統生產工藝中使用的有毒物質已經被新型材料所代替,一氧化碳經過研究調制被應用在生產環節中,塑料制品是石油化工生產中最常使用到的原料。傳統生產工藝中使用聚乙烯材料制作一次性飯盒,埋入土壤后不能降解,造成垃圾污染,新型生產技術使用玉米淀粉代替這種材料,埋入土壤經過三個月的時間可以降解,并且不會產生毒害物質。這正是無毒原料的典型應用案例。碳物質是各類工業生產中必備的成分,具有吸附性質,將這種原料與其他制膜材料相結合,在功能上會有明顯進步。除固體廢棄物之外,光、氣體污染也要得到重視,結合環境容納量對排放量做出計算。
2.1.2可再生原料。綠色技術提倡使用可再生能源,石油是寶貴的生產資源,再生時間漫長。因此在生產環節中將其規劃為不可再生能源。將煤炭與石油作為主要化工生產原料,會增大生產成本,綠色技術得到落實后越來越多的生產企業使用水解葡萄糖代替原有材料。這種可再生材料具有良好的催化能力,能夠滿足化工生產中的元素反應需求。其他類型的可再生能源制作工藝也在逐漸完善,現已投入生產使用中。
2.2綠色化化學反應
化工生產與化學反應是分不開的,反應過程中釋放出的氣體很容易引發環境污染。綠色技術應用后針對化學反應生成物質做出研究。優化反應環節,以此來減少污染氣體排放量。元素在反應不充分的情況下容易生成污染物質,因此添加高效的催化劑可以避免此類現象發生。2013年,我國二氧化氯的排放量達到全球第一位,已經超過了2,000噸大關。我國所排放的二氧化氯大都是石油化工生產中由于化學反應無法完全導致的。目前,有機原料生產中,乙烯、丙烯的聚合、乙烯直接氧化制環氧乙烷等反應都是利用原子經濟反應開發的。這些化學反應與傳統化學反應相比來說,使用了更加高效的催化劑,制造工藝先進,副產物少,環境污染小。
2.3綠色化催化劑、溶劑
2.3.1催化劑綠色化。在石油化工生產過中,三氟化硼、硫酸、三氯化氫等物質被普遍作為催化劑來使用。這些催化劑均含有劇毒,會對環境造成嚴重污染,威脅到人們的身體健康。經過長時間的研發,國外很多公司在利用乙烯、丙烯、苯烷基化生產乙苯、異丙苯的時候,已經率先使用Y型分子篩、ZSM-5分子篩等固體酸催化劑來代替有毒的三氫化鋁、氫氟酸等催化劑,讓生產乙苯、異丙苯等物質的過程做到了零廢物排放。
2.3.2溶劑綠色化。當前溶劑綠色化最為活躍的研究領域即為超臨界流體的開發與使用,尤其是超臨界二氧化碳的應用。超臨界二氧化碳即為溫度與壓力都在其臨界點之上的二氧化碳流體。這種流體的物理性質十分珍貴,其具有液態溶劑的溶解度與黏度較低的特性,與氣體特性相似。但是由于高度的可壓縮性,其密度、溶解度、黏度等指標都可以通過壓力來進行調節,并且無毒、無污染、經濟實惠,具有其他有機溶劑不可替代的優勢。因此,超臨界二氧化碳已經被作為多種有機反應的溶劑被應用。
2.4綠色化產品
化工產品已經在人們的生活與工作中普及,化工產品的使用與人們的身體健康有著直接的聯系。例如,現代化學建筑材料與裝修材料中所含的高濃度甲醛等有害物質被釋放到室內,往往導致人體中毒,甚至身亡。又例如,濃度過高的農藥是導致食物中毒的重要原因之一。含磷洗衣粉中的磷是導致環境污染的重要物質。目前,國外已經成功開發可以用來保護大氣臭氧層的氟氯烴的替代用品,以及可以防止白色污染的生物降解塑料等。國際上還在持續開發研制對環境更加友好的化工產品,例如THPS殺菌劑等。為了減少汽車尾氣中的一氧化碳以及烴類產生的臭氧與光化學煙霧對大氣的污染,新配方汽油問世,新配方汽油中對汽油的蒸汽壓和苯、芳烴等物質的含量有嚴格的限制,而且汽油中還需要加入含氧化物。
