ＰＴＡ企業的循環經濟評價指標體系研究

【摘 要】 本文通過對PTA企業生產工藝流程的物質流特點和物質循環規律的分析研究，提出建立適應PTA企業的循環經濟評價指標體系的設想。

【關鍵詞】 PTA; 循環經濟; 物質流分析; 評價指標體系

一、引言

隨著我國聚酯及滌綸的迅速發展，作為其主要原料的PTA(精對苯二甲酸)的需求量急劇上升，中國成為世界上最大的PTA消費市場，2007年中國PTA產量為550萬噸，消費量超過1 000萬噸，預計到2010年需求量將達到1 700萬噸，中國已經開始建設世界級的大規模PTA生產裝置，PTA產能和產量得到大幅度增長。PTA產業的高速發展，為滿足我國經濟建設，提高人民生活水平作出了突出貢獻，但同時也消耗了大量資源，產生了大量污染物。這種高投入、高消耗、高排放、低效率、資源利用效率低下的狀況，成為制約我國經濟社會發展的突出矛盾。因此，在推進PTA企業可持續發展的進程中，運用科技手段提高資源利用率，把清潔生產、資源綜合利用、生態設計和可持續發展融為一體，轉變企業增長方式，發展循環成為當務之急。

循環經濟的本質，是遵循自然生態系統的物質循環和能量流動規律，重構社會經濟系統，使社會生產活動和諧地納入自然生態的物質循環過程，以達到產品清潔生產、資源循環利用、廢物高效回收的目的。然而，如何去描述、解釋和評價循環經濟發展狀態和程度，科學構建企業適用的循環經濟評價指標體系，是企業發展循環經濟的重要基礎工作。循環經濟評價指標體系是以循環經濟的指導原則為基礎，結合所描述對象的特點，能夠定量評價所描述對象發展過程的指標集合(馮之俊，2004)。一套設計合理、操作性較強的循環經濟評價指標將是企業制定循環經濟發展規劃和加強管理的依據。因此，循環經濟評價指標體系的建立對于發展循環經濟具有重要意義。

目前，國際上通常采用物質流分析(MFA)的方法，建立相應的指標體系評價經濟活動的效率、資源和對環境的壓力等。張楷和周國梅(2005)、劉濱和王蘇亮(2005)、黃和平和畢軍(2006)等中國學者在基于物質流分析的基礎上，對建立循環經濟指標體系進行了廣泛研究。但是，相關研究主要集中在宏觀和中觀領域，對于企業層次的循環經濟評價指標研究還處于起步階段。

近年來，隨著中國石化聚酯業的迅猛發展，能源消耗加劇，PTA企業生產產生的有機廢氣、廢液和固體廢棄物的產生和排放也已經給我國的生態環境及經濟發展帶來了破壞和損失，但我國至今還未頒布PTA行業的能源消耗標準、清潔生產標準，宏觀上也沒有比較系統的區域評價循環經濟發展水平的統計指標體系，這使得建立PTA企業循環經濟評價指標體系缺乏可供借鑒的經驗。

針對上述情況，本課題通過對排名位于中國PTA生產企業前十位的廈門翔鷺石化股份有限公司進行實例研究，提出建立PTA企業循環經濟評價指標體系的設想。

二、PTA企業的生產工藝流程及物質流分析

在PTA企業的生產過程中，不但物理化學變化很重要，而且各種物質和能量的流動及其相互關系也很重要，沒有過量的物質和能量消耗就不會有多余的排放。因此，企業在產品產量和質量一定的條件下，只有盡量少消耗能源和非能源，才能高效和清潔地進行PTA生產。

(一)PTA企業的生產工藝流程

PTA企業生產工藝流程包括氧化工段、純化精制工段、公用工程工段等幾個環節。其主要反應是利用空氣中的氧，于觸媒②存在的情況下，氧化對二甲苯(Para-Xylene，PX)。而觸媒則是包含了鈷鹽、錳鹽、鎳、鉻和金屬溴化物(如溴化鈉，溴酸或溴酸與溴化鈉的混合物)。該反應發生于187～204℃及11～16.5kg/cm2G③。反應后的產品為混雜著副產物的對苯二甲酸，亦即為一般通稱的粗對苯二甲酸(Crude Terehthalic Acid，CTA)。其反應式如下:

