【文章內容簡介】 天)圖 4 2 水 量 平 衡 圖5 4 . 1 m3/ d生 活 用 水1 . 8 m3/ d地 面 沖 洗 水3 m3/ d污 水 處 理 站1 . 4 m3/ d3 m3/ d4 . 4 m3/ d沉 淀 槽達 標 排 放達 標 排 放0 . 4 m3/ d 供電 本項目年用電量為 432020kw，由 綏芬河市宏宇人造板 有限公司 變電站 提供，達到企業(yè)用電符合。車間內配備采用集中控制。電器部分的設計和安裝應嚴格按甲類防爆區(qū)域的要求進行。動力設備應選防爆電機或采取隔離措施。照明選用防爆燈，所有設備包括廠房必須有靜電和接地裝 置。 消防 消防設計應按“建筑設計規(guī)范 GB16－ 87”、“建筑物滅火器配置設計規(guī)范 GBJ140－90”中有關要求進行消防給水設計。配備足夠的滅火器，廠房周圍留有足夠的防火通道，做到暢通無阻。按照《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》（ GB5016092），罐區(qū)應設置固定式消防冷卻水系統(tǒng)或固定式水炮和移動式消防冷卻水系統(tǒng)。根據罐區(qū)出現最大事故，即 2個 甲醛 貯罐 和 1個甲醇貯罐 同時發(fā)生火災， 消防用水的延續(xù)時間按 4小時 計 ，本項目 最大消防用水 量為 565m3，因此廠區(qū)內應設置 570m3的事故儲池。 主要設備 主要生產裝置及規(guī)模見表 43： 表 43 主要生產裝置及規(guī)模 序號 設備名稱 規(guī) 格 、 型號 數量 材質 /備注 一、甲醛裝置非標加工設備 1 一、二塔分布器 Φ 1500、Φ 1300 不銹鋼，按圖加工 二、電氣控制及儀表裝置 1 熱水變頻器 2 電控柜 2臺 空開、接觸器、啟動器等 3 儀表柜 1套 傳感器、變送器、儀表等 4 操作臺 1臺 監(jiān)視器、給定調節(jié)單元 5 風機變頻器 8093G390kw 三、風機與泵 1 羅茨風機 1臺 2 風機消音器 3個 3 一塔循環(huán)泵 FB1002 2臺 4 二塔循環(huán)泵 FB802 2臺 5 熱水循環(huán)泵 IS806512 2臺 四、主要工藝設備 1 氧化器 Φ 1500 5200 1臺 加保溫 2 蒸發(fā)器 Φ 2020 4500 1臺 加保溫 3 第一吸收塔 Φ 1600 13500 1臺 4 第二吸收塔 Φ 1400 13000 1臺 5 吸收塔 1臺 6 過熱器 Φ 800 2080 1臺 加保溫 7 蒸汽過濾器 Φ 760 1800 1臺 不銹鋼 8 汽包 Φ 1200 2200 1臺 加保溫 9 阻火過濾器 Φ 1400 2020 1臺 加保溫 10 分汽缸 Φ 273 1600 1臺 加保溫 11 空氣過濾器 Φ 1530 1200 1臺 12 空氣緩沖罐 Φ 1400 2200 1臺 13 甲醇過濾器 2臺 不銹鋼 14 熱水槽罐 Φ 1530 2400 1臺 加保溫 15 冷水槽罐 Φ 1530 2400 1臺 16 火炬系統(tǒng) 1臺 五、鍋爐主要設備 1 蒸汽鍋爐 () 1臺 2t/h p=, 2 鍋爐給水泵 1/2GC5 4 2臺 3 鍋爐引風機 1臺 4 尾氣水封罐及尾氣噴射器 Φ 1000 1800 1臺 六、儲存設備設施 1 甲醇儲罐 Φ 8000 8000 1臺 400m3 2 甲醛儲罐 Φ 8000 8000 2臺 400m3有防腐 3 甲醛裝車鶴管 1臺 4 甲醇高位槽 Φ 760 2400 1臺 5 甲醇計量儲罐 Φ 3000 4800 1臺 6 成品裝車泵 EX型 FB6525 2臺 7 甲醇卸車泵 EX型 FB6525 2臺 8 甲醇上料泵 EX型 FB2520 2臺 生產工藝 甲醛的生產方法及工藝路線比較 甲醛幾乎都是采用甲醇空氣氧化制取。按所用催化劑類型，分為兩類。 鐵、鉬催化劑法： 用 Fe2O MoO3作催化劑，還常加入鉻和鈷的氧化物作助催劑，甲醇與過量空氣混合，經凈化、預熱，在 320～ 380℃溫度下反應生成甲醛。 銀催化劑法： 用銀絲網或鋪成薄層的銀粒為催化劑，控制甲醇過量，反應溫度約為 600～ 720℃。 