TDI工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目可行性研究报告

* * * * * T TD DI I 工工艺艺废废渣渣利利用用及及废废水水处处理理清清洁洁生生产产项项目目 可行性研究报告 * * * * * * * 编编制制单单位位：* * * * * * * 工工程程咨咨询询资资格格证证书书编编号号：* * * * * * * 董董 事事 长长 * * * 总总 经经 理理 * * * 总总 工工 程程 师师 * * * 项项目目负负责责人人 * * * 项项目目编编写写人人员员 ： * 注册咨询师 * 注册咨询师 * 注册咨询师 * 工 程 师 * 工 程 师 * 助理工程师 * 助理工程师 * 助理工程师 * 助理工程师 审审核核、审审定定 ： * 高级工程师 * 高级工程师 1 目 录 第第一一章章总总论论.1 第第二二章章市市场场预预测测 .8 第第三三章章建建设设规规模模与与产产品品方方案案 .11 第第四四章章场场址址选选择择 .12 第第五五章章技技术术设设备备方方案案和和工工程程方方案案 .21 第第六六章章主主要要原原材材料料、燃燃料料供供应应 .42 第第七七章章总总图图运运输输与与公公用用辅辅助助工工程程 .45 第第八八章章节节能能、节节水水 .59 第第九九章章环环境境影影响响评评价价.63 第第十十章章清清洁洁生生产产分分析析.69 第第十十一一章章劳劳动动安安全全卫卫生生与与消消防防 .74 第第十十二二章章组组织织机机构构与与人人力力资资源源配配置置 .80 第第十十三三章章项项目目实实施施进进度度与与招招标标方方案案 .83 第第十十四四章章投投资资估估算算与与资资金金筹筹措措 .86 第第十十五五章章财财务务评评价价 .89 2 第第十十六六章章社社会会评评价价 .94 第第十十七七章章风风险险分分析析 .98 第第十十八八章章结结论论与与建建议议 .101 附附图图： 1、区域位置图 2、不可催化氧化及生物降解废水多效蒸发工艺流程图 3、可催化氧化及生物降解废水多效蒸发工艺流程图 4、可回收废水工艺流程图 5、TDI 工艺废渣利用工艺流程图 6、焚烧装置工艺流程图 7、总平面布置图 附附表表： 1、投资估算表 2、财务分析表 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 1 第一章第一章总论总论 1.1 项目背景项目背景 1.1.1 项目名称项目名称 *TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 1.1.2 承办单位概况承办单位概况 项目建设单位：* 建设单位住所：* 法人代表：* 企业性质：有限责任公司 注册资金：壹仟万元 经营范围：TDI 工艺废渣利用及废水处理项目筹建 公司 2008 年 12 月底，流动资产 635.69 万元，固定资产 183.47 万元， 无形资产 196.60 万元，流动负债 15.76 万元，净资产 1000 万元。 1.1.3 编制依据编制依据 1、 中华人民共和国节约能源法 2、 中华人民共和国环境影响评价法 （2002 年 10 月 28 日） 3、 中华人民共和国清洁生产促进法 （2003 年 1 月 1 日） 4、 投资项目可行性研究指南 5、 建设项目经济评价方法与参数 （第三版） 6、河北省发展改革委关于组织申报资源节约和环境保护 2009 年 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 2 中央预算内投资备选项目的通知 （冀发改环资20081806 号） 7、*市环保局关于*TDI 工艺废渣利用及废水处理项目环 境影响评价执行标准的函 （沧环函200819 号） 8、 TDI 工艺废渣利用及废水处理备案证 （沧发改产业备字 2008002 号） 9、国家有关政策和法规 10、建设单位提供的基础资料及委托合同 1.1.4 项目提出的理由与过程项目提出的理由与过程 *市*是定点发展盐化工、石油天然气化工和煤化工为主的综合化 工园区，在该化工园区内上游产品乙烯、丙烯，中游产品聚氯乙稀、异 氰酸酯、聚硫酸酯和下游产品精细化工、合成材料组成了一个完整的化 工产业链。同时也使得该化工园区内产生了种类繁多，排放量大小不一， 处理难度程度各异的高浓度有机废水。 由于化工园区污水处理厂对进水 水质有明确的要求，各化工企业排放的废水水质必须不高于污水处理厂 的进水水质才予以接纳。这一方面造成部分化工企业吨处理成本偏高， 影响企业的经济效益；一方面使得部分化工企业为降低成本，铤而走险 偷排严重，对周围环境造成污染和破坏， 有违国家清洁生产政策。 TDI(甲苯二异氰酸脂)是聚氨脂塑料的主要原料之一，广泛应用于 软泡、弹性体、合成革浆料、胶粘合剂、涂料、纤维和皮革织物涂饰剂 等生产领域，为高附加值产品，国内供应紧缺，每年需要大量进口。 