2010年環(huán)境影響評(píng)價(jià)師案例分析實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)講義(31)

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案例三
    浙江華聯(lián)三鑫石化有限公司年產(chǎn)45萬(wàn)tPTA工程
    一、項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及工程分析
    (一)項(xiàng)目名稱,性質(zhì),建設(shè)地點(diǎn)、項(xiàng)目組成
    項(xiàng)目名稱:浙江華聯(lián)三鑫石化有限公司年產(chǎn)45萬(wàn)tPTA工程
    項(xiàng)目性質(zhì):新建大型石化項(xiàng)目
    建設(shè)地點(diǎn):根據(jù)可行性研究報(bào)告,本項(xiàng)目工程由工藝生產(chǎn)主裝置、輔助生產(chǎn)設(shè)施、公用工程、廠外工程以及行政服務(wù)設(shè)施組成,具體見表1。
    1.工藝技術(shù)方案及生產(chǎn)工藝流程
    (1)基本化學(xué)原理:生產(chǎn)工藝由PX氧化和丁A后氧化兩個(gè)過(guò)程完成的。
    ①PX氧化過(guò)程:氧化反應(yīng)的過(guò)程和主要反應(yīng)式如下:
    但是Px氧化反應(yīng)不是一步即能完成,而是按下列步驟分步進(jìn)行:式中k1~k6為各步反應(yīng)速度常數(shù)。兩種反應(yīng)途徑的定量比例約為10:1。
    考試用書PX在氧化過(guò)程中可能發(fā)生非常復(fù)雜的副反應(yīng),其中最主要的是PX與醋酸溶劑
    在反應(yīng)系統(tǒng)中將發(fā)生燃燒而生成一氧化碳、二氧化碳和水:
    另外一個(gè)主要的副產(chǎn)品是醋酸甲酯,—般生產(chǎn)中配備回收設(shè)施。
    ②TA精制過(guò)程:PX氧化過(guò)程中的中間產(chǎn)物4—羧基苯甲醛(4-CBA)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較大,因?yàn)?-CBA常與TA共結(jié)晶存在,可影響纖維的成纖性,因此需經(jīng)后氧化過(guò)程把4~CBA進(jìn)一步氧化成TA(傳統(tǒng)工藝采用4-CBA加氫還原后去除)。
    (2)工藝流程分析采用兩步氧化法,根據(jù)Eastman-Lurgi提供的工藝技術(shù),工藝流程如圖1所示,簡(jiǎn)述如下:
    ①氧化及脫水本工序作用是將對(duì)二甲苯(Px)在醋酸溶液中氧化成TA,生產(chǎn)單元有催化劑調(diào)配、氧化反應(yīng)和溶劑回收、空氣壓縮及尾氣催化焚燒凈化。
    催化劑調(diào)配:醋酸鈷、醋酸錳、HBr和高、低鈷濾液及洗滌醋酸調(diào)配成合格的催化劑濃度。
    氧化反應(yīng):催化劑溶液和對(duì)二甲苯(Px)經(jīng)靜態(tài)混合后加入氧化反應(yīng)器,壓縮空氣進(jìn)入反應(yīng)器下部分布器,通過(guò)鼓泡代替攪拌進(jìn)行傳質(zhì)傳熱,氧化反應(yīng)生成的TA在反應(yīng)器中析出。醋酸溶劑汽化帶走反應(yīng)熱并和反應(yīng)廢氣進(jìn)入溶劑脫水塔,塔頂物料冷凝后送廠內(nèi)污水處理系統(tǒng),不凝尾氣進(jìn)尾氣處理系統(tǒng),塔釜物料進(jìn)離心分離系統(tǒng)處理。
    空氣壓縮及尾氣焚燒凈化:脫水塔頂部蒸汽冷凝后氣水分離,冷凝液回氧化反應(yīng)器,不凝尾氣部分經(jīng)干燥壓縮后用于后繼物料風(fēng)送,其他部分先經(jīng)膨脹透平回收能量用于驅(qū)動(dòng)空壓機(jī),回收能量后尾氣與風(fēng)送系統(tǒng)除塵后尾氣混合進(jìn)入RTO焚燒室,燃燒尾氣再經(jīng)文丘里急冷器和堿洗塔堿洗后排入大氣。
