乐山金瑞化工有限公司焦炉尾气综合开发利用项目环境影响评价报告书.doc

乐山金瑞化工有限公司
焦炉尾气综合开发利用项目
环境影响报告书

（简 本）

建设单位：乐山金瑞化工有限公司
编制单位：成都市环境保护科学研究院
二〇一三年七月
目录
1 总 论 3
1.1 项目背景 3
1.2 项目概况 5
1.2.1 项目名称、建设性质及建设单位 5
1.2.2 建设地点 5
1.2.3 主要建设内容及规模 5
1.2.4 建设周期及项目投资 6
1.2.5 建设项目选址合理性 7
1.2.6项目规划符合性 7
1.2.7产业政策符合性 9
2 建设项目周围环境现状 10
2.1 建设项目所在地环境现状 10
2.1.1 地表水环境质量现状 10
2.1.2 大气环境质量现状 10
2.1.3 声环境质量现状 10
2.1.4 地下水环境质量现状 10
2.1.5 生态环境质量现状 10
2.2 建设项目环境影响评价范围 10
2.3 建设项目环境保护目标 11
3 建设项目工程分析及环境影响预测分析 12
3.1 工程分析 12
3.1.1 施工期工艺流程简述 12
3.1.2 运营期工艺流程简述 12
3.2 环境影响预测分析 22
3.2.1 施工期环境影响预测分析 22
3.2.2 运营期环境影响预测分析 28
3.2.3 环境风险影响 35
4 环境保护措施及其技术经济论证 36
4.1 施工期环境保护措施 36
4.1.1、基本防范措施 36
4.1.2、水土保持 36
4.2 营运期环境保护措施及其经济技术论证 43
4.2.1 废气防治措施 43
4.2.2 废水防治措施 45
4.2.3 噪声治理措施 46
4.2.4 固体废弃物治理措施 48
5 环境监测计划及环境管理制度 49
5.1 环境监测计划 49
5.1.1 施工期环境监测计划 49
5.1.2 运营期环境监测计划 50
5.2 环境管理制度 50
5.2.1 施工期环境管理 50
5.2.2 运营期环境管理 51
6 项目经济效益分析 52
6.1 社会效益分析 52
6.2 环境效益分析 52
7 公众参与 54
7.1 调查范围与对象 54
7.2 调查内容 56
7.3 调查方法 56
7.4 公众参与调查 56
8 环境影响评价结论 59
8.1 结论 59

