劉肸

（重慶市環(huán)境工程評估中心重慶401147）

淺析pvb樹脂生產(chǎn)項目環(huán)境影響評價中的工程分析重點(diǎn)

劉肸

（重慶市環(huán)境工程評估中心重慶401147）

環(huán)境影響評價制度是我國環(huán)境保護(hù)法中的一項重要的法律制度，其要求建設(shè)單位在進(jìn)行對環(huán)境有影響的建設(shè)和開發(fā)活動時，應(yīng)開展環(huán)境影響評價工作，對可能給周圍環(huán)境帶來的影響進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測和評估，制定防止或減少環(huán)境損害的措施，編寫環(huán)境影響報告書或填寫環(huán)境影響報告表，并報經(jīng)環(huán)境保護(hù)部門審批。近年來我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，各類汽車配件及原料生產(chǎn)企業(yè)也不斷涌現(xiàn)，其中Pvb樹脂膠片因其無毒、無臭、無腐蝕性、不易燃，具有良好的透光性、絕緣性、耐候性，對無機(jī)和有機(jī)玻璃有特殊的粘結(jié)性和透光性能，被廣泛應(yīng)用于汽車擋風(fēng)玻璃生產(chǎn)中，同時Pvb樹脂也是建筑、工程機(jī)械特種安全玻璃以及太陽能光伏組件封裝的重要原料。本文以國內(nèi)某Pvb生產(chǎn)項目為例，簡要分析其環(huán)境影響評價工作中開展工程分析所需主要關(guān)注的要點(diǎn)。

環(huán)境影響評價；PVB樹脂；工程分析

1　工藝分析

PVB即聚乙烯醇縮丁醛，屬聚乙烯醇和丁醛的縮合物，目前被廣泛應(yīng)用的工業(yè)化生產(chǎn)方法從所用的初始原料區(qū)別主要分為兩大類，即以聚醋酸乙烯酯及一般的乙烯酯聚合物為原料的“一步法”和以聚乙烯醇(PVA)為原料的“二步法”?！耙徊椒ā敝懈鶕?jù)反應(yīng)后期溶液的相態(tài)區(qū)別，可分為“一步溶解法”和“一步沉淀法”，“二步”法根據(jù)所用溶劑的不同，可分為“二步溶解法”和“二步沉淀法”。“二步沉淀法”以美國杜邦公司PVB生產(chǎn)工藝為典型代表,即先將PVA用水溶解，然后在低溫下加入HCl和正丁醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，反應(yīng)完成后過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。此法產(chǎn)品回收、水洗容易，可制得高純度PVB樹脂，且不需要昂貴的溶劑和溶劑回收裝置，因而被廣泛采用，目前我國絕大部分PVB生產(chǎn)廠家均采用此法生產(chǎn)。

1.1PVB生產(chǎn)工藝原理

PVB“二步沉淀法”工藝反應(yīng)原理為：在酸性催化劑（鹽酸）的催化下，PVA分子中的羥基與正丁醛的羰基進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成半縮醛，半縮醛因為其內(nèi)在的不穩(wěn)定性，很少以游離態(tài)存在，會進(jìn)一步與相鄰的羥基反應(yīng)，脫去一分子水生成穩(wěn)定的縮醛結(jié)構(gòu)。該反應(yīng)正丁醛過量，正丁醛轉(zhuǎn)化率可達(dá)97%以上。

1.2工藝流程

PVB生產(chǎn)工藝流程可分為PVA溶解、縮合反應(yīng)、PVB水洗、脫水干燥和包裝等環(huán)節(jié)。

PVA原料經(jīng)拆包氣力輸送至PVA儲罐及中間罐，稱重計量送入溶解釜，加入純水?dāng)嚢杈鶆蚝笸ㄈ胨羝苯蛹訜崛芙庑纬蒔VA水溶液。PVA水溶液再經(jīng)過濾、降溫后輸送至縮合釜，同時按計量投入添加劑和鹽酸。

