簡答題 石油化工項目（20分） 某石化廠將原有3.9萬t/a的丁基橡膠生產(chǎn)能力擴(kuò)大為4.5萬t/a，對現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行改造。生產(chǎn)單元在乙烯、丙烯和氯甲烷壓縮機(jī)不動的前提下，增加1臺聚合釜及其配套設(shè)施。尾氣處理單元配套建設(shè)1套氯甲烷處理設(shè)施。改擴(kuò)建工程的主要原料為異丁烯和異戊二烯，年運(yùn)行時間為8000h。丁基橡膠是在很低的溫度（-100℃）下操作和半連續(xù)生產(chǎn)條件下由異丁烯和異戊二烯聚合得到，催化劑為無水三氯化鋁的氯甲烷溶液，生成的含丁基橡膠粒的聚合液進(jìn)入脫氣釜，經(jīng)汽提分離、脫水后，擠壓膨脹干燥、壓塊、包裝出廠。 改擴(kuò)建前后的物料平衡和公用工程如表3和表4所示。 【問題】 1.完成表3中的合計量（入方與出方的合計量相同）與出方的無組織排放量。 2.從聚合單元的脫氣釜出來的未反應(yīng)的單體和氯甲烷蒸汽經(jīng)分離、干燥，再進(jìn)入氯甲烷精餾塔。在回收過程中，氯甲烷精餾廢氣及干燥劑再生時產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入與改擴(kuò)建配套的尾氣處理的熱氧化裝置／急冷塔／洗滌塔處理系統(tǒng)，采用直接燃燒法進(jìn)行處理。氯甲烷去除率為99.9%。改擴(kuò)建前后氯甲烷的產(chǎn)生量分別為654.83t/a和792.34t/a，改擴(kuò)建前不加處理直排大氣，改擴(kuò)建后采用直接燃燒法進(jìn)行處理，試計算改擴(kuò)建前后排入大氣的氯甲烷量及氯甲烷減少率。 3.氯甲烷回收單元有3個氯甲烷干燥塔，干燥塔的再生每30h一個周期，每個周期分4個工況，依次為再生初期、再生中期、再生末期、穩(wěn)定階段，操作時間分別為1.5h、6h、8.5h、14h。改擴(kuò)建前后熱氧化器尾氣的排放如表5所示。試計算改擴(kuò)建后各工況下氯甲烷和非甲烷總烴的濃度（以mg/m計）。 4.熱氧化裝置／急冷塔／洗滌塔處理系統(tǒng)是一種不帶蓄熱裝置的熱氧化器，將氯甲烷在近1000℃的高溫下進(jìn)行氧化反應(yīng)，氯甲烷被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水蒸氣和氯化氫，分解產(chǎn)物經(jīng)冷卻和堿洗后，通過冷火炬系統(tǒng)排入大氣，可將廢氣中的氯甲烷和氯化氫去除99.9%。由于焚燒廢氣中存在鹵素氯，則焚燒過程中可能存在什么樣的二次污染物？在此燃燒條件下產(chǎn)生這種污染物的可能性大嗎？為什么？為避免二�逵⒌漠a(chǎn)生，應(yīng)注意些什么？ 5.在表3的出方中，有哪些危險廢物？應(yīng)如何處置？ 6.根據(jù)表3和表4的數(shù)據(jù)，計算改造前后能耗變化情況（清潔生產(chǎn)水平），完成表6。

參考答案：

石油化工項目 【參考答案】 1.完成表3中的合計量（入方與出方的合計量相同）與出方的無組織排放量。 根據(jù)表2中給出的數(shù)據(jù)，現(xiàn)分別計算改造前、后入方原輔料的合計量，然后減去改造前、后出方7種物料的量，即得到無組織排放量（表7）。改造前后物料總量分別為45548.72t/a和52701.6t/a。 改造前后無組織排放量分別為179.36t/a和218.4t/a。 2.從聚合單元的脫氣釜出來的未反應(yīng)的單體和氯甲烷蒸汽經(jīng)分離、干燥，再進(jìn)入氯甲烷精餾塔。在回收過程中，氯甲烷精餾廢氣及干燥劑再生時產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入與改擴(kuò)建配套的尾氣處理的熱氧化裝置／急冷塔／洗滌塔處理系統(tǒng)，采用直接燃燒法進(jìn)行處理。