2010年環(huán)境影響評價師案例分析實戰(zhàn)培訓講義(31)

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案例三
    浙江華聯三鑫石化有限公司年產45萬tPTA工程
    一、項目建設內容及工程分析
    (一)項目名稱,性質,建設地點、項目組成
    項目名稱:浙江華聯三鑫石化有限公司年產45萬tPTA工程
    項目性質:新建大型石化項目
    建設地點:根據可行性研究報告,本項目工程由工藝生產主裝置、輔助生產設施、公用工程、廠外工程以及行政服務設施組成,具體見表1。
    1.工藝技術方案及生產工藝流程
    (1)基本化學原理:生產工藝由PX氧化和丁A后氧化兩個過程完成的。
    ①PX氧化過程:氧化反應的過程和主要反應式如下:
    但是Px氧化反應不是一步即能完成,而是按下列步驟分步進行:式中k1~k6為各步反應速度常數。兩種反應途徑的定量比例約為10:1。
    考試用書PX在氧化過程中可能發(fā)生非常復雜的副反應,其中最主要的是PX與醋酸溶劑
    在反應系統中將發(fā)生燃燒而生成一氧化碳、二氧化碳和水:
    另外一個主要的副產品是醋酸甲酯,—般生產中配備回收設施。
    ②TA精制過程:PX氧化過程中的中間產物4—羧基苯甲醛(4-CBA)對產品質量影響較大,因為4-CBA常與TA共結晶存在,可影響纖維的成纖性,因此需經后氧化過程把4~CBA進一步氧化成TA(傳統工藝采用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Eastman-Lurgi提供的工藝技術,工藝流程如圖1所示,簡述如下:
    ①氧化及脫水本工序作用是將對二甲苯(Px)在醋酸溶液中氧化成TA,生產單元有催化劑調配、氧化反應和溶劑回收、空氣壓縮及尾氣催化焚燒凈化。
    催化劑調配:醋酸鈷、醋酸錳、HBr和高、低鈷濾液及洗滌醋酸調配成合格的催化劑濃度。
    氧化反應:催化劑溶液和對二甲苯(Px)經靜態(tài)混合后加入氧化反應器,壓縮空氣進入反應器下部分布器,通過鼓泡代替攪拌進行傳質傳熱,氧化反應生成的TA在反應器中析出。醋酸溶劑汽化帶走反應熱并和反應廢氣進入溶劑脫水塔,塔頂物料冷凝后送廠內污水處理系統,不凝尾氣進尾氣處理系統,塔釜物料進離心分離系統處理。
    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,冷凝液回氧化反應器,不凝尾氣部分經干燥壓縮后用于后繼物料風送,其他部分先經膨脹透平回收能量用于驅動空壓機,回收能量后尾氣與風送系統除塵后尾氣混合進入RTO焚燒室,燃燒尾氣再經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器塔底產物中的CTA、催化劑及
    雜質分離,主要生產單元有離心分離、閃蒸、殘渣處理系統等。
    氧化反應器底部物料送臥式壓力離心機分離出濾餅,濾液經閃蒸冷凝,醋酸凝液返回氧化反應器進料,經閃蒸濃縮的高鈷濾液大部分直接進催化劑調配系統,部分送入燭芯過濾系統去除固體殘渣。燭芯過濾濾液蒸發(fā)濃縮,HAC冷凝液回氧化反應系統,而蒸發(fā)殘液再漿后入共沸精餾塔,塔頂分離回收有機物,塔釜產生含催化劑污泥。
    本過程產生的少量尾氣全部接入燭;匕過濾系統排氣洗滌塔處理。
    ③后氧化、結晶、過濾及干燥本工序作用是將CTA濾餅中殘存的4-CBA進一步氧化生成TA,然后進—‘步過濾和干燥得到成品,主要生產單元包括后氧化、結晶、過濾和干燥等。
    后氧化:CTA濾餅用溶劑回收塔送來的HAC進行再打漿,然后和漿料一起送X--個串聯的后氧化反應器。通入HAC蒸汽控制反應溫度,氣體排入溶劑回收裝置脫水塔,氧化后的物料直接進結晶器。
