绿色化工在中化涪陵公司的实践与启示

彭道伦

摘要：绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿，是21世纪化学工业可持续发展的科学基础，其目的是将现有化工生产的技术路线从“先污染、后治理”改变为“从源头上根除污染”。中化涪陵化工有限公司（以下简称中化涪陵公司）自2004年以来，从源头上实现化工用水绿色化和循环利用废弃物的成功实践说明，绿色化工不是梦。然而，科技创新是根本，循环利用是途径，精细化管理是保障。

关键词：中化涪陵公司；绿色化工；循环利用

中图分类号：F270文献标志码：A文章编号：1673-291X（2012）30-0033-03

传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成了极大的危害，并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品？甚至开发出不产生废物的工艺？有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。中化涪陵公司在推进绿色化工方面取得了一定成绩，给予了我们积极的启迪。

一、绿色化学、化工的内涵及其发展趋势

1984年美国环保局首先提出“废物最小化”，初步体现了绿色化学的思想。1989年美国环保局提出“污染预防”，绿色化学思想得以深化。1990年美国联邦政府通过“防止污染行动”的法令，将污染的防止确立为国策之后，第一次出现了“绿色化学”这个词汇。起初，“绿色化学”更多的是代表一种理念、一种愿望。但随着时间的推移，它本身在不断的发展变化中逐步趋于实际应用，且其发展与化工密切相关。绿色化学倡导人，原美国绿色化学研究所所长，现耶鲁大学教授P.Anastas教授在1992年提出的“绿色化学”定义是：“The design of chemical products and processes thatreduce or eliⅡuhate the use and generation ofhazardous substances.” 从这个定义上看，绿色化学的基础应该是化学，而其应用和实施则更像是化工。实际上，绿色化学代表了化学和化工学科的共同发展趋势和目标之一，即无论是化学还是化工，不仅要面对社会发展对环境、健康和能源等方面日益严格的要求，而且还要面临来自其他新兴学科前所未有的挑战。而绿色化学在连接化学与化工中所起的桥梁作用就体现得越来越明显。绿色化学含义的这种变化不仅得到各国政府的高度关注，而且也使它所涉及的内容也越来越广，越来越丰富。从它现在代表的意思来看，还可用环境友好化学、可持续发展、清洁生产等词汇来描述。但是，绿色化学与环境化学、可持续发展、清洁生产、循环经济等又不是等同的。绿色化学是当今国际化学科研的前沿，它吸收了当代化学、化工、环境、物理、生物、材料和信息等学科的最新理论和技术，是具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。它的研究内容涉及范围很广，从科学的观点看，绿色化学是化学和化工科学基础内容的更新，是基于环境友好约束下化学和化工的融合和拓展；从环境观点看，它是从源头上消除污染；从经济观点看，它要求合理地利用资源和能源、降低生产成本，符合经济可持续发展的要求。正因为如此，科学家们认为，“绿色化学”将是21世纪科学发展最重要的领域之一，是实现污染预防的基本和重要科学手段。绿色化学以利用可持续发展的方法，把降低维持人类生活水平及科技进步所需的化学产品与过程所使用与产生的有害物质作为努力的目标，因而与此相关的化学化工活动均属于绿色化学的范畴。受到来自社会、技术、经济、环境、政治等多方面的推动力，Crystal Faraday协会在2004年提出的路线图中，给出了八个技术领域：绿色产品设计、原料、反应、催化、溶剂、工艺改进、分离技术和实现技术。在此基础上，还提出了绿色化工产品设计、原料绿色化及新型原料平台、新型反应技术、催化剂制备的绿色化和新型催化技术、溶剂的绿色化及绿色溶剂、新型反应器及过程强化与耦合技术、新型分离技术、绿色化工过程系统集成、计算化学与绿色化学化工结合等九个方面的发展趋势。

二、中化涪陵公司打造绿色化工的成效

中化涪陵公司位于重庆市涪陵区南岸浦，紧靠渝怀铁路、渝涪高速公路和长江水运网络。其前身是创办于1966年的涪陵地区磷肥厂与涪陵县磷肥厂、涪陵地区联合磷肥厂、涪陵新丰磷肥厂，经过两次合并于1991年组建了涪陵地区化学工业公司。2004年4月26日与世界五百强企业中化集团公司合作，更名为中化涪陵化工有限公司。现有职工1 700多人，其中专业技术人员600余人。多年来，中化涪陵公司以“勤奋夯实求发展，团结拼搏攀高峰”的企业精神，每年都有新发展。如今，中化涪陵公司已由20世纪60年代的一个地方小化肥厂发展壮大成为全国化肥制造行业一百强企业。拥有总资产约7亿元，有磷铵厂、磷铵二厂、磷肥厂、复合肥厂、氮肥厂、机修厂和能源厂等七个实体分厂。全部生产装置实现了大型化、国产化、自动化和科技化。公司主要产品为磷酸一铵、磷酸二铵、复合肥、硫酸等，均按ISO9001质量体系认证标准生产，产品市场覆盖全国，出口欧美及东南亚国家，在用户中享有极高的声誉。