    ②離心分離及洗滌本工序作用是將氧化反應(yīng)器塔底產(chǎn)物中的CTA、催化劑及
    雜質(zhì)分離,主要生產(chǎn)單元有離心分離、閃蒸、殘?jiān)幚硐到y(tǒng)等。
    氧化反應(yīng)器底部物料送臥式壓力離心機(jī)分離出濾餅,濾液經(jīng)閃蒸冷凝,醋酸凝液返回氧化反應(yīng)器進(jìn)料,經(jīng)閃蒸濃縮的高鈷濾液大部分直接進(jìn)催化劑調(diào)配系統(tǒng),部分送入燭芯過(guò)濾系統(tǒng)去除固體殘?jiān)?。燭芯過(guò)濾濾液蒸發(fā)濃縮,HAC冷凝液回氧化反應(yīng)系統(tǒng),而蒸發(fā)殘液再漿后入共沸精餾塔,塔頂分離回收有機(jī)物,塔釜產(chǎn)生含催化劑污泥。
    本過(guò)程產(chǎn)生的少量尾氣全部接入燭;匕過(guò)濾系統(tǒng)排氣洗滌塔處理。
    ③后氧化、結(jié)晶、過(guò)濾及干燥本工序作用是將CTA濾餅中殘存的4-CBA進(jìn)一步氧化生成TA,然后進(jìn)—‘步過(guò)濾和干燥得到成品,主要生產(chǎn)單元包括后氧化、結(jié)晶、過(guò)濾和干燥等。
    后氧化:CTA濾餅用溶劑回收塔送來(lái)的HAC進(jìn)行再打漿,然后和漿料一起送X--個(gè)串聯(lián)的后氧化反應(yīng)器。通入HAC蒸汽控制反應(yīng)溫度,氣體排入溶劑回收裝置脫水塔,氧化后的物料直接進(jìn)結(jié)晶器。
    結(jié)晶:后氧化后的漿料進(jìn)入閃蒸結(jié)晶器組,逐級(jí)減壓閃蒸出醋酸,冷凝醋酸液返回氧化反應(yīng)器進(jìn)料,不凝尾氣送催化燃燒器處理。結(jié)晶器出來(lái)的漿料進(jìn)八閃蒸產(chǎn)晶罐進(jìn)一步閃蒸后送到真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)處理。
    過(guò)濾:真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾后濾液接受槽中低鉆濾液以泵送到氧化工序鈷控制調(diào)配槽,濕濾餅經(jīng)醋酸洗滌后送入干燥機(jī),真空系統(tǒng)尾氣冷凝液送氧化反應(yīng)系統(tǒng),不凝尾氣送兩段式洗滌塔(下段用HAC洗滌后送氧化反應(yīng)系統(tǒng),上段水洗后排放)洗滌后排放。
    干燥:豪豬式千燥機(jī)內(nèi)通蒸汽蒸發(fā)HAC,干燥后的PTA粉末以氣流輸送到PTA班料倉(cāng)。系統(tǒng)內(nèi)負(fù)壓,干燥過(guò)程產(chǎn)生的廢氣并入真空系統(tǒng)處理。
    ④風(fēng)送、料倉(cāng)貯存及包裝氣流輸送氣體來(lái)自溶劑脫水塔排出的反應(yīng)尾氣經(jīng)制冷干燥過(guò)濾后分配到各條輸送系統(tǒng)使用。干燥后PTA通過(guò)氣流輸送至班料倉(cāng)、產(chǎn)品料倉(cāng)、打包料倉(cāng)或不合格料倉(cāng)。合格產(chǎn)品可裝槽車或打包外運(yùn),不合格品經(jīng)再漿返回后氧化處理。班料倉(cāng)和產(chǎn)品料倉(cāng)產(chǎn)生的含塵尾氣先經(jīng)過(guò)袋濾器除塵,然后全部送RTO燃燒器處理。
    2.污染源分析
    (1)PTA裝置區(qū)
    ①工藝廢氣有關(guān)工藝廢氣排放流程說(shuō)明,詳見流程圖1。
    a.氧化尾氣處理系統(tǒng)堿洗塔排氣氧化(含輸送料尾氣)尾氣處理工藝由空氣壓縮系統(tǒng)和氧化一能量回收系統(tǒng)組成。空氣壓縮系統(tǒng)的功能是為了回收能源,而RTO氧化系統(tǒng)的主要目的是去除尾氣中的有機(jī)物和溴化物,經(jīng)焚燒氧化后的尾氣再經(jīng)過(guò)一個(gè)文丘里急冷洗滌器和堿洗塔系統(tǒng)以洗去微量的醋酸和溴,再經(jīng)霧沫分離后排入大氣。由RTO氧化系統(tǒng)處理的廢氣包括溶劑脫水塔未凝尾氣、PTA結(jié)晶和閃蒸過(guò)程不凝氣、輸送料系統(tǒng)除塵后尾氣等。