位于*市*的*大化股份有限公司在建 5 万吨/年 TDI 生产装置一套， 拟建 10 万吨/年 TDI 装置一套。在其 TDI 精制过程中将产生一定量的焦 油渣，其主要成分为多聚异氰酸脂，现多用焚烧处理工艺处理。同时， 该工业园区每年还将排放工业废水 1500 万吨，高浓度有机废水 135 万 吨。该废水中部分废水还有一定量的多硝基化合物，具有一定的回收价 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 3 值。 *成立于 2008 年，是由河北万圣环保科技集团有限公司、 河北科泰软件有限公司出资组建的环保科技有限公司，专门从事污水、 废渣、废气处理及环境资源化 、废物再生利用等技术服务工作。 *主要控股方为母公司河北万圣环保科技集团，河北万圣环 保科技集团成立于 1997 年，主营废水、废气、噪声防治工程涉及工业 废水处理设施运营；环境保护技术服务；化工原料、钢材、建筑材料、 仪器、仪表、净水设备、无压燃油锅炉、汽车尾气净化器、水泵、阀门、 纸和纸浆的批发、零售；货物和技术的进出口，生物技术开发、转让、 咨询；环保化工设备生产、销售 ，其中主要产品生产能力： 废水处理 设备 300 套/年，电除尘器 500 台/年，布袋除尘器 500 台/年，脱硫设备 30 套/年；研制、生产、销售微生物制剂；生物技术咨询、技术服务、 技术转让。2008 年底公司总资产 21319 万元，注册资本 2000 万元人民 币，固定资产净值 16845 万元，资产负债率 36%，年销售收入约 1.2 亿 元。并被农业银行*分行评为 2008 年度 AAA 级信用客户。 为促进园区化工企业实现清洁生产， *拟实施“TDI 工艺废 渣利用及废水处理清洁生产项目”利用 TDI 工艺废渣（焦油末）生产 TDI 中间体 TDA，变废为宝，实现资源综合利用；建设专业化有机废水 处理站，变各化工企业有机废水单独处理为大规模集中处理， 处理后 的废水回用于项目，以降低废水处理成本。 该项目已于 2008 年经*市 发展改革委备案，确定建设规模 “可利用 TDI 废渣年产 TDA 一万吨、 年处理高浓度有机废水 100 万吨” 。 我公司受*的委托，承担了*TDI 工艺废渣利用及废水 处理清洁生产项目可行性研究报告的编制工作。在收集资料，调查研 究的基础上，于 2009 年 2 月完成了编制工作。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 4 1.2 项目概况项目概况 1.2.1 建设地点建设地点 本工程场址位于*市*石油化工园区内，项目占地 33330m2（折合 50 亩） 。厂区西侧紧邻*大化股份有限公司在建 5 万吨/年 TDI 厂区， 东侧和南侧现状为废弃盐田，北侧为废弃盐田排水沟。 1.2.2 建设规模建设规模 拟建工程利用 TDI 废渣年生产 TDA(甲苯二胺)1 万吨，年处理高浓 度有机废水 100 万吨。 1.2.3 主要建设条件主要建设条件 1.2.3.1供供水水 化工园区内自建水厂，初期处理新鲜水能力 10 万 m3/d，水厂设在 园区的西南角，采用不同的水处理工艺对不同水源和水质的新鲜水进行 处理后经水厂输水管线送至园区各用水单位。 供水管网分工业用水供水系统和生活用水供水系统，工业用水管网 成环状管网布置，生活用水管网布置成枝状。 1.2.3.2供供电电 距离园区西北约 15 公里处有 220 千伏韩村变电站；距离工业园区 南部约 7.5 公里处有刚刚建成投运的中铁渤海 220 千伏电站，主变容量 为 224 兆伏安。园区西北 2 公里处有 110 千伏刑科庄变电站，园区北 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 5 部 2 公里处建设有 35 千伏中捷变电站一座，主变容量为 23150 千伏 安；园区西部靠近捷虹化工集团处有 35 千伏辛庄子变电站，主变容量 为 16300 千伏安。 1.2.3.3供供热热 生产用蒸汽由*内拟建的华润热电厂供应，华润热电厂位于本工程 厂址东北侧，距离 0.45km，输气便利。华润热电厂规划安装 3-4 台 410t/h 高温高压锅炉，并配套建设供热式汽轮发电机组，预计总装机容 量为 20 万千瓦。 在热电厂投产前，工程所耗蒸汽接自*大化 5 万吨/年 TDI 工程。5 万吨/年 TDI 工程现有两台 75t/h，3.82Mpa、450中压中温循环流化床蒸 汽锅炉。 1.2.3.4污污水水处处理理厂厂 *污水处理厂（中捷农场污水处理厂）分二期建设，一期建设规模 为 5 万 m3/d，已投入运行；二期建设规模为 10 万 m3/d。 该污水处理厂接纳的污水包括园区内所有生活污水和工业企业排放 的生活废水两部分。园区规划有各自厂内污水处理装置处理，水质达到 化工园区污水处理厂进水水质后，方可排入污水处理厂内处理。 