鲍文志

摘 要：丙酰三酮生产工艺路线以巴豆醛、乙硫醇、三乙胺、乙酰乙酸甲酯、甲苯、甲醇钠、盐酸、液碱、石油醚等为原料，通过硫醚醛合成、乙酰乙酸钠盐合成、庚烯酮合成、丙酰三酮合成反应生成产品，分析丙酰三酮生产工艺过程产污环节，通过物料平衡计算，分析污染物产排情况，计算项目的废气、废水、固废等产生污染源强。制定污染防治措施并分析经济合理性和技术可靠性，以判断丙酰三酮项目建设的环境可行性，为丙酰三酮生产污染防治提供参考。

关键词：丙酰三酮;產污环节;物料平衡计算;污染源强核算;污染防治措施

中图分类号：TP392 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）11-0044-05

Analysis and Control of Environmental Pollution Factors in Propionyl Triketone Project Production Process

Bao Wenzhi

（Ningxia Yinglite Chemical Co.， Ltd.， Shizuishan 753200， China）

Abstract：In the production process route of acetyltrione， bartaraldehyde， acetol， triethyamine， methyl acetyl acetate， toluene， sodium methanol， hydrochloric acid， liquid alkali， petroleum ether are used as raw materials. Products were generated by thiuraldehyde synthesis， sodium acetyl acetate synthesis， hepenone synthesis， and acetyltrione synthesis reactions to analyze the pollution production process of acetyltrione production process， calculated by material balance， analyse the production and discharge of pollutants， calculate the waste gas， waste water and solid waste of the project. Formulate pollution prevention and control measures， and analyze the economic rationality and technical reliability to judge the environmental feasibility of acetyltrione project construction， to provide reference for the pollution prevention and control of acetyltrione production.

Key words：acetyltrione; pollution production link; material balance calculation; strong accounting of pollution sources; pollution control measures

根据丙酰三酮生产工艺特点，分析生产工艺过程产污环节，并进行污染源强核算，制定污染防治措施并分析经济合理性和技术可靠性，以判断丙酰三酮项目建设的环境可行性，为丙酰三酮生产企业污染防治提供参考。

1 丙酰三酮生产工艺路线及产污环节

以巴豆醛、乙硫醇、三乙胺、乙酰乙酸甲酯、甲苯、甲醇钠、盐酸、液碱、石油醚等为原料，通过硫醚醛合成、乙酰乙酸钠盐合成、庚烯酮合成、丙酰三酮合成反应生成产品丙酰三酮。

（1）硫醚醛合成：采用巴豆醛、乙硫醇为原料，三乙胺作为催化剂，合成硫醚醛。反应过程中无废气、废水排放，反应料液全部送庚烯酮合成工段。

（2）乙酰乙酸钠盐合成：采用乙酰乙酸甲酯、液碱为原料，水作为溶剂，合成乙酰乙酸甲酯钠盐。

（3）庚烯酮合成：在甲苯作为溶剂的环境下，采用上工段硫醚醛、乙酰乙酸甲酯钠盐以及醋酸合成庚烯酮，哌啶作为催化剂。该工段产生CO2废气，并伴有挥发的乙酸、乙硫醇及甲苯废气。

（4）庚烯酮萃取：采用甲苯、水萃取得庚烯酮甲苯溶液。蒸馏过程产生少量甲苯不凝气。

（5）丙酰三酮合成：采用丙二酸二甲酯、甲醇钠、庚烯酮甲苯溶液、丙酰氯在甲苯作为溶剂的环境下，通过二甲基吡啶催化剂作用生成甲酯三酮。蒸馏过程产生少量不凝气，主要成分为甲醇，进入尾气处理装置处理。蒸馏过程产生不凝气，主要成分为甲苯、甲醇。

（6）水解：在催化剂作用下，甲酯三酮与氢氧化钠反应生成三酮羧酸钠。

（7）脱羧：在石油醚作为溶剂环境下，采用上工段三酮羧酸钠和盐酸反应，生成丙酰三酮产品。本步骤反应过程中有大量CO2排出，同时伴有少量甲醇和HCl挥发气;废气经盐水冷凝器冷凝后回流至脱羧釜，不凝气，主要成分为CO2、甲醇、HCl。

（8）脱溶：将石油醚蒸出馏分经盐水冷凝器冷凝后收集到石油醚接收槽中，蒸馏后釜内剩余料液即为丙酰三酮产品，蒸馏回收石油醚直接作为下批溶剂使用。操作产生少量不凝气，主要成分为石油醚。

2 物料平衡分析

物料平衡是项目污染物产排分析和污染物源强的重要依据。物料平衡需要重点关注参与主反应和副反应的原辅材料消耗、工艺设备、产品的转化率及收率等因素[1]。根据质量能量守恒定律对化工项目进行物料平衡分析，物料衡算总量公式：∑G排放=∑G投入-∑G 回收-∑G处理-∑G转化-∑G产品[2]。