1 总 论
1.1 项目背景
乐山金瑞化工有限公司（以下简称“金瑞化工”）于2011年11月份成立，是由四川化工控股（集团）有限责任公司与乐山金石焦化有限公司（以下简称“金石焦化”）合资组建的股份制公司，注册资金6000万元。金瑞化工主要是综合利用金石焦化有限公司年产60万吨/年焦炭项目的焦炉尾气生产液氨。
金石焦化年产60万吨/年焦炭项目原有业主为沐川县八益煤业有限公司（以下简称“八益煤业”），后因八益煤业投资方向发生改变，60万吨/年焦炭项目业主由八益煤业变更为金石焦化，并先后经乐山市发改委（乐发改函[2008]56号，详见附件1）同意变更，及省环保厅（川环建函[2010]31号，详见附件2）复函：该项目性质、规模、地点、采用的生产工艺、防治污染、防止生态破坏的措施等均未发生变动的情况下，该项目在实施过程中依法变更项目业主，该项目环境影响报告书的批复文件（批复详见附件3）依然有效。
沐川县八益煤业有限公司60万吨/年焦炭项目（即现金石焦化年产60万吨/年焦炭项目）环评由四川省环境保护科学研究院于2008年12月完成，并于2009年3月取得省环保厅批复（川环审批[2009]128号）。项目建设炼焦车间、煤气净化车间、煤气发电车间及相关公辅工程等，形成60万吨/年焦炭生产能力。该项目生产过程中副产的大量焦炉尾气，主要成分为H2、CH4、CO、CO2、H2S和COS等，其中H2含量为58%，CH4含量为26%，热值为17300kJ/Nm3，原焦炉煤气利用方式为火力发电，建设3×6MW热力发电机组。该项目建设过程中，经论证，由于焦炉尾气中含单质H2较高，将其分离提纯后，十分适宜生产液氨。因此，金石焦化拟放弃原焦炉尾气发电方案，与四川化工控股（集团）有限责任公司共同组建金瑞化工进行全部焦炉尾气综合利用合成氨。合成氨方案较发电方案有如下优势：
一是有利于污染物减排。本项目采用焦炉尾气物理分离法提取合成氨所需原料氢气，由焦炉尾气分离出H2气体和富CH4气体，富CH4气体作为燃气返回焦化厂；氢气加工为合成氨，减少了发电过程中烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物的排放。同时合成氨装置产生的蒸汽输送至金石焦化，减少金石焦化蒸汽生产量，降低外界燃料、能源消耗，从而降低大气污染物排放量。
二是有利于资源综合利用。本项目将提氢后的气体富含CH4气，热值更高，送回金石焦化综合利用处理（作燃料等），热量比原来燃烧气（焦炉尾气）增加35.5%，对炼焦生产更有利。同时，合成氨装置的余热可产生蒸汽不仅满足系统消耗还可以向焦化厂供应蒸汽，有效利用余热、降低外界燃料、能源消耗，达到资源综合利用。
三是有利于提高运行可靠性。合成氨方案，有效解决了尾气发电锅炉技术不够成熟、稳定生产持续时间短、检修工作量大、操作风险大等缺点，提高了系统整体可靠性和运行持久性。同时，川化控股四川天瑞化工矿业有限公司正在紧邻金石焦化的马边大规模开采磷矿，发展下游磷化工产品，其中磷铵生产需要液氨7万吨/年为原料，由于该公司交通运输不便，向外购买液氨困难，急需在乐山本地寻求液氨。本项目解决了上述原料供应配套问题，有效降低了社会能源消耗，降低了液氨长途运输途中的安全、环保风险，更有利于社会的持续发展。
四是有利于增加经济效益。尾气利用发电方案投资约8000万元，年产值仅2400万元；合成氨方案，年产值约2亿元，利税约5000万元。同时，增加氢气销售额4200万元/年，并获得价值约1000万元/年的富甲烷气和经济效益约150万元/年的中压蒸汽。金瑞化工生产的液氨，可就近配套供应四川化工控股下属的天瑞化工矿业有限公司发展下游磷化工产品急需的液氨原料。两方案相比，合成氨方案经济效益十分明显。
在此情况下，四川化工控股（集团）有限责任公司与金石焦化组建了金瑞化工，利用金石焦化年产60万吨焦炭项目焦炉尾气，经过尾气预处理、氢气净化提纯、氢氮合成氨及液氨等工序，实现年产液氨6.5万t/a，其副产物富甲烷气返回焦化厂综合利用处理。
金瑞化工焦炉尾气综合开发利用项目已于2012年3月在沐川县发改和经信局备案，编号为：沐投资备[5111291120313]0005号，目备案通知书详见附件。
1.2 项目概况
1.2.1 项目名称、建设性质及建设单位
建设单位：乐山金瑞化工有限公司
项目名称：焦炉尾气综合开发利用项目
