t化工厂35万ta球型掺混树脂项目建设可行性研究报告.docx
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t化工厂35万ta球型掺混树脂项目建设可行性研究报告
前言
T化工厂为满足市场需求,拟投资7600万元人民币进行新型系列PVC产品开发,建设球型树脂、掺混树脂等PVC新型号树脂3.5万t/a,从而使该厂PVC聚合能力由6.5万t/a提高到10万t/a。
根据国务院令第253号[1998]《建设项目环境保护条例》的有关规定和环境行政主管部门的要求,本工程项目需进行环境影响评价,编制环境影响报告书,为此T化工厂委托T市环境保护科学研究院承担本工程项目的环评工作,编制环境影响报告书。
评价单位编制人员在现场踏勘和初步资料分析的基础上,完成了本项目环境影响评价工作大纲的编制工作,现提出T化工厂新增3.5万t/a球型、掺混树脂项目环境影响评价工作大纲,呈报环境保护行政主管部门审批。
1.编制依据
1.1国务院令第253号(1998)《建设项目环境保护管理条理》
1.2T市人民政府令第28号(2000)《T市建设项目环境保护管理办法》
1.3T市经委津经科[2001]2号“关于下达《2001年T市企业技术创新项目计划》的通知”
1.4T化工厂提供的有关技术资料
1.5T化工厂委托T市环境保护科学研究院进行本项目环境影响评价工作的委托书
2.工程概况
2.1项目概况
2.1.1项目名称
T化工厂3.5万t/a球型、掺混树脂项目
2.1.2建设单位
T化工厂
2.1.3建设性质
改扩建
2.1.4主要工程内容
1)建新型聚合装置及后处理工序装置;
2)新建一套VCM单体储存输送装置;
3)公用工程,冷却循环系统增加500m3/h冷却塔4台、水泵及真空泵等;
4)在污水处理场新增200m3污水池1座;
5)包装车间,新增10万t/a全自动包装码垛机一套。
2.1.5项目总投资:
7568.10万元
2.1.6建设规模及产品方案
(1)本项目设计规模为新增3.5×104t/a悬浮法PVC聚合能力,技改项目完成后,该厂悬浮法PVC总聚合生产能力由现有的6.5×104t/a增至10×104t/a。
(2)产品方案:
掺混树脂2.0万t/a;球型树脂1.5万t/a。
2.1.7职工人数
本项目新增职工74人,总定员727人。
2.1.8年操作时间:
8000小时。
2.1.9建设地点及厂区平面布置
在T化工厂厂区内建设,厂区平面布置见附图。
2.2现有装置概况
2.2.1现有相关装置生产能力
T化工厂现有PVC生产规模8.5万t/a,以电石法生产VCM单体。
其中悬浮法PVC生产能力6.5万t/a,糊树脂生产能力2.0万t/a。
在本次技改中,为逐步淘汰电石法聚氯乙烯工艺路线,拟建装置不再采用电石法工艺路线,而是利用T港距该企业较近的优势,外购VCM单体,引进一套新型聚合装置,配套增加汽提、离心干燥、包装等后处理工序和VCM储运装置,使悬浮法PVC聚合生产能力增加3.5万t/a,使总聚合能力达到10万t/a。
2.2.2现有生产工艺描述
现有生产工艺为电石法聚氯乙烯工艺路线,原料以电石法生产,采用悬浮法生产PVC树脂。
其生产过程由电石法生产单体氯乙烯(VCM)、聚合、汽提、脱水干燥、包装等部分组成。
同时还包括原料、辅料供给系统,VCM回收系统,及环保治理系统等。
(1)氯乙烯(VCM)单体制备:
电石制乙炔与氯化氢合成法。
工艺概述如下:
电石经破碎入乙炔发生器,加水进行反应,生成的乙炔气经洗涤、冷却、压缩后再用配制的次氯酸钠脱除其中的硫磷等杂质。