丙酰三酮生产工艺物料平衡分析，结果如表1所示;丙酰三酮装置工艺系统水平衡分析，结果如表2所示。

3 污染源强核算

污染源强分析可以根据对周边环境带来的污染等问题，排查影响化工工艺的具体影响因素[3]。采用恰当的污染源强核算方法，为环境影响预测计算提供准确可靠的基础数据资料，为定量评价建设项目对环境影响的程度范围提供可靠保证[4]。根据产污环节、物料平衡、水平衡等，计算项目的废气、废水、固废等产生源强。

3.1 废气源强核算

有组织废气主要为工艺废气：

（1）庚稀酮合成釜废气主要成分为CO2，并含有少量的甲苯、乙硫醇、乙酸等有机物质，经管道进入合成釜外接冷凝器进行冷凝回流，不凝气经管道进入尾气处理装置处理;

（2）庚稀酮萃取釜废气主要成分为甲苯，经管道进入尾气处理装置处理;

（3）三酮釜蒸馏甲醇废气主要成分为甲醇，经管道进入尾气处理装置处理;

（4）三酮釜脱醇废气主要成分为甲苯、甲醇，经管道进入尾气处理装置处理;

（5）丙酰三酮脱羧釜废气主要成分为CO2，并含有少量的甲醇、HCl挥发气，首先经冷凝器进行冷凝回流，少量不凝气经管道进入尾气处理装置处理;

（6）丙酰三酮脱溶釜废气主要为石油醚挥发气，经管道进入尾气处理装置处理;

（7）含醇甲苯回收釜废气主要成分为甲醇，经管道引入尾气处理装置处理;

（8）分层甲苯回收釜废气主要成分为甲苯，经管道引入尾气处理装置处理;

（9）哌啶回收釜废气主要成分为甲醇和水蒸汽，与丙酰三酮装置尾气一起进入尾气处理装置处理;

（10）PDM回收釜废气主要成分为二氯甲烷、甲醇和水蒸汽，经管道进入尾气处理装置处理。

尾气处理装置采用“深冷吸收+二级次氯酸钠吸收+三级碱吸收工艺”处理，有机废气及酸性气体去除率在95%以上，处理后废气由20 m高排气筒排放。

根据上述污染源产生源强核算，废气污染物排放情况分析，结果如表3-1、表3-2所示。

3.2 废水源强核算

生产工艺废水主要为脱羧釜水洗分离废水、哌啶回收工序蒸馏冷凝水和PDM（4-二甲氨基吡啶）回收工序离心分离废水，其全部进入污水处理站，采用“三效蒸发+活性炭压滤+电解”工艺处理后回用。废水源强分析，结果如表4所示。

生产工艺废水，全部进入污水处理站，采用“三效蒸发+活性炭压滤+电解”工艺处理后，满足标准后回用于生产工艺。生活污水依托現有一体化污水处理设施处理后，满足标准后用于厂区绿化。

3.3 噪声源强核算

生产过程中主要设备如反应釜、冷凝器等为低噪声设备，噪声污染源强在85 dB（A）以上的设备主要为各类泵及各类风机，均为固定声源。

3.4 固体废物源强核算

（1）生产过程产生的固体废物主要为甲苯回收工序产生的蒸馏残液、溶剂回收工序产生的蒸馏残液和原料包装桶。危险废物正常工况下暂存于项目设置的危险废物暂存间，非正常工况下应及时由有资质单位清运。

（2）办公生活区产生的生活垃圾，集中收集后交由环卫部门处置。污水处理站产生的蒸发残液，送有资质单位处置。

（3）固体废物源强分析情况汇总，结果如表5所示。

4 污染防治措施可行性分析

依照“达标排放”“节能减排”环境功能区划等要求，对本项目采取的环境保护措施，从经济性与技术性进行论证，并对可能出现的环境问题提出进一步改进建议。

4.1 废气治理措施

产生的废气分为有组织废气和无组织废气。

（1）有组织废气。庚烯酮合成釜废气主要成分为CO2，并含有少量的甲苯、乙硫醇、乙酸等有机物质;庚稀酮萃取釜废气主要成分为甲苯;三酮釜蒸馏甲醇废气主要成分为甲醇;三酮釜脱醇废气主要成分为甲苯、甲醇;丙酰三酮脱羧釜废气主要成分为CO2，并含有少量的甲醇、HCl;丙酰三酮釜脱溶废气主要为成分为石油醚;含醇甲苯蒸馏过程产生废气，主要成分为甲醇;分层甲苯蒸馏回收甲苯过程不凝气主要成分为甲苯;哌啶回收釜不凝气主要成分为甲醇和水蒸汽;甲醇回收釜升温蒸馏过程产生废气主要成分为二氯甲烷、甲醇和水蒸汽; PDM（4-二甲氨基吡啶）回收釜甲苯挥发气，离心分离过程产生甲醇废气，PDM烘干过程产生废气主要成分为甲醇和水分;二氯甲烷回收釜产生废气主要成分为二氯甲烷，全部经管道进入尾气处理装置，采取“深冷吸收+二级次氯酸钠吸收+三级碱吸收工艺”处理，去除率均可达到95%，处理后废气由20 m高排气筒排放。

