刚刚过去的8月15日是首个全国生态日。绿色、低碳、环保，是我国石化行业“十四五”期间高质量发展的主旋律。我国石化行业应当如何兼顾环保需求和经济需求，既守护“绿水青山”，又创造“金山银山”？在中国石化科技部的支持下，石油化工科学研究院（以下简称：石科院）面向行业重大需求，研发出了一项又一项先进环保技术。什么技术能让废塑料“浴火涅槃”，实现高价值回收利用？什么技术能够让小小的“绿色精灵”一边“吃掉”工厂中排放的二氧化碳，一边生产蛋白质？什么技术可以用紫外光照一照就令石化废水中的污染物“粉身碎骨”？本期专题为您揭秘中国石化的环保“百宝箱”。

　　塑料由石油制成，塑料制品的广泛应用给人们的生活带来了极大便利，但使用后的废弃塑料却成了棘手的难题。据统计，我国每年新增的垃圾塑料超过6000万吨，在垃圾场中的废弃塑料大约有10亿吨，重量相当于12500艘“福建舰”航母。巨量的废弃塑料“沉睡”在垃圾填埋场和自然环境中，不仅会造成严重的“白色污染”危及生态环境，而且是对我国宝贵石油资源的严重浪费。

　　废塑料危害虽多，但并非“十恶不赦”，它的破坏力与管理不当、低回收利用率有关。通过循环利用将废塑料变废为宝是最理想的处置方式。

　　废塑料循环利用主要包括物理回收和化学循环两种方式。其中，物理回收是指不破坏塑料的高分子结构，将废旧塑料经过清洗、破碎后直接进行加工。物理回收工艺较为简单，缺点也很明显：产出的塑料通常质量较差，且塑料经过多次物理回收后性能大幅降低，应用受到很大限制。

　　化学循环主要是将塑料中的高分子碳链转化为小分子，此后既可以“不忘初心”，用于生产燃油、化工产品，实现“从石油中来，再回到石油中去”，也可以“浴火涅槃”，重新用于生产塑料，实现“从塑料到塑料”的封闭循环。与物理回收相比，化学循环不仅“不挑食”，可以处理很多难以进行物理回收的塑料品种，而且低碳环保效果显著：与传统的焚烧发电处理手段相比，采用废塑料化学循环制新塑料可以减少接近50%的碳排放，万元产值碳减排可达85%。如果每年对4000万吨废塑料进行化学循环利用，可以降低4700万吨二氧化碳排放。

　　因此，无论是从回收能力还是环境效益来看，化学循环都是塑料可持续循环利用的重要途径之一，发展潜力巨大。经专家测算，如果每年将2%的填埋垃圾塑料及1/3的新鲜废塑料用于化学循环再生制成热解油，效果相当于为我国新增一个胜利油田规模的轻质石蜡基大油田，可显著增强能源自给能力，保障国家能源安全。

　　2021年11月，工业和信息化部印发《“十四五”工业绿色发展规划》，提出落实塑料污染治理要求，实施废塑料综合利用行业规范条件，鼓励在我国开展废塑料化学循环利用。

　　废塑料化学循环兼具废塑料处理、碳减排和原油替代三重身份，市场需求庞大，但废塑料化学循环产业链需要回收、分拣、加工、生产等多个环节的多家企业密切配合方可顺利运转，“各自为战”“等米下锅”问题突出。

　　在集团公司的大力支持下，石科院在产业链各个环节主动介入，积极推动建立废塑料化学循环技术链和产业链：在产业链上游，石科院联合各单位，研究开发高效垃圾塑料分选净化技术；在产业链中游，石科院自主研发出新型废塑料预处理及热解技术，对传统“土法热解”技术实现升级换代，同时依托中国石化技术创新平台，配套研发热解油生产石化产品成套技术；在产业链下游，石科院与终端用户深化合作，拓展再生塑料的应用领域，为产业链解除后顾之忧。此外，石科院还积极建言献策，推动建立废塑料化学循环相关政策标准、建设废塑料资源化平台。

　　塑料是由烯烃等一个个塑料单体经过聚合反应形成的高分子化合物。塑料单体就好比一颗颗珍珠，在未经过加工时各自独立，但在生产塑料的过程中，各塑料单体间会发生聚合反应，也就是塑料单体原有的化学键会发生断裂，同时形成新的化学键将彼此连接，最终形成塑料产品，这一过程就好比用一条条丝带（化学键）将一颗颗珍珠（塑料单体）串联起来，共同形成一串串珍珠项链（塑料）。

　　废塑料热解技术是废塑料化学循环的关键核心技术，也是目前废塑料化学循环的主流研究方向。废塑料热解技术可以在特定条件下使塑料的大分子链断裂，使固态的废塑料变身为液态的“热解油”，之后通过对热解油进行催化裂化后加工，高效、低排放地生产塑料单体，这一过程就好比将连接珍珠的丝带剪断，让珍珠项链散落成一颗颗珍珠，并且利用回收后的珍珠重新制作各式各样的珍珠项链，实现塑料的再生利用和封闭循环。

　　石科院自主研发的废塑料连续热解（RPCC）技术就是废塑料热解技术中的佼佼者。RPCC技术主要针对优质的石油原料替代品——以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）为主的聚烯烃树脂的回收再利用。同时，RPCC技术也可以针对掺杂不同含量聚氯乙烯（PVC）的废塑料原料灵活选择不同的预处理技术路线%。通过配套的后续处理技术，可以高效生产塑料、燃油及化工产品，与国内外同类技术相比具有显著的碳减排竞争力和循环经济效益。