建设性质：新建
总 投 资：23500万元
建设方案：建设期24个月，预计在2014年投产
1.2.2 建设地点
项目拟建于四川省乐山市沐川县舟坝镇夏寨村7组（沐川县工业集中区舟坝工业园区）
1.2.3 主要建设内容及规模
本项目产品规划年产量表1-1。
表1-1 产品及副产品生产纲领
序号
产品名称
产量
备注
1
产品
液氨
6.5万t/a
外售
2
副产品
富甲烷气
1.2亿Nm3/a
送金石焦化厂综合利用处理
3
中压蒸汽（1.8MPa）
5.52万t/a（6.90t/h）
自用1.6t/h，送金石焦化5.3t/h
表1-2 工程建设内容和项目组成表
工程
分类
项目名称
建设内容
主要环境问题
备注
施工期
营运期
主
体
工
程
制氢装置
5座粗脱塔（Φ3400）、二级PSA变压吸附装置（一级16个吸附塔（Φ2400），二级10个吸附塔（Φ2000））、1个脱氧塔（Φ1200）、2个精脱硫塔（Φ2200）及相应的配套设施；年制氢11887.29Nm3/a
噪声、
废水、
废气、
固废
废气、废水、固废、噪声
新建
气柜
气柜直径: ∅27240/26240mm, 公称容积: 10000m3
废气
新建
空分制氮装置
主要包括自洁式空气过滤器、离心式空气压缩机、空气预冷机、水分离器、分子筛纯化器、透平膨胀机等设备以及相应的配套设施，氮气产量6000Nm3/h
废气、废水、固废、噪声
新建
合成氨及液氨装置
氨合成塔（设计压力16MPa、设计温度400℃、内件Φ1500、催化剂装填量15m3）采用为一轴二径三段绝热型结构，第一段为轴向层，第二、三段均为径向催化床，第一段与第二段采取间接换热器换热，第二段与第三段采取冷激方式；二级氨冷器；年生产能力6.5t/a液氨
废气、废水、固废、噪声
新建
公用
工程
供水
由金石焦化供水系统供应
/
/
供电
由区域10KV电网供应，厂区建配电房
/
新建
供热
项目合成氨废热利用余热锅炉自产蒸汽，开工蒸汽由金石焦化提供。项目余热锅炉1台，直径φ2200，长7m，管程介质为合成气，换热面积220m2，产1.8MPa蒸汽6.90t/h
废水、噪声
新建
辅助
工程
脱盐水系统
装置生产能力9m3/h。
/
新建
压缩厂房
钢筋混凝土排架结构，3台焦炉尾气压缩机，2台氨压缩机和3组联合压缩机
噪声
新建
循环水站
钢混框架结构，采用水膜冷却，选用一台钢筋混凝土方形机械通风（抽风式）逆流塔，设计规模3000m3/h
废水、噪声
新建
生产辅助用房
钢筋混凝土框架结构，2层，建筑面积2016m2。包括办公、资料室、化验室、分析室、配电及控制室等，设置DCS分散型控制系统以及ESD紧急停车系统
废水、固废
新建
检修车间
钢混框架结构，设加工室1间，机修室1间，仪表维修室1间，库房4间。
废水、固废
新建
门卫室
砖混结构，60m2。
\
新建
储运
工程
液氨球罐区
占地面积347m2，Φ18000液氨球罐1台，Q345R，操作压力1.6Mpa，贮存时间约7.5天。
液氨泄漏风险，燃爆风险
新建
液氨充装区
设4台（套）充装设备，1座地磅，1个事故回收槽
焦炉煤气输送管道
金石焦化厂送至厂界，厂内32m，L290(A级)，Ф1016x12，架空
燃爆风险，泄漏风险
新建
蒸汽输送管道
222m，20＃，Ф114.3x5.0，架空，复合硅酸盐纤维毡保温材料
/
新建
富甲烷气输送管道
135m，L290(A级)，Ф711x12，架空
燃爆风险，泄漏风险
新建
液氨输送管道
730m，20＃，Ф139.7x6.3，架空
燃爆风险，泄漏风险
新建
环保
工程
事故池
有效容积2400m3，其中含废水池260m3
废水
新建
消防水池
消防水池有效容积1584m3，分成两格。
/
新建
绿化
厂区绿地率20%
/
新建
事故火炬
30m事故火炬一座
废气
新建
污水处理设施
生活污水自建一体化处理装置处理，处理能力20m3/d
废水
新建
生产废水利用金石焦化污水处理站，处理能力80m3/h，满足要求。
/
/
\
1.2.4 建设周期及项目投资
本次扩建项目已于2013年5月开工建设，预计于2014年5月投产运营，项目建设期为24个月。根据调查，目前该项目已动工，主体工程正在建设之中。
本次扩建项目总投资为23500万元。资金来源全部为企业自筹。