3結論
【關鍵詞】 石油泵 節能 管道泄漏 檢測 定位
石油化工用泵是石油化工生產裝置中用量最大的轉動設備,在生產裝置中它就像心臟輸送血液一樣,將各種液體介質,例如石油、成品油、化工原料、中間產品和成品,輸送到各個地方。石油泵的節能降耗也是提高生產效益的重要方面。歷經了一百多年的發展,在我國,管道運輸業己經從新興事物經過茁壯的發展,一躍變成掌控國家工業以及經濟最重要的商業性運輸手段之一。管道運輸中的泄漏監測系統的可靠性是管道安全問題的重中之重。
1 石油化工泵節能技術
以原油、煉廠餾份、廢氣和天然氣等為原料制造各種產品的工業稱為石油化工行業,應用于該行業的泵類產品,稱之為石油化工用泵。石油化工工業屬于能源工業,在我國國民經濟建設中起著非常重要的作用。石油化工企業電耗的80%用于機泵驅動上,機泵的節能減耗是降低成本的關鍵。
1.1 輸送泵過剩揚程控制技術
出口節流是最常用又簡單的調節方法;對串聯運行的第二臺泵進口處,因吸入壓力有較大的裕量,可以采用進口節流方法;還可以換成小葉輪,當揚程或流量需要降低15%以上或泵過大時,可重新換一個較小的葉輪,換下的葉輪留待以后恢復流量、揚程時用;旁路調節,在泵的出口管線設旁路,使部分液體返回泵進口或吸液罐,泵的工況點向大流量、低揚程方面變化,即實際泵送量比需要量大,不至于出現低于最小連續流量而產生液體過熱、氣蝕和振動;切割葉輪外徑法,當流量或揚程超過需要量的3%~5%時,可切割葉輪外徑降低其流量、揚程和功率;減少葉輪數量,多級泵的流量或壓力調節較大時,可在排出端拆去一個葉輪,并加定距套。
1.2 變頻調速技術
變頻器通過改變電機定子供電頻率來改變轉速。為使調速時電機有最大轉矩,需維持電機的磁通恒定,因此電壓與頻率成比例地變化。變頻調速節能是相對于閥門調節而言,采用變頻調速器后,將閥門全開,通過改變電機電源頻率來改變電機轉速。由于流量Q與轉速n的一次方成正比,功率P與轉速n的立方成正比,風壓H與轉速n的平方成正比。當流量Q變為額定流量的50%時,采用變頻調速時電機消耗功率為0.125Pe,采用閥門控制流量時電機消耗功率為0.7Pe,Pe為額定功率。采用變頻調速節電率為:(0.7Pe-0.125Pe)/0.7Pe×100%=82.1%,采用泵出口閥門或控制閥調節泵流量,不能降低電動機的功率消耗,而變頻調速技術可以節約大量的電能,而且隨著流量調節幅度的增大,變頻調速和節流控制相比差距增大,節能效果明顯。
2 管道泄漏檢測與定位技術
管道運輸業作為五大運輸業之一,與公路、水運、鐵路、航空并駕齊驅,并且成為油氣輸送的首選方式。隨著管道輸送工業的發展,石油泵和管道嚴重的老化程度,腐蝕、磨損和人為破壞等因素不可避免。頻頻發生的管道泄漏事件,影響生產,浪費了資源;環境污染,給生命財產帶來巨大損失。因此,提高和完善管道泄漏監測系統的可靠性勢在必行,而泄漏及時檢測與精確定位技術是解決這一問題的關鍵所在。
2.1 小波變換用于輸油管道壓力信號的處理
采用小波變換法,通過選擇不同的基使得在相應坐標系內的信號同噪聲的重疊盡可能小。消噪過程有三步:信號的小波分解;信號去噪;信號重構。系統出現故障時,故障信號主要表現在對不同頻率段的輸入信號具有不同的抑制和增強作用。利用各頻率能量的變化來檢測泄漏。利用這一特征可以建立能量變化到各種壓力變化的映射關系,得到表征泄漏與各種干擾信號的特征向量,從而判斷是泄漏還是別的干擾。小波的門限消躁法對采集來的壓力信號進行了消躁處理,提取了有用的壓力信號,為以后的工作做好了準備。
