（环境工程专业论文）大连市实施清洁生产案例研究.pdf

大连理_ t 大学专业学位硕士学位论文 摘要 清洁生产的概念最早是由联合国环境规划署( u n e p ：t h eu n i t e dn a t i o n se n v i r o n m e n t p r o g r a m m e ) 于1 9 8 9 年正式提出的，随即得到了很多国家的认可，1 9 9 6 年联合国环境 规划署( u n e p ) 总结了各国开展的污染预防活动，并加以分析提高后，完善了清洁生 产的定义：“清洁生产是一种新的、创造性的思维方式，这种思维方式将整体预防的环 境战略持续的运用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类和环境的风 险。它对当今世界各国经济发展和环境保护起到了广泛而深远的影响，同时它也是我国 工业生产领域贯彻执行可持续性发展的必然要求。 本课题旨在科学发展观和可持续性发展的指导下，通过对清洁生产概念的由来、国 内外的背景、推行清洁生产的意义、清洁生产于末端治理以及清洁生产和i s 0 1 4 0 0 0 的 关系等讨论了清洁生产的理论基础。通过对大连市实施清洁生产典型案例的分析，阐述 实施清洁生产所带来的巨大社会效益、经济效益、环境效益和能源的利用效益等。 最后得出结论，随着当今工业污染防治的任务更加艰巨，推行清洁生产势在必行。 通过推行清洁生产，不仅提高了资源的利用率、减少不必要的浪费、降低末端处理的费 用、节省大量资金，而且减少了污染物的排放，从而实现降低产品成本，改善环境的目 的，实现可持续性发展的目标。 关键词：清洁生产；工业污染；环境效益；经济效益 大连市实施清洁生产案例研究 ac a s es t u d yo fi m p l e m e n t a t i o no f c l e a np r o d u c t i o ni nd a l i a n a b s t r a c t n 圮c o n c e p to fc l e a n e rp r o d u c t i o nw a sf i r s tp r o p o s e db yt h eu n i t e dn a t i o n s e n v i r o n m e n tp r o g r a m ( u n e p ) i n1 9 8 9 ，a n dt h e ni tg o tal o to f n a t i o n a lr e c o g n i t i o n i n1 9 9 6 ， t h eu n i t e dn a t i o n se n v i r o n m e n tp r o g r a m ( u n e p ) s u m m a r i z e dt h ep o l l u t i o np r e v e n t i o n a c t i v i t i e so fc o u n t r i e s ，a n dt h e na n a ls i z e da n di m p r o v e di t a f t e rt h a t ，t l l e vp e r f e c t e dt h e c l e a n e rp r o d u c t i o nd e f i n i t i o n ：c l e a np r o d u c t i o ni san e w ，c r e a t i v ew a y o f t h i n k i n g ：w h i c h w i l la p p l yt h ep r e v e n t i o no fo v e r a l le n v i r o n m e n t a ls t r a t e g yt ot h ep r o d u c t i o np r o c e s s e s ， p r o d u c t s a n ds e r v i c e si no r d e rt oi n c r e a s e e c o e f f i c i e n c ya n dr e d u c e h u m a na n d e n v i r o n m e n t a lr i s k s i th a saw i d e r a n g i n ga n df a r - r e a c h i n gi m p a c to nt h ee c o n o m i c d e v e l o p m e n ta n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no f t h ec o u n t r i e si nt h ew o r l d m e a n w h i l e 。