大型乙二醇项目草酸酯加氢尾气处理改造工程环境影响评价报告

大型乙二醇项目草酸酯加氢尾气处理改造工程环境影响评价报告一、项目概况1.1项目背景乙二醇作为重要的石油化工基础原料，广泛应用于聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及炸药等领域，在国民经济发展中占据重要地位。随着国内聚酯产业的快速发展，乙二醇的市场需求持续增长，近年来我国乙二醇产能不断扩张。某化工企业现有一套大型乙二醇生产装置，采用草酸酯加氢法工艺路线，在生产过程中会产生一定量的加氢尾气。现有尾气处理系统采用直接燃烧工艺，虽然能够实现尾气的达标排放，但存在能耗高、资源回收利用率低等问题。为响应国家“双碳”战略目标，践行绿色发展理念，企业决定对现有草酸酯加氢尾气处理系统进行技术改造，采用先进的膜分离+变压吸附组合工艺，对尾气中的氢气、一氧化碳等有用组分进行回收利用，同时进一步降低尾气中污染物的排放浓度，实现尾气处理的资源化、节能化和环保化。1.2项目建设内容本次改造工程主要包括主体工程、辅助工程、公用工程和环保工程四个部分。主体工程新建一套膜分离装置和一套变压吸附装置，其中膜分离装置采用国产高通量氢气分离膜组件，可将尾气中的氢气浓度从约40%提纯至99.9%以上；变压吸附装置采用专用吸附剂，对膜分离尾气中的一氧化碳进行回收，回收的一氧化碳纯度可达99.5%以上。辅助工程新建尾气缓冲罐、产品气储罐、溶剂再生塔等配套设备，以及相应的管道、阀门、仪表等公用工程设施。公用工程依托现有工程的供水、供电、供气系统，仅对部分管线进行改造和完善。环保工程新建一套碱洗塔装置，用于处理变压吸附尾气中的少量二氧化碳和其他酸性气体，确保最终外排尾气满足国家和地方相关排放标准要求。1.3项目地理位置及周边环境项目位于企业现有生产厂区内，厂区地处省级经济技术开发区，周边主要为化工企业和工业用地，东侧为某煤化工企业，南侧为城市快速路，西侧为河流，北侧为规划中的工业预留用地。厂区周边500米范围内无居民区、学校、医院等环境敏感目标，最近的敏感目标为距离厂区约1.2公里的村庄。二、工程分析2.1现有工程生产工艺及尾气产生情况现有乙二醇生产装置采用草酸酯加氢法工艺，主要包括草酸酯合成、草酸酯加氢、乙二醇精制三个工序。在草酸酯加氢工序中，草酸二甲酯与氢气在催化剂作用下发生加氢反应，生成乙二醇和甲醇，同时副产少量的乙醇、乙醛、丁二醇等副产品。加氢反应产生的尾气主要成分包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇以及少量的草酸酯、乙醛等有机物，尾气排放量约为15000Nm³/h，其中氢气含量约40%，一氧化碳含量约15%，二氧化碳含量约25%，甲烷含量约5%，甲醇及其他有机物含量约15%。现有尾气处理系统采用火炬燃烧工艺，尾气经火炬燃烧后，其中的有机物被氧化分解为二氧化碳和水，氢气、一氧化碳等可燃气体被燃烧释放热量，最终外排烟气中的主要污染物为氮氧化物、二氧化硫、颗粒物等，排放浓度满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）要求。2.2改造工程生产工艺及污染物产生情况改造工程采用膜分离+变压吸附组合工艺对草酸酯加氢尾气进行处理，具体工艺流程如下：来自加氢工序的尾气首先进入尾气缓冲罐，经稳压、除雾后进入膜分离装置。膜分离装置利用氢气与其他气体分子在膜材料中的渗透速率差异，将尾气中的氢气分离出来，回收的氢气返回加氢工序作为原料气循环使用，膜分离尾气进入变压吸附装置。变压吸附装置利用吸附剂对不同气体组分的吸附容量差异，通过压力变化实现吸附和解吸过程，将膜分离尾气中的一氧化碳分离出来，回收的一氧化碳返回草酸酯合成工序作为原料气使用，变压吸附尾气进入碱洗塔装置。碱洗塔装置采用氢氧化钠溶液作为吸收剂，对变压吸附尾气中的二氧化碳和其他酸性气体进行吸收处理，处理后的尾气经排气筒达标外排。改造工程实施后，尾气中的氢气和一氧化碳回收率分别可达95%和90%以上，回收的氢气和一氧化碳返回生产系统循环使用，每年可节约新鲜氢气约1200万Nm³，节约一氧化碳约800万Nm³，具有显著的经济效益和环境效益。