特征向量用于長輸油管道泄漏判定。鑒于首端數據的不規則性,應用特征向量法對管道泄漏進行判斷,用前一次提取的特征向量的能量減去后一次所提取的特征向量的能量。然后根據所選的閾值判斷是否發生了泄漏。在判斷過程中應根據特征向量的情況判斷壓力下降的原因是泄漏引起的還是調泵引起的。如果發生泄漏,那么啟動下一步的定位程序。
我們用了小波包特征向量提取法對壓力信號進行了特征向量的提取,從所提取的能量和峭度數據中發現了一定的規律,可以作為泄漏和調泵壓降情況的特征向量,以便對泄漏還是調泵壓降進行識別,方法可行性較好。這種方法對于檢測管道大泄漏時,效果較好。
2.2 管道泄漏檢測與定位軟件實現
小波變換算法的C++實現為管道泄漏檢測與定位軟件的開發打下了基礎,管道泄漏檢測與定位軟件的實現、開發選擇以VC++6.0及MFC為開發工具。軟件主要由四大模塊組成:人機接口模塊、數據顯示模塊、數據分析處理模塊以及數據庫模塊,這些模塊又由各個子模塊組成。對任意一段輸送管道的泄漏檢測與定位分析流程,都是從讀取數據庫中同一時間段內管道首尾端所采集的壓力數據開始,首先對含噪聲的數據進行小波分解過程,然后通過軟閡值消噪處理,對消噪處理的數據再進行重構,重構后的壓力信號數據再次進行小波分解,通過尋找分解后各層的模極大值點得到首尾信號的模極大值點位置差,根據這一位置差,再調用定位公式就得到泄漏點的具置"這一流程不斷循環,從而實時地對管道泄漏進行檢測與定位。
3 結語
隨著石油產業和管道運輸業的發展,機泵節能降耗技術和檢漏定位技術也會同步發展,再加上科學技術的進步,不同學科的成果將會大量應用于石油生產和管道泄漏的檢測技術中。最終,我們能夠圓滿的解決石油泵電能損耗大和檢漏與精確定位技術的困難,全程、實時、準確的監控石油泵耗能和管道運輸。
參考文獻:
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關鍵詞: 化工資源;循環利用;節能減排
1.資源循環利用現狀與面臨的主要問題
武漢冶金重化工園是以武鋼為主體的大型鋼鐵基地,擁有武鋼、武漢石化、青山熱電廠等一批大型國有企業,經濟實力雄厚,產業基礎良好,但當前的產業結構不夠合理,重化工業特點鮮明,對主體產業依附性較大,且產業鏈開發模式較為粗放和單一,配套服務產業發展相對滯后,產業鏈構建有待升級。從煤化工、石化、電力三大產業鏈來看,仍處在中低端,造成青山區工業%三廢&排放量較大,環境污染較為嚴重。
一方面,作為重化工集聚工業區,工業廢棄物排放量巨大;另一方面,可利用的廢棄物資源和節能減排潛力也很大。發展循環經濟,實現經濟增長方式的轉變,是走新興工業化道路,實現經濟社會可持續發展,建設資源節約型和環境友好型社會的必然選擇,同時是解決資源短缺問題和環境污染問題的一個重要途徑。
2.重化工產業副產和廢棄資源的綜合利用
2.1石油化工循環產業鏈
武漢石化是以煉油為核心的燃料型煉油廠,在石油加工過程中,消耗大量的原油、水和電。煉油生產過程中產生的廢水、廢氣和固體廢棄物,會對大氣、水域、土壤等造成危害。基于上述考慮,對企業產業鏈進行了改造,形成了較為完善的產業鏈。
2.2瓦斯氣、催化油漿的綜合利用
武漢石化通過開展清潔化生產,將瓦斯氣送進脫硫裝置脫硫,新建1套氣柜裝置用于貯存脫硫后的瓦斯氣,低壓瓦斯氣通過壓縮機加壓后再返回上游裝置的加熱爐作為燃料,實現了煉廠瓦斯氣的循環利用,循環利用改造見圖1。