1.2.5 建设项目选址合理性
项目选址于沐川县工业集中区舟坝工业园区舟坝镇夏寨村7组，紧邻金石焦化厂，项目周边零星分布夏寨村7、8组及前进村1组住户及1个安置点合计约60户，其中最近住户为本项目生产装置区北面厂界外约53m（具体参见项目外环境关系图及1.8中外环境关系）。
根据原四川省环保局《关于沐川县八益煤业有限公司60万t/a焦化工程环境影响报告书的批复》（川环审批[2009]128号）：“焦化企业以焦炉车间、化产车间及焦化废水处理站边界周围500m设置卫生防护距离。根据该批复，除对卫生防护距离范围内的农户实施搬迁外，在此距离范围内今后不得新建医院、学校、居民点等敏感设施。”，按此要求，上述住户均属于60万吨/年焦炭项目拟搬迁住户。根据现场调查，本项目厂界外1000米范围内住户目前均已搬迁完毕。
综上所述，本项目的选址建设符合园区工业区规划定位，用地规划及相关环保要求。规划符合，选址合理。
项目地理位置图详见附图1，园区用地布局图详见附图2。项目区域土地利用现状及项目区位关系详见附图3。
1.2.6项目规划符合性
本项目选址于乐山市沐川县舟坝镇沐川县工业集中区的舟坝工业园区内（具体见附图），该园区位于沐川县舟坝镇前进村与夏寨境内，位于县境西北部、舟坝镇北部，东、南两侧临马边河。
沐川县工业集中区规划区范围总用地7km2，包括四个园区：茨梨坝工业园区1.4km2，建和工业园区1.6km2，龙船坝工业园区0.8km2，舟坝工业园区3.2km2。沐川县工业集中区规划环评于2012年由四川省环境科学研究院编制完成，四川省环保厅于2013年1月7日印发“关于《沐川县工业集中区总体规划环境影响报告书》审查意见的函”（川环建函[2013]4号）（详见附件6），予以审查通过。
本项目即位于沐川县工业集中区中的舟坝工业园区内。舟坝工业园区园区四至范围为东至103省道，南至老洋溪桥，西至夏寨村七组，北至前进变电站，规划用地3.2km2。
根据已审查通过的园区规划环评及其审查意见（川环建函[2013]4号）：
沐川县工业集中区产业定位：林浆造纸、竹木板材、生态食品、磷煤化工四大产业类型。
舟坝工业园区产业定位：磷煤化工工业、新能源和新材料。
以金石集团为依托，充分利用马边河流域丰富的磷、电、煤、矿资源，重点打造精细煤磷化工产业链，发展黄磷、Ⅱ型聚磷酸铵、六偏磷酸钠、阻燃剂、纳米级轻质碳酸钙、焦炭、高纯度硅微粉等关联项目和产品。加强黄磷尾气、焦炉煤气、磷炉渣、泥磷的回收利用。积极引入太阳能光伏产业、依托多晶硅项目，不断扩大规模，延伸产业链，大力发展硅棒、硅片、太阳能电池和组件等产品以及切割钢丝、坩埚等配套产品。
本项目以金石集团60万t焦化项目为依托，利用其焦炉尾气为原料，实施焦炉尾气的净化和组分分离，获得高纯度氢气和富甲烷气，高纯氢气用作合成氨的原料；项目产品液氨外售川化控股四川天瑞化工矿业有限公司发展下游磷化工产品作原料。本项目为园区重点规划项目之一。
规划环评及其审查意见中确定的舟坝工业园区鼓励入园企业类型：
1、磷煤化工产业及下游产品制造；
2、黄磷尾气、磷炉渣、泥磷等的综合利用项目。
舟坝工业园区禁止入园企业类型：
1、水污染企业：皮革、洗选、印染、含发酵工艺的生物制药等对水环境污染重的企业。
2、大气污染企业：电石、炼铁、球团及烧结、铁合金冶炼等对大气环境污染重的企业。
3、不符合国家产业政策的企业；不能执行清洁生产的企业。
4、禁止发展食品、饮料加工。
5、禁止发展农药化工及化学合成剂等产业。
综上，本项目属于磷煤化工产业及其下游产品制造中的焦炉尾气综合利用项目，属规划环评及其审查意见中确定的舟坝工业园区鼓励入园企业，因此，本项目与园区的产业定位是相符合的。同时本项目符合国家现行相关产业政策和清洁生产要求，拟建厂址属于园区三类工业用地，符合园区用地布局规划，项目与园区规划要求相容。沐川县住房和城乡规划建设局出具了本项目选址意见书（编号：沐村选2012字第005号，详见附件7），明确本项目所选厂址符合相关规划要求。
1.2.7产业政策符合性
本项目是利用金石化工产生的焦炉尾气进行合成氨的生产，为焦炉尾气综合利用项目和循环经济项目，不使用天然气作为原料，同时不采用固定层间歇气化技术合成氨，属于《产业结构调整指导目录》（2011年本）鼓励类第八项第3小项“……焦炉尾气高附加值利用等先进技术的研发与应用”，故本项目属于鼓励类项目，符合国家现行的产业政策。
本项目已于2012年3月在沐川县发改和经信局备案，编号为：沐投资备[5111291120313]0005号。