（2）无组织废气。企业的废气无组织排放主要是在加工、储运、装卸等生产环节及环保设施的运行过程中，以泄漏、挥发、逸散等方式进入环境[5]。应优先选用低挥发性原辅材料、先进密闭的生产工艺，强化生产、输送、进出料、干燥以及采样等易泄漏环节的密闭性，加强无组织废气的收集和有效处理[6]。如生产过程所用原料中有盐酸、乙酸、甲苯、甲醇、二氯甲烷、石油醚等有毒有害和易燃易爆物质，生产过程无组织排放主要来自泄漏和工艺操作。个别无组织排放若不予控制，会造成泄漏，例如，泵密封泄漏。对于有工人操作参与的环节产生的跑、冒、滴、漏现象，主要是加强管理，规范操作，减少跑、冒、滴、漏的排放量。无组织废气控制措施在工业企业均有普遍应用，且治理效果明显，采取以上措施后，废气无组织排放甲苯、挥发性有机物（VOCs）等有效减少，对厂区周围大气环境影响较轻。综上所述，本项目采取的无组织防治措施可行。

综上所述，有组织排放废气采取的治理措施保持长期稳定运行，投资省，效果好。因此，该措施合理可行。

4.2 废水的污染治理措施

4.2.1 废水的污染防治措施

项目生产废水主要为脱羧釜水洗分离废水、哌啶回收工序蒸馏冷凝水、PDM回收工序离心分离废水，以及尾气处理装置废水，设备及地面清洗废水，全部进入污水处理站，采用“三效蒸发+活性炭压滤+电解”工艺处理后，满足标准后循环利用不外排。

4.2.2 废水处理措施的可行性分析

（1）污水处理工艺。采用三效蒸发器脱盐法处理生产过程产生的高盐废水。三效蒸发器脱盐法是利用浓缩结晶系统将废液中的无机盐通过蒸发的方式加以去除的方法[7]。三效蒸发器中废水产生蒸气自动进入冷凝器，转变成冷凝水，回收至回用水池。

（2）污水处理达标可行性论证。项目生产工艺废水主要为脱羧釜水洗分离废水、哌啶回收工序蒸馏冷凝水、PDM回收工序离心分离废水，其全部进入污水处理站，采用“三效蒸发+活性炭压滤+电解”处理后，满足标准后回用于生产工艺。因此，本项目废水污染防治措施是可行的。

4.3 地下水污染防治措施

地下水污染防治，常规防治措施以主动防渗为主，被动防渗为辅[8]。具体措施如下：

（1）罐区布置过程中将同种产品储罐集中布置，不同种类产品储罐相邻布置时，应在储罐间设置隔堤，罐区外围设施围堰;

（2）储罐区内输送管道均采取地上架空布设，管道上所有安装后不需要拆卸的螺纹连接部位均应密封焊接，其余需要经常拆卸的链接部位应有可靠的密封措施;

（3）储罐防渗设计中，罐区应设置渗漏液倒排和收集设施，可将渗漏液体或消防废水切换倒排至事故水池;

（4）重点污染防治区内，各构筑物地面采用抗渗混凝土进行地面硬化;

（5）一般污染防治区内，各构筑物地面进行地面硬化，混凝土强度不低于C20（指抗拉强度20MPa），厚度不低于30 mm，循环水及消防设施采用抗渗混凝土结构。

综上，本项目严格落实分区防治要求，可有效减少及控制本项目区域内的液体污染物下渗现象，避免污染地下水，对地下水环境影响较少。

4.4 噪声污染防治措施

在噪聲控制中，最主要的问题就是声源控制，声源控制是解决噪声问题的根本[9]。针对不同噪声源采用工程技术手段等治理措施。

4.5 固体废物处理、处置措施

固体废物处置应遵循减量化、无害化、资源化原则，将生产出的固体废物变废为宝、二次利用[10]。项目固体废物包括污水处理站产生的残液、溶剂回收装置产生的蒸馏残液、原料包装桶和办公生活区垃圾。污水处理站产生的残液和溶剂回收装置产生的蒸馏残液属于危险废物，交有资质单位处置。原材料包装铁桶属于危险废物，由生产厂家定期回收循环使用。分析可知，项目产生固体废物处理处置率达100%，一般性工业固体废物综合利用率达100%。方法可行。

5 结语

通过对丙酰三酮生产工艺特点，分析生产工艺过程产污环节，并进行污染源强核算，生产过程产生的污染物在采取有效的污染控制措施后，能确保“三废”达标排放和得到妥善处置，对周边各环境敏感目标影响较小。

参考文献

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