化工园区污水处理厂要求的进水水质如下： CODCr 500mg/L BOD5 200mg/L SS 300mg/L NH3-N 25mg/L PH 69 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 6 硝基苯类 5.0mg/L 甲苯 7mg/L 1.2.4 项目总投资及资金筹措项目总投资及资金筹措 经测算该项目总投资为 11487.54 万元，其中建设投资 111240.53 万元，铺底流动资金 247.01 万元，所有款项全部由建设单位自筹解决。 1.3 主要技术经济指标主要技术经济指标 主主要要技技术术经经济济指指标标一一览览表表 分类 序号指标单位数值备注 1年处理TDI废渣万t/a1.5来自TDI生产企业 可回收物料废水万m3/a1.5 来自TDI、DNT生产企 业 可催化和生物降解废水万m3/a92.5 来自TDI、DNT、己内 酰胺等生产企业 不可催化和生物降解废水 万m3/a6.0 来自化工产业园区天 一 化工等化工企业 2 年处理 高浓度 有机废 水 合 计万m3/a100 3年生产TDA产品万t/a1.0 4TDA产品纯度%99 5工程总投资万元11487.54 6年收入万元/a9688.64 7净利润万元/a2417.70 8资本金净 利润率%21.05 技 术 指 标 9投资回收期a5.23动态 1.4 结论结论 *TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目符合国家政策；生 产工艺先进；工艺过程自动化控制水平较高；采取了多项节能降耗措施 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 7 和污染控制措施；不会对周围环境产生影响。因此本项目符合清洁生产 要求，清洁生产水平处于国内先进水平。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 8 第二章第二章市场预测市场预测 2.1 利用利用 TDI 废渣年生产废渣年生产 TDA 2.1.1 焦油末的产生焦油末的产生 国内外工业生产 TDI 的方法大多采用液相光气化法的工艺。光气法 反应大致由 5 个工序组成：一氧化碳和氯气反应生成光气；甲苯与硝酸 反应生成二硝基甲苯(DNT)；DNT 与氢反应生成甲苯二胺（TDA)；处 理过的干燥的 TDA 与光气反应生成甲苯二异氰酸酯 (TDI)；TDI 的提纯。 TDI 生产流程由粗 TDI 精制为纯 TDI 的环节中，产生 2030的 焦油，经 List 蒸馏设备回收 TDI 后的产物称为焦油末，焦油末中不含 TDI。该焦油粉末主要成份是多聚异氰酸酯，每生产 100 吨 TDI 约产生 5 吨不含 TDI 的焦油末，这些焦油粉末遇到潮湿、高温空气结块， 遇 干燥空气产生粉尘，污染严重，只能及时焚烧。 目前随着新技术的开发，可以将此焦油粉末回收、水解加工成液体 的 TDA，返回 TDI 光化工序使用提高了 TDI 的收率，变废物为短缺可 用的商品，减少了污染，降低了能源，适合国家创新经济、 清洁生产 的要求。目前，世界上仅有韩国一家 TDI 生产企业上马了该项目，在 中国和其他国家还是空白。 2.1.2 焦油末的供应焦油末的供应 全国已建成和今后 23 年内将建成的 TDI 生产规模为 46 万吨/年， 年产焦油末 2.3 万吨。 TDI 生产企业焦油末产量见表 2-1。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 9 表表 2-1 全全国国 TDI 生生产产企企业业焦焦油油末末产产量量预预测测表表 单单位位名名称称TDI 年年产产量量（万万吨吨）焦焦油油末末年年产产量量（吨吨） *5 万吨 TDI52500 *10 万吨 TDI105000 太原 3 万吨 TDI31500 烟台 5 万吨 TDI52500 辽宁 5 万吨 TDI52500 白银 5 万吨 TDI52500 上海 13 万吨 TDI136500 合计4623000 按 1.5 吨焦油末可生产 1 吨 TDA 计算，年产 1 万吨 TDA 需要焦油 末 1.5 万吨。 拟建工程从 TDI 废渣中制取 TDA 产品的生产技术，是韩国韩华石 油化学公司的专利技术，该项技术在我国尚属空白。 由于国内没有同类 的竞争企业，本项目原材料供应是有保证的。 2.1.3 TDA 销售销售 TDA 光气化法生产 TDI 过程的中间产品，TDA 可与光气反应生成 TDI。 约 0.8 吨 TDA 可合成 1 吨 TDI，则 1 万吨 TDA 可生产 1.25 万吨 TDI。在建*大化 5 万吨 TDI 工程完全可以消化掉本项目生产的 TDA。*大化已与*签订协议，全部收购本项目生产的 TDA。 2.2 高浓度有机废水处理高浓度有机废水处理 高浓度有机废水分三类。一类是可回收 废水中物料的废水；二类为 可催化和生物降解的的废水；三类为不可催化氧化和生物 降解的废水。