甲醛的工藝路線比較： （ 1）采用鐵鉬催化劑法工藝路線的甲醛裝置生產能力較大， 甲醇轉化率較高于銀法，可達 95％～ 99％，甲醇單耗低，不需蒸餾裝置，可生產高濃度甲醛，甲醛成品中含醇量低，催化劑使用壽命長，但是鐵鉬法生產一次投資大，電耗高。 （ 2）銀法工藝簡單，投資省，調節(jié)能力強，產品中甲酸含量少，尾氣中含氫，可以燃燒，但是甲醇的轉化率低，單耗高，催化劑壽命短，對甲醇純度要求高，甲醛成品中甲醇含量高，只能生產的 低 濃度甲醛。 目前國內甲醛行業(yè)都是采用銀法工藝路線生產 37％的濃度甲醛，不生產高濃度甲醛。 根據 本項目 的投資額及生產 產品為 37％的甲醛溶液，因此采用銀法工藝較適合。 甲醛 生產工藝 本工程主要是以甲醇為原料 ，首先 以 一定配比的甲醇和空氣、水蒸汽經過過熱器、過濾器進入氧化器，在催化劑作用下 使甲醇脫氫成醛。甲醛氣體和水蒸汽經冷卻、冷凝由吸收塔吸收，制成濃度為 37％的甲醛溶液成品。 基本化學反應式可表示為： 主反應： ① CH3OH＋ 1/2O2 CH2O＋ H2O +② CH3OH CH2O＋ H2 － 副反應： ① CH3OH＋ 3/2O2 CO2＋ 2H2O +② CH3OH＋ O2 CO＋ 2H2O +③ CH3OH＋ H2 CH4＋ 2H2O +（ 1）首先原料罐中甲醇經過過濾器過濾后泵入高位槽，再從高位槽自流入蒸發(fā)器，進入蒸發(fā)器中的甲醇和從熱水槽來的熱水在加熱段換熱，溫度提升至 42～ 48℃。 （ 2）甲醇蒸汽、風機送入的空氣、鍋爐來的蒸汽（ ）混合后進入過熱器，在過熱器內經蒸汽加熱至 120℃左右后經過濾器、進入氧化反應室 （氧化器） ，反應室 經電打火加熱至 300℃的熱點位置（該放電過程持續(xù)幾十秒，不足一分鐘），由于 主 反應 屬于 強烈放熱 反應 ，控制氧化室溫度在 600℃左右，進入氧化室甲醇氣體在銀 觸媒 催化作用下發(fā)生甲醇氧化脫氫反應生成甲醛氣體。 （ 3） 產生的 高溫甲醛氣體在氧化器換熱段處與熱水槽泵入的低溫水換熱后溫度降至 60～ 80℃ 后 ，進入第一吸收塔。甲醛蒸汽自下而上進入吸收塔，系統(tǒng)水從吸收塔自上而下噴淋而下，與甲醛氣體在填料層混合，甲醛氣溶于水形成甲醛液體從塔底排出，多余的未溶解的甲醛氣體進入第二吸收塔與系統(tǒng)水混合后生成稀甲醛液體，第二吸收塔塔底稀甲醛 液體返回第一吸收塔繼續(xù)溶入甲醛氣體，反復循環(huán)達到要求濃度后，從第一吸收塔塔底排入甲醛中間貯罐，再泵入甲醛罐待運。 （ 4）第二吸收塔稀甲醛先泵入冷卻器，降溫后再進入第一吸收塔。冷卻器冷卻水為地下水，冷卻器排出冷卻水經涼水塔降溫后，再回至冷卻器，反復循環(huán)使用。 （ 5）第二吸收塔 頂部 未被吸收的氣體稱為尾氣 1030～ 1414m3/h。尾氣中氫氣占19％、氮氣占 76％、 CO 占 ％、 CO2占 ％、 CH3OH占 ％、 CH4占 ％。尾氣返回鍋爐 作為燃料使用 ，尾氣完全燃燒后排入大氣中。 （ 6）在氧化器中，脫 氫氧化反應放熱使夾套層的冷卻水生成的水蒸汽，此部分生成的水蒸汽進入高位鍋爐氣包，輸送至過熱器，不足部份可由鍋爐 蒸汽 補充。 蒸發(fā)器底部排出的低溫水進入熱水槽，再用泵泵入氧化器底部用以冷卻甲醛氣體，產生的高溫水靠壓力輸送至蒸發(fā)器，作為加熱甲醇液體用水，產生的低溫水再返回熱水槽進入氧化器，如此反復循環(huán)。 甲醛生產工藝流程圖見圖 43，設備高程布置圖見圖 44。 從物料平衡圖及理論計算可以得出，約有 甲醇轉化為甲醛，約有 甲醇以無組織的形式揮發(fā)到大氣當中，約有 300t 甲醇進入到產品當中，約有 甲醇參加了副反應，組成了尾氣的主要成份。 工程污染分析 廢水排放情況 本項目無工藝廢水排放，廢水主要來自循環(huán)冷卻排污水、生活污水、離子交換床再生排水、車間地面沖洗 廢 水、 蒸發(fā)器 殘 液。具體情況見表 44。 