氯甲烷去除率為99.9%。改擴(kuò)建前后氯甲烷的產(chǎn)生量分別為654.83t/a和792.34t/a，改擴(kuò)建前不加處理直排大氣，改擴(kuò)建后采用直接燃燒法進(jìn)行處理，試計算改擴(kuò)建前后排入大氣的氯甲烷量及氯甲烷減少率。 改擴(kuò)建前后氯甲烷的產(chǎn)生量分別為654.83t/a和792.34t/a，改擴(kuò)建前不加處理直排大氣，改擴(kuò)建后采用直接燃燒法進(jìn)行處理，處理率為99.9%。 則改擴(kuò)建后氯甲烷排放量為792.34×（1-99.9%）=0.79t/a 改擴(kuò)建后比改擴(kuò)建前減少654.83-0.79=654.04t/a 減少率=654.04/654.83×100%=99.88% 3.氯甲烷回收單元有3個氯甲烷干燥塔，干燥塔的再生每30h-個周期，每個周期分4個工況，依次為再生初期、再生中期、再生末期、穩(wěn)定階段，操作時間分別為1.5h、6h、8.5h、14h。改擴(kuò)建前后熱氧化器尾氣的排放如表5所示。試計算改擴(kuò)建后各工況下氯甲烷和非甲烷總烴的濃度（以mg/m計）。如表8所示。 4.熱氧化裝置，急冷塔，洗滌塔處理系統(tǒng)是一種不帶蓄熱裝置的熱氧化器，將氯甲烷在近1000℃的高溫下進(jìn)行氧化反應(yīng)，氯甲烷被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水蒸氣和氯化氫，分解產(chǎn)物經(jīng)冷卻和堿洗后，通過冷火炬系統(tǒng)排入大氣，可將廢氣中的氯甲烷和氯化氫去除99.9%。由于焚燒廢氣中存在鹵素氯，則焚燒過程中可能存在什么樣的二次污染物？在此燃燒條件下產(chǎn)生這種污染物的可能性大嗎？為什么？為避免二�逵⒌漠a(chǎn)生，應(yīng)注意些什么？ 由于焚燒廢氣中存在鹵素氯，應(yīng)考慮焚燒過程中存在二�逵⒌目赡�，因為含鹵素氯的化合物在焚燒時會形成二�逵�，但產(chǎn)生二�逵⒌倪m宜溫度為200～450℃，本項目廢氣處理裝置的燃燒溫度近1000℃，因此燃燒過程中產(chǎn)生二�逵⒌目赡苄圆淮�。必須注意的是，當(dāng)開始升溫或急劇冷卻時，要求時間盡可能短（本項目從600℃降至200℃所需時間約為0.5s）。 5.在表3的出方中，有哪些危險廢物？應(yīng)如何處置？ 在表3的出方中，廢膠液和廢膠粒是危險廢物，屬于HW06有機(jī)溶劑類危險廢物，應(yīng)交由具有資質(zhì)的危險廢物處理單位進(jìn)行處理，并簽訂協(xié)議，附在環(huán)評報告書后。 6.根據(jù)表3和表4的數(shù)據(jù)，計算改造前后能耗變化情況（清潔生產(chǎn)水平），完成表6。如表9所示。 【考點(diǎn)分析】 1.完成表3中的合計量（入方與出方的合計量相同）與出方的無組織排放量。 該題要求環(huán)評人員利用物料平衡計算無組織排放量，污染物無組織排放量對于計算衛(wèi)生防護(hù)距離是十分重要的參數(shù)，沒有這個數(shù)據(jù)是無法計算衛(wèi)生防護(hù)距離的。 污染物的無組織排放量可以通過經(jīng)驗數(shù)據(jù)判斷、類比調(diào)查、物料衡算進(jìn)行推算，在環(huán)境影響評價中，最好采用多種方法進(jìn)行綜合比較來確定。 2.從聚合單元的脫氣釜出來的未反應(yīng)的單體和氯甲烷蒸汽經(jīng)分離、干燥，再進(jìn)入氯甲烷精餾塔。在回收過程中，氯甲烷精餾廢氣及干燥劑再生時產(chǎn)生的廢氣進(jìn)入與改擴(kuò)建配套的尾氣處理的熱氧化裝置，急冷塔／洗滌塔處理系統(tǒng)，采用直接燃燒法進(jìn)行處理。氯甲烷去除率為99.9%。改擴(kuò)建前后氯甲烷的產(chǎn)生量分別為654.83t/a和792.34t/a，改擴(kuò)建前不加處理直排大氣，改擴(kuò)建后采用直接燃燒法進(jìn)行處理，試計算改擴(kuò)建前后排入大氣的氯甲烷量及氯甲烷減少率。 