中化涪陵公司打造绿色化工的基本做法及其成效是：

（一）从源头上实现化工用水绿色化

对于污水治理，国内大多数企业的方法都是末端治理，如，将全厂污水统一集中到一个末端点统一处理，但各种污水的污染因子不同，给处理增加了难度，处理费用也相对较高，且处理后的水不宜循环使用。中化涪陵公司针对这一弊端，制定了清洁生产、源头抓起、过程控制、减污增效的方针。

清洁生产：硫铁矿制硫酸，用稀酸封闭循环工艺改造原有硫酸生产水洗净化工艺，产生稀硫酸用于磷复肥生产，每年可减少废水排放314万吨；对合成氨采用稀氨水逐级提浓和串级冷却循环复用技术，实施合成氨污水及循环水综合治理，尽可能减少新鲜水的使用量，每年可减少废水排放380万吨。

源头抓起、过程控制：实施各生产装置用水指标管理，严格控制生产用水加入量与生产实际消耗的平衡，从源头控制装置废水的产生量，为生产废水的全部回收利用创造条件。各生产装置（或各工段）设废水地下收集槽和终端收集池，利用各生产装置或工序生产对水质要求的区别，对生产废水进行分级利用（新鲜水首先作设备冷却水——工艺冷却水——清洁工艺用水——次清洁工艺用水——可以用污染水的工艺水），从而实现生产过程的零排放。另外，公司在各生产装置化学危险品罐区设置事故围堰，同时在各生产装置最低处设置事故应急池，以收集装置因事故或事故停车产生的化学危险品或生产污水，从而实现生产装置即使在事故状态也无污水或化学危险品外排。

减污增效：通过这一系列措施，中化涪陵公司不仅实现了工业废水零排放，而且生产耗水量大幅度下降。公司打上来一吨水，生产过程通过各种技术，反反复复可将一吨水基本利用完毕，而且每年还从循环使用的废水中回收到价值300多万元的磷资源。公司20世纪80年代前每生产一吨硫酸要耗水120吨，而到了2007年只需要2.81吨；20世纪90年代初生产一吨磷酸一铵要耗水40吨，而到了2007年只需要2.03吨。公司内部工业水的重复使用率达到95.7%。

（二）循环利用废弃物，变废为宝

中化涪陵公司的高浓度磷复肥生产对资源的依赖性很强，属高能耗产业，但同时中间产品多，关联度高，产业链长，内部产品具有形成生态工业网络的可能。2005年，重庆市被列为全国第一批循环经济示范城市，中化涪陵公司也被重庆市列为了第一批循环经济试点企业。公司以此为契机，开展清洁生产审核和能源审计，编制实施循环经济试点方案和节能规划，以资源循环利用为特征，以废弃物的减量化、资源化和无害化为原则，加快推动企业从传统的“资源—产品—废弃物—污染物排放”单向流动为基本特征的线性发展模式，逐渐向“资源—产品—再生资源—产品”为特征的循环经济发展模式转变，将环境保护、资源节约和企业生产紧密结合，推动企业可持续发展。

在许多企业不愿意在节能环保方面多投入，认为是花冤枉钱的时候，中化涪陵公司从2004年至今先后投入8 000多万元用于各项技术改造、工艺升级和设备引进，对各项资源、能源进行有效利用。

在硫酸生产过程中，中化涪陵公司采用目前国际上先进的生产工艺，对关键设备坚持采购最先进的，生产全过程采用先进的自控系统，提高二氧化硫的转化率，提高资源的利用率。公司还将硫铁矿制酸产生的烧渣全部用于水泥生产的添加剂或炼铁入炉料，而硫磺制酸产生的滤渣则全部用作硫铁矿制酸的原料。

磷铵生产过程中产生的磷石膏废渣，是令所有磷复肥企业都头疼的问题。为解决这个问题，2006年中化涪陵公司启动了“磷石膏综合利用工程（Ⅰ期）”。相继投资3 000万元建成了年产20万吨的水泥缓凝剂生产装置和年产10万吨的石膏粉生产装置，每年可综合利用磷石膏40万吨。磷石膏通过这两套装置，从废渣变成了有用的水泥缓凝剂产品和石膏粉产品，变废为宝。紧接着的磷石膏综合利用工程（Ⅱ期）建成投产后，每年可以消耗磷石膏120万吨，节约天然石膏资源100万吨。其产品——高强石膏粉下游的速成墙板生产线建成后，也将促进新型墙体材料的发展。

