溶劑回收提升 降低環境衝擊

CTCI中鼎集團智能事業群新鼎公司為國內智能化解決方案的領導廠商，長期關注煉油、石化產業發展。因應工廠於生產過程中，時常會遇到製程、能源、品質、安全等相關問題，本文特別以新鼎執行的某特化廠廢溶劑回收為例，分享新鼎如何透過虛擬工廠及製程優化的核心技術，為客戶提供最適化解決方案及優化製程，以解決業主遭遇之問題。此製程優化所產生減廢之效益，不僅有助於改善工廠端的製程生產，更能發揮永續發展效益，落實企業社會責任。

溶劑回收：降低環境危害 節省生產成本

於本標的特化廠中，該廠以批次製程生產紫外線吸收劑、光安定劑。於前段製程會添加揮發性有機溶劑，於後段製程則會藉由乾燥系統將殘留在粉體中的有機溶劑蒸發，再透過冷凝系統將有機溶劑氣體進行冷凝並回收，進而達到溶劑回收再利用之目的。後段製程溶劑回收示意圖，如下圖所示。

溶劑回收示意圖

本案中，由於製程操作條件及設備情況（例如：設備老舊、密封度不足）等因素，導致部分有機溶劑會逸散至環境中，進而影響有機溶劑的回收量。新鼎團隊針對本案，以製程模擬軟體建立虛擬工廠，分析製程中可能遇到的瓶頸，從而提供最適化解決方案，包含製程模擬優化及執行現場整改工程。實施後有效將溶劑回收率由17%提升至80%，大幅降低揮發性有機溶劑排放對環境的危害，並透過溶劑回收量的提升，減少前段製程的補充溶劑採購量，以促進經濟與降低環境污染的雙贏。

虛擬工廠：尋找製程瓶頸 達到綠色生產

針對本案虛擬工廠的建立，新鼎專案團隊執行流程，包含：資料及數據收集、物性及數據分析、虛擬工廠建立、可行性評估、提供解決方案、實施改善計畫等，在與業主通力合作下，最終獲得優化效益，如下圖所示。

虛擬工廠執行流程與步驟

1.資料及數據收集
收集工廠製程既有設計資料（design data），包括：製程流程圖（PFD）、製程管道及儀表流程圖（P&ID）、設備規格圖、儀表規格表以及製程歷史數據（process historical data）等，並進行既有製程操作狀況討論與現場勘查。

2.物性及數據分析
基於上述資訊，對不同製程操作條件下各主要物質進行物性、熱力學等驗證，並輔以歷史操作數據進行特徵探索及分析。

3.虛擬工廠之建立
利用客戶提供的工廠資料（plant data），包含各類設計文件圖表及現場操作歷史數據，以製程模擬軟體來建立虛擬工廠，範圍可從單一設備至完整製程區段。在本廢溶劑案中，即利用客戶所提供資料，以後段有機溶劑回收之製程區段，建立虛擬工廠，示意圖如下。

虛擬工廠示意圖

4.可行性評估
結合虛擬工廠及製程知識，透過模擬結果分析製程中可能的瓶頸，並評估後續解決方案。以本案為例，經由模擬結果，找出溶劑回收的瓶頸，主因為溶劑蒸氣冷凝系統效果不佳，導致回收效率低。

5.提供解決方案
可行性評估完成後，依據工廠現況提供最適化解決方案。由於本案涉及既有製程產線整改，因業主係搭配市場需求量安排生產排程，施工期不宜太長、施工範圍不宜浩大。新鼎專案團隊在考量現場整改成本及符合業主生產排程需求等綜合因素後，擬定最佳改善方案，對冷凝系統進行改善。

6.實施改善計畫
以最佳解決方案實施改善計畫，並進行管路整改、操作條件調整等。在進行管路整改，仍保留既有操作模式，以利後續批次製程的產線產品變更；而在不同有機溶劑的狀態下，冷凝系統不需較大的負荷量時，可調整回原先模式，使操作保有彈性。

7.獲得優化效益
完成本案整改後，有機溶劑回收率自17%提升至80%以上，大幅降低有機溶劑的揮發或逸散，有效減少環境衝擊，並節省前端製程補充溶劑採購量。

結論

中鼎集團新鼎公司透過虛擬工廠及製程優化的核心技術，協助客戶解決製程上的瓶頸，提供最適化解決方案，並依客戶不同需求執行整改工程，以達成減碳低廢的生產目標，為地球永續做出貢獻，善盡企業社會責任。