題中給出了改擴(kuò)建前后氯甲烷的產(chǎn)生量，且改擴(kuò)建前廢氣不加處理直排大氣，改擴(kuò)建后采用直接燃燒法進(jìn)行處理，需要根據(jù)采用直接燃燒法時氯甲烷的去除率計算氯甲烷的排放量，然后比較改擴(kuò)建前后氯甲烷的排放量的變化，本項目丁基橡膠的產(chǎn)量由3.9萬t/a增加到4.5萬t/a，而氯甲烷的排放量卻從654.83t/a下降到0.79t/a，充分體現(xiàn)了改擴(kuò)建過程中采用直接燃燒法去除氯甲烷增加的環(huán)境效益。 3.氯甲烷回收單元有3個氯甲烷干燥塔，干燥塔的再生每30h一個周期，每個周期分4個工況，依次為再生初期、再生中期、再生末期、穩(wěn)定階段，操作時間分別為1.5h、6h、8.5h、14h。改擴(kuò)建前后熱氧化器尾氣的排放如表5所示。試計算改擴(kuò)建后各工況下氯甲烷和非甲烷總烴的濃度（以mg/m計）。 本題給出了改擴(kuò)建前后4種工況下氯甲烷和非甲烷總烴的排放量及排氣量，要求計算它們的排放濃度，需要注意排放量的單位是kg/h，排氣量的單位是m/h，而污染物濃度的單位是mg/m，根據(jù)公式：排放濃度=排放量／排氣量計算時，需要注意單位的換算。如改擴(kuò)建后工況1的情況，氯甲烷濃度=1.0444kg/h×10（mg/kg）/52745（m／h）=19.8mg/m，其余類推。 4.熱氧化裝置／急冷塔／洗滌塔處理系統(tǒng)是一種不帶蓄熱裝置的熱氧化器，將氯甲烷在近1000℃的高溫下進(jìn)行氧化反應(yīng)，氯甲烷被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水蒸氣和氯化氫，分解產(chǎn)物經(jīng)冷卻和堿洗后，通過冷火炬系統(tǒng)排入大氣，可將廢氣中的氯甲烷和氯化氫去除99.9%。由于焚燒廢氣中存在鹵素氯，則焚燒過程中可能存在什么樣的二次污染物？在此燃燒條件下產(chǎn)生這種污染物的可能性大嗎？為什么？為避免二�逵⒌漠a(chǎn)生，應(yīng)注意些什么？ 由于該項目的催化劑為無水三氯化鋁的氯甲烷溶液，這使得焚燒廢氣中存在鹵素氯，含鹵素的有機(jī)物燃燒過程中就可能產(chǎn)生二�逵ⅲ�這是在有類似情況的化工項目環(huán)評中需要特別注意的。又由于產(chǎn)生二�逵⒌倪m宜溫度為200～450℃，本項目廢氣處理裝置的燃燒溫度近1000℃，因此燃燒過程中產(chǎn)生二�逵⒌目赡苄圆淮�。必須注意的是，當(dāng)開始升溫或急劇冷卻時，要求時間盡可能短（該項目從600℃降至200℃所需時間約為0.5s）。 大氣環(huán)境中的二�逵⒋蠖鄟碓从诔鞘泻凸�業(yè)垃圾焚燒。含鉛汽油、煤、防腐處理過的木材以及石油產(chǎn)品、各種廢棄物特別是醫(yī)療廢棄物在燃燒溫度低于300℃時容易產(chǎn)生二�逵�。聚氯乙烯塑料、紙張、氯氣以及某些含鹵素類農(nóng)藥的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，鋼鐵冶煉，催化劑高溫氯氣活化等過程都可向環(huán)境中釋放二�逵�。二�逵⑦�作為雜質(zhì)存在于一些農(nóng)藥產(chǎn)品如五氯酚、2，4，5-T等中。城市工業(yè)垃圾焚燒過程中二�逵⒌男纬蓹C(jī)制仍在研究之中。目前認(rèn)為主要有三種途徑：①在對氯乙烯等含氯塑料的焚燒過程中，焚燒溫度低于800℃，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二�逵�。燃燒后形成氯苯，后者成為二�逵⒑铣傻那绑w。②其他含氯、含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘渣等經(jīng)過銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯生成二�逵�。