    結晶:后氧化后的漿料進入閃蒸結晶器組,逐級減壓閃蒸出醋酸,冷凝醋酸液返回氧化反應器進料,不凝尾氣送催化燃燒器處理。結晶器出來的漿料進八閃蒸產晶罐進一步閃蒸后送到真空轉鼓過濾機處理。
    過濾:真空轉鼓過濾后濾液接受槽中低鉆濾液以泵送到氧化工序鈷控制調配槽,濕濾餅經醋酸洗滌后送入干燥機,真空系統尾氣冷凝液送氧化反應系統,不凝尾氣送兩段式洗滌塔(下段用HAC洗滌后送氧化反應系統,上段水洗后排放)洗滌后排放。
    干燥:豪豬式千燥機內通蒸汽蒸發(fā)HAC,干燥后的PTA粉末以氣流輸送到PTA班料倉。系統內負壓,干燥過程產生的廢氣并入真空系統處理。
    ④風送、料倉貯存及包裝氣流輸送氣體來自溶劑脫水塔排出的反應尾氣經制冷干燥過濾后分配到各條輸送系統使用。干燥后PTA通過氣流輸送至班料倉、產品料倉、打包料倉或不合格料倉。合格產品可裝槽車或打包外運,不合格品經再漿返回后氧化處理。班料倉和產品料倉產生的含塵尾氣先經過袋濾器除塵,然后全部送RTO燃燒器處理。
    2.污染源分析
    (1)PTA裝置區(qū)
    ①工藝廢氣有關工藝廢氣排放流程說明,詳見流程圖1。
    a.氧化尾氣處理系統堿洗塔排氣氧化(含輸送料尾氣)尾氣處理工藝由空氣壓縮系統和氧化一能量回收系統組成??諝鈮嚎s系統的功能是為了回收能源,而RTO氧化系統的主要目的是去除尾氣中的有機物和溴化物,經焚燒氧化后的尾氣再經過一個文丘里急冷洗滌器和堿洗塔系統以洗去微量的醋酸和溴,再經霧沫分離后排入大氣。由RTO氧化系統處理的廢氣包括溶劑脫水塔未凝尾氣、PTA結晶和閃蒸過程不凝氣、輸送料系統除塵后尾氣等。
    b.PTA過濾、干燥系統洗滌塔排氣PTA過濾系統洗滌塔排氣用于處理PTA真空過濾、干燥系統等產生的不凝尾氣,洗滌塔采用緊湊的兩段式,廢氣先進入洗滌塔下部用醋酸洗滌回收醋酸,然后尾氣進入上部用純水進一步洗滌凈化后排放。
     c.催化劑回收系統洗滌塔排氣催化劑回收系統產生的閃蒸汽數量很少,一般只含醋酸,集中收集后采用洗滌塔凈化排放。
    ②工藝廢水根據專利商Eastman—Lurgi技術資料,PTA生產裝置工藝廢水分含鉆廢水和非含鉆廢水進行收集,具體如下:
    a.含鉆廢水含鉆廢水來自氧化、后氧化、分離、燭芯過濾及催化劑回收、催化劑配置等單元,這部分廢水收集于含鈷廢水池,水質經分析如含鉆量較大則送燭芯過濾系統處理,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不含鈷廢水工藝設計中將包括溶劑脫水塔冷凝排水、RTO了。氧化尾氣處理排水、PTA過濾系統洗滌塔排氣、燭芯過濾系統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。根據調研,Eastman—Lurgi不含鉆廢水又經兩個水池(國外裝置為污水罐)回收,一個水池收集脫水塔氣液分離罐排水,另一個水池收集各類尾氣處理塔排水和零星洗滌排水。Eastman—Lurgi工藝正常情況下無工藝過程及設備洗滌水,只有在開停車時才有非正常設備洗滌廢水產生。
    ⑧工藝廢渣生產過程中要產生副產物以及原料雜質累積,因此必須拉出少部分進行處理以維持平穩(wěn)運行,該殘液擬采用焚燒爐進行焚燒處理,并產生二次焚燒殘渣。
    (2)公用工程及輔助設施
    ①鍋爐及熱媒站擬自建25Uh蒸汽鍋爐3臺和1 250萬大卡熱媒爐3臺,根據規(guī)劃和總量控制要求采用清潔能源,即輕質柴油,設計蒸汽鍋爐年耗油量2.0萬t,熱媒爐年耗油量1.75萬t。根據《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271—2001)規(guī)定的技術政策,輕質柴油燃油鍋爐采用控制燃油含硫量以及鍋爐性能實現達標排放,不考慮煙氣治理。