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 10 高浓度有机废水水量预测 见表 2-2。 表表 2-2 高高浓浓度度有有机机废废水水水水量量预预测测表表 废废水水种种类类来来源源水水量量水水质质 *大化拟建的 10 万 吨/年 TDI 生产装置 0.75 万 m3/a 可回收废水中物料的废水 *大化两个 6 万吨/ 年二硝基甲苯项目 0.75 万 m3/a pH 3 COD 6500mg/L BOD5 850mg/L 硝基苯酚类 300mg/L *大化 5 万吨/年 TDI 生产装置、 拟建的 10 万吨/年 TDI 生产装置、 *大化两个 6 万吨/ 年二硝基甲苯项目 92.5 万 m3/a 可催化和生物降解的废水 其他废水处理工艺的 蒸馏凝结水 7.3 万 m3/a pH 3 COD 55006000mg/L BOD5 750800mg/L 硝基苯类 220250mg/L 天一化工 不可催化氧化和生物 降解 的废水 沧化股份有限公司 聚氯乙烯生产企业 6 万 m3/a pH 2 COD 15000mg/L BOD5 1000mg/L 合合 计计100 万 m3/a （107.3m3/a） 从以上表格计算可以看出，本项目年接 收 100 万吨高浓度有机废水 是有保证的。 表中各企业已与*签订了污水处理合同，承诺将各自企业生 产过程中产生的污水送该公司有偿处理。 本项目为独立的环保工程，不 存在与园区内其他企业环保设施的替代关系。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 11 第三章第三章建设规模与产品方案建设规模与产品方案 3.1 建设规模建设规模 拟建工程利用 TDI 废渣年生产 TDA(甲苯二胺)1 万吨，年处理高浓 度有机废水 100 万吨。 3.2 产品方案产品方案 3.2.1 利用利用 TDI 废渣年生产废渣年生产 TDA 拟建工程利利用 TDI 生产过程产生的焦油末生产 TDA，TDA 产品 的纯度99% 3.2.2 高浓度有机废水处理高浓度有机废水处理 本工程将高浓度有机废水分三类处理 ，根据三类废水的特点分别建 三套处理装置。处理后的废水部分(27m3/d)用作净环水系统补水，其余 (2707.6m3/d)送园区污水处理厂进行再处理。 高浓度有机废水经处理后出水指标如下： COD 150mg/L BOD5 30mg/L 硝基苯类 3mg/L NH3-N 25mg/L 经处理后的废水水质满足 污水综合排放标准 （GB8978-1996） 表 4 二级标准，同时也满足城市污水再生利用.工业用水水质 （GB/T19923-2005）标准要求。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 12 第四章第四章场址选择场址选择 4.1 场址所在地位置状况场址所在地位置状况 *位于河北省*市东部 60km 处的中捷友谊农场辖区内，地理坐 标为：北纬 38193829；东经 1172311739。北与天津市区相距 120km，西至黄骅市区 20km，东南距黄骅港 20km，东距渤海湾 7km， 南侧距 307 国道 7.2km，北侧靠近黄赵公路，新黄南排干从其间穿过。 本工程场址位于*市*石油化工园区内，项目占地 50 亩，东西长 200m，南北宽 151.5m，场址中心坐标东经 1173642，北纬 38 2120。本工程西北距盐场生活 区 2500m，西南距大丰庄 2400m，厂区 西侧紧邻*大化股份有限公司在建 5 万吨/年 TDI 厂区，东侧和南侧现 状为废弃盐田，北侧为废弃盐田排水沟。 工程占地属于规划的工业用地。 4.2 场址建设条件场址建设条件 4.2.1 地形、地貌地形、地貌、地震、地震 本区域地处华北平原东端，渤海西岸。自西南向东北微微倾入渤海， 是大陆和海洋交界处，迄今经历了三次较大的海陆演变，形成了现在的 低平原地貌。由于河流冲击，造成河湖相沉积不均及海相沉积不均，出 现微型起伏不平的小地貌，即一些相对高地和相对洼地。海拔高程 17 米左右。 沿海表现为海岸地貌，是海侵又转化为海退以后逐渐形成的，属于 淤积型泥质海岸，其特征是海岸平坦宽阔，上有贝壳堤、沼泽堤、海滩， 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 13 组成物质以淤泥、粉砂为主。 根据 GB500112001建筑抗震设计规范附录 A，本地区的抗震 设防烈度为 6 度区，设计基本地震加速度值 0.05g。 4.2.2 水文水文地质地质 该区地层沉积的规律是竖向多层交互， 横向上发育透体薄夹层。 从物理力学指标上看，天然含水量一般都大于液限，允许承栽力一般在 714mm2。在地表 11.8m 范围内交替分布着砂质粘土层和粘土层。 地下水储存在第四系松散沙层的孔隙和土层的裂隙之中，为多层结 构的松散岩类孔隙水。从浅层到深层（ 0420m）都存在咸水段。