武漢保華石化對石化加工過程中的副產資源――催化油漿進行了重點開發,對油漿進行深加工,分離出了系列產品(圖2),延伸了產業鏈并提高了附加值,具有循環經濟的典型特征。催化油漿經過深加工,可以得到蠟油、導熱油,同時也可以作為聚氯乙烯增塑劑、橡膠軟化劑、炭素材料等化工原料。
2.4低質石油焦的高值化利用
武漢石化現有的延遲焦化裝置年產石油焦超過60萬t。以往石油焦一部分外售,一部分用于廠內石油焦循環流化床(CFB)鍋爐生產過熱蒸汽。由于石油焦含硫量較高,市場競爭力不強,低質石油焦的開發利用勢在必行。利用焦化改質瀝青和石化石油焦,可開發生產預焙陽極,使產值與利潤倍增。
2.5煤化工循環產業鏈
武鋼焦化是冶金化工區具有代表性的煤化工企業,通過對生產工藝和余熱利用的優化,提高企業的經濟效益,降低環境污染,實現資源的有效利用。
3.熱電副產和廢棄資源的綜合利用
園區內熱電產業主要包括國電青山熱電廠和武鋼自備電廠兩大企業,為了實現資源的合理配置,提高能源的利用效率,主要從以下兩個方面對企業內部產業鏈條進行了改進。
(1)實現富余熱能的有效利用。以動力煤和富余煤氣為燃料,由熱空氣攜帶,經鼓風機送入鍋爐燃燒,產生的高溫煙氣與鍋爐中的水進行換熱,產生的低溫煙氣送入省煤器對水泵提供的水進行加熱,高溫高壓蒸汽發電,而該過程中富余的過熱蒸汽,一部分送往居民區作為民用供熱,一部分則送往各工廠實現熱能梯級利用。
(2)加強副產物的深度處理。換熱之后的低溫煙氣進入回流式循環硫化床脫硫塔,以干態的消石灰粉為吸收劑,通過與煙氣接觸,達到高效脫硫的效果。
4.“三廢”綜合利用建議
4.1集中處置工業危廢品
鋼鐵冶煉及深加工過程會產生軋制油、乳化液、焦油渣、廢酸、廢堿、電鍍廢渣和石棉廢物等危險廢棄物,石化行業也會產生廢白土、酸渣、廢礦物油。廢機油、清罐油、浮渣等。過濾廢渣、過濾母液、蒸餾殘渣、廢有機溶劑、廢棄的離子交換樹脂和廢棄的粘稠物等物體。盡管青山工業區目前正在大力發展循環經濟,構建多條循環經濟產業鏈,但仍然會有一些工業廢品不能得到有效處置,對生態安全帶來隱患,所以必須尋找切實可行的方法,實現工業廢品的集中處置。
4.2建立污水集中處理和循環利用機制
通過構建企業內部和企業間水資源循環鏈,對工業區的廢水進行統一處理,實現水資源在工業生態系統中的高質高用和低質低用,提高水資源在工業系統中的利用效率,降低廢水對環境的影響。
4.3加強大氣污染物的治理
鼓勵入園企業采用清潔生產工藝,減少氣體污染物外排。如需排放,應當采取凈化處理措施,如采用脫硫脫氮、除塵技術、推廣全能脫硫增效劑等,而且氣體污染物外排不得超過規定的排放標準。針對武鋼、青山熱電等重點污染企業,采用脫硫除塵、低氮燃燒、脫硝等措施,以實現廢氣的再利用。
5.結語
冶金重化工園循環經濟的發展雖已取得一定成效,但是存在以下問題有待解決。
1)副產資源的處理工藝還不太成熟,如焦化粗蒽的分離精制所得到的產品純度不超過50%,遠未達到下游化工企業對原料的要求。
2)大型產業之間的聯系較為緊密,但是與小型產業耦合度不高,造成一部分副產資源的價值沒有得到完全利用。
3)低價值的廢棄物沒有進行集中處理,增加了企業在廢棄物處理上的資金投入。
針對以上3個問題,未來園區內循環經濟的發展可以從以下方面著手。
1)開發簡單高效的廢棄物資源化利用技術,變廢為寶,是冶金重化工園區節能減排的主要途徑。
2)拓展延伸各產業間副產資源的耦合利用途徑,充分利用副產資源的剩余價值。
3)工業廢棄物和工業危廢品集中利用或無害化處理,降低企業的設備投入和人工成本。
參考文獻
[1]孫毅. 資源型區域綠色轉型的理論與實踐研究[D].東北師范大學,2012.