i ti sa n i n e v i t a b i cr e q u i r e m e n tf o rc a r r y i n go u tt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ti nt h ef i e l do fc h i n a s i n d n s t r i a lo u t p u ti m p l e m e n t a t i o n t h i st o p i ca i m sa td i s c u s s i n gt h e o r e t i c a lb a s i so ft h ec l e a n e rp r o d u c t i o n ，u n d e rt h e g u i d a n c eo fs c i e n t i f i co u t l o o ko nd “e l o p m e n ta n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，t h r o u g ht h e o r i g i no ft h ec o n c e p to fc l e a n e rp r o d u c t i o n ，t h ed o m e s t i ca n do u t s i d eb a c k g r o u n d ，t h e s i g n i f i c a n c eo f t h ei m p l e m e n t a t i o no f t i e a n e rp r o d u c t i o n ，a n dc l e a n e rp r o d u c t i o na tt h ee n do f g o v e r n a n c e ，a sw e l la st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc l e a n e rp r o d u c t i o na n di s 0 1 4 0 0 0 t h r o u g h t h ea n a l y s i so f t y p i c a lc a s e sa b o u tt h ei m p l e m e n t a t i o no f c l e a n e rp r o d u c t i o ni nd a l i a nc i t y ， t h ep a p e rw i l le l a b o r a t et h a tt h ei m p l e m e n t a t i o no fc l e a n e rp r o d u c t i o nc a nb r i n ga b o u t e n o r m o u ss o c i a lb e n e f i t s ，e c o n o m i cb e n e f i t s ，e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s ，a n de n e r g yl l s e e f f i c i e n c y f i n a l l yw ew i l lg e tac o n c l u s i o n ，t h a ti s a st h et a s k so fi n d u s t r i a lp o l l u t i o np r e v e n t i o n a n dc o n t r o lb e c , o m em o r ed i 箍c u l t n o w a d a y s ， i ti s i m p e r a t i v e t o p r o m o t ec l e a n p r o d u c t i o n u g ht h ei m p l e m e n t a t i o no f c l e a n e r p r o d u c t i o n ，i th a sn o to n l yi m p r o v e dt h e r e s o u r c eu t i l i z a t i o n ，r e d u c i n gu n n e c e s s a r yw a s t a g ea n dt h ec o s to fc l e a r i n gt h et e r m i n a l h a n d l i n g ，s a v i n ga l o to f m o n e y ，b u ta l s or e d u c e dt h ee m i s s i o no f p o b u t a m s t h e r e b y ，i tc a n 甜f i l lt h ea i mo f al o w e rp r o d u c t i o nc o s ta n di m p r o v et h ee n v i r o n m e n t a tl a s t ，i tc a l lh e l pu s a c h i e v et h eg o a lo f s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t k e yw o r d s ：c l e a n e rp r o d u c t i o n ：i n d u s t r i a lp o l l u t i o n ；e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s ；e c o n o m i c b e