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【转自石化科普知识】第十五讲 石化区废物资源化中的“三件宝”
发布时间:2018年06月04日   发布部门:区委办   浏览次数:713

  人们常说,垃圾是放错地方的“宝贝”。在石化生产过程中,也总会产生各种各样废弃物,让人厌烦而又无可奈何。二氧化碳、硫和氮便是带来各种环境问题的主要元凶,若不加以处理和利用,对国家发展和人民的生活都是一种沉重的负担。而通过先进技术,变废为宝,将废物资源化,就能成功地将它们转变为石化区的“三件宝”。例如大亚湾石化工业区就做到了这点。


图15-1 二氧化碳的储蓄装备

  “一宝”是二氧化碳。一说到二氧化碳,很多国家几乎是谈“碳”色变,世界气候大会不厌其烦地开了又开也是拜它所赐。然而,如果善加利用,二氧化碳却是企业的生财之道,如生产食品级和工业级二氧化碳、干冰或可降解塑料等。
  食品级二氧化碳的制取是一个复杂的工艺,原料二氧化碳需经过压缩、净化、液化提纯和储存四道工序,才能成为可食用级的二氧化碳。近年来,食品级液态二氧化碳产品的开发利用发展十分迅速,特别是在碳酸饮料、啤酒、冷藏保鲜、烟草、化工、电子等多个领域的应用日益广泛,其中饮料和啤酒行业是食品级二氧化碳的主要市场;同时,它作为一种良好的萃取剂,已经被很多发达国家利用来进行食品、药物、香料等的加工萃取;另外,它还是一种质优价廉的保鲜冷藏剂,不但可以有效抑制食品中细菌、霉菌和虫子的生长,避免变质和有害健康的过氧化物产生,而且能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分,因而可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏等(如图15-2)。


图15-2 二氧化碳的用途广泛

  工业上,二氧化碳被广泛应用于石油的开采、石油化工、农业化肥等领域。在传统的化学工业上,二氧化碳是一种重要的原料,大量用于生产纯碱(Na2CO3)、小苏打(NaHCO₃)、碳酸氢铵(NH4HCO3)和[尿素CO(NH2)2]等。而随着科技的发展,液态二氧化碳的优异性能使得它在高级制冷剂上也发挥了相当大的作用。如今各种航空设备、电子元器件的低温实验也离不开二氧化碳。工业上,脂肪族聚碳酸酯是由二氧化碳和环氧化合物合成的一种可完全降解的环境友好型塑料,因其具有良好的阻气性、透明性和全降解特性,在医疗手术材料、隔氧材料和包装保鲜材料等方面有较好的应用潜力。脂肪族聚碳酸酯经过后处理,就得到二氧化碳树脂材料。二氧化碳树脂性能独特,在包装材料、薄膜和家电零件等生产中有广泛的应用前景,其所带来的环境和经济效益十分显著。
  “二宝”是硫。石化产品燃烧排放的硫氧化物是造成酸雨的主要因素,然而由于中国原油多为低硫油,含硫量一般低于0.5%,因而目前石油及天然气副产回收硫的企业很少。但由于所使用的原油向高硫、高酸、重质化的方向发展,硫的回收变得至关重要。据统计,如果原油中的硫都能加以回收,其数量可超过我国对硫资源的需求,而不用每年都要大量进口。
  例如,大亚湾石化工业区回收的硫主要用于制取硫酸,而硫酸是“工业之母”,几乎无处不在。硫酸主要用于化学肥料工业,其消耗量占硫酸总量的70%以上,尤其以硫酸铵(俗称硫铵或肥田粉)和过磷酸钙(俗称过磷酸石灰或普钙)这两种化肥耗硫酸最多。硫酸除用于化学肥料外,还用于制作苯酚、硫酸钾等上百种化工产品,现代的橡胶工业、医药工业、纺织印染工业、制革工业、颜料工业等,都离不开硫酸。比如:我们常见的火柴、烟火等制造需要大量的硫;在橡胶工业中作硫化剂,可使橡胶的弹性、硬度、定伸强度和拉伸强度等一系列物理机械性能得到大大改善;二次电池中也使用到硫酸;在食糖生产中,经常要把硫黄氧化为二氧化硫气体用于漂白脱色;少部分药物和杀虫剂也用它作原料。近年来,随着国内经济的迅速发展,各行业对硫酸的需求量均呈上升趋势,而化肥的用量是明显的增长点(如图15-3)。


图15-3 火山口处的硫

  “三宝”是氮。人类燃烧化石燃料会产生大量的氮氧化物,氮氧化物进入环境后会发生一系列的化学变化,形成光化学烟雾、酸雨、臭氧层消耗等,严重影响人类的健康、生态环境和气候。最近,氮污染受到越来越多国家的高度重视,例如以氨气(NH3)的形式回收氮元素(N)是一种有效的方法,氨气溶于水成为氨水,其用途也相当广泛(如图15-4)。


图15-4 氨水的部分用途

  农业上氨水经稀释后可作为液体化肥,其施肥过程简便而有效。据相关资料统计,美国、英国、德国、俄罗斯等国家都在大量使用各种液体肥料,而我国目前对液体肥料推广也取得了一定的进展。如对液体氮肥特别是液氨的直接施用,已被农业部列为推广试验项目,并在新疆和北京等地分别进行了试点,其增产效果明显。近年来,科学家还用氨合成出杀虫剂新星——乙酰甲胺磷,它是一种高效、低毒、低残留的广谱性杀虫剂,是取代高毒、高残留农药的理想品种之一。其次,氨气通过氧化还能制造硝酸、炸药和化肥等,而硝酸是与硫酸同样重要的化工原料。其中,化肥和硝酸是比较重要的两种用途。在有机合成工业中,氨水还可用于合成纤维、塑料和染料等,同时,又可以作为各种有机反应的胺化剂,并在热固性酚醛树脂的生产中起催化剂作用;在纺织印染等工业中用于洗涤呢绒和羊毛,溶解和调整酸度,并可作为助染剂使用;制冷机中的制冷剂;在医药生产行业中,氨水用于多种药物中间体的合成,近年来发现的用于抗炎、解热、镇痛新药依匹唑便是它的功劳;生活中,我们还能用于银饰或黄金饰品的翻新。总之,我们的生产和生活都离不开氨水、氨气,而石化区对氮的回收利用,有利于环境保护。
  随着《“十二五”大宗工业固体废物综合利用专项规划》论证的通过,中国废固处理行业投资将有望达到8000乙元,工业固体废弃物综合利用率达到72%,这为变废为宝指明了重要的方向。