作為全球三大集化工加工、轉運于一體的集散地之一的安特衛普港去年也在中國推出“安特衛普港,化工之冠”的宣傳推廣活動,引起了包括《物流》雜志、港口類雜志等多家行業媒體的高度關注。2012年5月份,應比利時安特衛普港的邀請,由《物流》雜志社、物流經理人俱樂部組織的“歐洲化工物流考察團”一行參觀考察安特衛普港的化工基地,目睹其高效、暢通的化工加工,存儲,全球分撥的運營與管理。
化工集群歷史悠久
提起比利時,大家更多記得為了紀念布魯塞爾國際原子能展覽而建“原子能塔”, 對安特衛普港了解不多。其實,地處歐洲的“心臟”的安特衛普港,其貨物轉運覆范圍蓋整個歐盟。
據安特衛普港遠東顧問劉國金介紹,安特衛普港的面積可能是全世界最大的,港區面積達到130多平方公里,其中包括工業區以及物流園區,碼頭岸線150多公里長,全封閉倉儲面積有500多萬平方米,加上露天的倉儲面積,安特衛普的倉儲總面積有12000多萬平方米。2011年,安特衛普港貨物吞吐量達1.8億噸,成為歐洲第二大港口。
事實上,安特衛普港也是歐洲最大的綜合化工集群所在地,這與比利時曾經是歐洲化工制造大國有關。早在1900年,在比利時的Ernest Solvay,Lieven Gevaert等知名科學家在全球化工版圖上占據一席之地。目前,世界10大化工企業中至少有7個化工企業在安特衛普的石化工業基地建有1個或多個生產廠。安特衛普港生產出的石化產品居世界之首。
安特衛普港在化工加工、存儲等化工產業鏈方面已經積累了非常豐富的經驗。劉國金介紹,安特衛普港是歐洲最大的石油化工中心,全球有三大石油化工中心,分別是休斯頓、新加坡和安特衛普。“全球最大的石油化工中心休斯頓以煉油為主,而安特衛普則以深加工為主,在價值鏈頂端占據重要一環。”
一體化的化工產業鏈
安特衛普港化工集群以港口或煉油廠制造的原材料為基礎,現已發展成為一個極具多樣化的生產平臺。劉國金認為,在化工工業的管理方面,安特衛普奉行“一體化”模式。安特衛普港的化工業運作是一條很長的產業鏈條,各部分之間互相需要,在港區中生產的化工產品會得到100%的使用,包括其生產的固體產品等。“通過轉換,廢物也能轉化為可利用的資源。一個工廠所產生的尾氣或廢氣,這個工廠認為是污染;而另外一個工廠則需要這些生產的尾氣或廢氣所產生的熱量;通過轉換,廢物就能轉化為可利用的資源。廢水廢棄物的處理亦然。不同產業的工廠集群可以達到單個工廠所不能達到的生產效應。”
在參觀考察時了解,安特衛普一體化石化集群的下游產業裝置是4個裂解裝置。從煉油廠煉出的石腦油經過這些裝置進行裂解,制成石化工業基地的基礎產品,如乙烯和丙烯。其中的三個裂解裝置安裝在Fina Antwerp Olefines公司(道達爾和埃克森美孚兩大煉油廠的合資企業)里。第四個石腦油裂解裝置,也是歐洲最大的單套裂化廠,安裝在BASF(巴斯夫)公司工廠里。這些設施構成歐洲最大的乙烯生產基地。由裂解裝置生產出的基礎產品將在基地進行進一步加工。
據劉國金介紹,集群內的整合遠不只限于煉油廠和裂化廠之間的整合。港區內88%的工業產品是通過管道輸送的,一家工廠的最終產品常是另一家的材料,聯合生產是常態。BASF與陶氏合作開發的HPPO環氧烷生產工藝就是一個很好的例子。物流運營服務商也積極尋找機會,加強合作。Oiltanking與Stolthaven建的合資公司是一個很好的例子,Oiltanking是全球第二大罐儲企業,Stolthaven是港區最大的零擔油輪運營商Stolt的罐儲分公司,合作結果是碼頭與船運公司完美協調。
化工儲運領先全球