n e f i t s 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对芩研究所做的贡献均已在论文o e 锅t - r 明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 日期：迎弘l 人连理工人学专业学位硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学顾士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理_ 大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： - 肆 导师签名：么丞堑 矿7 年矿月、卢日 大连理工大学专业学位硕士学位论文 引言 随着社会经济的发展，城市化和工业化进程的加速，全球性的环境污染和生态破坏 越来越严重，能源和资源的短缺也日益制约着经济发展。在当前我国政府提出的循环经 济与可持续性发展的形势下，原有的高能耗、高污染企业及生产工艺已不符合发展的总 体要求。联合国环境署1 9 8 9 年提出的清洁生产，正好为我国工业发展指明了发展方向， 加快了我国产业结构的调整和技术变革。大力推行“清洁生产工艺”和“清洁生产”， 大幅度降低单位产品能耗、减少单位产品污染物排放必将是我国工业发展的必然趋势。 清洁生产对当代世界各国经济发展和环境保护的影响是深远而广泛的。它将最终改变各 国的工业结构，并直接影响到各国经济总体发展的方向和水平，直接影响到各国技术和 产品的国际竞争力。 在我国，清洁生产的概念是在中国2 l 世纪议程( 1 9 9 4 ) 中提出的，为大力推 行企业实施清洁生产，我国还相继出台了清洁生产促进法、 关于推行清洁生产的 若干意见等相关法律法规，国家环保总局于1 9 9 4 年年底批准成立了“中国国家清洁 生产中心，全国各地也陆续成立了一批行业清洁生产中心和地方清洁生产中心指导各地 企业推行清洁生产，全国绝大多数省、自治区、直辖市都先后开展了清洁生产的培训和 试点工作，截至2 0 0 6 年全国各地已有5 0 0 0 多家企业开展了清洁生产审核，开展清洁生 产的企业涉及化工、轻工、建材、国防、冶金、石化、铁路、电子、航空、医药、采矿、 电力、烟草、机械、仪器仪表、纺织印染、交通等十几个行业。 大连不仅是一座港口旅游城市，同时也是东北地区的一个重要工业基地，在振兴东 北老工业基地的大背景下，正处在工业加速发展的阶段，工业的加速发展必然导致污染 物排放量的增加，如不采取有效的污染预防措施，仅仅依靠末端治理，必将付出惨重的 代价。同时，大连的资源是十分有限的。据估计，在国民经济周转中，社会需要的最终 产品仅占原材料用量的3 0 4 0 ，6 0 7 0 的资源最终成为进入环境中的废物，会 造成环境污染和生态破坏。因此，推行清洁生产，降低能源消耗，减少污染物排放，必 将给大连带来良好的经济效益和社会效益，对大连地区工业的良性发展具有积极深远的 战略意义。 本文的主要内容为： 探讨清洁生产的由来、概念及内涵，概述国内外清洁生产开展现状及经验。 论述清洁生产和i s 0 1 4 0 0 0 评价体系以及末端治理的区别。 评述大连市的环境保护状况，研究大连市实施清洁生产战略的整体思路。 大连市实施清洁生产案例研究 最后引用我市两家推行清洁生产企业的典型案例，进一步分析企业推行清洁生产带 来的经济效益和社会效益。 一2 一 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1 文献综述 1 1 国内外关于清洁生产概念的界定及理论基础 1 1 1 国内外关于清洁生产概念的定义 清洁生产的概念最早是由联合国环境规划署( 忉呃p ：t h eu n i t e dn a t i o n se n v i r o n m e n t p r o g r a m m e ) 于1 9 8 9 年正式提出的，但其包含的内容和思想早在2 0 世纪7 0 年代就被许 多发达国家和地区所采用。有关清洁生产的定义多种多样，如污染防治、废物最少化、 废物减量化、清洁工艺、清洁技术、源削减、源控制等。 1 9 9 6 年联合国环境规划署( u n e p ) 总结了各国开展的污染预防活动，并加以分析 提高后，完善了清洁生产的定义：“清洁生产是一种新的、创造性的思维方式，这种思 维方式将整体预防的环境战略持续的运用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率 和减少人类和环境的风险。对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减 少和降低产生废物的数量和毒性；对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置的整 个生命周期的不利影响；对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中旺1 。 “u n e p ”的定义将清洁生产的定义上升为一种战略，该战略的作用对象为工艺和产品， 其特点为持续性、预防性和综合性 3 3 v i c k e r s 等人赞同j a c k s o n 的关于清洁生产的 定义：“清洁生产是生产消费体系发展的操作的方法，是环境保护的整体预防方法b 1 。” 