    b.PTA過(guò)濾、干燥系統(tǒng)洗滌塔排氣PTA過(guò)濾系統(tǒng)洗滌塔排氣用于處理PTA真空過(guò)濾、干燥系統(tǒng)等產(chǎn)生的不凝尾氣,洗滌塔采用緊湊的兩段式,廢氣先進(jìn)入洗滌塔下部用醋酸洗滌回收醋酸,然后尾氣進(jìn)入上部用純水進(jìn)一步洗滌凈化后排放。
     c.催化劑回收系統(tǒng)洗滌塔排氣催化劑回收系統(tǒng)產(chǎn)生的閃蒸汽數(shù)量很少,一般只含醋酸,集中收集后采用洗滌塔凈化排放。
    ②工藝廢水根據(jù)專利商Eastman—Lurgi技術(shù)資料,PTA生產(chǎn)裝置工藝廢水分含鉆廢水和非含鉆廢水進(jìn)行收集,具體如下:
    a.含鉆廢水含鉆廢水來(lái)自氧化、后氧化、分離、燭芯過(guò)濾及催化劑回收、催化劑配置等單元,這部分廢水收集于含鈷廢水池,水質(zhì)經(jīng)分析如含鉆量較大則送燭芯過(guò)濾系統(tǒng)處理,一般情況下送低鈷母液罐,最終送催化劑配置單元回收利用。因此含鈷廢水不排放。
    b不含鈷廢水工藝設(shè)計(jì)中將包括溶劑脫水塔冷凝排水、RTO了。氧化尾氣處理排水、PTA過(guò)濾系統(tǒng)洗滌塔排氣、燭芯過(guò)濾系統(tǒng)排氣洗滌塔廢水以及該工段的清洗水等廢水收集于不含鉆廢水池。根據(jù)調(diào)研,Eastman—Lurgi不含鉆廢水又經(jīng)兩個(gè)水池(國(guó)外裝置為污水罐)回收,一個(gè)水池收集脫水塔氣液分離罐排水,另一個(gè)水池收集各類尾氣處理塔排水和零星洗滌排水。Eastman—Lurgi工藝正常情況下無(wú)工藝過(guò)程及設(shè)備洗滌水,只有在開停車時(shí)才有非正常設(shè)備洗滌廢水產(chǎn)生。
    ⑧工藝廢渣生產(chǎn)過(guò)程中要產(chǎn)生副產(chǎn)物以及原料雜質(zhì)累積,因此必須拉出少部分進(jìn)行處理以維持平穩(wěn)運(yùn)行,該殘液擬采用焚燒爐進(jìn)行焚燒處理,并產(chǎn)生二次焚燒殘?jiān)?BR>    (2)公用工程及輔助設(shè)施
    ①鍋爐及熱媒站擬自建25Uh蒸汽鍋爐3臺(tái)和1 250萬(wàn)大卡熱媒爐3臺(tái),根據(jù)規(guī)劃和總量控制要求采用清潔能源,即輕質(zhì)柴油,設(shè)計(jì)蒸汽鍋爐年耗油量2.0萬(wàn)t,熱媒爐年耗油量1.75萬(wàn)t。根據(jù)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 13271—2001)規(guī)定的技術(shù)政策,輕質(zhì)柴油燃油鍋爐采用控制燃油含硫量以及鍋爐性能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,不考慮煙氣治理。
    ②母液殘?jiān)拔勰喾贌隣t洗滌塔廢水燭芯過(guò)濾及催化劑回收系統(tǒng)產(chǎn)生的母液處理殘?jiān)臀鬯幚砩勰?,?jì)劃采用回轉(zhuǎn)窯式焚燒處理裝置處理,尾氣經(jīng)堿洗后排放,同時(shí)堿洗塔產(chǎn)生廢水。
    ③罐區(qū)廠區(qū)內(nèi)設(shè)置浮頂PX貯罐3個(gè)、拱頂HAC貯罐2個(gè),將產(chǎn)生大小呼吸排氣和無(wú)組織泄漏,罐清洗產(chǎn)生沖洗污水,屬于非正常排放。
    ④循環(huán)水系統(tǒng)總用水量約14500m3/h,冷卻塔產(chǎn)生的排放廢水3631m’旭o
    ⑤除鹽水系統(tǒng)除鹽水站設(shè)計(jì)規(guī)模150m3/h,生產(chǎn)中將有反沖和再生廢水產(chǎn)生,水質(zhì)污染物一般僅為pH和懸浮物,中和沉淀后可作為假定凈水排放。
    ⑥生活污水一期工程總定員208人,預(yù)計(jì)生活污水量40t/d,擬通過(guò)生活污水管道排入廠內(nèi)污水處理站處理,最后由紹興污水處理廠統(tǒng)一進(jìn)行處理。
