合成氨生产工艺中清洁生产审核的复杂性和建议

合成氨生产工艺中清洁生产审核的复杂性和建议

发表时间：2018-10-01T17:52:14.147Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：高硕1 刘艳红2 王庆3 孔德亚4 陈鹏飞5 [导读] 摘要：节能减排不仅是政府的行动目标，更给企业带来经营收入，是企业解决环境问题的必经之路。

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摘要：节能减排不仅是政府的行动目标，更给企业带来经营收入，是企业解决环境问题的必经之路。因此，进一步加快合成氨装置工艺的清洁生产工作，已成为众多化肥生产企业降低生产成本，提高市场竞争力的关键。为此，接下来的文章中将全面围绕合成氨生产工艺中清洁生产审核的复杂性和建议方面进行详细的探究。

关键词：清洁生产；合成氨生产；复杂性；建议

引言

清洁生产指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从生产源头削减污染，清洁生产的目标就是实现资源消耗与污染物排放的减量化、最小化，其本身是一个不断完善的相对过程，清洁生产过程，尽可能减少或者不排放污染环境的三废，要求加强对原料及中间产品的回收利用，提高资源综合利用率，减少或者避免生产过程中污染物的产生和排放，以减轻或消除对人类健康和环境的危害。

一、合成氨生产工艺的特点

氨由氮、氢元素组成，其主要的工艺基础就是制取氮氢混合气。氢气主要由煤、天然气、石脑油、重质油、焦炭、焦炉气等原料制取。工业上通常先在高温下将这些原料与蒸汽作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气，这个过程称为造气。由合成气制氢，是氮、氢混合气中氢的主要来源。在制取合成气的过程中，合成气中会含有硫化合物、碳氧化物及蒸汽等混合气，它们都对生产过程中所用的催化剂有害，需在氨合成前除去。合成气中的一氧化碳可与蒸汽作用生成氢和二氧化碳，这个过程称一氧化碳变换。工艺中习惯上把脱除硫化合物的过程称为脱硫，脱除二氧化碳的过程称为脱碳。残余的少量一氧化碳、二氧化碳和残余蒸汽则在最后除去。氨合成用氮的来源，一般是采用在制氢时直接加入空气，或在合成前补加纯氮气。以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是：造气→半水煤气脱硫→压缩机1、2工段→变换→变换气脱硫→压缩机3段→脱硫→压缩机4、5、6工段→铜洗→压缩机7段→氨合成→产品NH3。

采用醇烃化法脱除原料气中CO、CO2时合成氨的工艺流程如下：造气→半水煤气脱硫→压缩机1、2段→变换→变换气脱硫→压缩机3段→脱碳→精脱硫→压缩机4、5、6段→醇化、烃化→压缩机7段→氨合成→产品NH3。上述的合成氨生产过程工艺流程长，设备多，工艺控制环节多，且在高温、高压、易燃、易爆、易中毒、易腐蚀的环境中进行；所用的原料、中间产品及最终产品对人体都会产生较严重的危害性；半水煤气降温、铜洗、脱碳、氨分离、碳丙液冷却等工艺都需要大量的低温介质对其工艺设备进行冷却，用水量很大。

二、合成氨企业清洁生产审核的复杂性

由于合成氨自身生产工艺的特殊性和复杂性，在清洁生产审核中如用一般程序和方法就很难达到目的，合成氨企业清洁生产审核存在如下特点，第一，根据物质守恒原理，实测审核重点的物料平衡相当困难。从造气煤入炉开始，到最后冰机冷冻工段得到产品液氨，一般需20～40分钟，经过各种管道、升压机、塔器，延线长度以公里级计，同时设施内具有高温、高压系统，系统规模大而复杂。此外，流量测量、气体成份分析的精度难以满足要求，加之不允许安装检测仪表，因此物料平衡实测相当困难；第二，不可能在每一个层次、每一个步骤的每一个切入点上都能够识别污染源或找到污染成因，或找到清洁生产方案。虽然严格地遵循穷尽枚举原理是清洁生产审核成功的重要前提之一，但在合成氨工艺复杂的系统上如使用穷尽枚举原理，会使精力不能集中用于重点领域和部位，且无此必要；第三，清洁生产目标的设定与审核重点确定的不一致。往往清洁生产目标的设定以是否符合国家和地方的环保目标、方针、政策，是否符合国家和地方的产业政策，是否符合国家和相关行业清洁生产标准，是否具有一定的前瞻性为标准。审核重点确定原则是以企业现有原料、工艺、产品、设备及管理水平下污染严重的环节或部位、消耗大的环节或部位、环境及公众压力大的环节或问题、有明显的清洁生产机会作为审计重点。二者有重合的地方，但仍有差异。经过多年的环保技术革新，合成氨企业一般能够做到达标排放。

清洁生产目标的设定与审核重点如果是一个问题的二个方面，那么针对审核重点所产生的方案及方案筛选、实施等就不存在岐义。在方案实施完成后，清洁生产目标同时可以实现。清洁生产目标的设定与审核重点如果不一致时，就出现审核重点针对的不是为了实现清洁生产目标的问题，出现在清洁生产审核报告中的大部分工作内容是以审核重点进行展开的，而与清洁生产目标没有必然联系，从而产生逻辑的不连贯性。

三、合成氨生产工艺中清洁生产审核的建议

首先，改进审核重点的物料平衡实测方法。合成氨系统规模大而复杂，清洁生产中往往定性比定量更能把握产排污的实质，应以定性为主，定量为辅，改进或取消审核重点的物料平衡实测。反对僵化、教条的机械论；其次，发挥行业协会在清洁生产审核中的作用。虽然环保部发行的《国家先进污染防治技术示范名录》及《国家鼓励发展的环境保护技术目录》对企业清洁生产审核有指导作用，但针对合成氨企业做得仍不够细致。因为化肥行业协会的专家大多从事于合成氨企业，对行业内技术相当了解，因而可通过行业协会整合出合成氨企业各工段技术目录，重新制定一套适合合成氨企业清洁生产的程序和方法，发挥行业协会在清洁生产审核中的作用；最后，合成氨企业清洁生产审核及验收专家组人员构成建议。清洁生产是一个专业性很强的工作。在合成氨等危险化学品生产企业中，压力管道、储罐、反应器众多，工艺流程复杂，要想全面地找出其节能减排的环节，高质量地完成清洁生产审核工作，化工专业知识及合成氨专业知识都必不可少，对审核人员的素质提出了更高的要求。但是，在目前清洁生产的审核机构中，很多人员并不具有合成氨专业知识或化工专业知识，人员素质莨莠不齐。审核人员的素质问题直接影响了评价质量，并反映在清洁生产报告的水平上。

结论

简而言之，清洁生产验收是指企业开展清洁生产审核，编写审核报告，并通过方案实施取得一定绩效的阶段性评审，验收专家组对评审负责，因此验收专家组专业人员的构成对评审结果起着很大的作用。由于合成氨工艺的复杂性，建议专家组中从事合成氨的专业人员占总人数不低于60%，这样的团队才能站在一定的高度，建立总揽全局的整体观，否则难以发现实质问题。为此，文章主要围绕合成氨生产工艺中清洁生产审核的复杂性和建议方面进行了全面的探究，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。