在我国，清洁生产的概念最早是在 1 0 挣现值率= - 1 8 0 2 5 0 = - 0 7 2 0 该工程竣工后，洁净水回用可节省自来水的费用，缓解三金工用水紧张的问题。因 为做到废水零排放，又可以省掉排污费用，每年可实现经济效益1 2 3 4 万元，但是由于 该项目投资费用太大，且每年的运行费用需要5 4 万元，经过计算在经济上不可行，一 汽大柴本着节约水资源对环境负责的态度，决定实施该工程。 3 3 4 2 总厂达标水的深度处理 总厂废水现已经做到达标排放，由于一汽大柴明年将要搬迁，因此对现有的达标排 放水将不做深度处理。对开发区的新建厂区，污水将做集中处理，建立污水处理站，按 照具体情况决定污水的处理程度。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 3 4 3 引进新的翻转机械手，杜绝漏油 ( 1 ) 技术评估 机械手在结构上升降用变频调速电机及减速机驱动滚珠丝杠副实现；机械手伸缩采 用气缸驱动。电控系统p l c 采用日本欧姆龙产品，实现正反向翻转和自动或手动微调。 气动系统采用日本s m c 公司产品；夹紧缸等均采用日薄型气缸。 ( 2 ) 环境评估 原来的翻转机械手漏油严重，造成严重的废油污染，使现场环境恶劣，也造成了液 压油的浪费。引进新的翻转机械手由步迸电机驱动，解决了漏油问题，使现场环境得到 明显改善。 ( 3 ) 经济评估 项目实施后，每周可节省液压油4 0 0 k g ，每公斤液压油的价格为3 8 5 元，则全年可 实现经济效益8 0 8 万元。设备的折旧年限为l o 年，投资4 8 万元。 净现隹 = - - 4 8 + 8 0 8x ( p a a ，i ，1 0 ) = 1 4 3 9 投资回收期= 4 8 8 0 8 = 5 9 4 净现值率= 1 4 3 9 4 8 = 3 0 由上可知该项目在经济上完全可行，可以带来可观的经济效益。 f 1 5 和f 1 9 的投资费用和收益统计表3 9 ： 表3 9 方案经济评估指标汇总表 ! 皇垒! 皇三：! i 鲤i ! 璺! q 垡壁! 嬖2 望旦坐堡箜整墅竖世匹篮兰! 里坐曼曼螋型 项目f 1 5 三金工洁净水方案f 1 9 引进新的翻转机械手 经过上述评估，可以看出f 1 9 为最佳可行的中高费方案，实施后可以得到显著的经 济效益和环境效益。 大连市实施清洁生产案例研究 3 4 石油化工行业聚丙烯装置实施清洁生产案例分析 3 4 1 石油化工行业生产及“三废”排放情况、 石油化工产业作为大连建设“四个基地”之一的重要产业，也是大大连建设发展的 支柱性产业，中国石油大连分公司、大连西太平洋石油化工有限公司等企业也是国内规 模较大的炼油基地，作为石油炼制的大型工业，一直是我市经济支柱的同时，但同时也 是大连市的排污大户。以2 0 0 5 年统计数据为例； 表3 1 0 原料消耗及“三废”排放情况统计表 坠! ! ! ! ：! ! 垦坐巴坐盟型! ! 坚! 翌匹塑塑贮塑整塑型旦苎：! 坐塑! 堕坠旦 “三废”排放情况 年加工原油量 单位名称废水废气废渣产生量 ( 刀吨) ( 万吨)( 万标立方米)( 万吨) 根据2 0 0 5 年大连市环境统计，2 0 0 5 年废水排放总量为4 2 7 6 9 4 万吨，两家石化公 司废水排污量占全市废水排放量的5 7 7 ；废气排放量为1 7 0 8 1 7 4 万标立方米，占全市 废气排放量的1 1 7 。 本文只对石油化工行业中聚丙烯装置实施清洁生产进行分析。 3 4 2 对聚丙烯装置主要物流平衡分析 3 4 2 1 工艺流程简述 清洁生产不仅涉及到项目的初期设计，也涉及到建设项目的选择、项目建成后的管 理、以及生产产品的全生命周期，因此本案例清洁生产分析和评价主要应从工艺路线选 择、节能降耗、减少污染物产生和排放的措施等方面进行评述。具体来说是对聚丙烯装 置进行清洁生产的分析评价，从该装置的各种进出物流平衡分析开始，对生产工艺、工 艺设备的先进性，原料和产品的选择及处理，能耗、水耗、物耗等水平，污染物产生的 原因及种类、数量、废物的回收利用等几方面进行分析评价，肯定装置符合清洁生产的 有关方面，并对发现的问题提出无费低费清洁生产方案，以保证装置的持续清洁生产。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 本项目聚丙烯装置采用b a s c l l 公司的s p h c r i p 0 1 i i 液相本体聚合的生产工艺和高效 催化剂体系，生产均聚聚丙烯。该聚丙烯装置主要包括下列工艺单元( 2 1 2 段) ：助催化 剂和催化剂制备、预聚合、聚合物脱气、聚合物汽蒸、工艺设施、单体净化、添加剂加 入和挤出、包装和储存。 3 4 2 2 装置总物料平衡及水平衡分析 根据“工程分析”和类比结果，就聚丙烯装置的物料及水平衡进行分析。由于聚丙 烯装置物流平衡各组数据均为计算所得，除考虑工艺过程中的损失外，其它各项暂不考 虑实际损失。各类平衡见图3 1 3 2 。 ( 1 ) 物料平衡 工程物料平衡情况如图3 1 。 