粗對苯二甲酸需再經過精制純化程序，以得到高純度的純對苯二甲酸。首先將粗對苯二甲酸以純水溶解，再于鈀觸媒的催化下，通入氫氣，于85kg/cm2G及285℃。部分副產物源自對二甲苯的不完全氧化，此類副產物的主要成份為4-羥基苯甲醛(4-carboxylbenzaldehyde，4-CBA)，含量約為2 000ppm④。在此狀態下，使4-羥基苯甲醛(4-CBA)還原成對甲苯甲酸(P-Toluic Acid)，其反應式如下:

由于對甲苯甲酸可溶于水中，因此于再結晶、分離和干燥時，可將對甲苯甲酸分離，而得到高純度的純對苯二甲酸(PTA)。

隨著油價的不斷上漲，PTA產品的主要原料對二甲苯(PX)價格急劇上漲，PTA生產成本越來越高，控制PTA生產成本成為PTA制造企業的主要目標。發展循環經濟，使得資源利用最大化，控制原輔料消耗，節能降耗，推行清潔生產，最大程度地提高企業的綜合競爭力，這是PTA制造企業目前的迫切需要。

(二)PTA生產過程物質流分析

1.從PTA生產工藝看，PTA生產過程存在三種不同的物質流動

(1)物質流，即醋酸、甲醇、對二甲苯、鈷鹽、錳鹽、鎳、鉻等原輔料的非能源物質的流動;

(2)能量流，從翔鷺石化股份有限公司PTA生產裝置能耗表(表1)可以看出，PTA企業主要能源物質的流動是蒸汽、電、水等;

(3)廢物流，即CO2、高溫N2、含有大量有機酸的廢水、廢PTA粉等污染物的流動。

PTA企業的生產過程中物質流、能量流、廢物流這三種流動貫穿于整個流程，交織在一起，實現PTA企業的循環經濟，即要實現物流、能流、廢物流的循環。

根據物質守恒定律，PTA企業作為一個經濟系統，在一定時期內輸入這個系統的物質量等于同時期該系統的存儲量與輸出該系統的物質量之和。對于這個經濟系統來說，企業生產輸入物質(生產原料)進入該系統，經過一系列生產過程，一部分成為系統內的存儲(產品或循環利用的原輔料)，其余部分輸出物質(廢氣、廢水、廢渣等)到自然環境中去，而整個過程中的輸入量恒等于輸出量與存儲量之和。

通過對PTA企業中物質流動進行定量分析，了解和掌握整個PTA生產過程中物質的流向、流量，并通過對物質流動方向和流量的調控，提高資源的利用效率，達到設定的相關目標，而循環經濟也是強調從源頭上減少資源消耗，有效利用資源，減少污染物排放。

2.基于對PTA企業物質流分析及物質守恒定律，PTA企業發展循環經濟應從以下幾個方面進行管理和調控

(1)減少物質投入總量。在PTA生產過程中，物質投入量的多少直接決定資源的開采量和對生態環境的影響程度。因此，循環經濟強調要在減少物質總投入的情況下實現企業經濟目標。如何在減少物質投入總量的前提下保障PTA企業經濟效益，通過技術和管理手段不斷提高資源利用率和增加資源循環使用量是兩個關鍵。

(2)提高資源利用效率。資源利用效率反映了物質、產品之間的轉化水平，其中生產技術和工藝是提高資源利用效率的核心。通過物質流分析，可以分析和掌握物質投入和產品產出之間的關系，并通過技術、工藝改造和更新，提高物質、產品之間的轉化效率，提高資源利用效率，以盡可能少的物質投入達到預期經濟目標。