表 44 本建項目廢水排放一覽表 廢水來源 廢水名稱 廢水量 污染物 處理前 m3/d m3/a mg/L t/a 離子 交換床 沖洗水 （ w1） 1(每 7～ 10天 ) 28～ 40 COD 132① BOD5 30① SS 247① 冷卻器 循環(huán)冷卻排污水 （ w w3） 9436 COD 40 BOD5 10 SS 50 生活污水 生活污水 392 COD 300 BOD5 110 SS 200 氨氮 60 車間 地面沖洗 廢 水 840 COD 1000 甲醛 100 注： w w w3 為生產工藝流程中廢水排污節(jié)點；①數 據引用《牡丹江愛河化工廠 1 萬 t/a 甲醛項目環(huán)境影響評價報告書》； ①生活污水、地面沖洗廢水混合后水中含有少量甲醇、甲醛，該物質會影響河水水質，必須采取有效的處理方法。 ② 離子交換床沖洗水（ W1）：反沖洗水中的主要污染物為 SS，其它污染物濃度較低。 ③ 循環(huán)冷卻排污水（ W W3）：由表 44 可知，其污染物濃度較低，可達到一級排放標準。 廢氣排放情況 （ 1）工藝廢氣 甲醛生產工藝廢氣主要來自第二吸收塔處排放的尾氣，主要含有 H CO、 CO CHN CH3OH 等，通過理論計算及對牡丹江愛河化 工廠類比得到其產生量為 1030～ 1414m3/h，6912020～ 9504000m3/a。 其中 氫氣占 19％、 ～ ； CO 占 ％、 ～； CO2占 ％、 ～ ； CH4占 ％、 ～ ； N2占 76％、～ ； CH3OH 占 ％、 ～ 。 因尾氣中含有可燃氣體和甲醇，不可以直接排入大氣中，又因為尾氣中的 H CO、 CH4的含量很大，又屬于可燃性氣體，因此必須加以 利用。 在氧化室中由于達到反應熱點位置，采用電打火方式，同時也使空氣當中的 N2在電弧的作用下生產 NO2，但是該電打火過程持續(xù)的時間只有幾十秒，而且是在每次開車時用到。因此電火花產生的 NO2氣體量甚小，不會影響產品的質量，同時對大氣環(huán)境的影響甚微。 （ 2）鍋爐煙氣 生產用汽及冬季車間、辦公取暖由 1 臺 Ⅱ型 2t鍋爐提供，燃料為生產工藝尾氣，只是在初次開工和因換銀觸媒，重新點爐時需燃煤，每年點爐十次每次燃煤1 小時，燃煤量 1t/次， 10t/a。污染物排放濃度為煙塵 1800 mg/m ； SO2為453mg/m 。鍋爐現已經安裝完畢，處于運行階段，無除塵設備，煙氣經由 20m鋼制煙囪排入大氣。 （ 3）貯罐蒸汽： ① 甲醇貯罐 甲醇貯罐的類型尺寸如下： 表 45 甲醇貯罐規(guī)格指標 直徑（ m） 體積（ m3） 高度（ m） 類型 數量 400m3 固定頂罐 1 綏芬河市金聚經貿有限責任公司甲醇貯罐罐頂加裝一個呼吸閥，由于綏芬河市金聚經貿有限責任公司 對甲醇的揮發(fā)損失量沒作統(tǒng)計，以下為估算 綏芬河市金聚經貿有限責任公司 甲醇的年損失量。罐內年平均溫度為 25℃，此時 甲醇的飽和蒸氣壓為 16932Pa，認為罐內甲醇蒸氣達到飽和狀態(tài)。甲醇的年周轉量為 7050 噸，合計，按以下公式估算甲醇的損失。 （ 1）小呼吸排放量 CPB KCFTHDPPML ????????????? ?? 10 12 ＝……… 式 4－ 1 式中： BL —— 固定頂罐的呼吸排放量（ kg/a）； M —— 儲罐內蒸氣的分子量； P —— 在大量液 體狀態(tài)下，真實的蒸氣壓力（ Pa）； D ——罐的直徑（ m）； H ——平均蒸氣空間高度（ m）； T? ——一天之內的平均溫度差（℃）； PF ——涂層因子（無量綱），根據油漆狀況取值在 1～ 之間； C ——用于小直徑罐的調節(jié)因子（無量綱）；直徑在 0～ 9m 之間的罐體 ，C =(D 9)2；罐徑大于 9m 的 C =1； CK ——產品因子（石油原油 CK 取 ，其他的有機液體取 ）。 （ 2） 大呼吸排放 大呼吸排放是由于人為的裝料與卸料而產生的損失。因裝料的結果， 罐內壓力超過釋放壓力時，蒸氣從罐內壓出；而卸料損失發(fā)生于液面的排出，空氣被抽入罐體內，因空氣變成有機蒸氣飽和的氣體而膨脹，因而超過蒸氣空間容納的能力。 C7101 KKPML NW ?????? ?………………… 式 4－ 2 式中： WL —— 固定頂罐的工作損失（ kg/m3投入量） NK ——周轉因子（無量綱），取值按年周轉次數（ K ）確定。 K ≤ 36，NK =1； 36K ≤ 220， ?? KK N＝ ； K 220， NK =。 由此可得到 甲醇BL ＝ 170kg/a， 甲