　　高级氧化技术是一类利用产生强氧化性的物质（自由基）氧化分解污染物的废水处理技术，核心原理是在反应过程中产生强氧化性自由基，并将自由基作为一颗颗“”，对废水中的有机污染物大分子进行“扫射”，并将其一个个“击碎”，使污染物分子的化学键断裂，从而高效去除环境中难降解的有机物。

　　可以成为“”的强氧化性自由基多种多样，其中最常见的要数羟基自由基（·OH）。它的氧化能力远大于传统的氧化剂，意味着“击碎”污染物分子的能力更强，可以高效地将难降解的大分子有机物转化为易降解的小分子中间产物，甚至可以一步到位，直接将有机污染物分解成无毒无害的二氧化碳和水，在去除石化废水中难降解有机物方面有着广阔的应用前景。

　　紫外光催化技术是高级氧化技术的一种，它以紫外光为光源，通过结合催化剂或氧化剂实现污染物的降解或去除，具有绿色无二次污染的显著特点。

　　紫外光催化技术有两项降解有机污染物的绝技，第一项绝技是“直接光解作用”，通过紫外光本身自带的“攻击力”，让有机污染物吸收相应波段的紫外光后与废水中的某些成分发生反应，从而促使污染物直接分解。第二项绝技是“间接光解作用”，也就是催化剂或者氧化剂在吸收紫外光辐照后，批量产生羟基自由基“”，再利用自由基的强氧化性对废水中污染物展开攻击，进行间接氧化。

　　一边是直接光解的“化骨绵掌”，一边是间接光解的“隔山打牛”，紫外光催化技术双管齐下，很快就可以让废水中的有机污染物“粉身碎骨”。虽然紫外光催化技术的相关研究已经开展了数十年，并且已经在饮用水杀菌消毒领域得到一定推广，但在工业废水处理领域，由于废水的水质复杂，导致紫外光催化技术在国内外迟迟未能实现广泛应用。

　　为解决这一问题，在中国石化科技部、化工事业部等部门的超前布局下，石科院依托第25研究室快速组建创新研发团队。经过数年不懈探索，科研人员最终通过光源改进、反应器优化及催化剂设计等方式，实现了紫外光催化技术在石化废水处理领域的突破，申请国家发明专利11件，项目获得国家自然基金、中国科协青年人才托举工程及中国石化优秀青年创新基金的支持。

　　石科院紫外光催化高级氧化技术一经面世便广受关注，目前已在中国石化旗下的燕山石化、长岭炼化、安庆石化、宁夏能化等多家企业开展了工业侧线试验，对燕山石化开放水体、长岭炼化焦化废水、安庆石化腈纶废水、宁夏能化高盐水等均见到良好的处理效果。在安庆石化的腈纶纺丝废水处理研究过程中，甚至可以实现处理后污水源头回用，为企业带来直接的经济效益和节水效益，目前正在安庆石化建设40立方米/小时的工业示范装置。

　　如果石化企业不能有效去除石化废水中的污染物，排放后势必会对我国的生态环境造成威胁。为此，国家接连颁布了一系列污染物排放标准，对石化废水的外排水质提出了严格要求。为守护我国的绿水青山，中国石化在严格遵守国家法规的前提下更进一步，针对旗下长江、黄河流域企业提出了《中国石化2021~2023年环保提升方案》，对其向外排放的水质作出了更为严苛的要求。

　　最大难题是行业中现有技术难以满足企业的绿色环保需求。目前，石化废水处理多采用一级物化、二级生化的传统污水处理工艺，采用隔油、气浮、絮凝沉淀、生化处理单元等常规处理流程。但面对成分更加复杂、掣肘因素更多的石化废水，传统工艺已左支右绌。研发更加高效、绿色的石化废水处理技术迫在眉睫。

　　随着我国经济高速发展和工业化加快推进，生态环境保护已成为石化行业发展的核心议题。石化行业的生产特点决定了其必然是产生废水的大户，而石化废水更是让炼化企业头疼的老大难问题，废水处理的三只“拦路虎”让石化废水成了行业污染治理公认的难啃“硬骨头”。

　　缺乏针对性处理手段：石化废水是石油化工工业在生产各类石油产品和有机化工材料过程中产生的废水，含有大量的以烃类及其衍生物为主要成分的有机污染物，采用传统的污水处理方法收效甚微。

　　生化单元处处碰壁：石化废水中含有的多环芳烃、杂环化合物、重金属等污染物还会对石化废水处理过程中的重要环节——生化处理单元产生抑制作用，导致废水处理“光吃药，不见效”。

　　污水量、质变幻莫测：石油化工生产涉及数千种原料、产品及中间产品，导致石化废水中污染物的种类、数量时常发生巨大变化，加之石化行业生产工艺普遍复杂，其中有些工艺过程的废水是连续排放，有些则是间歇排放，再加上装置开工、检修造成的影响，使石化废水量经常在短时间内产生巨大的波动。近些年，我国加工原油劣质化、石油化工生产规模大型化趋势更是加剧了这一现象。

　　微藻是能够进行光合作用的“绿色精灵”，是只有在显微镜下才能看到的微小藻类的合称。据专家估计，地球上存在约30万种微藻，其中被人们发现并记录的约3万种，而得到深入研究与应用的仅有几十种，例如螺旋藻、小球藻、雨生红球藻、栅藻、黄丝藻等。

　　微藻是由阳光驱动、效率极高的“活的化工厂”。在阳光下，这些微小的“绿色精灵”能够利用自身的光合作用以极高的效率“吃掉”生存环境中的无机碳（二氧化碳）与无机氮（氮氧化物、硝酸盐等。