经碱洗后的湿乙炔气,经砂封与来自氯化氢合成的干燥氯化氢气体按一定比例进入混合器中混合。
混合后气体进入石墨冷却器用-35℃的盐水进行冷冻脱水,经酸雾过滤器除掉气体夹带酸。
经预热入装有氯化汞触媒的列管式转化器进行反应。
转化后生成的氯乙烯气体脱汞送入泡沫脱酸塔,加水洗去气体中氯化氢气,再入碱洗塔加氢氧化钠溶液洗去气体中残余的氯化氢后,或与聚合回来的未反应的氯乙烯一起进入气柜,或经机前冷却器冷却至10℃以下脱水进压缩机加压至5.0×105—6.0×105Pa入机后冷却器,使其中所含水冷凝。
再经冷凝器,气体便冷凝为粗氯乙烯液体,送入低沸塔蒸出粗氯乙烯液体中的乙炔等低沸点物,冷凝器没冷凝的气体经尾气冷凝器后再回收后放空。
塔釜液体再入高沸点蒸馏塔蒸出氯乙烯气体,经分离和成品冷凝器冷凝成为液体氯乙烯入单体贮槽,供聚合使用。
电石法生产VCM单体工艺过程有含VCM精馏尾气的排放、含汞废水的排放及大量电石渣和汞触媒的产生,对环境危害比较严重。
(2)PVC聚合:
聚合生产为分批作业方式,首先向聚合反应釜中加入水、引发剂、分散剂、加热到预定温度后加入VCM,在搅拌条件下进行聚合反应,控制反应时间和反应温度,至达到设定终止条件时加入抑制剂,使反应终止,反应生成物称为浆料,转入下道工序,并放空聚合反应釜,用水清洗反应釜后在密闭条件下进行涂壁操作,然后重新投料生产。
反应后的PVC浆料由聚合釜送至浆料槽,再由汽提塔加料泵送至汽提工序。
蒸汽总管来的蒸汽经蒸汽过滤后,对浆料中的VCM进行汽提,VCM随气提汽从浆料中带出。
气提汽冷凝后,经含氧分析,合格后排入气柜或去聚合工序回收压缩机,含氧不合格时排空。
冷凝水送至聚合工序废水汽提塔。
其生产流程请见图2-2-1。
气提后的浆料进入脱水干燥系统,以离心方式对物料进行甩干,离心处理后的湿PVC树脂与热空气充分混合后进入旋风干燥器内进行干燥。
干燥后物料再经筛分处理后用压缩空气送入成品料仓。
其下部有包装机进行包装。
包装后成品入库。
VCM回收系统工艺流程见图2-2-2。
┌─→VCM回收
VCM┌─┐│┌─┐┌─┐
────→┤│││离││成│
水│聚│┌┴┐││││
────→┤││气││心││品│
引发剂│├→┤├→│├→┤│
────→┤││提││干││包│
分散剂│合│└─┘││││
────→┤││燥││装│
└─┘└─┘└─┘
图2-2-1PVC生产流程示意框图
聚合釜排气┌─┐┌─┐┌─┐
─────→┤││水│││
混合槽排气│气│压缩机││气│液│
─────→┤├──→┤分├→┤├→────→
气提汽│柜││││化│(N2、VCM)
─────→┤││离│││
└─┘└┬┘└┬┘
││液
↓↓
┌┴┐VCM贮槽
│水│
└─┘
再气提
图2-2-2VCM回收系统工艺流程图
生产系统中,含VCM的气体均送入气柜暂存贮,气柜的气体经泵送入水分离器,分出液相和气相,液相为水,内含有VCM再送到气提器。
气相为VCM和氮气进入液化器,经加压冷凝使VCM液化,液相VCM送VCM原料贮槽,不液化的气体外排。
2.2.3主要原料、物料的消耗
1)原料消耗
原料原设计消耗定额见表2-2-1。
2-2-1原料原设计消耗定额一览表
序号
名称
单耗kg/t-PVC
年耗t
来源
1
VCM
1024
87044
电石法制备
2
引发剂
3.137
54.913
外购
3
分散剂
0.765
49.103
外购
2)配套工程消耗
配套工程消耗定额见表2-2-2。
2.2.4污染排放概况
污染流程请见图2-2-3。
2-2-2配套工程原设计消耗定额一览表
序号
名称
单耗(单位)/t-PVC
