生态文明

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扬农集团:创新绿色工艺,助力化工中间体清洁高效生产

扬农集团:创新绿色工艺,助力化工中间体清洁高效生产


公司简介

江苏扬农化工集团有限公司(以下简称扬农集团)是生产农药、氯碱、精细化工产品的企业,其控股的江苏扬农化工股份有限公司是国内著名的新型仿生农药——拟除虫菊酯生产基地,已于 2002 年 4 月成功上市。扬农集团建有工程设计院、化工研究所、博士后科研工作站,产品开发与技术转化能力强,拥有自备热电厂,公用设施配套齐全,装置设备先进,内部管理严谨,产品质量优良,厂区环境整洁。2002 年通过 ISO 9001(2000 版)质量体系认证,2004 年通过ISO 14001 环境管理体系认证。扬农集团坚持内涵式、科技效益型的发展战略,通过机制创新、科技创新,不断提高规模经济的集约化水平,致力于建设一流的综合性大型农药化工企业集团。

问题

开发“绿色、高效、安全、环保”的生产工艺是化工人的终极追求。环氧氯丙烷是重要的化工中间体,一直是扬农集团的重点产品,目前 90% 的用途是合成国民经济各个领域都大量需求的环氧树脂。其产业化工艺主要有氯醇法工艺及甘油法工艺,氯醇法工艺环境污染大,逐渐被较为清洁的甘油法工艺替代,但甘油法工艺受限于原料甘油的供应和国际油价的变化,继续增加产能的难度大,无法满足日益增长的市场需求。扬农集团亟需新的环氧氯丙烷生产工艺解决现有工艺污染大、成本高、原料不稳定的问题,同时可以满足高效生产要求,提升产品竞争力,巩固行业地位,促进化工产业向更清洁的方向迈进。

解决方案

扬农集团创新开发了绿色生产环氧氯丙烷的新工艺——双氧水法工艺,以氯丙烯和双氧水为原料,在催化剂作用下,一步反应合成环氧氯丙烷。工艺流程短、原子利用率高(83%,氯醇法工艺为 41%)、废水量少且易于处理,符合行业绿色发展要求,是国家鼓励的清洁化生产技术。

原料选择:清洁 + 稳定

双氧水是一种绿色化工产品,生产和使用过程几乎没有污染,且分解速度极其慢,非常适合作为生产原料。扬农集团依托新产业基地——连云港徐圩新区的丙烯资源,和自身配套的双氧水生产装置,为双氧水法工艺产业化生产应用打下坚实的物质基础,同时配套下游环氧树脂,发挥产业一体化竞争优势。

催化剂在双氧水生产工艺起到关键作用,杨农集团选定适宜的催化体系,围绕如何降低催化剂使用成本、提高催化环氧化稳定性、实现催化剂循环使用、提高产品质量等方面开展专项研究,研制掌握催化剂制备及活性稳定等关键核心技术,优化催化剂合成配方,提高催化剂稳定性,使用成本降低 70% 以上,延长使用寿命,实现环氧氯丙烷装置长周期、高效、稳定运行 9000h 以上。

生产过程:安全环保 + 自动化

扬农集团开展双氧水法工艺全流程安全风险评估以及气相燃爆安全评估,制定整体解决方案确保工艺本质安全,完成环氧化反应工艺先进性、安全性论证,确保工业化装置运行安全。双氧水法工艺较氯醇法相比废水减排率达 98%,废水资源化回收高附加值中间体后,经治理实现循环使用,可实现废水“零”排放。

扬农集团实现环氧化反应、产物分离以及废水资源化全流程连续化无人现场操作,提升自动化水平,改善本质安全。建立研究开发、工程转化和属地公司联合攻关团队,缩短研发成果转化周期,提高产业化转化效率,建成更加先进、智能、环保的“数字化”环氧氯丙烷绿色生产示范装置。

知识产权:专利布局

扬农集团从催化剂制备、反应工艺、产品质量和安全环保等多方面进行专利布局,已申请专利 55 件,其中 PCT 专利 2 件,日本发明专利 2 件,授权专利 15 件,拥有自主知识产权,保护技术创新。委托知名专利商标事务所开展全球 FTO 排查和分析,报告结论为:该项目在国内实施风险可控,国外实施风险很小。

成效

社会效益

扬农集团规划在 2021 年开展 15 万吨 / 年双氧水法环氧氯丙烷连续化生产调试,预计新增工作岗位100 个以上,贡献年税收3000 万元以上,同时,与公司现有 15 万吨/ 年甘油法生产装置实现双轮驱动,引领行业清洁标杆,以显著的清洁生产和综合竞争优势加速行业落后产能替代进程,推动行业绿色发展水平的大幅提升。

经济效益

双氧水法工艺的原料消耗、反应转化率及产品选择性等各项指标均超行业报道水平,产品含量≥ 99.9% 达优等品要求,处于国际领先水平,得到下游客户的认可,进一步提升环氧氯丙烷产品的市场核心竞争力,巩固行业领先地位。扬农集团规划在 2021 年开展 15 万吨/ 年双氧水法环氧氯丙烷连续化生产调试,达产达效后(按照开工率 100%),每年新增产值约 15-20亿元,利润约 2-4 亿元。

展望

氯醇法环氧氯丙烷为高能耗、高污染项目,已被国家列入限制新增产能,国家政策鼓励双氧水法环氧氯丙烷工艺替代氯醇法,环氧氯丙烷行业结构将迎来转型。双氧水法工艺,大幅减少了原有工艺的“三废”排放量,不仅降低了企业“三废”处理的成本,产业化后必将逐步替代氯醇法高污染工艺,推动化工行业产业转型升级,实现传统化工行业的绿色可持续发展。


(文 / 贺静)

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