从物料平衡图可以看出，输入的物流丙烯和氢气经过聚丙烯装置后，绝大多数生成 了均聚聚丙烯产品，其一次性反应转化率高达9 9 ；而且在第一次没参与反应的2 0 3 8 7 吨年的物料中还有8 0 以上的丙烯与氢气能够回收，重新参与合成反应，以此计算本装 置丙烯转化率能达到9 9 5 以上。 大连市实施清洁生产案例研究 每年投入原材料( 包括丙烯、氢气) 共2 0 2 0 3 8 7 吨 丙烯 2 0 2 0 0 0 t ，a 氢气 3 8 7 t a 输 入 r1 聚丙烯生产装置 均聚聚丙烯 2 0 0 0 0 0t a 聚合损失和物料 回收 2 0 3 8 7t a 图3 1 聚丙烯装置物料平衡情况( 单位：t a ) f i g u r e3 1p o l y p r o p y l e n ep l a n tm a t e r i a lb a l a n c e ( 1 a l i t ：t 曲 由下面的水平衡图可以看出，进入装置的新鲜水经直接或间接参与装置生产过程 后，只有很少部分变成生产污水，占新鲜用水量的8 6 ，大部分新鲜用水在反应过程中 都变成了水蒸气损失了，占新鲜用水量的7 6 6 ，还有1 4 8 的新鲜用水变成清净废水 外排。另外在水平衡图中还可以看出反应过程中大量的循环用水量一直衡定。 ( 2 ) 水平衡 工程水平衡情况如图3 2 。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 循环 新鲜水 1 1 5 5 吨，j 、时 循环用水 4 0 0 0 吨小时四 ii l 输 入 i jj 聚丙烯生产装置 4 0 0 0 t m1 7 t h 损失 ( 回用) 8 8 5t h 1 0 t h 图3 2 聚丙烯装置水平衡图( 单位：t h ) f i g u r e3 2p o l y p r o p y l e n ep l a n tw a t e rb a l a n c e ( u n i t ：t m 3 4 3 生产工艺方案分析 3 4 3 1 原料和产品 ( 1 ) 原料 本聚丙烯装置所涉及的原辅材料主要是丙烯和氢气，各物料的用量和来源见表 3 1 1 。 表3 1 1 原料及辅助材料的需要量及来源 ! ! ! 堡! ：! ! 垡翌! 堕! 塑型! ! 坐! 竖i ! i ! 型墅塑垂坐堡g ! 业坐! ! 堡翌i ! 生墼! 塑 序号物料名称年需要量( 吨，年)来源 ( 2 ) 产品和副产品 大连市实施清洁生产案例研究 本聚丙烯反应装置最主要的特点是，反应过程中没有副产品产生，只产生均聚聚丙 烯产品，且反应转化率非常高，一次性转化率就高达9 9 ，产品和副产品如表5 1 2 所示。 表3 1 2 本装置产品一览表 t a b l e3 1 2d e v i c ep r o d u c tl i s t 名称数量( t a ) 均聚聚丙烯2 0 0 0 0 0 3 4 3 2 公用工程消耗 由“工程分析”和物料衡算结果可以看出，本装置的主要公用工程消耗为水( 水包 括新鲜用水、循环用水以及脱盐水等) 、蒸汽、电、风以及催化剂等，而且从新老工艺 的对比来看本装置公用工程消耗要明显比原由老装置公用工程消耗要低，具体情况如表 3 1 3 、表3 1 4 所示。 表3 1 3s p h e r i p o l 新老工艺能耗比较 ! ! ! ! ! j ：! ! p ! ! 堕p ! ! ! 鲤p ! 堡! 堕! 缝垫! 堡型! ! ! 强! 塑! 坠! ! 哑 吨产品公用工程消耗燃料低热值指标 奄 单位能耗m j t 产品 二 名称 消耗量 单位单位数量 老工艺新工艺老工艺新工艺 大连理工大学专业学位硕士学位论文 表3 1 4 催化剂、化学药品消耗表 ! ! ! ! ! j ：! ! ! 堕! ) 竺垒! ! ! 里i ! ! ! ! 塑! 坐笆业! ! ! ! ! 霉 物料名称规格单位 每吨产品消耗量每年 鬻备注 本装置公用工程消耗主要依托现有工程，不足部分依靠对现有工程的改造提供。 3 4 3 3 物耗分析 本聚丙烯装置工程采用b a s e l l 公司的s p h e r i p 0 1 i i 液相本体聚合的生产工艺。表3 1 6 为与目前世界上被广泛采用的u n i p o l 、b o r e a l i s 、n o v o n l e n 和b p a m o c o 的工艺在生产 均聚聚丙烯时的原料单耗比较，表3 1 5 为本装置工程与大庆炼化公司3 0 x1 0 4 t a 聚丙 烯工程的物耗比较。 表3 1 5五种聚丙烯工艺原料单耗对比 ! ! ! ! ! ! ：! ! ! i 堡巴! 埋翌瞍! ! 塑塑! 塑塾塑堕婴匹婴匹! 型些塑堕坐 工艺名称 u n i p o l s p h c d p o i b o r e a l i sn o v o n l c nb p - a m o c o 每吨产品原料( 丙烯) 迫堑! 塑壅! ! 堑!竺竺! ：! ! 竺竺 大连市实施清洁生产案例研究 表3 1 6 本装置与大庆炼化公司3 0 x 1 0 4 f f a 聚丙烯工程物耗比较 t a b l e3 1 6d e v i c e sa n dd a q i n gp e t r o c h e m i c a lc o m p a n y3 0 1 0 4 t ap o l y p r o p y l e n em a t e r i a l 塑璺苎! 