来源
1
水
34.22(m3)
自备
2
电
358.73(kwh)
自备
3
蒸汽
1.23(t)
自备
4
软化水
3.016(m3)
自备
电石法制备VCMPVC聚合冷凝、压缩
S1W2
G5W5S4W1VCM回收系统G1
G3
G2汽提离心干燥
W3S2L1
S3气密仓
经料斗直接包装
图2-2-3污染流程图
1)废气排放源
G1:
工艺过程所有含VCM的尾气经过回收处理后的最终排放点,气体成分为N2和微量VCM;
G2:
汽提塔塔顶尾气。
汽提塔尾气自塔顶排出后进入冷凝冷却器,将所含大部分水蒸气冷却,不凝气体经在线分析仪检测,其中含氧≤3%时直排气柜,含氧>3%时排空,排空时通过25m高排气筒排放,气体成分为N2和微量VCM;
G3:
干燥系统排气,经过旋风除尘和布袋除尘二级回收后排放的尾气,含污染物为PVC微粒及微量VCM,通过8个高度20m的排气筒排放;
G5:
电石法生产VCM单体工艺过程中产生的VCM精馏尾气,所含主要污染物为VCM,经由22m高排气筒排放。
2)废水排放源
W1:
聚合反应后,对反应釜的清洗水,含PVC微粒;
W2:
VCM回收系统排水,含VCM;
W3:
离心脱水系统排水,为浆料甩干脱出水,含微量PVC及微量VCM;
W5:
电石法生产VCM单体工艺过程产生的废水,具体产生部位主要有生产乙炔时乙炔发生器排出的电石渣废水、汞触媒更换时产生的含汞废水。
3)固体废物排放源
S1:
聚合釜冲釜水中的沉淀物,成分为PVC;
S2:
甩干脱出水中的沉淀物,成分为PVC;
S3:
成品筛选的不合格产品,成分为PVC;
S4:
电石法生产VCM单体过程中产生的固体废物,主要有废汞触媒和电石渣等。
2.2.5电石法制备VCM单体工艺污染排放概况
1)主要废气排放:
废气排放主要为氯乙烯精馏尾气。
氯乙烯精馏尾气自下而上经过列管式活性炭吸附装置吸附后排空。
活性炭吸附饱和后进行加温解析,同时将尾气切换至另一台吸附器继续进行吸附。
解析时蒸汽通过列管间接加温活性炭吸附层,使氯乙烯气体解析出来,解析出来的氯乙烯经水封回收至气柜。
解析完成后,往列管中通入凉水使活性炭吸附层降温后备用。
两台吸附器交替进行吸附、解析过程。
以99年T化工厂安环处数据计,该废气排放量为360万m3/a,VCM排放浓度10%(V/V)左右,VCM排放总量约为800t/a。
2)主要废水排放:
废水排放包括电石渣上清液及含汞废水。
电石渣上清液:
电石水解制备乙炔副产电石渣浆经浓缩后上部清液(废水),年产生量约160万吨,其中一半循环回用参与电石水解反应,另一半外排至总厂中和池用于中和酸性废水。
其回用流程为:
电石水解副产物电石渣浆(含水约92%),经管道输送至水泥分厂浓缩池进行浓缩处理;浓缩后上清液通过管道溢流至场内废水澄清池,再经逐级溢流澄清后返回至乙炔发生器回用;浓缩池底部泥浆用泥浆泵打入料浆库用作水泥生产的原料。
含汞废水:
汞触媒更换时,将产生气体吸收水,该废水年产生量约1万吨,经处理后回用,不外排。
处理工艺流程如下:
含汞废水汇集到污水池后加入10%明矾溶液助沉24小时;沉降后的上清液用泵打入高位槽,然后依次溢流通过锯末过滤器和活性炭过滤器进行吸附处理;处理后废水汞浓度降至0.05mg/L以下,并重新进入抽触媒系统循环使用,因而根治了含汞废水外排对周围环境的影响;锯末和活性炭定期更换,并与沉降下来的含汞污泥一起送到贵州汞矿进行回收处理。
3)主要固体废物:
主要固体废物包括:
电石渣及废汞触媒。
电石渣:
为电石水解制备乙炔副产固体废物,年产生量约13万吨(干基)。