PVA在縮合釜中待攪拌均勻并達(dá)到反應(yīng)溫度后加入正丁醛，發(fā)生縮聚反應(yīng)，當(dāng)縮醛化達(dá)到一定程度后，PVB沉淀析出，反應(yīng)由均相變?yōu)榉蔷?，穩(wěn)定一段時間后再升溫繼續(xù)反應(yīng)，完成縮合反應(yīng)。反應(yīng)時丁醛過量，檢測釜內(nèi)剩余正丁醛的含量達(dá)到規(guī)定濃度時，達(dá)到反應(yīng)控制終點(diǎn)，再加堿中和鹽酸，穩(wěn)定后排料至水洗釜中。

水洗釜分步加入純水降低PVB懸濁液的粘接性能，反復(fù)多次進(jìn)行加水、放水、脫水，直至檢測殘存丁醛合格，形成分散均勻的PVB懸濁液。水洗結(jié)束后，向水洗釜加入燒堿，將PVB懸濁液的pH值調(diào)至堿性，穩(wěn)定后再次使用冷水水洗。

用離心機(jī)分離PVB懸濁液中的絕大部分水份，脫去水分的PVB經(jīng)氣力輸送至濕料罐，再進(jìn)入脈沖氣流干燥系統(tǒng)，經(jīng)干燥后的PVB通過振動篩進(jìn)入PVB稱重罐以及待分析罐，分析合格后經(jīng)氣力依次輸送至PVB混料罐、成品罐，最后經(jīng)包裝機(jī)打包獲得產(chǎn)品。

2　物料平衡

項目生產(chǎn)單批物料平衡圖見圖1。

圖1　物料平衡圖

3　產(chǎn)排污分析

3.1廢氣

3.1.1生產(chǎn)裝置

（1）PVA儲罐、中間罐、稱重罐、待分析罐、混料罐、成品罐排放粉塵。PVA原料、中間產(chǎn)品和PVB產(chǎn)品輸送過程中會產(chǎn)生粉塵。每個儲罐安裝袋式除塵器，去除效率一般不低于99.5%，收集到的粉塵返回罐內(nèi)，廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）分別經(jīng)不低于15m排氣筒排放。

（2）縮合釜及水洗釜廢氣。正丁醛原料及鹽酸輔料具有揮發(fā)性，縮合釜將產(chǎn)生正丁醛和氯化氫廢氣；在縮合釜反應(yīng)的后續(xù)工段，由于加入燒堿中和鹽酸，則水洗釜中只產(chǎn)生正丁醛廢氣。這兩股廢氣經(jīng)管道收集經(jīng)過“一級堿液噴淋+活性炭吸收”處理，廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）通過不低于15m排氣筒排放。

(3)氣流干燥塔尾氣。PVB經(jīng)氣流干燥塔干燥產(chǎn)生的尾氣，經(jīng)脈沖式除塵器處理后，收集到的PVB粉塵進(jìn)入PVB稱重罐中，廢氣可與處理后的PVB稱重罐粉塵一起合并，滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）通過不低于15m的排氣筒排放。

（4）裝置區(qū)無組織排放廢氣。裝置區(qū)其他無組織排放的廢氣為正丁醛、氯化氫。由于項目采用目前國內(nèi)先進(jìn)成熟的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，操作水平和管理水平較規(guī)范，生產(chǎn)中的無組織泄漏量可按1‰取值。

3.1.2公輔設(shè)施

（1）鍋爐房采用清潔能源天然氣作為燃料，鍋爐煙氣主要為煙塵、二氧化硫和氮氧化物，經(jīng)不低于8m排氣筒直接排放，可滿足《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）。

（2）污水處理站廢氣主要為曝氣攪拌過程中揮發(fā)出來的正丁醛，及廢水處理過程中產(chǎn)生的H2S和NH3，經(jīng)“堿液噴淋+活性炭吸附”裝置處理后滿足《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-1993）經(jīng)15m高的排氣筒排放。

3.1.3貯運(yùn)工程

貯運(yùn)工程廢氣主要包括正丁醛和30%鹽酸溶液儲罐大小呼吸廢氣、裝卸作業(yè)排放廢氣和清掃作業(yè)廢氣。

正丁醛儲罐采用內(nèi)浮頂罐，30%鹽酸儲罐采用拱頂罐。正丁醛浮頂罐無組織排放大、小呼吸蒸發(fā)損耗采用美國石油學(xué)會（API）推薦的經(jīng)驗公式進(jìn)行估算；鹽酸固定頂罐無組織排放大、小呼吸蒸發(fā)損耗采用美國環(huán)保署（EPA）推薦的經(jīng)驗公式估算。正丁醛儲罐采用內(nèi)浮頂罐+氮封，可控制80%正丁醛的無組織排放；鹽酸儲罐呼吸閥的排氣引入堿性水封罐中，HCl氣體可考慮全部被吸收。