    ②母液殘渣及污泥焚燒爐洗滌塔廢水燭芯過濾及催化劑回收系統產生的母液處理殘渣和污水處理生化污泥,計劃采用回轉窯式焚燒處理裝置處理,尾氣經堿洗后排放,同時堿洗塔產生廢水。
    ③罐區(qū)廠區(qū)內設置浮頂PX貯罐3個、拱頂HAC貯罐2個,將產生大小呼吸排氣和無組織泄漏,罐清洗產生沖洗污水,屬于非正常排放。
    ④循環(huán)水系統總用水量約14500m3/h,冷卻塔產生的排放廢水3631m’旭o
    ⑤除鹽水系統除鹽水站設計規(guī)模150m3/h,生產中將有反沖和再生廢水產生,水質污染物一般僅為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,預計生活污水量40t/d,擬通過生活污水管道排入廠內污水處理站處理,最后由紹興污水處理廠統一進行處理。
    ⑦地面沖洗水及初期雨水本項目產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廢氣本項目建成后各排氣筒廢氣排放參數、廢氣排放量和組成數據如表2和表3所示。根據分析,本項目大氣污染物排放量匯總如表4所示。
    ②廢水本項目廢水匯總情況見表5,污染物統計匯總見表6。
    ③固體廢物產生量與處理量本項目產生的固廢主要包括燭芯過濾和催化劑回收過程產生的殘渣、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廢氣。非正常排放包括兩方面內容,一是PTA裝置設計了一個安全閥泄壓洗滌罐,將系統中各個安全閥排氣收集集中處理:二是系統開停車時需使用氮氣吹掃,廢氣量2875m3/h。有關非正常廢氣排放情況見表9。
    ②廢水PTA生產過程中為氣液固三相操作,物料均為含固量高的漿液,生產過程中設備和管道容易堵塞,停車檢修過程需采用堿液和清水沖洗,產生大量高濃度TA廢水,具體情況見表10。罐區(qū)儲罐4~5年需作一次清洗,清洗廢水量約為儲罐容量的1%~3%,大致估計清罐廢水量約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),轉化率≥99.5%,產品收率保證值≥98.3%。PX投入一產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,大部分通過母液溶劑及含鉆廢水循環(huán)系統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濾和催化劑回收系統焚燒殘渣中,少量溶于廢水,又有一部分被生化污泥吸附,而其余部分則隨進管污水外排。
    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)境敏感問題與保護目標
    (一)功能區(qū)劃
     (1)水環(huán)境功能區(qū)劃評價區(qū)曹娥江段主要為III類水質功能區(qū)(上浦閘一東江閘下游),在紹興市污水處理廠污水排放口(也就是本項目所在地附近)附近有一小塊 Ⅳ類水區(qū)域,白紅旗閘起長約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規(guī)劃屬于工業(yè)發(fā)展區(qū),為Ⅳ類水質工業(yè)用水區(qū)。
    (2)環(huán)境空氣功能區(qū)劃本項目所在地屬二類環(huán)境空氣質量功能區(qū)。
    (3)聲環(huán)境功能區(qū)劃評價區(qū)域現未劃分聲環(huán)境功能,現狀參照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)。