化肥企业在硫酸生产过程中，要产生大量的热。中化涪陵公司在兴建硫酸生产装置时，就考虑到了余热的综合利用，把这些热能一方面用来发电，另一方面用来生产。2006年9月，公司余热发电生产装置并网发电，2007年发电量达到6 001万度。硫酸生产产生的余热除发电外，公司磷铵厂、复合肥厂等生产装置的供热全部由煤改为余热替代，主要产品单位能耗大幅度下降。20世纪90年代初，公司生产一吨磷酸一铵耗能300Kg标煤，2007年生产一吨磷酸一铵耗能下降到33.2Kg标煤；2004年万元产值综合能耗1089Kg标煤，2007年万元产值综合能耗降到532Kg标煤，到2011年度，磷酸二铵吨P2O5综合能耗285千克标准煤，每吨P2O5电耗323千瓦时；硫磺制酸每吨硫酸综合能耗-161千克标准煤，每吨硫酸电耗69千瓦时；硫铁矿制酸每吨硫酸综合能耗-105千克标准煤，每吨硫酸电耗109千瓦时，成为2011年度化工行业的能效领跑者。

三、中化涪陵化工打造绿色化工的启示

中化涪陵公司打造绿色化工的成功实践告诉我们：

（一）绿色化工不是梦

传统化工的高能耗、高污染、高毒害使人们谈化色变。以至于化学、化工界提出绿色化工、生态化工时，人们的反应十分淡漠，有的认为，这不过一种好的梦想，但梦想未必能成真。有的则认为这不过是化工企业掩耳盗铃的骗人把戏。中化涪陵公司发展绿色化工，万元GDP综合能耗和万元工业增加值能耗分别下降81.69%和57.64%，废气和废水排放分别下降77.6%和95.7%。与此同时还降低了公司成本，提高了经济效益，增强了创新能力，提高信誉。事实说明，绿色化工不是梦。只要我们向着既定目标不懈努力，美梦就可以成真。

（二）科技创新是根本

美国《化学周刊》2009年2月9日的封面文章再次强调了Braungart教授提出“从摇篮到摇篮”的产品设计理念。这个理念是指设计的产品要能回收再使用，不给环境留下废物。该理念强调产品质量，因为多次回收会造成杂质积累。“从摇篮到摇篮”可归纳为两个主要原则，一是生产不能降解但可回收重复利用，并不向环境放出废物的产品，称为“技术营养素”；二是可以生物降解，用后可以制堆肥的产品，称为“生物营养素”。这两个原则的实现，都得依靠科技创新。中化涪陵公司打造绿色化工所取得的成绩也是依靠科技创新取得的。中化涪陵公司舍得投入，大手笔进行技术改造，同时，也从中获得了巨大的经济和社会效益。从2004年起，公司先后投入8 000多万元用于各项技术改造、工艺升级和设备引进。公司万元GDP能耗由2006年的583kg标煤降至2007年的490kg标煤，同比下降16%；万元工业增加值能耗由2006年的357kg标煤降至2007年的262kg标煤，同比下降26.6%。从2004—2007年的四年中，累计实现节能160.5万吨标煤，节水26 080万吨。

（三）循环利用是途径

中化涪陵公司与四川大学联合开发了具有完全自主知识产权的溶剂法精制磷酸技术，获得4项国家支撑计划课题支持。建成了集高新技术产业化、节能减排和循环经济一体的5万吨/年湿法磷酸净化及配套5万吨/年精细磷酸盐示范装置。改造、优化磷酸二铵的工艺和设备，提高磷酸二铵造粒机粒度合格率，减少返料造成的能源浪费；提高浓缩工段浓磷酸产量，降低浓磷酸吨产品蒸汽消耗。采用磷铵中和浓缩一体化技术，充分利用反应热来浓缩磷铵料浆，从而节约蒸汽。根据硫酸生产的特点，并结合磷铵、复合肥装置对蒸汽的需求，对硫酸生产中的高、中、低温位热能采取分段回收，并将产生的蒸汽进行分级利用。实现了能量的科学回收与合理分配使用。利用废热锅炉回收硫磺制酸焚硫炉出口高温气体热能，所产中压蒸汽用于发电和合成氨转化用。引进国际先进、成熟、可靠的低位热回收系统（HRS），对硫磺制硫酸生产过程中酸吸收的低位热能进行回收，将产生的低压蒸汽供磷铵和复合肥厂使用，使磺制酸热回收率从70%提高到了93%，每年产生蒸汽约50万吨、节约标煤4万多吨，减少温室气体CO2排放量22万吨（当量），取得了显著的经济、社会和环境效益。

（四）精细化管理是保障

为了落实节能减排保障措施，在中化集团的统一部署下，中化涪陵公司专门成立了以总经理为组长的节能减排工作领导小组，负责节能减排工作的规划和实施，并以经济责任制形式，实行精细化管理，科学制定各种产品的消耗定额（如原料、电、水等）和排放指标，把职工的工资收入与各项消耗、污染排放指标挂钩，把节能减排工作落实到每一个岗位，使节能减排成为全体员工的共同目标。以此促使公司各部门从工艺、设备上改进，降低能耗水平，促使单位产品能源消耗指标不断下降。2011年3月，中化涪陵公司获得了重庆市第一批《工业企业能源计量评价合格证书》。

参考文献：

[1]纪红兵，佘远斌.绿色化学化工基本问题的发展与研究[J].化工进展，2007，（5）.

[2]熊昌文.中化涪陵能效领跑化工圈[N].中华合作时报，2012-07-23.

[责任编辑 刘娇娇]