深层 淡水埋深自西向东逐渐延伸，水质变差，含水沙层颗粒成分变细，层数 减少，单层厚度变薄。沙层沉积方向和地下水流方向大致为西南到东北 向。 浅层地下水埋深 020m，年水位变幅 24m，单位出水量 15t，因受降水、地表水入侵、蒸发和开采的影响，水质随水位的升降 而变化，在水位上升时矿化度减小，在水位下降时矿化度增大，矿化度 一般大于 3g/L。深层地下水埋深 20600m，均为承压水。埋深 20100m 处的地下水，水质极坏，为矿化度 1540g/L 的咸水；埋深 100200m 处的地下水为矿化度大于 3g/L 的微咸水；在 200600m 深 处矿化度为 13g/L，是淡水唯一的开采对象。深层地下水呈氯化钠型 水，且含氟较高。 4.2.3 气象气候气象气候 本区域属于暖温带半湿润季风气候区， 因濒临渤海而略具海洋性 气候特征，季风显著，四季分明， 夏季潮湿多雨，冬季干燥少 寒冷。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 14 春季气候特点是升温快，降雨少、日照强、风俗大、气候干燥，是一 年中气温最大的季节，一般在 12以上，春季相对湿度属全年最小时期， 平均仅 54左右。夏季湿热多雨，高温、冰雹天气时有出现。秋季秋高 气爽，风微天晴。冬季寒冷干燥，雨雪稀少。整个冬季受大陆冷高压控 制，盛行寒冷的西北风和东北风，伴有寒潮。 主要气象数据如下： （1）气温 年平均温度12. 极端最高温度40.8 极端最低温度19.0 最热月（七、八月）平均温度26.6 最冷月（一月）平均温度4.5 （2）湿度 年平均相对湿度64% 夏季平均相对湿度 77% 冬季平均相对湿度 58% （3）降雨量 年平均降雨量592.9mm 日最大降雨量225.3mm 全年雷暴日数33d （4）风： 主导风向为 西南，频率 11.7%； 台风 本区域基本不受台风影响 冬季主导风向西北 夏季主导风向东风 年平均风速 3.3m/s 最大风速31m/s 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 15 基本风压值 0.45kpa （5）雪 最大积雪深度25mm 基本雪压值 0.49kpa （6）气压 年平均大气压1016.4mbar 历年最高气压1048.0mbar 历年最低气压987.9 mbar 4.2.4 地表水地表水 本区域地处九河下游，境内共有河流 22 条， 均属海河流域南运河 水系，总长 543.3km，总流量 2147.3m3/s，目前这些河流均受到了不同 程度的污染，大部分河流水质劣于地面水 V 类标准。 *区域内河流有黄浪渠和新老黄南排干 以及万亩附近的南排水河 。 （1）黄浪渠 黄浪渠始建于 1951 年，是黄骅县南部地区较大的排水河道。因首 起黄骅县大浪白村南大洼，故命名叫 “黄浪渠”，全长 46.46km，设计排 水流量 15.76m3/s。黄浪渠建成后，因不适应上游排沥，于 1952 年进行 扩建。由于黄浪渠沿途两侧没有开挖防渗工程，长期输水也渍碱了一部 分土地，到 1965 年南运河断水，沧县和黄骅两县境内的黄浪渠段逐年 垫平废弃。 （2）新老黄南排干 1959 年，紧靠黄浪渠南侧并行开挖一条排水河道，取名叫黄南排干。 1964 年，黄南排干上游扩建，下游改道，河成后取名叫新黄南排干，前 者叫老黄南排干。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 16 老黄南排干首起黄骅县毕孟村南，流经常郭、仁村、贾象三个公 社，入中捷农场与黄浪渠并行至四分场十三队东，国利垦桥与黄浪渠 合北行入海。全长 49.5km。中捷农场境内长 23km。1960 年老黄南排 干在营房桥处改道，穿黄浪渠北行入群众排干（也叫老黄南北支）至新 石碑河，下游段为中捷农场专用渠道，排涝标准为五年一遇。 新黄南排干首起黄骅县土楼村南，东行经常郭、仁村、贾象三公社 沿中捷农场南界东行，穿农场农村队 大丰庄、大丰庄、小郭庄，于前后 徐家堡中间穿过注入渤海，全长 57.4km，中捷农场境域长 18km，由于 河道流经沙质潮土地带，易塌坡，易淤积，排沥三至五年后就得做清淤 工程。 （3）南排水河 南排水河是为排泄黑龙港流域沥水而开挖的人工排沥河道，因其位 于*以南，故命名为“南排水河”。南排水河首起泊头市乔官屯，傍中捷 农场北界，经第一、二、三、四分厂后侏儒渤海，全厂 99.4m，流域面 积 8957km2。 南排水河为季节性排水河道，夏季水量充沛，冬春少水。下游河身 多为沙质潮土，塌坡，易淤积，排沥三至五年后就得做清淤工程。 4.2.5 土壤植被土壤植被 该区域土壤属滨海盐化潮土，潮土厚度 150cm，每立方厘米容量为 1.1-1.54g，0.01mm 物理粘粒 0.88-81%；表层有机质 0.112-1.67%;全氮 量 0.011-0.0994%，全磷量 0.022-0.1393%；全盐量 0.073-0.8607%；酸 碱度大于 7。 