少部份外售作民用建材,其余全部用于水泥生产中代替石灰石作原料。
废汞触媒:
年产生量约120吨,全部由贵州丹寨回收处理。
2.3技改项目工程分析
2.3.1生产工艺
该项目中以外购单体氯乙烯(VCM)为原料,采用悬浮法生产PVC树脂,其生产过程由聚合、汽提、脱水干燥、包装等部分组成。
同时还包括原料、辅料供给系统,VCM回收系统,及环保治理系统等,请见图2-2-1。
由于电石法生产VCM单体工艺过程废物产生量大,有毒物质浓度高,对环境危害比较严重,故新项目以外购单体氯乙烯(VCM)代替电石法制备的单体氯乙烯(VCM)。
T化工厂拟逐步淘汰电石法制备VCM单体,现有8.5万t/aPVC生产也将最终全部采用外购单体氯乙烯(VCM)。
在淘汰电石法制备VCM单体工艺以前,必须加强管理,将电石法制备VCM单体工艺所带来的环境危害减至最低。
技改工程实现后,其生产流程中以外购VCM单体替代老项目中电石法制备的VCM单体,其从聚合开始的工艺流程与现有装置相同,请参阅2.2节内容。
1)本技改工程为新建一套聚合装置,配套增加汽提、离心干燥、包装等后处理工序及VCM储运装置,其它公用工程利用现有资源。
本技改工程以外购VCM单体替代电石法制备的VCM单体,生产流程不变,在聚合工序新增2台70m3聚合釜、1台70m3储料槽,使悬浮法聚合能力提高到10×104t/a。
2)为适应产量增加的需要,同时进行的其他技改措施有:
a.新增φ1300汽提塔一台。
b.在VCM回收系统增设2台压缩机与压缩系统并联使用。
c.新增1套脱水干燥器,使其生产能力满足10×104t/a悬浮法PVC生产的需要。
d.在VCM储运中新增2000m3球罐2台、压缩机3台、输送泵2台。
e.成品包装更新1条10×104t/a全自动包装码垛生产线。
f.冷却循环系统增500m3/h冷却塔4台及循环泵6台、真空泵2台。
g.污水处理场新增200m3污水池1座、污水泵1台。
h.本次技改中,“以新带老”同时将对电石法制备VCM单体产生的精馏尾气进行处理回收改造。
关于现有电石法制备VCM单体产生的精馏尾气回收处理设施的介绍见2.2.5章节中的内容,本项目中具体改造过程如下:
电石法制备VCM单体产生的精馏尾气经调节阀泄压后至上而下经过容积式活性炭吸附装置吸附处理后排空;排空前设有调节阀,用来调节吸附器的工作压力;吸附器内部设有盘管,吸附时盘管内通入-35℃盐水,以便及时移去反应过程中产生的热量,保证低温吸附;吸附饱和后进行蒸汽解析,同时将尾气切换至另一台吸附器继续进行吸附;解析时蒸汽至下而上通过吸附器活性炭层,解析出来的氯乙烯经水封回收至气柜;解析完成后,用鼓风机将自加热器出来的热风至上而下经过吸附器对活性炭进行干燥处理;待活性炭干燥后,再通冷风进行降温,最后用氮气置换合格后备用。
三台吸附器交替切换运行。
该改造将大幅降低精馏尾气中的VCM排放量。
2)本次技改项目VCM单体采用外购方式。
外购的VCM单体运抵T大沽化工厂专用化学品码头后,由本项目专购的VCM单体运输罐车经彩虹大桥运至T化工厂本项目VCM储罐区。
2.3.2主要原料、物料的消耗
1)原料原设计消耗
原料原设计消耗定额见表2-3-1。
2)配套工程消耗
配套工程消耗定额见表2-3-2。
2.3.3污染排放
由于新项目采用外购VCM单体,故污染流程与污染排放情况中电石法制备VCM单体的部分被消除,其余部分与现有装置相同,请参阅2.2节相关内容。
对新项目可能引起污染排放的变化做如下分析:
污染流程请见图2-3-1。
表2-3-1原料原设计消耗定额一览表
序号
名称
单耗kg/t-PVC
年耗t
来源
1
VCM