坐匹i 塑塑坐p ! 堡! 型! 鳖 霉 物料名称 规格 每吨产品消耗量 单位 连续或间断 3 0 万吨本工程 从表3 1 6 可以看出，本工程所采用的s p h e r i p o l 工艺原料单耗较低。通过与大庆 炼化公司聚丙烯工程的物耗比较可以看出，本工程在循环水、电等方面单耗与大庆炼化 公司3 0 x1 0 4 t a 聚丙烯工程相当，所耗氮气、空气较低。低压蒸汽消耗较高的原因主要 是因为本工程1 0 0 生产均聚聚丙烯，与大庆炼化公司3 0 x1 0 t a 聚丙烯工程产品结构 不同所致。 3 4 3 4 生产工艺和技术设备分析 本工程采用的b a s e l l 公司的s p h e r i p o l i i 液相本体聚合的生产工艺与u n i p o l 、 b o r e a l i s 、n o v o n l e n 和b p - a m o c o 的工艺技术比较见表3 1 7 。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 表3 1 7 五种聚丙烯工艺对比 ! 生熊j ：! ! 里婴唑塑墅垡坐! ! ! 蜘螋! 婴曼 工艺名称u n i p o l s p h e r i p o l b o r e a l i sn o v o n l e nb p - a o c o 在所有聚丙烯专利技术中，目前世界上被广泛采用的，具有竞争力的有s p h e d p o l 、 u n i p o l 、b o r c a l i s 、a m o c o 和n o v o l c n 五种工艺。这五种工艺技术基本处在同一水平，均 可作为选择对象。但是，它们在国内已投产运行的装置以s p h c r i p o l 工艺技术为最多， 其次为a m o c o 工艺技术。u n i p o l 、b o r c a l i s 、和n o v o l e n 三种工艺技术的聚丙烯装置目 前在国内还没有。其中以s p h e r i p o l 工艺技术的聚丙烯装置设备可国产化的为最多，产 品有丙烯均聚、乙烯，丙烯二元共聚、乙烯丙烯丁烯三元共聚，产品适应范围广。同时， 从上表中与其他工艺技术对比可以看出，s p h e r i p o l 技术丙烯单程转化率较高，产品质量 较高。 因此，本工程装置的生产技术路线均是以低能耗低物耗为目标，经过严格详细的技 术对比分析进行选择的，在工艺和技术上都是成熟可靠的。 与技术路线相匹配，本工程的装置选用了提高反应选择性、原料转化率、提高热效 大连市实施清洁生产案例研究 率或降低水、汽、电耗的设备及流程。 装置内设备平面布置采用流程式及同类设备相对集中布置相结合的原则，装置与周 边设施及装置内部之间的防火间距符合石油化工汽液设计防火规范的要求。装置内 道路及铺设的载重区与装置外道路相通，既可作为检修使用，也可在应急事故发生时发 挥作用。 3 4 4 水利用情况分析 按照清洁生产的目标，本项目对水资源的利用上提供如下原则： ( 1 ) 供水、用水和净水作为整体考虑，与生产主体流程同时设计； ( 2 ) 尽量少用新鲜水，而用经过适当处理过的生产废水、城市污水供水。新鲜水 的使用只为特殊的用途和补充系统中水的损失； ( 3 ) 节约用水，实现一水多用； ( 4 ) 净水的目的不是为了排放，而是使工艺废溶液和工艺用水再生、复用，整个 企业建立无废水排放的闭路用水循环系统； ( 5 ) 净化废水的同时应提取废水中的有用组分，回用于流程中制取产品，或转化 为二次资源。 表3 1 8 为本装置水利用情况的汇总以及与其他聚丙烯装置的用水比较。 表3 1 5 本装置水利用情况汇总 ! ! ! ! ! i ：! 坐婴翌型! ! ! ! 堡塑坐! 堕 项目单位本项目大庆3 0 万吨聚丙烯 从上表中可以看出，本装置生产过程中共入水4 1 1 5 5 t h ，主要包括循环水、新鲜水 大连理工大学专业学位硕士学位论文 等。由于采用污水回用技术，整个生产全过程排出的污水全部回用，污水排放量为o t h 。 本装置生产期间水的重复利用率为9 7 1 9 ，每吨原料新鲜水消耗量为4 6 2 m 3 t ，每吨原 料废水排放量为o m 3 t 。从表中比较可以看出，本装置水的重复利用率较高，单位原料 的新鲜水用量较低，单位原料废水排放量为o m 3 t 。因此，从节水方面来说，本装置很 好地符合了清洁生产的要求。 同时，为了更好的贯彻清洁生产，节约用水，还采取以下节水措施： ( 1 ) 在保证正常生产的情况下，控制用水量，节约用水。 ( 2 ) 冷却水方面，更充分地实现冷却水的循环利用。 ( 3 ) 防止跑、冒、滴、漏造成的水量损失，供水系统设备和管线的安装要讲求质 量，发现漏水要及时处理。 3 4 5 能耗分析 能源是国民经济的重要物质基础，能源制约着国民经济的发展，影响着人民生活水 平的提高。为此，国务院制定了节约能源管理暂行条例，以加强基建和技改项目合 理利用和节约能源。 3 4 5 1 节能降耗措施 为达到节能目的，本项目采用了如下措施： ( 1 ) 引进世界上较先进的工艺技术和设备，从根本上减少能耗。 ( 2 ) 在总图布置上，尽量安排合理紧凑，减少物料输送行程，降低动力消耗。 ( 3 ) 优化工艺条件，采用高效节能设备，使用新型保温材料，提高热效率，减少 热量或冷量损失。 ( 4 ) 提高蒸汽冷凝液的回收率，进一步节约能耗。 ( 5 ) 采用先进的水质稳定配方，提高循环冷却水的浓缩倍数，节省水耗，并减缓 设备腐蚀。 3 4 5 2 装置能耗分析 本工程采用最新一代的s p h c r i p o l 工艺，产品结构为1 0 0 均聚聚丙烯产品。本装置 能耗因素主要包括循环水、电、蒸汽、氮气、仪表空气等。 最新一代的s p h e r i p o l 工艺与老的s p h e d p o l 工艺相比，除了采用高效催化剂体系， 使原料单体的消耗显著降低外，在工艺路线和设备方面均有所改进，使水、电、蒸汽、 氮气等公用工程消耗普遍下降。s p h e r i p o l 新老工艺能耗比较见表3 1 9 。 大连市实施清洁生产案例研究 表3 1 9s p h e r i p o l 新老工艺能耗比较 ! ! ! ! ! ! ：! ! ! p 坠塑p ! ! 塑里磐堡! 生! ! ! ! 鲤些型塑墅殴! ! ! ! 塑! 哑 吨产品公用工程消耗 童 名称 单位 燃料低热值指标 单位能耗l u t 产品 消耗量 单位数量 老工艺 新工艺老工艺新工艺 从s p h e d p o l 新老工艺能耗比较可以看出，新工艺的单位产品能耗为6 5 1 9 1 3 1m j t 产品( 6 5 2 g j t 产品) ，比老工艺减少了1 5 5 5 6 9 m j t 产品( 1 5 6 g j t 产品) 。与国外类似 工艺u n i p o l 工艺( 5 4 6 g j t 产品) 和h y p o l 工艺( 6 9 0 g j t 产品) 相比较，本工程工艺 的能耗处于中间水平。 3 4 6 污染控制、废物回收及循环利用分析与评价 本项目产生的主要废物( 污染物) 有废水、废气、废催化剂、废油等。 3 4 6 1 污染物种类及来源分析 本装置产生的主要污染物的种类及来源为： ( 1 ) 废水 本项目废水主要为干燥洗涤废水，生活污水、污染雨水及地面冲洗水，和来自压缩 机密封及润滑油系统的含油污水。 ( 2 ) 废气 大连理工大学专业学位硕士学位论文 本项目主要废气排放源为丙烯精制工序丙烯脱气塔、丙烯干燥塔、过滤器及脱硫塔、 聚合反应器、氮气缓冲罐以及压缩机、泵、阀门的泄漏。 ( 3 ) 固体废弃物 本项目废渣主要为原料精制工序废催化剂、吸附剂、纤维过滤器滤芯、造粒系统散 落的聚丙烯颗料物及齐聚物脱除器排放的齐聚物；废液主要为废油。， 3 4 6 2 污染控制措施 ( 1 ) 严把设计关：在确定技术方案时，首先贯彻“清洁生产“原则，优先选用低 能耗、少污染的工艺，从源头上减少污染源数目和污染物排放量，并针对产生的污染物 采取有效措施进行削减，使排放指标符合或低于有关标准。 ( 2 ) 认真贯彻执行“三同时”方针：确保在主体生产装置建设改造的同时，建设 或改造配套的环保设施，并做到同时竣工和投入使用。 ( 3 ) 严格执行有关环保标准和规范：本工程在设计、建设和运行中要求严格执行 国家、辽宁省及石油集团总公司的环保标准、规范和规定。 ( 4 ) 采取有效措施降低或防止污染物的无组织排放：设置地下槽、调节池等设施， 用以回收采样、逆流、事故、检修时排出的物料和废液等；采用密封性能良好的设备和 管件，以消除跑，冒、滴、漏现象；易挥发物质贮存设施设有防挥发溢出装置，如气封、 浮顶、冷却水喷淋器等。 ( 5 ) 加强环境管理：通过有效的环境管理避免超标排放及环境污染。 ( 6 ) 加强绿化，改善和美化环境。 本工程主要采取了以下措施和方案进行污染控制： ( 1 ) 废水 本工程废水排放严格执行清污分流的原则，将污水划分为生产生活污水和清净下 水。 工艺废水、化验室废水、地面冲洗水、初期雨水及生活污水等先经过新建的预处理 装置处理，然后进入均质池均质后，经过污水回用系统，实现污水全部回用。 循环水场排污、清洁雨水作为清净下水，经溢流排至清净下水系统。 ( 2 ) 废气 装置内各排气点排出的废气大部分是含氮废气，均通过现场高点排入大气。 在挤压造粒工段投加添加剂所产生粉尘，均通过尾气过滤器回收粉尘，回收率达到 9 8 以上。其余气体由尾气排风扇排入大气。 装置区排出的含烃废气主要为汽蒸尾气压缩机，循环丙烯洗涤塔，气提塔，其组分 为丙烯、丙烷，这部分废气直接送往瓦斯管网进入气柜送至改造后丙烯回收装置进行资 大连市实施清洁生产案例研究 源再利用。 在停电停水事故时，反应器物料排入高压排放罐，可回收浆料中的聚丙烯粉料降级 出售。不凝的含烃气体送入火炬，燃烧排放。 所以在正常情况下，基本没有有组织的污染废气排出。 本次聚丙烯扩建改造工程所排放的废气与原有装置所排废气性质相同，也采取原有 的废气处理措施，它们首先进入火炬气回收系统，在发生事故状态时进入火炬燃烧，能 够达标排放。 ( 3 ) 废渣 生活垃圾由当地的环卫部门统一收集处理，含有贵重金属的废催化剂送回生产厂家 回收处理，废油作为燃料综合利用，落地或清理设备中的聚丙烯块料、粒料和粉料，收 集后外售，其它无害的一般固废送公司固废填埋场进行填埋处理。 3 4 6 3 拟建工程污染物排放水平分析 根据工程分析专题提出的废水排放指标计算得到单位产品“三废”排放量化指标如 下表3 2 0 ，同时列出现有7 万吨年聚丙烯装置排污指标以作对比。 