正丁醛、鹽酸裝卸過程中無組織排放量采用美國石油學(xué)會（API）推薦的公式估算。

儲罐一般每3～5年清洗一次，需用氮?dú)獯祾邭埩粼趦藜肮艿乐性瓋Υ娴奈锪?，吹掃廢氣通過儲罐的大小呼吸閥排放，其量難以確定，因其清洗頻率低，可不予考慮。

3.2廢水

3.2.1生產(chǎn)裝置

生產(chǎn)裝置排放的廢水主要包括水洗釜廢水、離心廢水、噴淋系統(tǒng)廢水和車間地面沖洗廢水，主要污染物為COD、SS、氯化物、正丁醛等。水洗釜廢水包括水洗釜前部工序縮合釜沖洗帶入水、縮合釜發(fā)生縮聚反應(yīng)產(chǎn)生的中和水、PVA/純水換熱器產(chǎn)生的熱純水進(jìn)入水洗釜洗滌產(chǎn)生的熱沖洗廢水及常溫純水進(jìn)入水洗釜洗滌產(chǎn)生的沖洗廢水；離心廢水包括PVB甩干離心廢水及PVB甩干機(jī)沖洗廢水；噴淋系統(tǒng)廢水主要為縮合釜及水洗釜廢氣堿液噴淋系統(tǒng)排水。

3.2.2公輔工程

公輔工程排放的廢水主要為分析化驗廢水和廠區(qū)生活污水，分析化驗室廢水主要污染物為COD、SS、正丁醛等；生活污水主要污染物為COD、SS、NH3-N、動植物油等；另鍋爐排水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、冷凍站排水、純水站排水因其濃度均低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，通過廠區(qū)清凈下水系統(tǒng)排放。

3.2.3貯運(yùn)工程

PVB裝置區(qū)與貯罐區(qū)為露天裝置，初期雨水應(yīng)考慮收集處理，主要污染物為COD、SS，由雨污切換閥切換至廠區(qū)廢水應(yīng)急池收集。鹽酸儲罐及正丁醛儲罐呼吸廢氣接入水封罐吸收，主要污染物為COD、BOD5、氯化物等。

3.3噪聲

項目主要噪聲源主要為生產(chǎn)裝置及公輔工程的各類風(fēng)機(jī)、物料輸送泵、壓縮機(jī)、冷卻塔等，具體情況見表1。

表1　項目主要噪聲源一覽表

3.4固體廢物

項目固體廢物產(chǎn)生、處理及處置情況見表2。

表2　項目固體廢物產(chǎn)生、處理及處置情況

4　結(jié)語

化工類建設(shè)項目一般工藝流程長、產(chǎn)污環(huán)節(jié)多、污染物種類多且成分復(fù)雜，按照《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則石油化工建設(shè)項目》（HJ/T89-2003）要求，化工項目在工程分析中必須有詳細(xì)的工藝方法、工藝過程和反應(yīng)方程式，污染源分析及治理措施分析。在工程分析方法上，除綜合的利用物料衡算、類比分析和資料服用等工程分析方法外，還需采用綜合工藝路線與生產(chǎn)方法分析、工藝過程與污染因素分析、化工單元過程污染分析等方法。本文以pvb樹脂生產(chǎn)項目環(huán)境影響評價的工程分析為例，從分析產(chǎn)排污節(jié)點(diǎn)、繪制物料平衡圖、計算污染物源強(qiáng)等方面簡要分析了該類項目環(huán)境影響評價所需關(guān)注的重點(diǎn)以及采取的方法。

劉肸（1981—），男，重慶人，碩士研究生，工程師，主要從事環(huán)

[1]林方敏.化工項目在環(huán)境影響評價中的工程分析——以聚氨酯樹脂生產(chǎn)項目為例[J].廣西輕工業(yè),2010,08:121-123.

[2]鄭海濤.聚乙烯醇縮丁醛樹脂及其制品行業(yè)建設(shè)項目環(huán)保驗收監(jiān)測方法的研究[D].吉林大學(xué),2014.