淺析pvb樹脂生產項目環境影響評價中的工程分析重點

劉肸

（重慶市環境工程評估中心重慶401147）

淺析pvb樹脂生產項目環境影響評價中的工程分析重點

劉肸

（重慶市環境工程評估中心重慶401147）

環境影響評價制度是我國環境保護法中的一項重要的法律制度，其要求建設單位在進行對環境有影響的建設和開發活動時，應開展環境影響評價工作，對可能給周圍環境帶來的影響進行科學的預測和評估，制定防止或減少環境損害的措施，編寫環境影響報告書或填寫環境影響報告表，并報經環境保護部門審批。近年來我國汽車工業發展迅猛，各類汽車配件及原料生產企業也不斷涌現，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，對無機和有機玻璃有特殊的粘結性和透光性能，被廣泛應用于汽車擋風玻璃生產中，同時Pvb樹脂也是建筑、工程機械特種安全玻璃以及太陽能光伏組件封裝的重要原料。本文以國內某Pvb生產項目為例，簡要分析其環境影響評價工作中開展工程分析所需主要關注的要點。

環境影響評價；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，目前被廣泛應用的工業化生產方法從所用的初始原料區別主要分為兩大類，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”。“一步法”中根據反應后期溶液的相態區別，可分為“一步溶解法”和“一步沉淀法”，“二步”法根據所用溶劑的不同，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和正丁醛進行縮合反應，反應完成后過濾、洗滌、干燥得到產品。此法產品回收、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生產廠家均采用此法生產。

1.1PVB生產工藝原理

PVB“二步沉淀法”工藝反應原理為：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行縮合反應，生成半縮醛，半縮醛因為其內在的不穩定性，很少以游離態存在，會進一步與相鄰的羥基反應，脫去一分子水生成穩定的縮醛結構。該反應正丁醛過量，正丁醛轉化率可達97%以上。

1.2工藝流程

PVB生產工藝流程可分為PVA溶解、縮合反應、PVB水洗、脫水干燥和包裝等環節。

PVA原料經拆包氣力輸送至PVA儲罐及中間罐，稱重計量送入溶解釜，加入純水攪拌均勻后通入水蒸汽直接加熱溶解形成PVA水溶液。PVA水溶液再經過濾、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到反應溫度后加入正丁醛，發生縮聚反應，當縮醛化達到一定程度后，PVB沉淀析出，反應由均相變為非均相，穩定一段時間后再升溫繼續反應，完成縮合反應。反應時丁醛過量，檢測釜內剩余正丁醛的含量達到規定濃度時，達到反應控制終點，再加堿中和鹽酸，穩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，反復多次進行加水、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。水洗結束后，向水洗釜加入燒堿，將PVB懸濁液的pH值調至堿性，穩定后再次使用冷水水洗。

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

2　物料平衡

項目生產單批物料平衡圖見圖1。

圖1　物料平衡圖

3　產排污分析

3.1廢氣

3.1.1生產裝置

（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、中間產品和PVB產品輸送過程中會產生粉塵。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，廢氣排放滿足《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）分別經不低于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性，縮合釜將產生正丁醛和氯化氫廢氣；在縮合釜反應的后續工段，由于加入燒堿中和鹽酸，則水洗釜中只產生正丁醛廢氣。這兩股廢氣經管道收集經過“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準》（GB16297-1996）通過不低于15m排氣筒排放。

(3)氣流干燥塔尾氣。PVB經氣流干燥塔干燥產生的尾氣，經脈沖式除塵器處理后，收集到的PVB粉塵進入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準》（GB16297-1996）通過不低于15m的排氣筒排放。

（4）裝置區無組織排放廢氣。裝置區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先進成熟的生產技術和設備，操作水平和管理水平較規范，生產中的無組織泄漏量可按1‰取值。

3.1.2公輔設施

（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，經不低于8m排氣筒直接排放，可滿足《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）。

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

3.1.3貯運工程

貯運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、裝卸作業排放廢氣和清掃作業廢氣。

正丁醛儲罐采用內浮頂罐，30%鹽酸儲罐采用拱頂罐。正丁醛浮頂罐無組織排放大、小呼吸蒸發損耗采用美國石油學會（API）推薦的經驗公式進行估算；鹽酸固定頂罐無組織排放大、小呼吸蒸發損耗采用美國環保署（EPA）推薦的經驗公式估算。正丁醛儲罐采用內浮頂罐+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會（API）推薦的公式估算。

儲罐一般每3～5年清洗一次，需用氮氣吹掃殘留在儲罐及管道中原儲存的物料，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生產裝置

生產裝置排放的廢水主要包括水洗釜廢水、離心廢水、噴淋系統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、縮合釜發生縮聚反應產生的中和水、PVA/純水換熱器產生的熱純水進入水洗釜洗滌產生的熱沖洗廢水及常溫純水進入水洗釜洗滌產生的沖洗廢水；離心廢水包括PVB甩干離心廢水及PVB甩干機沖洗廢水；噴淋系統廢水主要為縮合釜及水洗釜廢氣堿液噴淋系統排水。

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、循環水系統排水、冷凍站排水、純水站排水因其濃度均低于《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級排放標準，通過廠區清凈下水系統排放。

3.2.3貯運工程

PVB裝置區與貯罐區為露天裝置，初期雨水應考慮收集處理，主要污染物為COD、SS，由雨污切換閥切換至廠區廢水應急池收集。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裝置及公輔工程的各類風機、物料輸送泵、壓縮機、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

項目固體廢物產生、處理及處置情況見表2。

表2　項目固體廢物產生、處理及處置情況

4　結語

化工類建設項目一般工藝流程長、產污環節多、污染物種類多且成分復雜，按照《環境影響評價技術導則石油化工建設項目》（HJ/T89-2003）要求，化工項目在工程分析中必須有詳細的工藝方法、工藝過程和反應方程式，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樹脂生產項目環境影響評價的工程分析為例，從分析產排污節點、繪制物料平衡圖、計算污染物源強等方面簡要分析了該類項目環境影響評價所需關注的重點以及采取的方法。

劉肸（1981—），男，重慶人，碩士研究生，工程師，主要從事環

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

[2]鄭海濤.聚乙烯醇縮丁醛樹脂及其制品行業建設項目環保驗收監測方法的研究[D].吉林大學,2014.