古、近代，草泽成片， “五谷不宜，可种二麦，多生蓬篙芦苇 ”的植 被特征保持到 1949 年初，大部分土地生长着黄须、马拌、羊角、虎尾 草、狼尾草、碱蓬等草木植物，芦苇洼一望无际。由于垦荒活动逐步开 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 17 展，自然植被大大减少，目前区域内植被有部分农作物、草洼及人工 培栽的草木。 4.2.6 规划与社会环境规划与社会环境 4.2.6.1城城市市及及化化工工园园区区总总体体规规划划 根据*市城市总体规划 （20032020 年）中界定的*市城市规 划区为主城区和东部黄骅港城区、 *三部分。*市城市总体产业空间布 局按照“一带、两区、两横、两纵、四点 ”展开，其中“四点”规定*重 点发展以盐化工、石油和天然气化工、煤化工为主的综合化工，成为我 国北方具有一定国际竞争力和影响力的大型化工园区。 *市*总体规划中规划将*建设成为石油化工、氯碱化工和精 细化工有机结合、协调发展、独具特色的化工园区。成为基础设施完善、 投资环境优越，按国际惯例运作，以盐化工为基础，以石油化工为龙头， 走基地化、集约化、集团化道路，盐化工、石油化工、精细化工多门类 化工综合发展，高度对外开放的大型现代化基地。 4.2.6.2社社会会环环境境 黄骅市总面积 2202km2，辖 10 个乡镇，总人口 47.06 万。1999 年 末黄骅市国内生产总值 449670 万元。市境内现有工业企业 3115 家， 主要企业有：大港油田采油二厂、黄骅市华海化工有限公司、黄骅市化 工厂、中捷石化总厂、 捷虹染化公司、南大港炼油厂等，以石油开采、 石油炼制、 盐化工为主。境内有中捷、 南大港两大国营农场。 中捷友谊农场是 1956 年经国务院批准建立的国际合作性（中国和 捷克斯洛伐克）大型农垦企业，也是 *辖区内具有独立管理职能和独立 区域的县级社区。农场东临渤海，与黄骅港为邻，地处 *市开放前沿。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 18 全场面积 267km2，总人口 3.6 万人。 改革开放以来，农场经济繁荣发展，形成了贸工农一体化经营、多 种经济成分并存的格局。截至 2001 年底，全场实现社会总产值 10 亿 元，实现利税 1 亿元，其经济总量和质量位列全国 2000 个农场前列。 经过多年的发展，农场已形成一定的工业基础，近年来发展速度较 快，现已拥有石化、染化、建材、机械加工、市政、建筑等十多个生产 行业，生产 1000 多个品种，成为农场的经济支柱产业。较大的工业企 业有捷虹颜料化工集团和石油化工集团。 农场农业产业化经营颇具规模，建有农业科技园区、水产科技园区 和四个一体化企业。 随着经济的发展，农场的各项社会事业得到全面进步。现建有小学、 初高中 22 处，医院、卫生所 8 处，社会治安部门齐全，设有公安局、 法院、检察院，宾馆条件完善，建有洗浴中心、培训中心、容纳 200 多名人的贵宾楼。同时，厄瓜多尔投资的高尔夫球场正在建设。农场已 成为一个具有现代品位、特色显著的现代化小城镇。 4.2.7 交通条件交通条件 化工园区所在区域对外连接的公路有：石港高速公路（国道 307 线） 、天津至汕尾高速公路（国道 205 线） 、省道海防线、黄辛线、武港 线。 黄赵公路位于园区北侧，西接 205 国道，东连环渤海的新建海防公 路。目前，园区至 307 线的化工大道已正式建成通车，园区的货物可直 接运达港口。*位于两条国道交汇点处，交通便利。 在化工园区南部数百米处有沧黄地方铁路和朔黄铁路平行通过，朔 黄铁路是为黄骅亿吨煤港服务的运煤专用铁路线，沧黄地方铁路与京沪 铁路连接，车皮可互相调度编组，通向全国各地。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 19 黄骅港杂货码头已经启动， 2.5104t 级液体化工码头和罐区正在 加 紧建设，其最终能力可达 5104t 级，年吞吐量约 300104t。 4.2.8 公用设施公用设施 4.2.8.1供供水水 化工园区内自建水厂，初期处理新鲜水能力 10 万 m3/d，水厂设在 园区的西南角，采用不同的水处理工艺对不同水源和水质的新鲜水进行 处理后经水厂输水管线送至园区各用水单位。供水管网分工业用水供水 系统和生活用水供水系统，工业用水管网成环状管网布置，生活用水管 网布置成枝状。 4.2.8.2供供电电 距离园区西北约 15 公里处有 220 千伏韩村变电站；距离工业园区 南部约 7.5 公里处有刚刚建成投运的中铁渤海 220 千伏电站，主变容量 为 224 兆伏安。园区西北 2 公里处有 110 千伏刑科庄变电站，园区北 部 2 公里处建设有 35 千伏中捷变电站一座，主变容量为 23150 千伏 安；园区西部靠近捷虹化工集团处有 35 千伏辛庄子变电站，主变容量 为 16300 千伏安。 