(3)增加物質循環量。通過提高廢物流中廢水、高溫N2、廢PTA粉的再利用和再資源化，可以增加物資的循環使用量，延長資源的使用壽命，減少初始資源投入，從而最終減少物質的投入總量。

(4)減少最終廢棄物排放量。實質上，在PTA企業經濟活動中，通過提高資源利用效率，增加物質循環量，不但可以減少物質投入的總量，同時也可以實現減少最終廢棄物排放的目的。因此，在發展循環經濟過程中，生產工藝和技術的進步，可以通過提高資源使用效率、增加物質循環和減少物質總投入，達到減少最終廢棄物排放量的目的。

以上對PTA企業整個物質循環情況進行的MFA分析，可以為PTA企業建立循環經濟指標體系提供理論依據。

三、基于MFA分析建立PTA企業循環經濟評價指標體系

(一)指標選取原則

基于物質流分析建立的PTA企業循環經濟評價指標體系必須可以反映PTA整個生產流程中資源和物質利用情況，反映企業循環經濟的發展水平，緊扣3R原則，科學地將減量化、再利用、資源化從對二甲苯的利用、電耗、物耗到最終廢棄物的排放這樣一個循環經濟的體系用統計指標及統計數據進行客觀、科學的描述。與此同時，建立循環經濟指標體系，要充分考慮我國統計工作的實際情況，要將國家統計局的數據與部門統計數據密切結合起來，充分利用現有部門數據，盡量減少基層統計部門負擔。因此，指標的選取上應遵循以下原則:整體性與層次性(Holism and Hierarchy);科學性與實用性(Scientifics and Practicability);簡明性與可操作性(Simplicity and Maneuverability);規范化與可比性(Standardization and Comparability);效率與效益性(Efficiency and Benefit)(楊華峰和張華玲，2005)。

(二)建立循環經濟評價指標體系

PTA企業發展循環經濟，如何對循環經濟的發展程度進行評價是一個重要內容，這就需要建立科學可行的指標體系。物質流分析為我們分析企業經濟活動的效率、資源和環境的壓力提供了科學的方法。因此，基于物質流分析的循環經濟評價指標體系是評價經濟活動效率和循環經濟發展的重要指標。本指標體系的建立主要是從物質流分析方法出發，考慮企業發展循環經濟的關鍵管理措施，同時兼顧PTA企業未來經濟發展等因素。該指標體系見圖1。

效率指標和物質循環指標是該指標體系中非常重要的兩類指標。效率指標主要反映物質循環中直接物質投入和資源利用兩方面的內容;物質循環指標反映出PTA企業生產流程中投入的物質和使用的資源再循環、再利用程度。這幾類指標越高說明單位PTA產品產生的增加值越高，資源利用效益水平越高，“三廢”處理效果越好，對環境質量影響越小。同時，企業發展循環經濟需要技術和資金支撐，因此，發展指標亦是PTA企業循環經濟評價綜合指標體系的有機組成部分。

四、評價指標的含義和計算方法

(一)效率指標

該指標反映PTA企業生產直接投入的物質消耗和生產過程中資源的利用情況，主要由物質消耗率指標和資源利用率兩類指標構成。

1.物質消耗率。PTA企業生產直接投入的物質主要是對二甲苯、催化劑和醋酸，那么，通過單位產品對二甲苯消耗降低率、單位產品催化劑消耗降低率和單位產品醋酸消耗降低率這三個具體指標可以很清楚地反映出企業生產過程中的物質消耗情況，其比率越高，表明生產單位產品所消耗的物質量越少，即達到了減少物質投入總量的目的。計算公式為:

單位產品對二甲苯消耗降低率=(上一年單位產品對二甲苯消耗量-當期單位產品對二甲苯消耗量)/上一年單位產品對二甲苯消耗量×100%

單位產品催化劑消耗降低率=(上一年單位產品催化劑消耗量-當期單位產品催化劑消耗量)/上一年單位產品催化劑消耗量×100%

單位產品醋酸消耗降低率=(上一年單位產品醋酸消耗量-當期單位產品醋酸消耗量)/上一年單位產品醋酸消耗量

×100%

2.資源利用率。主要反映了貫穿于PTA企業整個生產流程的能量流的利用情況，該項指標的比率越高，表明資源利用效率和經濟收益越好。主要包括PTA產品單位能耗降低率和PTA產品單位水耗降低率指標。計算公式為:

