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[中國化工報]環保前置：化工廢水養金魚
時間：2018-01-24
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幾條紅色的金魚繞著碧綠的水草，在2個潔凈透明的玻璃缸里自由自在地游弋，使南京工業大學校長喬旭教授領銜的綠色化工實驗室里洋溢著生機與活力。“這養金魚的水一缸是自來水，另一缸是化工環保裝置處理后的凈化水。采用我們研發的環保前置型化工一體化集成技術與裝備，化工廠排出的凈化水也可以養金魚了。”喬旭介紹道。
環保裝備前置
如何利用化學原理從源頭上控制工業生產對環境的污染？喬旭團隊經過10多年攻關，針對高性能精細化學品綠色制造，研發出了系列環保前置型化工一體化集成技術與裝備。他們采用一系列原子經濟反應工藝和過程強化技術，提高反應的轉化率和選擇性，大幅減少反應副產物的生成和排放，從而實現化工生產源頭綠色化。
化工過程是大規模物質轉化過程，依據綠色化學原理并采用先進的化工過程技術，即使反應的原子經濟性為100%，也不能嚴格精準控制到100%的原子利用率，反應依然有副產物產生，最終成為工藝“三廢”。此外，化工生產除了主工藝流程之外，還有循環水、真空系統、儲罐等附屬設施，會產生大量有組織排放的廢氣、廢水。譬如，精餾是化工生產使用最多的分離方法，一部分精餾釜殘冷卻后還會變成固體廢棄物。
針對以上問題，喬旭這樣解釋：“環保前置就是要在化工生產過程中解決環保問題，也就是說不是等‘三廢’產生后再進行處理，而是在開發新產品和新工藝的同時，就要開發其‘三廢’資源化與治理技術，并將‘三廢’處理融于產品生產工藝過程中。”
應用效果顯著
運用這種理念，喬旭團隊通過原子經濟反應工藝、反應精餾耦合技術和“三廢”精準治理技術的集成，實現了特種羧酸酯生產過程真正意義上的“三廢”零排放。他們采用雙鍵加成合成羧酸酯，開發了系列固體酸/堿催化劑，避免液體酸/堿催化劑的使用，實現反應工藝源頭綠色化；采用反應精餾耦合技術，提高轉化率和選擇性，降低過程物耗和能耗；通過催化吸收、特種精餾和催化裂解等回收廢氣、廢水和精餾殘液中的有效組分，最后將不能回收和利用的廢氣、廢水和廢渣在臨氧裂解反應器中一站式、一體化精準治理凈化，尾氣、水達標排放。目前，所形成的系列特種羧酸酯生產技術已實現產業化，在南京托普化工科技有限公司建成了5000噸/年羧酸叔丁酯裝置、2000噸/年烷氧基丙酸酯中試裝置，生產出醋酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯等系列羧酸酯產品。
“我們的項目針對烯烴與羧酸加成、丙烯酸酯與醇加成合成特種羧酸酯共申請10項發明專利，專利覆蓋了催化劑、反應精餾、‘三廢’處理等工藝源頭、過程和末端治理全流程，具有完全的自主知識產權。”實驗室骨干成員湯吉海教授說。 研究團隊的成果“原子經濟反應生產三氯氧磷工藝”“不同工況反應與精餾集成技術及其在系列化工中間體中的應用”等已在全國10多個廠家推廣應用。“合作廠家利用我們的技術新建化工企業或生產裝置，或對原有的工藝和裝置進行技術改造，促進了相關產品生產工藝的升級換代，產生了可觀的社會效益和經濟效益。”湯吉海進一步補充道。
帶動行業發展
這些研發成果帶動了國內環保涂料等產業的發展，增強了企業競爭力，使部分羧酸酯產品的國外下游企業撤出了國內市場。“我們的丙烯酸叔丁酯產品打破了國外公司的壟斷，而且技術新、成本低，價格僅是進口產品的1/3。”湯吉海介紹說。團隊研發的丙烯酸叔丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯產品先后被評為江蘇省高新技術產品。
團隊還與中鹽常州化工股份有限公司、南通天時化工有限公司、江蘇潤鉅農化有限公司和江蘇德納（濱海）有限公司就氯化芐、氯甲苯、苯甲醛、氯代苯甲醛生產尾氣綜合治理等簽訂技術開發合同。目前，南通天時化工有限公司苯甲醛尾氣綜合治理和江蘇德納（濱海）有限公司12000噸/年高濃度異丁酸鹽廢水資源化利用項目已經投入使用，每年可減排高濃度廢水6.3萬噸、VOCs1.2萬噸，年創造經濟效益逾5000萬元。（作者：楊芳）
2018年1月23日《中國化工報》第2版：http://ipaper.ccin.com.cn/papers/ccin/2018-1-23/page_2B/news_efb734af179730b6ba6cb7b5a1b53ffb.html