2 建设项目周围环境现状
2.1 建设项目所在地环境现状
2.1.1 地表水环境质量现状
工程区域范围内的地表水——马边河的水环境质量监测的各项指标均能满足《地表水环境质量标准》GB3838－2002中Ⅲ类水域标准限值要求，有一定的环境容量。
2.1.2 大气环境质量现状
监测及评价结果分析表明：项目周边区域大气环境质量监测因子均未出现超标，各监测点污染物浓度的单因子指数均小于1，该区域的所有监测因子满足《环境空气质量标准》（GB3095-1996）、《工业企业设计卫生标准》（TJ36-1979）以及《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）相关标准要求。
2.1.3 声环境质量现状
评价区域各监测点昼间、夜间噪声均能达到《声环境质量标准》（GB 3096-2008）中3类标准的要求，项目所在区域声学环境质量现状良好。
2.1.4 地下水环境质量现状
评价区域内地下水各监测指标均满足《地下水质量标准》（GB/T14848-93）中的Ⅲ类标准。说明项目区域地下水环境质量现状尚好。
2.1.5 生态环境质量现状
本项目区域内目前均为工业园区用地，项目涉及范围内无特殊保护珍稀动植物。
2.2 建设项目环境影响评价范围
（1）地表水环境
项目评价区域内主要地表水体为马边河，根据本项目有关建设内容，确定地表水评价范围为：项目所在地马边河上游500m，下游10km的马边河地表水体。
（2）环境空气
结合项目实际情况，本项目运营后对空气环境质量的影响影响较小，依据《环境影响评价技术导则 大气环境》（HJ2.2-2008）中有关规定可以从简，本次大气环境评价范围重点关心项目施工区域及厂区厂界周边的环境敏感点。
（3）声环境
本项目声环境影响评价范围确定为污水厂厂界周边200m范围内。
（4）生态环境
拟建工程对生态环境的影响主要反映在施工期，结合项目实际情况，确定本项目生态环境评价的范围为直接受施工影响的区域。
2.3 建设项目环境保护目标
项目厂址选定在四川省乐山市沐川县舟坝镇沐川县工业集中区舟坝工业园区，位于以东约5km的夏寨村7组。厂区在老羊溪桥以北，距沐川县城48km；距成都约197km；距乐山市区约102km。省道103在厂区东南边缘约300m通过。
本项目生产装置区占地面积72730m2，海拔525.5m；产品充装场地占地面积3360m2，设计标高406.5m。当地已有基本的交通、供电、供排水等基础设施。目前，厂址周围1.5km以内无食品生产加工，以及其它关乎人民身体健康的企业和部门，符合建设条件。据现场勘查和资料收集，项目工程所在地厂址内不涉及住户搬迁。本项目周边主要敏感点和环境保护目标见表2-1。项目区域土地利用现状及项目区位关系详见附图3，项目周边外环境关系详见附图。
表2-1 主要环境保护目标表
环境
因素
目标名称
规模
方位
海拔
（m）
距离
（m）
保护级别
环境空气
舟坝镇夏寨村
约347户1349人
周围
375~572
50~500m
（GB3095-1996）二级标准
舟坝镇前进村
约346户1346人
N
/
~2.0Km
高笋乡张岩村
约258户969人
NE
/
~2.4Km
高笋乡杨塆村
约269户964人
E
/
~2.2Km
舟坝镇桑林村
约251户948人
S
/
~2.5Km
地表水
马边河
III类水域，多年平均天然径流量124.2m3/s
SE
/
距生产区约715m，距充装区约135m
GB3838-2002中III类标准
声环境
夏家村七组
前进村一组
3户住户
生产区N
551
53~168m
（GB3096-2008）3类标准
夏家村七组
5户住户
生产区W
550
500-1000m
夏家村八组
50余户（含安置点48户）住户
充装区S
400
90~130m
地下水
评价范围内的地下水
GB/T14848-93）Ⅲ类
生态环境
项目所在地及其周围200m范围内
不破坏生态系统完整性，并尽可能恢复和改善区域生态环境。