同时，改造工程实施后，外排尾气中的污染物排放量大幅降低，其中甲醇、乙醛等有机物排放浓度可降低至10mg/m³以下，氮氧化物排放浓度可降低至50mg/m³以下，颗粒物排放浓度可降低至10mg/m³以下。2.3改造工程污染源分析2.3.1废气污染源改造工程产生的废气主要包括膜分离装置和变压吸附装置的无组织排放废气、碱洗塔装置的有组织排放废气以及设备检修、管道吹扫等过程产生的间歇性废气。膜分离装置和变压吸附装置在正常生产过程中，由于设备密封、管道连接等部位可能会存在少量的气体泄漏，主要污染物为氢气、一氧化碳、甲醇等，无组织排放废气通过加强设备密封管理、设置泄漏检测与修复（LDAR）系统等措施进行控制。碱洗塔装置的有组织排放废气主要成分为氮气、氧气、少量的二氧化碳以及未被完全吸收的甲醇等有机物，废气经15米高的排气筒达标外排。设备检修、管道吹扫等过程产生的间歇性废气，主要污染物为氢气、一氧化碳、甲醇等，通过设置临时火炬系统进行燃烧处理，确保废气达标排放。2.3.2废水污染源改造工程产生的废水主要包括膜分离装置和变压吸附装置的冲洗废水、溶剂再生塔的塔底废水以及地面冲洗废水。冲洗废水主要含有少量的甲醇、乙二醇等有机物，产生量约为5m³/d；溶剂再生塔的塔底废水主要含有碳酸钠、氢氧化钠等盐类以及少量的有机物，产生量约为10m³/d；地面冲洗废水主要含有少量的颗粒物和有机物，产生量约为3m³/d。上述废水经收集后进入企业现有污水处理厂进行处理，污水处理厂采用“预处理+生化处理+深度处理”工艺，设计处理能力为1000m³/d，现有实际处理负荷约为600m³/d，改造工程新增废水排放量约为18m³/d，占污水处理厂剩余处理能力的3%，不会对污水处理厂的正常运行造成影响。处理后的废水部分回用于生产系统，部分达标外排至园区污水处理厂进一步处理。2.3.3噪声污染源改造工程产生的噪声主要来自膜分离装置的循环泵、变压吸附装置的真空泵、压缩机以及风机等设备，噪声源强约为85-95dB(A)。通过选用低噪声设备、设置设备隔声罩、安装消声器、优化管道布局等措施，可有效降低噪声对周边环境的影响，厂界噪声可满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）3类标准要求。2.3.4固体废物污染源改造工程产生的固体废物主要包括膜分离装置的膜组件更换产生的废膜、变压吸附装置的吸附剂更换产生的废吸附剂以及污水处理过程产生的污泥。废膜属于一般固体废物，产生量约为50m²/5年，由生产厂家回收处理；废吸附剂属于危险废物，产生量约为10t/3年，委托有资质的危险废物处置单位进行安全处置；污泥产生量约为0.5t/d，经脱水处理后送园区生活垃圾填埋场填埋处置。三、环境现状调查与评价3.1大气环境现状调查与评价本次评价采用环境空气质量现状监测和区域空气质量达标情况分析相结合的方法，对项目区域大气环境质量现状进行调查与评价。环境空气质量现状监测在厂区周边设置3个监测点，监测因子包括二氧化硫、二氧化氮、颗粒物（PM10）、颗粒物（PM2.5）、一氧化碳、臭氧、甲醇、乙醛等，监测时间为连续7天。监测结果显示，项目区域各监测点的二氧化硫、二氧化氮、颗粒物（PM10）、颗粒物（PM2.5）、一氧化碳、臭氧等常规污染物的日均浓度和小时浓度均满足《环境空气质量标准》（GB3095-2012）二级标准要求；甲醇、乙醛等特征污染物的小时浓度满足《大气污染物综合排放标准详解》中相关参考限值要求。区域空气质量达标情况分析表明，项目所在区域为环境空气质量达标区。3.2地表水环境现状调查与评价地表水环境现状监测在厂区西侧河流设置2个监测断面，监测因子包括pH值、化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮、总磷、石油类、甲醇等，监测时间为连续3天。