據了解,安特衛普除了道達爾公司、埃克森美孚公司兩個世界級的煉油廠外,還有Petroplus公司煉油廠的3個小型的專業設備,這五個煉油廠共有4千萬噸初餾產品的產量,這也是安特衛普港石化基地的基礎所在。除了通過海運或內河航運為安特衛普港運入一部分的原油外,道達爾公司、埃克森美孚公司的兩個大的煉油廠也都連通了鹿特丹至安特衛普的管道線 (鹿安線),這就保證了大型煉油廠原油的不間斷運輸。
安特衛普石化工業基地內的企業通過100多條管道相互連接。其中,五條管道隧道連接斯海爾德河的左岸和右岸,保證石化工業基地產生的產品如氯氣、氫氣、氧氣和氮氣通過大型的網絡系統在港口內部分享。比如安特衛普通過ARG(Aethylen-Rohrleitungs-Gesel-schafft)乙烯管道網絡,連接比利時、德國及荷蘭的化工企業。安特衛普還有多個管道連接泰爾那曾、鹿特丹、Feluy及萊茵-魯爾地區,與這些地區的化工產業聯系。除了管道運輸,安特衛普港每年有60000多艘駁船為其提供高效無縫的腹地鏈接。
安特衛普港的液體散貨量是比較大的,占百分之二十多。而安特衛普港的化工工業奠定了港口吞吐量的基礎,安特衛普港的液體吞吐量達4600多萬噸,安特衛普的罐儲運營商提供1500多個罐儲,總容量接近500萬立方米(2010年)。同時,各種危險品倉庫可為包裝化學品提供倉儲服務。1000多個塑料貯倉還使安特衛普港成為歐洲最大的聚合物樞紐。
關鍵詞:揮發性有機物;產生;監測;標準;治理
揮發性有機物常用VOCs表示,是Volatile Organic Compounds三個詞第一個字母的縮寫。揮發性有機物定義為沸點在50℃-250℃,在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。揮發性有機物的主要成分有:烴類、鹵代烴、氧烴和氮烴,它包括:苯系物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烴化合物等。揮發性有機物的危害很大,是一種強致癌物質,它會引發各類癌癥和心血管疾病。同時揮發性有機物濃度較高時也會影響臭氧濃度同步升高。超標的臭氧它強烈刺激人的呼吸道,造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫,巴細胞染色體病變,加速衰老,致使孕婦生畸形兒等。因此,臭氧和有機廢氣所造成的危害必須引起人們的高度重視。
一、揮發性有機物的產生
VOC的主要來源可分為四類,交通源、工業源、生活源和農業源。交通源主要來源是機動車和非道路移動源,如飛機、輪船、工程機械等,以及油品的存儲和銷售。工業源分為化石燃料煅燒和生產工藝過程排放。化石燃料煅燒主要為燃煤、天然氣、燃料油等燃燒產生揮發性有機物,生產工藝過程排放主要為石油煉制、基礎化學原料制造、涂料制造、油墨制造、合成纖維制造、合成樹脂制造、合成橡膠制造、食品制造、日用品生產、化學藥品原料制作、金屬冶煉、交通設備制造、造紙和紙制品制造、焦炭生產等行業。生活源主要為干洗和化妝品、洗滌劑、驅蟲劑的使用。農業源主要為秸稈燃燒和農藥使用。
目前,產生揮發性有機物較高行業有印刷和包裝印刷、機械設備制造涂料的使用、合成革制造、建筑涂料和農藥使用。如:印刷包裝行業汽油清洗劑排放系數為850kg/t,平板油墨、凹版油墨、凸版油墨分別為216 kg/t、620 kg/t、683 kg/t。包裝膠黏劑更是高達1385 kg/t。汽車制造(汽車涂料使用)和建筑涂料水溶性溶劑分別為470 kg/t和120 kg/t,也屬于揮發性有機物產生的重點行業。
二、揮發性有機物監測和排放標準
