物質流分析在化工企業中的應用范文

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《明膠科學與技術》2016年第3期

摘要：本文闡述了MFA在一個天然氣化工生產系統中應用的案例,研究側重在微觀層次—中國某大型化工企業，為MFA應用于單獨的公司層面分析自然資源流以及更好地理解和管理工業生產工序的經濟、環境和社會經濟效果提供了很好的借鑒,同時也為物質流分析在企業層次上應用提供了參考。

關鍵詞：物質流分析；生態；管理；化工企業

一、引言

物質流分析方法能夠有效追蹤及估算國內及國際間對自然資源的使用情況。它的研究通常分3個層次——國家、區域和企業。目前研究大多集中在宏觀的國家和微觀的企業方面。本文研究側重在微觀層次—中國某大型化工企業，企業主導產品合成氨和尿素設計生產能力分別是30萬t/a和52萬t/a，生產工藝和設備在1993年投產時居于當時國際先進水平。多年來通過不斷的技術改造和革新，化肥生產裝置的運行和產品成本與國際同行相比仍保持著競爭優勢。MFA主要確定成員之間的上下游關系，并根據物質供需方要求，運用過程集成技術對物質流動路線、流量和組成等分析、調整和匹配完成工業生態鏈的構建。J公司生態科技生產系統存在多種工業共生關系。如化工企業的合成氨尿素、甲醇和醋酸就存在著一定的共生關系，對這個共生關系的合理的耦合，就會產生有利的環境和經濟影響，提高企業效益。共生單元是組成共生關系鏈的基本要素，共生耦合就是對這些共生單元進行整合，J公司的合成氨尿素、甲醇和醋酸等，它們之間存在共生耦合的潛力，稱其為共生單元。J公司的尿素共生關系共生方式為通過甲醇弛放氣通入合成氨二段轉化爐作為原料氣補充；再由甲醇造氣工段生產的部分合成氣供給醋酸產。最后，將甲醇、合成氨煙道氣CO2回收，用于尿素合成、甲醇合成氣碳氫比調節、醋酸生產。共生關系的目的是產生經濟效益和環境效益。就經濟效益而言，以J公司尿素共生關系為例，其大量增加了原料補充，節省原料，提高物質利用效率，降低生產成本。同時，解決了羰基化法合成醋酸路線的富氫問題。即減少了燃料CH4用量，從而減少CO2排放。又避免尾氣燃燒放空的CO2排放；也避免燃料天然氣燃燒的大量CO2排放，產生了一定的環境效益。

二、物質流分析項目匯總

(一)現階段CO2的利用情況現階段，原料天然氣和燃料天然氣，加上外購CO2，進行了合成氨生產和甲醇生產，最后合成DMC和尿素，煙氣放空。

(二)中遠期CO2的利用情況在現階段基礎上，煙道氣又重回尿素合成工藝，有效地進行了回收。

(三)現階段H2的利用情況現階段經過氨合成和甲醇合成后，廢氣燃燒放空。

(四)中遠期H2的利用情況中遠期廢氣又回到氨合成的工藝過程。

三、結論

根據以上物質流分析結果，J公司中遠期H2、CO2利用率變化情況如表2。在天然氣化工生產系統中，CO2和H2是重要的基本物流。在J公司生態工業建設中，通過產業鏈的逐步延伸以及產業鏈間耦合關系的逐步建立，系統內CO2和H2的利用率將獲到有效提高，原料更多的轉化為產品，產生經濟效益；同時減少對環境的排放，帶來環境和社會效益。同時，本文案例為微觀企業層次進行實測和清潔生產的物料平衡實際操作提供了參考與借鑒。

作者：王麗娜1；王奕潼2；孫秀英1；袁建林1；孫國帥1；馬芳靜3 單位：1.遼寧工業大學，遼寧大學廣播影視學院，3.遼寧工業大學