    ⑦地面沖洗水及初期雨水本項(xiàng)目產(chǎn)生的地面沖洗水及初期雨水帶有一定的污染物,須納入廠區(qū)污水預(yù)處理站處理后再排入開發(fā)區(qū)污水處理廠處理。
    3.污染源排污狀況匯總分析
    (1)正常排放污染源排污狀況(圖2)
    ①?gòu)U氣本項(xiàng)目建成后各排氣筒廢氣排放參數(shù)、廢氣排放量和組成數(shù)據(jù)如表2和表3所示。根據(jù)分析,本項(xiàng)目大氣污染物排放量匯總?cè)绫?所示。
    ②廢水本項(xiàng)目廢水匯總情況見表5,污染物統(tǒng)計(jì)匯總見表6。
    ③固體廢物產(chǎn)生量與處理量本項(xiàng)目產(chǎn)生的固廢主要包括燭芯過(guò)濾和催化劑回收過(guò)程產(chǎn)生的殘?jiān)?、污水站生化污泥、廢丁TA/PTA和生活垃圾等,具體情況見表7。焚燒后產(chǎn)生二次廢渣,二次廢渣的基本情況如表8所示。
    (2)非正常排放污染源排污狀況
    ①?gòu)U氣。非正常排放包括兩方面內(nèi)容,一是PTA裝置設(shè)計(jì)了一個(gè)安全閥泄壓洗滌罐,將系統(tǒng)中各個(gè)安全閥排氣收集集中處理:二是系統(tǒng)開停車時(shí)需使用氮?dú)獯祾?,廢氣量2875m3/h。有關(guān)非正常廢氣排放情況見表9。
    ②廢水PTA生產(chǎn)過(guò)程中為氣液固三相操作,物料均為含固量高的漿液,生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備和管道容易堵塞,停車檢修過(guò)程需采用堿液和清水沖洗,產(chǎn)生大量高濃度TA廢水,具體情況見表10。罐區(qū)儲(chǔ)罐4~5年需作一次清洗,清洗廢水量約為儲(chǔ)罐容量的1%~3%,大致估計(jì)清罐廢水量約200U次,廢水CODc約1 500mg/L。
     (2)裝置總物料消耗平衡(表11)
     (3)對(duì)二甲苯(PX)物料平衡主要原料PX公稱規(guī)模消耗定額為646.75kg/t(折純),轉(zhuǎn)化率≥99.5%,產(chǎn)品收率保證值≥98.3%。PX投入一產(chǎn)出一流失平衡情況如表12所示。
     (4)鈷(Co)平衡(圖4)鉆以醋酸鹽的形態(tài)溶解于醋酸溶劑,大部分通過(guò)母液溶劑及含鉆廢水循環(huán)系統(tǒng)返回氧化配料單元重新利用,總循環(huán)率大于98%,其他部分殘留于燭芯過(guò)濾和催化劑回收系統(tǒng)焚燒殘?jiān)校倭咳苡趶U水,又有一部分被生化污泥吸附,而其余部分則隨進(jìn)管污水外排。
    5.錳(Hn)平衡
     錳(Mn)的情況與鉆基本相似,但消耗較少,流失分布列于圖5。
    二。功能區(qū)劃、環(huán)境狀況、環(huán)境敏感問(wèn)題與保護(hù)目標(biāo)
    (一)功能區(qū)劃
     (1)水環(huán)境功能區(qū)劃評(píng)價(jià)區(qū)曹娥江段主要為III類水質(zhì)功能區(qū)(上浦閘一東江閘下游),在紹興市污水處理廠污水排放口(也就是本項(xiàng)目所在地附近)附近有一小塊 Ⅳ類水區(qū)域,白紅旗閘起長(zhǎng)約2.5km,其上游(紅旗閘斷面)距污水處理廠排放口約1km,下游斷面距排放口約1.5km。紹興縣北部海涂河網(wǎng)規(guī)劃屬于工業(yè)發(fā)展區(qū),為Ⅳ類水質(zhì)工業(yè)用水區(qū)。
    (2)環(huán)境空氣功能區(qū)劃本項(xiàng)目所在地屬二類環(huán)境空氣質(zhì)量功能區(qū)。
    (3)聲環(huán)境功能區(qū)劃評(píng)價(jià)區(qū)域現(xiàn)未劃分聲環(huán)境功能,現(xiàn)狀參照1類功能區(qū),而考慮到所在區(qū)域已規(guī)劃為三類工業(yè)用地,今后屬于3類聲功能區(qū)。