揮發性有機物目前采樣有罐采法和袋采法。罐采法適用于環境空氣中丙烯等67種揮發性有機物的測定(環境空氣揮發性有機物測定罐采法/氣相色譜-質譜法HJ759-2015);氣袋法適用溫度低于150度的固定污染源廢氣中的揮發有機物,如非甲烷總烴等61種揮發性性有機物(固定污染源廢氣揮發有機物的采樣氣袋法HJ732-2014)。半揮發性有機物(簡稱SVOCs)主要包括二惡英類、多環芳烴類、有機農藥類、氯代苯類、苯胺類、苯酚類等化合物,這些化合物在環境空氣中主要以氣態和氣溶膠兩種形態存在。這些半揮發性有機物采樣適用于環境空氣半揮發性有機物采樣技術導則(HJ691-2014)。
揮發性有機物排放標準。為治污降霾保衛藍天,全國部分省份制定了揮發性有機物排放標準,如陜西制定揮發性有機物地方排放標準(DB61/T1061-2017),標準涉及汽車整車制造、印刷、木質家具制造、醫藥制造、電子產品制造、涂料、油墨及其類似產品制造、橡膠制品制造、表面涂裝這重點行業。本次的《揮發性有機物排放控制標準》對8個主要行業的揮發性有C物適用范圍、排放限值、工藝管理要求、監測要求等作了詳細規定。新建企業自2017年2月10日起執行此標準控制要求,現有企業自2018年2月10日起執行此標準控制要求。初步估算,標準實施后,陜西全省工業揮發性有機物排放總量將在現有水平上削減至少20%以上。
三、揮發性有機物的治理
揮發性有機物涉及行業廣,總類多,治理難度大。應從重點行業逐步推進治理,地方排放標準區域,提前規劃治理,確保按照標準要求時間揮發性有機物達標排放。
(一)工業源治理。VOCs污染防治應遵循源頭和過程控制與末端治理相結合的綜合防治原則。在工業生產中采用清潔生產技術,嚴格控制含VOCs原料與產品在生產和儲運銷過程中的VOCs排放,鼓勵對資源和能源的回收利用;鼓勵在生產和生活中使用不含VOCs的替代產品或低VOCs含量的產品。工業源主要包括石油煉制與石油化工、煤炭加工與轉化等含VOCs原料的生產行業,油類(燃油、溶劑等)儲存、運輸和銷售過程,涂料、油墨、膠粘劑、農藥等以VOCs為原料的生產行業,涂裝、印刷、粘合、工業清洗等含VOCs產品的使用過程。部分行業揮發性有機物治理方法,如下:
在石油煉制與石油化工行業,鼓勵采用先進的清潔生產技術,提高原油的轉化和利用效率。對于設備與管線組件、工藝排氣、廢氣燃燒塔(火炬)、廢水處理等過程產生的含VOCs廢氣污染防治技術措施;
在煤炭加工與轉化行業,鼓勵采用先進的清潔生產技術,實現煤炭高效、清潔轉化,并重點識別、排查工藝裝置和管線組件中VOCs泄漏的易發位置,制定預防VOCs泄漏和處置緊急事件的措施。
在油類(燃油、溶劑)的儲存、運輸和銷售過程中,采取全鏈條配備相應的油氣回收系統,采用高效密封的內(外)浮頂罐,當采用固定頂罐時,通過密閉排氣系統將含VOCs氣體輸送至回收設備等VOCs污染防治技術措施。
在涂裝、印刷、粘合、工業清洗等含VOCs產品的使用過程鼓勵使用環保型涂料、油墨、膠粘劑和清洗劑;推廣采用靜電噴涂、淋涂、輥涂、浸涂等效率較高的涂裝工藝;避免露天作業等VOCs污染防治技術措施。
(二)生活源揮發性有機物治理。生活中建筑裝飾裝修、服裝干洗、餐飲油煙等也是VOCs主要來源。我們可以采取用環保的建筑涂料、低有機溶劑型木器漆和膠粘劑,逐步減少有機溶劑型涂料的使用;.在服裝干洗行業應淘汰開啟式干洗機的生產和使用,推廣使用配備壓縮機制冷溶劑回收系統的封閉式干洗機,鼓勵使用配備活性炭吸附裝置的干洗機。在餐飲服務行業鼓勵使用管道煤氣、天然氣、電等清潔能源;倡導低油煙、低污染、低能耗的飲食方式。同時鼓勵綠色出行,營造全民參與環保的好氛圍。
(三)農業源揮發性有機物治理。農業源揮發性有機物主要來源于秸稈燃燒和農藥使用。應當采取秸稈禁燒,鼓勵回收利用。農藥使用鼓勵使用粉劑農藥,降低產生揮發性有機物的噴劑農藥的使用量。
