[江苏科技报]南工研发出环保前置型技术 化工“三废”近零 排出的净水能养金鱼

时间:2018-4-13 9:44:38 来源:江苏科技报 作者:杨芳、施红艳 摄影: 编辑: 上传:马蓉
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几尾金鱼绕着碧绿的水草,在2个洁净透明的玻璃鱼缸里自由自在地游弋,使得南京工业大学校长乔旭教授领衔的绿色化工实验室充满了生机。“养金鱼的水一缸是自来水,另一缸是化工环保装置处理后的净化水,”乔旭向记者介绍,“采用我们研发的环保前置型化工一体化集成技术与装备,化工厂排出的净化水可以养金鱼。”

多年攻关实现“源头”控制污染

如何利用化学原理从源头上控制工业生产对环境的污染?乔旭团队经过十多年的攻关,针对高性能精细化学品绿色制造,研发出了系列环保前置型化工一体化集成技术与装备。他们采用一系列原子经济反应工艺和过程强化技术,提高反应的转化率和选择性,大幅度减少反应副产物的生成和排放,从而实现化工生产源头绿色化。

据了解,化工过程是大规模物质转化过程,依据绿色化学原理并采用先进的化工过程技术,即使反应的原子经济性为100%,也不能严格精准控制到100%的原子利用率,反应依然有副产物产生,最终成为工艺“三废”。此外,化工生产除了主工艺流程之外,还有循环水、真空系统、储罐等附属设施,会产生大量有组织排放的废气、废水。譬如,精馏是化工生产使用最多的分离方法,一部分精馏釜残冷却后还会变成固体废弃物。

针对以上问题,乔旭解释,环保前置就是要在化工生产过程中解决环保问题,也就是说,不是等‘三废’产生后再进行处理,而是在开发新产品和新工艺的同时,就要开发其‘三废’资源化与治理技术,并将‘三废’处理融于产品生产工艺过程中。

全国已有十多家企业推广应用

运用这种理念,乔旭团队通过原子经济反应工艺、反应精馏耦合技术和“三废”精准治理技术的集成,实现了特种羧酸酯生产过程真正意义上的“三废”零排放。

据了解,他们采用双键加成合成羧酸酯,开发了系列固体酸/碱催化剂,避免液体酸/碱催化剂的使用,实现反应工艺源头绿色化;采用反应精馏耦合技术,提高转化率和选择性,降低过程物耗和能耗;通过催化吸收、特种精馏和催化裂解等回收废气、废水和精馏残液中的有效组分,最后将不能回收和利用的废气、废水和废渣在临氧裂解反应器中一站式、一体化精准治理净化,尾气、水达标排放。通过原子经济反应工艺、反应精馏耦合技术和“三废”精准治理技术的集成,实现特种羧酸酯生产过程真正意义上的“三废”零排放。目前,所形成的系列特种羧酸酯生产技术已成功实现产业化,南京托普化工科技有限公司得以成功转化,建成了生产规模居亚洲第一的5000吨/年羧酸叔丁酯装置、2000吨/年烷氧基丙酸酯中试装置,生产出醋酸叔丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、氯乙酸叔丁酯、溴代异丁酸叔丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯等系列羧酸酯产品。

“我们的项目针对烯烃与羧酸加成、丙烯酸酯与醇加成合成特种羧酸酯共申请10项发明专利,覆盖了催化剂、反应精馏、‘三废’处理等工艺源头、过程和末端治理全流程,具有完全的自主知识产权。”实验室骨干成员汤吉海教授告诉记者。

据悉,研究团队的成果“原子经济反应生产三氯氧磷工艺”、“不同工况反应与精馏集成技术及其在系列化工中间体中的应用”等已在全国十多家企业推广应用。

打破垄断 价格是进口产品的1/3

记者了解到,这项研发成果带动了国内环保涂料等产业的发展,增强了企业竞争力,使部分羧酸酯产品的国外下游企业撤出了国内市场。

“我们的丙烯酸叔丁酯产品打破了国外公司的垄断,而且技术新、成本低,价格仅是进口产品价格的1/3。”汤吉海教授介绍说,团队研发的丙烯酸叔丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯产品先后被评为江苏省高新技术产品。

团队还与中盐常州化工股份有限公司、南通天时化工有限公司、江苏润钜农化有限公司和江苏德纳(滨海)有限公司就氯化苄、氯甲苯、苯甲醛、氯代苯甲醛生产尾气综合治理等签订技术开发合同。目前,南通天时化工有限公司苯甲醛尾气综合治理和江苏德纳(滨海)有限公司12000吨/年高浓度异丁酸盐废水资源化利用项目已经投入使用,每年可减排高浓度废水6.3万吨,VOCs1.2万吨,年创造经济效益逾5000万元。


2018年4月11日《江苏科技报》A3要闻