表3 2 0 单位产品污染物产生量化指标 堕! 堕! ：垫! ! 坠2 尘i 些垒艘! ! ! 堡堂g ! ! ! ! ! 塑! g 塑型l 塑! 堡i ! i i ! ! 塑 序号三废污染物2 0 ( 鬻7 器嚣 从表中对比数据可见，拟建聚丙烯装置较现有的7 万口屯年生产装置单位产品“三废” 产生量指标低。说明新工艺在控制排污方面有一定改进。 3 4 6 4 废物回收及循环利用分析与评价 ( 1 ) 工艺废气 本工程产生的连续排空含碳氢化合物废气全部送处理设备( 如洗涤塔) 回收利用。 开停车及突发性事故下排放的废气排入工厂火炬气回收系统。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 ( 2 ) 废水 装置所排清净下水，如循环水场排污水、脱盐水站排水等，可利用作为地面冲洗水、 厕所冲洗水等，提高水重复利用率，减少新鲜水用量。 生产废水先经过新建的预处理装置处理，然后进入均质池均质后，经过污水回用系 统，全部实现污水回用。 ( 3 ) 固体废物 含有贵重金属的废催化剂送回生产厂家回收处理，废油作为燃料综合利用，落地或 清理设备中的聚丙烯块料、粒料和粉料，收集后外售。 3 4 7 本工程清洁生产评价结论及建议 a 、根据以上分析评价结果可以得出以下结论： ( 1 ) 本项目以丙烯、氢气为主要原料，原料无毒性，原料路线较为合理。最终产 品基本是市场上的适销产品，属无毒产品。原料、产品的贮存和运输设施较为完善，在 物流流动过程中不会对环境产生不利影响。其最终产品，均为其它化学工业等的原材料， 对它们的工业利用不会直接导致环境影响。因此，本工程从原料的选取，产品的分布和 生产过程控制及设备衔接利用等方面，均较好的按照清洁生产的要求进行了设计。 ( 2 ) 本工程选用了物耗和水耗指标较低的s p h e i i p o l 工艺，该工艺技术先进，成熟 可靠。 + ( 3 ) 本装置的设计中采用了多种节能措施，提高能量的利用率、交换率和回收率， 采用新一代的s p h e d p o l 工艺比老的s p h e r i p o l 工艺能耗有明显下降，与其他世界先进工 艺相比，本工程所选工艺能耗处于中等水平。 ( 4 ) 迸行污水回用，实现了生产污水零排放的目标；进行废气和废渣的回收利用， 变污染物为可用物料。 ( 5 ) 通过污染控制，降低了污染物的排放量，减少无组织排放，基本做到达标排 放，有利于环境保护。 总之，本装置从生产过程控制到产品分布，均较好的按照清洁生产的要求进行了设 计，将清洁生产的思想贯穿于生产工艺的全过程；在能耗，物耗、水耗指标，污染物排 放量控制及废物循环利用等方面也达到了较高水平，尤其是通过采用污水回用，实现了 生产污水零排放的耳标。因此，本工程的从设计之初就一直遵守清洁生产的要求。 b 、本工程提出清洁生产的建议： ( 1 ) 尽管本装置很好地符合了清洁生产的要求，为了更好地、持续地进行清洁生 产，结合本装置工艺特点，提出建议如下： 大连市实施清洁生产案例研究 ( 2 ) 本装置投产后的正常运行与多种工艺条件有关，因此应及时发现问题，进行 工艺优化，以达到设计指标和保持装置的平稳运行。 ( 3 ) 针对清净下水存在的问题进行清洁生产审计，以降低其中污染物的含量。 ( 4 ) 控制新鲜水用量，减少地面冲洗水和生活用水量，同时也降低了能耗和水耗。 ( 5 ) 定期检查和维修各生产设备主要可能发生泄漏的部位，减少或杜绝无组织泄 漏的发生。 ( 6 ) 定期检查环保设施和排污系统，保证其处于正常运行和使用状态。 ( 7 ) 严格岗位责任制，保证正常生产，避免不必要的停车，失控造成的污染和损 失，定期对工人进行技术培训及管理意识教育。 本章小结：本章是整个论文理论与实践的结合点，通过对中国第一汽车集团大连柴 油机厂和石化厂的聚丙烯装置的清洁生产审核工作，以详实的数据说明了实施清洁生产 所能带来的巨大环境效益、经济效益和社会效益，通过在这两个企业的试点工作，用事 实表述了实施清洁生产在解决保护环境和经济发展的矛盾这个问题上的巨大现实意义。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 结论 由于人类历史发展过程中对环境造成破坏，而环境污染又给人类带来巨大的损失。 人们逐渐认识到只有人类与环境互相协调的可持续发展嗍，才是人类应该遵循的发展战 略。本文以清洁生产的基本理论为基础，针对如何将清洁生产的理论应用到生产实践中 的问题，做了深入细致的研究，并为企业推行清洁生产提供了理论指导。通过对大连市 实施清洁生产典型案例的分析，进一步阐述了通过清洁生产能够使企业在经济效益和环 保效益达到双赢。 本文通过引入清洁生产效益评价模式，结合中国第一汽车集团大连柴油机厂和大石 化厂聚丙烯反应装置实施清洁生产典型案例分析，充分论证了企业实施清洁生产带来的 环境效益、经济效益和社会效益。 但在本文作者收集相关材料及进行企业调查过程中还发现，由于受到传统观念及生 产模式的影响，很多企业的领导者还存在清洁生产只有环境效益没有经济效益的认识误 区，不肯积极主动推行清洁生产d 7 “】，如何将清洁生产的意义和经济效益相结合，让企 业领导者充分认识到实施清洁生产的意义，本文认为要在以下方面加大力度： ( 1 ) 加大宣传的力度。实践表明，广泛地宣传、强有力地组