3 建设项目工程分析及环境影响预测分析
3.1 工程分析
3.1.1 施工期工艺流程简述
本项目为建设内容主要进行厂区建设。施工期主要是进行施工场地平整、基坑护壁及修建地基，进而进行主体建筑施工，最后进行外装饰和内装修，设备安装等。工程施工期流程及主要产污位置如图3-1所示。
场地平整
主体工程
装饰工程
设备安装
工程验收
噪声、扬尘、植被损坏、水土流失
噪声
弃渣、建筑垃圾、施工废水、生活垃圾

生活垃圾
噪声、扬尘

图3-1 工程施工期流程及产污位置图
3.1.2 运营期工艺流程简述
本项目通过对金石焦化厂焦炉尾气净化提纯氢气，再利用纯氢与来自空分装置的纯氮（N:H=1:3，以H2为基准）在合成塔中催化剂作用及高温条件下合成氨。
1、焦炉尾气制氢工艺及产污分析
来自金石焦化的焦炉尾气（～3KPa、～40℃）经管道输送至场内，经离心机加压至 35KPa、80℃，进入固定管板式间接水冷却器冷却至40℃，进入焦炉尾气预处理工序脱除焦炉尾气中对后续工序有害的焦油、苯、萘等杂质后，经焦炉尾气无油润滑压缩机加压至～1.7MPa（G）后进入变压吸附装置（两段法提氢）将焦炉尾气中的氢气提纯，在变压吸附第一段出口经脱氧工序，脱氧后的气体再进入到变压吸附第二段继续提纯氢气，自变压吸附第二段出口获得合格产品氢气送下工段作为合成氨装置所需的原料用氢气。处理后焦炉煤气含硫化氢0.1mg/Nm3及极微量焦油、硫、萘。焦炉尾气预处理工序的再生气及变压吸附制氢工序解吸气（即：副产品富甲烷气，所有污染物均被再生、解吸进入富甲烷气）送回金石焦化公司作为燃烧气。
本项目所采用的变压吸附（PSA）制氢技术方案选用成都天立化工科技有限公司发明专利技术《一种两段全回收变压吸附气体分离方法》，专利号：ZL200410046598.4。第一段称为粗制氢段；第二段称为精制氢段。采用常压解吸吹扫冲洗再生流程，整套变压吸附装置无真空降压解吸设备。经变压吸附装置后，获得产品氢气纯度≥99.99%、CO+CO2含量≤10ppm、O2含量≤3ppm，H2S含量≤0.1ppm，水含量≤1ppm，氢气回收率≥91%。
另根据项目初设实地考查及资料考证，目前国内山西三维集团股份有限公司（变压吸附提氢装置能力30000m3/h焦炉尾气）、中国平煤神马能源化工集团河南首山焦化有限公司（变压吸附提氢装置能力70000m3/h焦炉尾气）等千余家企业焦炉煤气进气组分与本项目相近，采用变压吸附提纯装置制得氢气纯度达到≥99.99%以上。此外，目前焦化厂焦炉煤气供应较稳定，包含上述2家的多家公司焦炉尾气提氢装置前端均不再设计气柜缓冲。在出现供气故障时，本项目DCS+ESD控制系统确保系统安全。
（1）预处理工序
来自界区外金石焦化的焦炉尾气（3KPa、40℃）经离心风机加压至35 KPa、80℃，水再间接冷却至40℃后送入预处理段。焦炉尾气自吸附塔底部进入正处于吸附状态的塔内，在吸附床层的依次选择吸附下，原料气中微量焦油、苯、萘等杂质组分被吸附，未被吸附的其余气体（20KPa、40℃）从塔顶送去压缩机升压至1.7MPa(G)后送到粗制氢段。
当被吸附杂质的传质区前沿（称为吸附前沿）到达床层出口某一位置时停止吸附，吸附床层开始转入再生过程，再生气利用变压吸附粗制氢段来的解吸气经蒸汽加热器加热后对吸附床层进行升温并将吸附的杂质随再生气吹扫解吸出来。再生完成后用变压吸附工段来的冷解吸气对吸附床层冷却，吹扫解吸气和冷却解吸气作为燃料气送金石焦化公司回收利用。再生完成后，进入下一个吸附循环过程。预处理段设备配置为：6台吸附塔、2台离心风机（一开一备）。
（2）粗制氢工序（PSA-Ⅰ吸附）
预处理段出口气经过压缩机加压到1.7MPa(G)，温度＜40℃，油含量≤5ppm，经除油塔除油后送入粗制氢工段，首先自吸附塔底部进入正处于吸附状态的塔内，在不同种类吸附床层的依次选择吸附下，气体中的含硫化合物、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氮气、等杂质组分被吸附，未被吸附的氢气及少量一氧化碳、甲烷、氮气组分从塔顶经过脱氧工序脱除氧气后进入精制氢工段。
当吸附前沿到达床层出口某一位置时停止吸附，吸附床层开始转入再生过程。通过多次均压降，顺着吸附方向将塔内较高压力的混合气放入其它已完成再生的较低压力的吸附塔，一方面将吸附剂吸附的杂质解吸出来，增加床层死空间中的杂质浓度，另一方面充分回收床层死空间的有效气体。在均压过程结束后，逆着吸附方向降压，易吸附组分被排放出来，吸附剂得到再生。逆放到常压后，用精制氢段解吸气对吸附塔吸附床层进行冲洗解吸，使吸附剂得到进一步再生。冲洗结束后，再用精制氢段解吸气进行升压，回收精制氢段解吸气，目的是回收精制氢段解吸气中的氢气。粗制氢段吸附塔依次经历：吸附、均压、逆放、常压吹扫、二段气升压、均升、再加压步序，进入下一个吸附循环过程。粗制氢段设备配置为：16台吸附塔、3台焦炉气压缩机。
（3）脱氧工序
从粗制氢段塔顶流出的气体经蒸汽加热至70℃后，进入脱氧塔内，在塔中Ba催化剂催化作用下，氧和氢反应生成水，气体经水冷却器间接冷却至40℃，再由气水分离器除去水后送入精制氢段。
（4）精制氢工序
从粗制氢段塔顶流出的气体经过脱氧工序后进入精制氢工段，自吸附塔底部进入正处于吸附状态的塔内，在吸附床层的依次选择吸附下，气体中的杂质组分被吸附下来，未被吸附的氢气作为产品气从塔顶流出进入下工段，控制塔顶出口气中氢气含量≥99.99%。
当吸附前沿到达床层出口某一位置时停止吸附，吸附床层开始转入再生过程。通过多次均压，顺着吸附方向将塔内较高压力的混合气放入其它已完成再生的较低压力的吸附塔，一方面将吸附剂吸附的杂质解吸出来，增加床层死空间中的杂质浓度，另一方面充分回收床层死空间的有效气体。在均压过程结束后，先顺着吸附方向降压，将塔内气体分别放入多台缓冲罐中作为吹扫气源。再逆着吸附方向降压，易吸附组分被排放出来，吸附剂得到初步再生，逆放气返回粗制氢段解吸完成的塔内升压回收。最后用顺放气吹扫进一步解吸吸附剂上残留的吸附杂质，吸附剂得到再生，吹扫气返回粗制氢段进行升压。吹扫结束后，通过多次均压升以及最终升压使吸附塔接近吸附压力，吸附塔便开始进入下一个吸附循环过程。精制氢段设备配置为：10台吸附塔、7台缓冲罐。
本项目所用原料氢气来自焦炉尾气，由于其中CO和CO2的含量较高，会对氨合成催化剂产生毒害作用。在氨合成催化剂的作用下CO和CO2会与氢发生反应：
CO + 3H2→CH4 + H2O
CO2 + 4H2→CH4 + 2H2O
生成的水蒸汽又会和催化剂α-Fe发生反应
H2O + Fe→FeO + H2
3H2O + 2Fe→Fe2O3 + 3H2
工艺污染流程图如图3-1。