1024
35525
外购
2
引发剂
1.622
58.2
外购
3
分散剂
0.958
33.5
外购
4
化学品
1.56
54.6
外购
表2-3-2配套工程原设计消耗定额一览表
序号
名称
单耗(单位)/t-PVC
来源
1
水
18.2
老厂挖潜解决
2
电
719(kwh)
老厂挖潜解决
3
蒸汽
1.3(t)
老厂挖潜解决
4
N2
6.45(m3)
老厂挖潜解决
5
空气
10.75(m3)
老厂挖潜解决
6
软化水
5(m3)
老厂挖潜解决
VCM
VCM储运PVC聚合冷凝、压缩
S1W2
W4W1VCM回收系统G1
G3
G2汽提离心干燥
W3S2L1
S3G4气密仓
包装料仓
图2-3-1污染流程图
1)废气排放源
G1:
回收VCM系统排放的尾气:
含VCM的工艺各环节上产生的尾气,均送VCM气柜,然后经加压冷凝回收系统回收VCM,为适应增产后,需回收气体量的增加,新增加2套压缩机,使回收系统的整体能力适应增产的需要。
由于整个处理工艺没有变化,又对处理能力进行了增补,故技改完成最终排放的尾气,不会发生显著变化;
G2:
新增一套汽提系统,当不凝气体含氧>3%时,由新增的1个高度为25m的排气筒排放。
由于产量的增加,污染物排放浓度将有所增加;
G3:
新增一套干燥系统,干燥尾气由3个高度为20m的排气筒排放。
由于产量的增加,污染物排放浓度将有所增加;
G4:
为成品料仓的排气。
老系统成品经料斗直接包装,无排气筒;本项目料仓排气经布袋除尘器除尘后排放。
VCM的面源除去由于电石法制备VCM单体产生氯乙烯排放外,与现有设施状况相同。
2)废水排放源
工艺排放源与现有聚合工艺开始的工艺排放源相同,但在废水的排放量上将有所增加。
3)固体废物排放源
技改工程的固体废物排放源与现有聚合工艺开始的工艺排放源的相同,排放量将有所增加。
2.4技改项目污染物排放情况
技改项目主要增加2台70m3聚合釜,其他配套工程做相应增补。
除新增料仓排气经布袋除尘器除尘后排放外,不新增其它污染排放点,但排放源强将发生变化,见表2-4-1到2-4-4,具体变化量在报告书中论证确定。
2.5本项目新增环境问题
本次技改项目由于采用外购VCM单体,故在VCM单体的运输、贮存过程中将有一定的环境风险。
表2-4-1新项目完成后PVC-废气点源变化情况
编
号
废气名称
排放设备
气量m3/h
污染物及
其浓度(待测)
现有
计改
G1
VCM回收尾气
吸收塔
200
见注1
VCM
可能略增
G2
汽提尾气
汽提塔
12
175(见注2)
VCM
TSP
可能略增
G3
干燥尾气
离心干燥
48480
30000(见注3)
VCM
TSP
可能略增
G4
料仓尾气*
成品料仓袋式过滤器
——
175
TSP
可能略增
G5
电石法VCM精馏尾气
老项目中VCM精馏尾气活性炭吸附装置
100
——
Hg、VCM
大幅减少
注1:
采用原有回收系统,原有排气筒8个,本项目中新增3个。
注2:
新增汽提系统一套,排气量增加到175m3/h。
注3:
新增干燥系统一套,排气量增加30000m3/h。
表2-4-2本项目实施后VCM面源排放参数变化情况
项目
面源产生部位
面积m2
方式
排放率kg/h
现有
生产区及原料罐区
29048
连续
83.35
计改
除电石法生产区域其他基本不变
21040
不变
24.15
表2-4-3计改项目废水排放变化情况
编
号
名称
排放点
排放
方式
排放量
m3/h
污染因子
浓度(待测)
去向
(现有、计改)
现有
计改
现有
计改
W1
洗釜水
聚合
间断
5
增加