③在制造包括農(nóng)藥在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)，尤其是鹵素類化學(xué)物質(zhì)，像殺蟲劑、除草劑、木材防腐劑、落葉劑（美軍用于越戰(zhàn)）、多氯聯(lián)苯等產(chǎn)品的過程中派生。這類物質(zhì)由于存在多個共軛芳香環(huán)而非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累。自然界的微生物和水解作用對二�逵⒌姆肿咏Y(jié)構(gòu)影響較小，因此，環(huán)境中的二�逵⒑茈y自然降解消除。目前，在源頭控制二�逵⒌漠a(chǎn)生是大氣環(huán)境保護(hù)中一項十分重要的工作。 5.在表3的出方中，有哪些危險廢物？應(yīng)如何處置？ 該題考查環(huán)評人員在進(jìn)行工程分析時，要根據(jù)《國家危險廢物名錄》和《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)》，正確判斷危險廢物，并標(biāo)出其類別。對屬于危險廢物的固體廢物不得就地填埋，需提交具有資質(zhì)的專業(yè)危險廢物處理單位進(jìn)行處理，且要簽訂處理協(xié)議，附在環(huán)評報告書后。 從表2中可以看出，廢膠液和廢膠粒是危險廢物，屬于HW06有機(jī)溶劑類危險廢物。 有機(jī)化工生產(chǎn)中的廢膠液和廢膠粒屬于HW06有機(jī)溶劑廢物中的261-005-06"有機(jī)溶劑的合成、裂解、分離、脫色、催化、沉淀、精餾等過程中產(chǎn)生的反應(yīng)殘余物、廢催化劑、吸附過濾物及載體"。 6.根據(jù)表3和表4的數(shù)據(jù)，計算改造前后能耗變化情況（清潔生產(chǎn)水平），完成表6。 清潔生產(chǎn)是環(huán)境報告中十分重要的一個章節(jié)，本題通過可研報告給出的數(shù)據(jù)，要求計算出改擴(kuò)建前后能耗變化的情況。從計算結(jié)果可以看出.產(chǎn)品的產(chǎn)量從3.9萬t/a增加到4.5萬t/a，增加了15.4%，能耗從89507MJ/t產(chǎn)品降到80321MJ/t，降低了0.9%，充分體現(xiàn)既增產(chǎn)又節(jié)能減排的社會效益和環(huán)境效益。 在計算中要注意單位的換算，根據(jù)表2給出的產(chǎn)品丁基橡膠的產(chǎn)量和表3給出的公用工程用量，循環(huán)水、新鮮水和3.0MPa蒸汽的單位是t/h，丁基橡膠的產(chǎn)量單位是t/a。要用上年工作小時數(shù)8000h這個數(shù)據(jù)。如改擴(kuò)建前后循環(huán)水的用量都是5500t/h，則年用量就是5500t/h×8000h/a=4.40×10t/a，改擴(kuò)建之前產(chǎn)量為3.9×10t/a，改擴(kuò)建之后產(chǎn)量為4.5×10t/a，則改造前循環(huán)水消耗量為4.40×10（t/a）/[3.9×10（t/a）]=1128.2t/t，改造后循環(huán)水消耗量為4.40×10（t/a）/[4.5×10（t/a）]=977.8t/t，降低了13.3%。新鮮水、3.0MPa蒸汽和電的消耗量以此類推。 在化工項目中，常將水、電、氣等公用工程統(tǒng)一折算成能量以便對比。只要將公用工程消耗量的數(shù)據(jù)乘上表中所列系數(shù)，就得到噸產(chǎn)品耗能數(shù)據(jù)了。如改造前后循環(huán)水消耗量分別為1128.2t/t和977.8t/t，折能系數(shù)為4.19MJ/t產(chǎn)品，則改造前后循環(huán)水能耗量就分別為4727.2MJ/t和4097.0MJ/t，其余類推。

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