PTA產品單位能耗降低率=(上一年單位產品綜合能耗-當期單位產品綜合能耗)/上一年單位產品綜合能耗×100%

PTA產品單位水耗降低率=(上一年單位產品水耗-當期單位產品水耗)/上一年單位產品水耗×100%

(二)物質循環指標

該指標反映物質的循環使用量，該項指標的比率越高，表明物質的循環使用量增加，則延長了資源的使用壽命，減少了初始資源投入，從而最終減少物質的投入總量。主要包括醋酸溶劑循環率、工業用水重復利用率和催化劑回用率三個具體指標。計算公式為:

工業用水重復利用率=(工業重復用水量/工業用水總量)

×100%

催化劑回用率=(催化劑回用量/催化劑使用總量)×100%

醋酸溶劑循環率=(醋酸溶劑循環量/醋酸溶劑總量)

×100%

(三)污染指標

該指標反映PTA企業生產所產生的廢物流的最終處置情況，主要由以下四組指標構成。

1.萬元工業增加值工業廢物排放強度，指每萬元工業增加值的工業廢物(廢水、二氧化硫、工業固體廢物)排放量。該項指標比率越小，表明經濟增長的同時工業廢物的產生量越少，工業廢物的產生量得到有效控制。計算公式為:

2.萬元工業增加值廢物排放量=工業各種廢物排放量/工業增加值

單位產品二氧化硫排放降低率=(上一年單位產品二氧化硫排放量-當期單位產品二氧化硫排放量)/上一年單位產品二氧化硫排放量×100%

工業廢水排放達標率，指工業廢水排放達標量占工業廢水排放量的比率，工業廢水排放達標率越高，表明對廢水治理的力度加大，環境污染有所減少。計算公式為:

工業廢水排放達標率=(工業廢水排放達標量/工業廢水排放量)×100%

3.固體廢棄物最終處置變動率，指本年固體廢物排放量減去上年排放量的差占上年排放量比率。固體廢棄物最終處置變動率越低，表明工業廢物最終排放量減少和對環境污染程度降低。計算公式為:

固體廢棄物最終處置變動率=((本年排放量-上年排放量)/上年排放量)×100%

(四)發展指標

該指標反映企業的科技創新能力，發展循環經濟的技術支撐能力。主要包括以下幾項具體指標:

1.技術專利、成果數量，指企業每千人擁有的技術專利、成果數量。計算公式為:

技術專利、成果數量=(技術專利、成果總數/企業員工人數)×1 000

2.科技投入占銷售收入比例，指企業科學技術投入資金占企業產品銷售收入的比例。計算公式為:

科技投入占銷售收入比例=(科技投入資金/銷售收入)

×100%

3.技術人員占總員工數量比例，指企業內工程技術人員數量占企業總員工人數的比例。計算公式為:

技術人員占總員工數量比例=(技術人員數量/總員工人數)×100%

4.勞動生產率，指單位員工人數的產出率。計算公式為:

勞動生產率=工業生產總值/總員工人數

五、結束語

用MFA方法分析企業資源投入、廢棄物產生和廢棄物再利用，建立PTA企業循環經濟的評價指標體系，便于政府和公眾準確了解PTA企業的循環經濟發展狀況，從而為相關決策部門制定法規、政策提供決策的依據;同時也可為PTA企業衡量自身的循環經濟發展水平，制定科學的微觀主體發展計劃提供參考。但是，該指標體系的有效運用，要建立在相關數據有可靠來源的基礎上。如何獲得詳細可靠的統計數據數據，以及選取何種評價方法來評價PTA企業的循環經濟發展狀況，有待課題的進一步研究。●

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