4.2.8.3供供热热 拟建工程生产用蒸汽主要用于焦油末料浆超临界水解后蒸馏、可回 收物料废水蒸馏和不可催化氧化及生物降解废水蒸馏热源，耗蒸汽 4.38 万 t/a，由*内拟建的华润热电厂供应，华润热电厂位于本工程厂址 东北侧，距离 0.45km，输气便利。在热电厂投产前，工程所耗蒸汽接自 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 20 *大化 5 万吨/年 TDI 工程。 4.2.9 环境保护条件环境保护条件 4.2.9.1污污水水处处理理厂厂 *污水处理厂（中捷农场污水处理厂）分二期建设，一期建设规模 为 5 万 m3/d，已投入运行；二期建设规模为 10 万 m3/d。 污水处理厂处理工艺采用氧化沟工艺，经污水处理厂处理后废水， 中水回用规模按污水厂处理能力的 80%考虑，用做工业用水或用于绿化、 道路冲刷，其余排入一个面积为万亩，深 0.51.0m 左右的天然洼地， 废水得到进一步的自然降解，废水不排入渤海。 4.2.9.2垃垃圾圾填填埋埋场场 化工园区内设置生活垃圾收集点和垃圾中转站，集中收集后生活垃 圾运至农场规划的生活垃圾填埋场，生活垃圾运输基本实现收集容器化， 运输密封化。 对于化工园区内产生的工业垃圾，先贮存在园区内的临时工业固废 贮存库，根据工业固废性质的不同，将其进行分类堆存，对需要进行无 害化的危险废物送往指定地点进行焚烧或其它无害化处理，对于一般固 废及已经无害化处理的危险废物送往化工园区工业固体废弃物填埋场进 行安全填埋处置，填埋场位于农场四分场南侧。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 21 第五章第五章技术设备方案和工程方案技术设备方案和工程方案 5.1 技术方案技术方案 5.1.1 利用利用 TDI 废渣生产废渣生产 TDA 项目项目 本工程所用焦油末是 TDI 生产过程中通过减压蒸发和薄膜蒸发，从 高沸点焦油中去除游离甲苯二异氰酯(TDI)后所剩余的焦油残渣，焦油末 为黑色粉状硬脆性物质，主要成份为多聚异氰酸酯及其同系物、取代物 等。TDI 工艺废渣回收利用生产工艺主要包括研磨打浆、超临界水解、精 馏提纯工序，各工序简述如下： (1)研磨打浆 焦油末主要从在建的 5 万吨/年 TDI 和拟建的 10 万吨/年 TDI 企业 以及国内 TDI 生产企业采购，袋装由汽车运输进厂，送仓库储存。生产 时，首先将焦油末通过加料口加入湿式研磨机，同时加入一定量的水， 焦油末与水质量配比为 1:1.94。焦油末通过湿式研磨机研磨成细微颗粒， 研磨粒径控制在 1000m 以下。研磨后焦油末颗粒通过筛式分离器分离， 粒径小于 1000m 的粉粒与水进入混合器，粒径大于 1000m 的粉粒返 回研磨机再研磨。在混合器内焦油末浆液与加入的水解催化剂 (NaOH) 混合，进行搅拌打浆，浆液 pH 控制在 7 以上，焦油末与水解催化剂质 量配比为 1:0.06。 (2)超临界水解 打浆后，浆料由高压泵加压（ 40atm）送进换热器，通过换热器进 行预加热，换热器热源来自水解反应后的高温浆料。预加热后的浆料在 加热器内由 20bar 高压蒸汽进行加热，浆料被加热至 200后再进入超 临界水解反应釜内进行水解反应，超临界水解反应控制温度在 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 22 280320之间，压力在 100200atm，反应时间 15min。超临界水 解反应中，焦油末中的多聚异氰酸酯在高温高压和水解催化剂作用下， 与水反应生成甲苯二胺(TDA)和 CO2，多聚异氰酸酯超临界水解反应方 程式及各反应所占比重如图 5-1 所示。水解后高温浆料通过换热器将部 分热量传递给新浆料，换热后再由减压阀降压至 30atm 以下，然后进入 一次精馏塔进行精馏。 TDA 生产主反应：占焦油末比重 65.45% +H2O + CO2 （1） TDA 生产副反应 1：占焦油末比重 0.81% +H2O + CO2 （2） TDA 生产副反应 2：占焦油末比重 0.48% +H2O + CO2 （3） TDA 生产副反应 3：占焦油末比重 0.44% +H2O + CO2 （4） 不反应物质：占焦油末比重 32.82% 图 5-1 焦油末超临界水解反应示意图 (3)精馏提纯 一次精馏塔内控制压力在 15atm 之间，上部温度在 100150 C N H N H H2N CH3 n NH2 H2 CH3 CH3 NH2 NH2 高温高压 NaOH C N H N H H2N CH3 n NH2 CH3 CH3 NH2 NH2 高温高压 NaOH C N H N H H2N CH3 n NH2 CH3 高温高压 NaOH CH3 NH2 NH2 C N H N H H2N CH3 n NH2 CH3 高温高压 NaOH CH3 NH2 NH2 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 23 范围内，下部温度在 180250范围内，以蒸汽为间接加热源，塔顶 馏分主要为水蒸汽和少量苯胺类物质，塔顶馏分经冷凝器降温，冷凝 至 80以下，再由气液分离器进行气液分离，蒸馏水返回研磨工序再利 用，不凝气经活性炭过滤器净化后通过排气筒外排。