固定板式间接水冷（40℃）
预处理
压缩
脱油
粗制氢
精制氢
氢气加热（70℃）
脱氧
冷却（常温）
去合成氨工序
G1、S1
N、W1
S1
S1
S1
S1
废热锅炉蒸汽
蒸汽冷凝水返回锅炉
离心加压（35KPa、80℃）
来自金石焦化的焦炉尾气
冷却水
循环水站
W2
吸附剂
吸附剂
吸附剂
解析气
解
析
气
Ba催化剂
冷却水
循环水站
W2
气水分离
W1
N、W1
G1
吸附剂

图3-1 焦炉尾气制氢工艺流程及产污环节图
根据项目的工艺流程，分析过程中的主要污染物见表3-10。
表3-10 焦炉尾气制氢工序主要产污情况
类别
编号
污染工序/污染源
污染物
处理方法
废水
W1
压缩、预水分离等
冷凝污水
送金石焦化污水处理厂处理
W2
循环水站
清下水
外排雨水管网
废气
G1
粗脱
粗脱富甲烷气
送金石焦炉综合利用处理
固废
S1
粗脱、变压吸附等工序
废吸附剂、废催化剂
厂家回收
噪声
N
鼓风机、压缩机等
设备运营
隔声、消声

2、空分制氮工艺及产污分析
空分制氮工序包括空气压缩、空气预冷、空气纯化、氮气制取等步骤。
（1）空气压缩
原料工艺空气经吸入口吸入，通过自洁式空气过滤器过滤后进入离心式空气压缩机压缩至~0.7Mpa，经压缩机末级冷却后到40℃进入预冷机组。
（2）空气预冷、水分离
空气经过预冷机组冷却至8℃左右，经水分离器分离去空气中游离态的水分后进入空气纯化器。
（3）空气纯化
空气纯化器在8℃下吸附掉原料空气中所残留的水分、二氧化碳、乙炔等碳氢化合物。纯化器系统中的吸附器由两台立式容器组成，当一台运行时，另一台则由来自冷箱中的污氮通过电加热器加热后进行再生。净化后的原料空气进入分馏塔。
（4）氮气制取
从纯化系统来的压缩空气进入分馏塔（分流塔主要由主换热器、精馏塔、冷凝蒸发器和过冷器组成）内的主换热器，压缩空气在主换热器内由返流的产品氮气和污氮气冷却到液化温度，部分液化后进入精馏塔的底部，在精馏塔内进行精馏分流。在塔中上升气体与下流液体充分接触，传热传质后，上升气体中的氮浓度逐渐增加纯化，到塔顶以后变成纯氮。一部分纯氮进入精馏塔顶部的冷凝蒸发器被冷凝，冷凝后一股进入过冷器后做为产品液氮输出，另一股作为精馏塔的回流液，在气氮冷凝的同时，冷凝蒸发器中的富氧液空汽化成为污氮气作纯化器再生气；另一部分纯氮气经主换热器换热后出冷箱进入氮气缓冲罐，再经氮气压缩机加压至 1.6MPa后作为产品送往氨合成工序。
工艺污染流程图如图3-2。

空气
过滤
压缩（~0.7Mpa，40℃）
N
预冷
水分分离
空气纯化（8℃）
G2，S1
N
W3
S2
去合成氨工序
吸附剂
分馏
污氮气
产品氮
回流氮
缓冲
压缩
N
纯氮
纯氮

图3-2 空分制氮工艺流程及产污环节图

根据项目的工艺流程，分析过程中的主要污染物见表3-11。
表3-11 空分制氮工序主要产污情况
类别
编号
污染工序/污染源
污染物
处理方法
废水
W3
水分分离
冷凝水
外排雨水管网
固废
S2
空气过滤
滤灰
与生活垃圾一起处理
S1
空气纯化
废分子筛
厂家回收
废气
G2
空气纯化
再生废气
消声器放空
噪声
N
压缩机、风机等
设备运营
隔声、消声