參考文獻
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《化學基礎》課程是這些專業通行專業基礎課程,包括專業理論基礎課和專業技能基礎課,其功能主要包括兩個方面:一是,作為后續課程學習的直接基礎,包括知識和技能兩個方面。二是,《化學基礎》課程所講授的基礎理論和基本技能還應為學生離開學校后在本專業或相近專業的持續發展打下相應的基礎[1]。《化學基礎》課程現存在問題1)《化學基礎》課程教學大綱參考本科同類專業的教學大綱壓縮而成,學科色彩濃。這樣的教材不能適用高職人才的培養要求。2)《化學基礎》課程的課堂教學重理論輕應用,或者將課堂理論教學與實驗、綜合實訓不能很好有機結合。不能適用培養高技能實用人才的需求。
針對課程定位及教學存在問題
《化學基礎》教材的橫向整合,以“必需、夠用”為原則,取消與專業實際技能培養關系不大、理論性偏強的內容。同時打破原有課程、學科之間壁壘和界限,以人才培養目標作為課程內容取舍和結構組合的標準。例如,將《化學基礎》教材中的原子結構和分子結構進行簡化,保留必需的基礎知識,穿插在無機化合物、有機化合物中講授原子結構和分子結構,不再單獨講授原子結構和分子結構;刪去晶體場理論、配位場理論、儀器分析、有機反應機理、元素有機化合物、雜環化合物、萜類、甾族化合物、界面現象和化學反應速率理論等偏、難、雜的部分。縱向整合實現《化學基礎》課程與后續專業課程有機銜接。課程體系的構建與培養目標有著直接的因果關系。整合后的教材,與應用化工、石油化工、精細化工、環境治理、工業分析、制藥合成、生物制藥、高分子加工技術專業的后續課程有機銜接。例如,在石油化工專業后續課程有化工產品合成、高聚物加工技術,整合教材時編入相平衡部分,結合實驗、綜合實訓的重結晶、蒸餾、水蒸氣蒸餾、分餾進行講授。對于不同的專業,有不同的教學大綱、教案和教學計劃,使《化學基礎》課程支撐著后續專業課程并緊密聯系。基本實驗、綜合實訓改革《化學基礎》課程的實驗、綜合實訓的目的是鞏固學生已學基礎知識,培養基本技能,將基礎知識、基本技能的應用結合起來。例如,現開設的基本實驗有“s區化合物、p區化合物、過渡元素化合物的性質,配位化合物的生成及性質,有機化合物的性質,滴定分析基本操作,高錳酸鉀溶液的配制及標定和過氧化氫含量的測定,常壓蒸餾,水蒸氣蒸餾,簡單分餾”等28個實驗,這些實驗的開設,鞏固理論基礎知識,培養學生基本技能。綜合實訓是對學生的基礎知識和基本技能綜合運用,篩選典型的實訓項目達到要求。例如,綜合實訓項目“石灰中總鈣的測定———酸堿中和法”訓練學生分析天平操作的基本練習常用分析儀器的基本操作鹽酸溶液的標定石灰粉中總鈣含量的測定。通過這個綜合實訓項目,學生們在物質的稱量、溶液配制、溶液標定、滴定分析基本操作、分析計算等方面的實際操作能力得到提高。用多種方法(配位滴定法、高錳酸鉀法)[5]測定石灰中總鈣的含量,提高了學生綜合分析、操作能力;綜合實訓項目“氨基苯磺酰胺的制備”,訓練學生掌握苯硝基苯苯胺乙酰苯胺對氨基苯磺酰胺制備的操作,這個綜合實訓項目讓學生們掌握了熔點測定、重結晶、回流、蒸餾、分餾、水蒸氣蒸餾的操作方法;綜合實訓項目“從廢電池中回收鋅制ZnSO4•7H2O”培養學生們稱量、除銹、沉淀溶解、過濾、結晶、物質的鑒定等操作。這些綜合實訓項目使學生們在無機物制備、有機物合成、物質的分析鑒定的實際操作能力得到充分提高,并將已學的理論知識有機結合來,為后續課程的學習打下基礎。結合應用實例和科研項目講授《化學基礎》課程傳統的照本宣科授課方式很難激發學生學習興趣。