监测结果显示，各监测断面的pH值、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、石油类等指标均满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类标准要求；甲醇指标满足《地表水环境质量标准》集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值要求。3.3地下水环境现状调查与评价地下水环境现状调查在厂区及周边设置5个地下水监测井，监测因子包括pH值、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、高锰酸盐指数、甲醇、铅、镉、铬（六价）、砷、汞等，监测时间为1次。监测结果显示，各监测井的各项指标均满足《地下水质量标准》（GB/T14848-2017）Ⅲ类标准要求，表明项目区域地下水环境质量良好。3.4声环境现状调查与评价声环境现状监测在厂区四周厂界设置4个监测点，监测因子为等效连续A声级，监测时间为昼间和夜间各1次。监测结果显示，厂界昼间噪声值为56-62dB(A)，夜间噪声值为45-50dB(A)，均满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）3类标准要求。3.5土壤环境现状调查与评价土壤环境现状调查在厂区内设置3个监测点，厂区外设置2个监测点，监测因子包括pH值、镉、汞、砷、铅、铬（六价）、铜、镍、锌、钒、锰、钴、苯、甲苯、二甲苯、甲醇等，监测深度为0-0.5m、0.5-1.5m、1.5-3.0m。监测结果显示，各监测点的各项指标均满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）第二类用地筛选值要求，表明项目区域土壤环境质量良好。四、环境影响预测与评价4.1大气环境影响预测与评价采用AERMOD大气扩散模型对改造工程实施后大气环境影响进行预测与评价，预测因子包括甲醇、乙醛、氮氧化物、颗粒物等。预测结果表明，正常工况下，各预测因子的最大地面浓度占标率均小于10%，其中甲醇最大地面浓度占标率为3.2%，乙醛最大地面浓度占标率为2.8%，氮氧化物最大地面浓度占标率为4.5%，颗粒物最大地面浓度占标率为1.2%，均满足环境空气质量标准要求。非正常工况下，假设膜分离装置发生泄漏，泄漏的甲醇最大地面浓度占标率为45.6%，但持续时间较短，通过设置泄漏检测与修复系统和应急预警措施，可有效控制非正常工况下的废气排放，对周边大气环境的影响在可接受范围内。4.2地表水环境影响预测与评价改造工程实施后，新增废水排放量约为18m³/d，废水经企业现有污水处理厂处理达标后，部分回用于生产系统，部分外排至园区污水处理厂。采用一维河流水质模型对地表水环境影响进行预测，预测因子为化学需氧量和甲醇。预测结果表明，废水外排对河流的影响较小，河流中化学需氧量和甲醇的浓度增量均小于0.1mg/L，远低于地表水环境质量标准限值要求，对地表水环境的影响在可接受范围内。4.3地下水环境影响预测与评价采用VisualMODFLOW地下水数值模拟软件对改造工程实施后地下水环境影响进行预测，预测因子为甲醇。预测结果表明，正常工况下，由于废水处理设施和管道采取了严格的防渗措施，不会发生地下水污染；非正常工况下，假设污水处理池发生泄漏，泄漏的甲醇在地下水中的迁移范围有限，最大迁移距离约为50米，且在泄漏发生100天后，地下水中甲醇浓度可恢复至背景值水平，对周边地下水环境的影响在可接受范围内。4.4声环境影响预测与评价采用噪声预测模型对改造工程实施后声环境影响进行预测，预测结果表明，正常工况下，厂界昼间噪声值为58-63dB(A)，夜间噪声值为47-51dB(A)，均满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）3类标准要求；对周边敏感目标的噪声贡献值小于30dB(A)，不会对敏感目标的声环境质量造成影响。4.5土壤环境影响预测与评价改造工程实施后，废气排放中的有机物沉降和废水泄漏可能会对土壤环境造成一定影响。