浅谈精细化工项目环评物料衡算探讨

浅谈精细化工项目环评物料衡算探讨

梁以成

鹿寨县科力建设工程监理有限责任公司广西柳州545600

摘要：物料衡算是精细化工项目环评的重要方式，其能在物质质量守恒原理的支撑下，实现精细化工项目污染物总量的有效核算。本文在阐述物料衡算法基本内涵的同时，就其在环评工作的操作方法进行分析，并指出物料衡算在精细化工项目环评中的具体应用。期望能提升物料衡算的应用水平，继而为环评工作的开展提供有效支撑。

关键词：精细化；化工项目；环评工作；物料衡算

一、物料衡算法的基本内涵

物料衡算法是当前工业生产中污染物源强核算的重要方式。其能在物质质量守恒的支撑下，定量化的分析生产中物料的变化情况。在工业生产过程中，投入物料的总量等于产出物料的综合。这些产出物料包含了主副产品量、收受利用总量、综合利用具体物质总量及排出系统外的相应废物量。从计算过程来看，在物料衡算法应用过程中，应注重以下要去的全面把控：其一掌握工业企业生产的工艺流程，并实现生产过程中能源、水、物料等要素的实际应用情况。其二物料衡算法是基于能量守恒定律进行计算中，故而在实际计算中，还应就主副产物的总量进行统计。其三无物料衡算法能为精细化工业生产项目环评工作开展提供支撑，故而在污染物产量核算中，应注重实际污染物形式的把控，实现各种污染物产出情况的真实反映，从而为后期环评及保护提供支撑。

二、物料衡算法在环评工作中的操作方法

1、进行设单元微分

作为工业生产中环评模型建构的重要方式，质量守恒定律能够对各污染物的排放情况进行定量分析；其是生产过程污染物最终产出量控制的关键所在。具体而言，物料衡算法应用过程中，工业生产实际是其计算分析的基础所在，核算人员能在微分生产设备和工序的基础上，集中性的对某一单元、设备或操作进行单元分析；该环节中，所选取空间范围内的对象为物料衡算工作的控制体。实际分析中，人们应正确把控制体与相应物料质量的具体组成，同时，就两者之间的组成关系进行细分，以此来达到核定控制体质量的目的。

2、控制体质量累加

合理选定控制体是物料衡算的基础所在。实践过程中，基于质量守恒定律，选择控制体能够为物料衡算提供判断基准。就物料选择过程而言，间歇操作和连续操作是控制体物料选择的两种主要方式，就间歇操作而言，其往往以一批物料或1kg原料为控制对象；而在连续操作中，其物料的选择以时间段为划分节点。当这些控制体选择完成后，需要按照质量守恒定律，进行组分关系的系统划分；即控制体投入的总能量等于处于该组分的质量和控制体里面生成或消失部分质量的总和。

3、确定连续生产化学计量方程

精细化工项目环评实践中，如果是连续生产的整个定态化工过程，那么处于控制体理念的状态参数及物料性质具有固定性，即其不会出现物料质量累积状况[1]。此时应确定连续生产化学计量方程，以化学计量方程来实现污染物排放总量的计算和分析。实际计算中，化学计量方程的应用具有一定的精确性和高效性。需要注意的是，一旦化工生产过程缺乏这种连续定态过程，则需要对化学定量式进行简化处理，此时，离开控制体的物料质量即为原来处于控制体内部的物料质量。

现阶段，控制体约束条件、物料衡算方程、同一物料不同组分含量关系分析是物料衡算法独立方程计算的三个重要环节。实际计算中，为确保物料衡算法独立方程的科学性，应结合具体对象，选择必要的约束方程，然后在核算物料总量的基础上，进行控制体能量分析。并按照生产工艺所规定的方式进行物料混合，并待其反应结束后，利用物料反应方程，进行污染物的排放情况的精确分析。

三、物料衡算法在精细化工项目环评中的具体应用

现代工业生产模式下，精细化工项目存在多股循环流股，如独立循环流股、嵌套循环流股等。受其影响，精细化工项目的环评工作存在较大难度，尤其在制药企业发展中，其业务流程划分节点更多，环评实践难度更高，基于此，采用物料衡算法对其环评实践进行指导。

1、项目概况

某医药企业是一家精细化工企业，其主要从事维生素B6生产；传统工业生产中，其管理方式较为粗犷，这使得污染物排放控制存在一定缺陷。新时期，企业进行自身生产结构调整，并加大生产过程的污染物控制。生产实践中，该企业采用物料衡算法指导环评实践，并进行污染物排量计算和控制。

2、生产工艺及反应原理分析

物料衡算法是基于质量守恒定律进行污染物排放量计算的；即在医药企业环评工作实践中，要提升物料衡算法的应用质量，就必须进行生产工艺流程的全面把控。该企业属于现代医药精细加工企业；其维生素B6生产工艺较为复杂，而且反应流程较多。在这些生产环节中，较多的副产物使得原材料转化率和选择性普遍较低；同时受分离难度大等因素的影响，该生产过程需要进行多次提纯。具体而言，该企业维生素B6生产流程如图1所示：

维生素B6生产实践中，根据工艺生产过程，可以有效地反应各个工段的化学反应现象，并确定各个节点的转化率。皮日，在加成物芳构过程中，反应基准为加成物，研究发现，其转化率能达到80%左右，而在芳构提水解过程中，虽然反应基准认为加成物，然其反应速率发生了转变，该节点中，反应物的转化为达到了85%。故而应对各个阶段的转化效果进行分析，以此来获得各个阶段污染物的具体产量。

3、物料衡算及迭代收敛

从该企业维生素B6生产过程来看，其在生产中经过了多次冷凝和减压处理，工艺形态为三个循环流股，即在物料衡算过程中，应注重各个环节主副产物和排放物的叠加。一方面以企业产品生产中的数据为支撑，进行物料田间，并在反应数据的支持下，初步确定物料参数；另一方面，对生产环节中各个阶段的反应转化率、分离效果、冷凝效率进行计算，并在叠加各个股流组成成分的基础上，进行物料的整体衡算。需要注意的是，该企业的生产实践具有持续性，即物流形态具有循环性。按照质量守恒理论，循环物流进出量是相等的，然而如果按照顺序计算法来看，则其物料衡算的结果会出现差异，这是由于在不同的循环流股中，计算人员未进行物料衡算的参数修正，影响了整体核算的精准度。新时期，要提升物料衡算结果的准确性，就应在循环物流收敛控制下，实现衡算参数的有效修正。现阶段，迭代法是循环物流收敛控制的有效手段，在实践中，应注重物料参数迭代次数及计算软件的合理控制，进而实现循环流股的快速收敛，实现整体物流质量守恒。

结论

物料衡算能够实现工业生产中污染物实际排放量的高精度把控，从而为精细化工项目环评工作提供依据，确保环评实践的科学性、合理性。实践过程中，人们只有充分认识到物料衡算的应用优势，并在工业生产环评实践中，进行控制体约束条件、物料衡算方程、同一物料不同组分含量关系分析的系统把控，才能有效的提升物料衡算法的应用水平，继而在保证环评工作开展质量的同时，推动现代精细化工产业的绿色化、可持续发展。

参考文献：

[1]邵永康，袁莉萍，王春根.精细化工项目环境影响评价编制要点分析[J].轻工科技，2017（12）：84-85.