SS
COD
VCM
不变
回收用于
乙炔水洗
W2
VCM回收排水
气提
连续
0.8
增加
VCMl
不变
厂废水池
W3
离心脱水
干燥
连续
30
增加
SS
COD
不变
厂废水池
W5
化验及清理
车间
间断
0.9
增加
SS
COD
不变
厂废水池
W7
生活废水
生活区
间断
4
不变
SS
BOD
COD
不变
厂废水池
W8
杂用水
各点
间断
2
增加
SS
BOD
COD
不变
厂雨水排放系统
表2-4-4计改项目固体废物的产生量与处置变化情况
编号
名称
数量t/mon
成份
处置方法
现有
计改
S1
聚合冲洗与清釜物
30
增加
PVC
可回收出售
S2
干燥沉淀与清理物
2
增加
PVC
可回收出售
S3
包装筛分与废料
3
增加
PVC
可回收出售
S4
废包装材料
2
增加
铁桶、塑料桶
可回收出售
合计
37
增加
回收利用率%
95
2.6淘汰老工艺“电石法”的时间规划
在“T市国民经济和社会发展第十个五年计划和2015年长期规划基本思路”中,T市将在2015年以前逐步淘汰和转移一批落后工艺和设备,其中包括电石法生产聚氯乙烯的工艺。
故T化工厂将在2015年以前逐步淘汰电石法生产聚氯乙烯的落后工艺,以满足T市国民经济和社会发展第十个五年计划和2015年长期规划。
3建设地区概况
3.1地理位置
拟建项目地处T化工厂厂区内。
本项目中聚合、汽提、离心干燥、包装、循环水及变配电等装置拟建在现有8.5万吨PVC/年生产装置附近,即在老厂区内三号路、四号路两侧分区布置;VCM球型储罐装置拟建在老厂区东北角报废苯储罐区内。
项目总占地面积为2.104万m2。
T化工厂位于T市H区南部。
西南距T市区60km,距T滨海机场50km,西与蓟运河相邻,距津山线3.5km。
东南距T经济技术开发区、T港保税区10km,距T港15km。
东于H盐场盐田相邻,距渤海湾10km。
南距T化学工业开发区1.5km,环氧氯丙烷分厂与化工开发区相邻。
北与H市区相邻,距205国道10km。
具体位置及方位见附图。
3.2自然环境概况
3.2.1地质、地貌
该项目所处地区地势低平,以不足万分之一的坡度向渤海湾倾斜,大部分地区海拔高度不足2.5m。
特大高潮时,海水会淹没海挡,直逼本区,故土壤含盐量大,不宜农作物生长。
H区地处新华夏构造体系第二沉降带华北沉降区北部,黄骅拗陷的北端,沧县隆起的东侧。
海河断裂与沧东断裂在本区交汇,次级构造错综复杂,其上有深厚的松散沉积物覆盖层。
由于新构造运动,河道变迁、海浸、海退,造成滨海一带复杂的地层结构。
本区第四系沉积为一套以陆相为主的海陆交互沉积。
岩性以亚粘土为主,夹粉细砂、砂土和粘土。
按沉积岩相可分为海相、滨海三角州相和陆相。
本区土壤是在上述第四系沉积物上发育而成,名为“滨海盐化浅草甸土”,颗粒粘重密实,土粒充分分散,高潮可达地区常有海贝壳遗体堆积。
3.2.2气候特征
该项目拟建地区属暖带滨海半湿润大陆性季节气候。
特点是:
四季分明,春季多风少雨,夏季湿热多雨,秋季天高气爽,冬季干冷少雪。
根据H区气象站近年气象资料:
年平均气压1048.4hPa
年平均温度11.7℃
年平均相对湿度65%
年平均降水量588.2mm
全年主导风向SSE、NW
年平均风速4.2m/s
3.2.3水环境概况
流经H区的主干流为蓟运河。
H区地下水开采量较大,所开采的地下水大部分用于化工行业的生产及生活用水。
H区地势低平,排水不畅,地下水补给来源较多,地
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