采用土壤污染风险评估方法对土壤环境影响进行预测与评价，预测结果表明，正常工况下，废气中有机物沉降对土壤环境的影响较小，土壤中有机物的累积量远低于土壤污染风险管控标准限值要求；非正常工况下，即使发生废水泄漏，通过采取严格的防渗措施和应急处置措施，可有效防止土壤污染，对土壤环境的影响在可接受范围内。五、环境保护措施及可行性分析5.1大气污染防治措施改造工程采用膜分离+变压吸附组合工艺对尾气中的有用组分进行回收利用，可大幅减少尾气排放量和污染物排放浓度。无组织排放废气通过选用优质密封材料、加强设备维护管理、设置泄漏检测与修复系统等措施进行控制，确保无组织排放废气满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）无组织排放监控浓度限值要求。有组织排放废气经碱洗塔处理后，通过15米高的排气筒达标外排，排气筒设置在线监测系统，实时监测废气中污染物的排放浓度，确保废气排放满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）要求。设备检修、管道吹扫等过程产生的间歇性废气，通过设置临时火炬系统进行燃烧处理，燃烧后的烟气满足《大气污染物综合排放标准》要求。5.2水污染防治措施改造工程产生的废水全部收集进入企业现有污水处理厂进行处理，污水处理厂采用“预处理+厌氧生物处理+好氧生物处理+深度处理”工艺，处理后的废水部分回用于生产系统，部分达标外排至园区污水处理厂。废水处理设施采取严格的防渗措施，设置防渗层和渗漏监测系统，防止废水泄漏污染地下水环境。5.3噪声污染防治措施改造工程优先选用低噪声设备，对高噪声设备设置隔声罩、消声器等隔声降噪设施，同时优化设备布局，将高噪声设备布置在厂区中央远离厂界的位置。通过上述措施，可确保厂界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》要求，对周边敏感目标的声环境质量无影响。5.4固体废物污染防治措施改造工程产生的废膜由生产厂家回收处理，废吸附剂委托有资质的危险废物处置单位进行安全处置，污泥经脱水处理后送园区生活垃圾填埋场填埋处置。危险废物的收集、储存、运输和处置严格按照《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）和《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2019）等相关标准要求执行，防止造成二次污染。5.5环境风险防范措施针对改造工程可能存在的环境风险，制定完善的环境风险应急预案，建立环境风险预警体系，配备应急救援设备和物资。在生产过程中，加强设备运行监控和维护管理，定期开展环境风险隐患排查和应急演练，提高应对环境风险事故的能力。同时，在厂区设置事故应急池，确保事故状态下的废水得到有效收集和处理，防止污染周边水环境。六、环境经济损益分析6.1经济效益分析改造工程总投资约为8000万元，其中建设投资约为7200万元，流动资金约为800万元。项目建成后，每年可回收氢气约1200万Nm³，回收一氧化碳约800万Nm³，按照当前市场价格计算，每年可实现经济效益约为3500万元，投资回收期约为2.3年，具有较好的经济效益。6.2环境效益分析改造工程实施后，每年可减少氢气消耗约1200万Nm³，减少一氧化碳消耗约800万Nm³，相当于减少标准煤消耗约1.5万吨，减少二氧化碳排放约4.2万吨。同时，每年可减少甲醇排放约120吨，减少乙醛排放约80吨，减少氮氧化物排放约50吨，减少颗粒物排放约20吨，具有显著的环境效益。6.3社会效益分析改造工程的实施，有助于企业提高资源利用效率，降低生产成本，增强市场竞争力；同时，有助于推动化工行业尾气处理技术的进步，促进化工产业的绿色发展和转型升级。此外，项目建设过程中还可提供一定的就业岗位，带动相关产业的发展，具有良好的社会效益。七、环境管理与监测计划7.1环境管理企业建立健全环境管理体系，设置专门的环境管理部门，配备专职环境管理人员，负责项目的环境管理和监督工作。制定完善的环境管理制度，包括环境保护责任制、环境监测制度、环境风险应急预案制度等，确保各项环境保护措施得到有效落实。7.2