3、氨合成工艺及产污分析
本项目氨合成系统工艺流程分为预热、反应、余热回收、冷却分离四个连续循环的单元。
（1）预热单元
来自厂内制氢装置的氢气和空分装置的氮气进入合成界区后经调解阀调整比例（N:H=1:3，以H2为基准）后，在管道内混合，分别进入三台联合压缩机的新鲜气压缩段（共三级）升压至13.8MPa，经压缩机中间冷却器冷至40℃后与系统来的循环气（T=28.5℃，P=13.8MPa，来自冷却分离单元的部分不凝气）进入三台联合压缩机的循环气压缩段（一级）升压至15.0MPa，联合压缩机四级出口气汇总进入油分离器，分离物料携带压缩机油污后的合成气分为两路进入氨合成系统。
入塔气总线——循环压缩机油分离器出口至塔前热交换器冷气入口，经加热至180℃进合成塔。一次冷气——循环压缩机油分离器出口至合成塔塔壁，用以控制塔外壳壁温。
（2）反应单元
一次冷气出口直接进入塔前交换器壳程中段与入塔总线气体混合，加热至180℃后分成四股气进入内反应：第一股作为合成主线由塔底二进气进入下部换热器的壳程换热后从中心管上升，从零米进入一段催化剂层反应；一股用作调节床层零米温度冷付线由塔顶进入；一股用作冷却气由塔顶进入中心换热器调节调整第一径向层进口温度，换热后于中心管上升的主气混合后进入零米；一股用作冷激气调节第二径向层进口温度。反应后355℃的二出气出塔。
该工段主要反应式：N2+3H2→2NH3
（3）余热回收单元
合成塔355℃的出塔气进入废热锅炉换热，副产1.8Mpa的中压饱和蒸汽，温度降至~230℃，然后进入锅炉水预热器换热，将25℃的锅炉给水加热至104℃，出口温度降至约215℃，再进入塔前热交换器，与入塔的气体换热，温度降到80℃以下进入水冷器。
（4）冷却分离单元
离开塔前热交换器的合成气经水冷器冷却后温度降至37℃，经过冷交换器，温度降至~26℃进入一级氨分离器分离液氨，分离后的气体进入一级氨冷器经冰机系统来的液氨（T=40℃，P=1.6MPa）通过专用调节阀减压至0.4MPa蒸发冷至10℃后进入二级氨冷器，经二级氨冷器来的低温液氨（T=3℃，P=0.4MPa）通过专用调节阀减压至0.15MPa蒸发冷至-6℃；最后经二级氨分离器分氨后的气体经冷交换器回收冷量后，回联合压缩机入口加压进入下一轮循环。工序中液氨暂存储槽不凝气部分作系统循环气，剩余部分与合成驰放气一起送金石焦化厂作原料进入该项目脱铵工段。二级分离器来的液氨产品进入闪蒸槽，出来的闪蒸气送回联合压缩机一段进口，液氨产品（T=15℃，P=2.5MPa）送入氨球储存。
（5）其它辅助单元
本装置设置开工电炉（位于合成塔内，P=1500KW），在原始开车、升温还原或长时间停车后的开车时，对催化剂进行升温。项目氨合成工艺流程及产污环节图如图3-3。根据项目的工艺流程，分析过程中的主要污染物见表3-12。
表3-12 合成氨工序主要产污情况
类别
编号
污染工序/污染源
污染物
处理方法
废水
S3
油水分离
油污
送金石焦化锅炉掺烧
W4
锅炉排污水
清下水
外排雨水管网
W1
循环水站
清下水
废气
G3
合成氨
污氨气（弛放气、不凝气）
送金石焦化脱铵工段
非正常工况下
安全阀放空气
火炬燃烧外排
生产不正常放气
初次开车置换气
直接排空
固废
S1
合成塔
废催化剂
厂家回收
噪声
N
压缩机、风机等
设备运营
隔声、消声
4、液氨储存及充装
从合成工段送来的液氨（压力：1.6MPa）进入氨球罐。液氨充装泵出口设一液相回流管线，用于保护氨泵。氨球罐顶部气氨回到冰机进口。
氨球罐的保护装置是防止系统超压，在事故状态下，通过一带手轮的调节阀控制压力，当压力在特别情况下上涨过快时，安全阀起跳，紧急放空。事故状态下，氨球罐顶部安全阀放空的气氨送火炬燃烧排放；氨球罐出口来的液氨经充装泵升压后送往充装站。充装站设四个充装鹤管，可同时充装四台槽车。槽车气相返回氨球罐，槽车通过电子汽车衡计量称重。

图3-3 氨合成工艺流程及产污环节图

来自制氢工序的H2
来自空分工序的N2
压缩
蒸汽
N
热交换
废热锅炉
换热
脱盐水
氨分离Ⅰ
冷交换
一、二级氨冷
氨分离Ⅱ
缓冲
产品储存
油水分离器
S3
氨合成
一
次
冷
气
氨气（355℃）
预热
水冷
氨气（230℃）
氨气
（215℃）
氨气（80℃）
氨气（37℃）
氨气（26℃）
脱盐水
液氨
气氨
液氨
液氨
循环气
冷却水
循环水站
W1
S1
催化剂
W4
循环气气
闪蒸气
G3
循环气