塔底馏分主要为水 解反应生成的甲苯二胺(TDA)、废催化剂和焦油末不反应残渣。塔底馏 分进入二次精馏塔进行减压精馏，塔内控制压力在 0.011.0atm 之间， 以蒸汽为间接加热源，温度在 100320之间，用以防止 TDA 热解，并 改善提纯效果。TDA 以气态物流进塔顶冷凝器内冷凝后回收，冷凝器有 少量苯胺类不凝气产生，经活性炭过滤器净化，通过排气筒外排。废催 化剂和焦油末不反应残渣由塔底排放阀排入桶内，送固液焚烧回转窑进 行焚烧处理。 TDI 工艺废渣利用生产工艺主要污染源为研磨机、高压泵等设备噪 声，加料粉尘、精馏不凝气和固液焚烧回转窑产生的烟气和焚烧残渣等。 TDI 工艺废渣利用生产工艺流程及排污节点如图 5-2 所示。 图 5-2 TDI 工艺废渣利用工艺流程及排污节点示意图 焦油末研磨机筛式分离器 催化剂 不凝气气液分离器冷凝器 二次精馏塔 混合器高压泵换热器 减压阀 一次精馏塔 高压蒸汽 超临界反应釜 塔顶馏分 塔底馏分 TDA 排放阀 冷凝器回收 残渣固液焚烧回转窑 噪声 塔顶馏分塔底馏分 噪声、粉尘 补充水 冷 凝 水 加热器 不凝气 烟气、固废 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 24 5.1.2 高浓度有机废水处理工程生产工艺流程高浓度有机废水处理工程生产工艺流程 本工程拟处理的废水有三部分组成，即可回收废水中有用物料的废 水，可催化氧化和生物降解的废水，不可催化氧化和生物降解的废水。 各类废水处理工艺流程简述如下： 5.1.2.1可回收废水中物料废水处理工艺流程可回收废水中物料废水处理工艺流程 可回收废水中物料废水主要来自 *市*大化集团拟建的 10 万吨/ 年 TDI 生产装置以及*大化股份有限公司两个年产 6 万吨二硝基甲苯 项目所产生的硝化红水浓缩液，共 1.5 万 m3/a。其中 0.75 万 m3/a 来自 拟建的 10 万 t/aTDI 项目；0.75 万 m3/a 来自拟建的二个 6 万 t/a 二硝基 甲苯项目。设计上述企业废水均通过管道输送进厂，废水水质 pH 约为 3、COD 为 6500mg/L、BOD5 为 850mg/L、硝基苯酚类为 300mg/L。 硝化红水是二硝基甲苯生产中，为去除粗二硝基甲苯中杂质及残酸， 采用碱液洗涤产生的废水。废水中的主要有机成份 为二硝基甲苯、不 同间位的硝基甲酚。企业处理方式为对红水进行蒸发浓缩，冷凝水返回 工艺利用，浓缩后废水送企业废水处理站处理。该类废水中的硝基苯类 物质不再随水份蒸发，可在低温下经蒸发浓缩分离回收。 回收工艺为： 废水首先经格栅过滤浮渣，再经调节池调节水质，之后进入低温真空蒸 馏塔蒸馏，蒸馏温度控制在 75，塔内压力在 0.10.5atm 之间。塔顶 馏分蒸汽经冷凝器冷凝后在气液分离器内进行气液分离，不凝气 经活 性炭吸附后通过排气筒外排，冷凝水送可催化氧化和生物降解废水处理 系统处理。塔底馏分为废水中的可回收物料，主要成份为 二硝基甲苯 和硝基苯酚物质。该工艺每年可回收蒸馏水 1.46 万 m3。 可回收废水中物料废水处理工艺主要污染源为格栅拦截的浮渣、恶 臭气体和蒸馏不凝气。该工艺生产工艺流程及排污节点如图 5-3。 沧州临港化工园区 TDI 工艺废渣利用及废水处理清洁生产项目 25 5.1.2.2可催化氧化和生物降解的废水处理工艺流程可催化氧化和生物降解的废水处理工艺流程 可催化氧化和生物降解废水主要来自 *大化集团 5 万吨/年 TDI 生产装置、在建的 10 万吨/年 TDI 生产装置、*大化股份有限公司 年产 6 万吨二硝基甲苯项目，废水主要来源于蒸发冷凝水、造气废水和 已内酰胺项目精制冷凝水、硫铵结晶蒸发冷凝水和甲苯氧化 滗析器醋 酸废水。设计废水收集量为 92.5 万 m3/a，废水均通过管道由上述企业 输送进厂。此外，还有少量废水来自可回收废水中的物料废水处理工艺 和不可催化氧化和生物降解废水处理工艺的蒸馏冷凝水 7.3 万 m3/a。废 水水质 pH 约为 3、COD 55006000mg/L、BOD5 750800mg/L、硝基 苯类 220250mg/L。 该类废水中有机物大部为直链或苯环上带有吸电子基团，便于氧化 开环的化合物。直链有机化合物，易生物降解，毒性较低，但在催化剂 存在下不易被空气和氧气氧化分解，而苯环、萘环、杂环化合物，环上 带有吸电子基团化合物，不易被生物降解，毒性较大，但在催化剂存在 下，用空气、氧气、臭氧氧化，将环打开，转变成直链有机物。拟建工 程废水处理工艺首先通过催化氧化反应将废水中的苯环、萘环、杂环化 合物开环氧化分解，再通过水解酸化和生物接触氧化降解，将开环的有 机物和直链有机物进一步氧化分解为无机分子，