Verfügbarkeit: Stand der Technik bei Raffinerien im Hinblick auf die IPPC-Richtlinie

Stand der Technik bei Raffinerien im Hinblick auf die IPPC-Richtlinie:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Ecker, Alfred (VerfasserIn), Winter, Brigitte (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Wien Umweltbundesamt 2000
Schriftenreihe:	Umweltbundesamt <Wien>: Monographien 119
Schlagworte:	Erdölraffinerie Emissionsverringerung
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	194 S. graph. Darst.
ISBN:	3854575335

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adam_text	INHALT SEITE ZUSAMMENFASSUNG ................................ ................................ ................................ ...... 9 ERDOEL UND DIE VERARBEITUNGSANLAGEN IN EINER RAFFINERIE ................................ ............. 9 TECHNOLOGIEN UND EMISSIONEN ................................ ................................ ......................... 10 DESTILLATIONEN...........................................................................................................................10 HYDRIERENDE ENTSCHWEFELUNG ...............................................................................................11 GASNACHVERARBEITUNG ............................................................................................................12 SCHWEFELRUECKGEWINNUNG .......................................................................................................12 PLATFORMER................................................................................................................................13 ALKYLIERUNG ...............................................................................................................................13 FCC-ANLAGE.............................................................................................................................14 VISBREAKER ...............................................................................................................................15 KRAFTWERK..................................................................... .............................................................15 KOSTEN FUER EINSATZ VON SCR- UND SNCR-TECHNOLOGIEN ................................ ............ 16 DIE RAFFINERIE DER OMV-AG IN SCHWECHAT ................................ ................................ ..... 20 DIE RAFFINERIE MIDER IN LEUNA ................................ ................................ ......................... 23 SUMMARY ................................ ................................ ................................ ............................ 25 PETROLEUM AND THE PROCESSES IN A REFINERY ................................ ................................ . 25 TECHNOLOGIES AND EMISSIONS ................................ ................................ ............................ 26 DISTILLATION ................................................................................................................................26 HYDRODESULPHURISATION...........................................................................................................27 GAS PROCESSING PLANT.............................................................................................................27 SULPHUR RECOVERY UNITS...........................................................................................................28 PLATFORMER................................................................................................................................28 ALKYLATION .................................................................................................................................29 FLUID CATALYTIC CRACKING.........................................................................................................29 VISBREAKER ...............................................................................................................................30 POWER STATION ..........................................................................................................................31 COSTS OF THE USE OF SCR- AND SNCR-TECHNOLOGIES ................................ .................... 32 THE REFINERY OF OMV-AG IN SCHWECHAT ................................ ................................ ......... 36 THE REFINERY MIDER IN LEUNA ................................ ................................ ........................... 39 1 EINLEITUNG ................................ ................................ ................................ ........................ 41 1.1 AUFGABENSTELLUNG, ZIELSETZUNG ................................ ................................ ......................... 41 1.2 BEZUG ZUR IPPC-RICHTLINIE ................................ ................................ ................................ .. 41 1.3 DIE ANFAENGE DER ERDOELINDUSTRIE UND RAFFINERIETECHNIK ................................ .............. 42 1.4 DIE BEDEUTUNG DER ERDOELINDUSTRIE ALS WELT-WIRTSCHAFTSFAKTOR ................................ 43 1.5 DIE WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG VON ERDOEL IN OESTERREICH ................................ ............ 44 1.6 DIE HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER ERDOELINDUSTRIE UND RAFFINERIETECHNIK IN OESTERREICH ................................ ................................ ........................ 46 2 DIE RAFFINERIE ................................ ................................ ................................ ................ 49 2.1 ALLGEMEINER TEIL ................................ ................................ ................................ .................... 49 2.1.1 AUFGABEN EINER RAFFINERIE .....................................................................................................49 2.1.2 ROHSTOFFE UND PRODUKTE ........................................................................................................49 2.1.2.1 ROHSTOFFE...................................................................................................................................49 2.1.2.2 PRODUKTE ....................................................................................................................................51 2.1.3 VERFAHREN ZUR ERDOELRAFFINATION UND DAFUER VERWENDETE ANLAGEN.......................................51 2.1.4 UMWELTAUSWIRKUNGEN BEIM VERARBEITEN VON ROHOEL..........................................................52 2.1.4.1 WESENTLICHE SCHADSTOFFE...........................................................................................................52 2.1.4.2 VERURSACHENDE ANLAGEN............................................................................................................53 2.1.4.3 ANLAGENBEZOGENE EMISSIONEN..................................................................................................54 2.1.5 ENERGIEMANAGEMENT .............................................................................................................55 2.2 VERFAHRENSANLAGEN ZUR VERARBEITUNG VON ROHOEL ................................ ......................... 56 2.2.1 ROHOELDESTILLATION .....................................................................................................................56 2.2.2 VAKUUMDESTILLATION (FEEDPREP) ............................................................................................57 2.2.3 GASTRENNUNG ...........................................................................................................................58 2.2.4 HYDRIERENDE ENTSCHWEFELUNG ...............................................................................................60 2.2.5 SCHWEFELGEWINNUNG NACH DEM CLAUS-VERFAHREN ..............................................................61 2.2.6 KATALYTISCHES REFORMIEREN IM PLATFORMER...........................................................................63 2.2.7 ISOMERISIERUNG ........................................................................................................................65 2.2.8 KATALYTISCHES KRACKEN (FLUID CATALYTIC CRACKING) .............................................................66 2.2.9 DAMPFPYROLYSE (STEAMKRACKEN) * ETHYLENANLAGE.............................................................67 2.2.10 METATHESE................................................................................................................................69 2.2.11 METHYL-TERTIAER-BUTYL-ETHER-HERSTELLUNG (MTBE-HERSTELLUNG)...........................................70 2.2.12 ALKYLIERUNG ...............................................................................................................................71 2.2.13 HYDROCRACKER...........................................................................................................................72 2.2.14 VISBREAKER ...............................................................................................................................73 2.2.15 KOKER ........................................................................................................................................74 2.2.16 DAEMPFERUECKGEWINNUNG (VAPOUR RECOVERY UNIT, VRU) ......................................................75 2.3 DIE RAFFINERIE DER OMV-AG IN SCHWECHAT ................................ ................................ ..... 77 2.3.1 ROHSTOFFE UND PRODUKTE ........................................................................................................77 2.3.1.1 ROHSTOFFE...................................................................................................................................77 2.3.1.2 ERDOELPRODUKTE AUS DER RAFFINERIE SCHWECHAT............................................................................79 2.3.2 ANLAGEN UND DEREN KAPAZITAETEN...........................................................................................82 2.3.3 VERFAHRENSUEBERBLICK...............................................................................................................83 2.3.4 SPEZIELLE ANLAGEN IN DER RAFFINERIE SCHWECHAT.................................................................84 2.3.4.1 KATALYTISCHE ENTPARAFFINIERUNG (KEP-ANLAGE)............................................................................84 2.3.4.2 WASSERSTOFF-REINIGUNGSANLAGE, PSA-ANLAGE............................................................................85 2.3.5 UMWELTTECHNISCHE ANLAGEN ..................................................................................................85 2.3.5.1 DIE RAUCHGASENTSCHWEFELUNGSANLAGE (REA) ...........................................................................85 2.3.5.2 WASSERAUFBEREITUNG MITTELS MEMBRANTECHNOLOGIE (UMKEHROSMOSE).......................................87 2.3.5.3 ABWASSERREINIGUNG....................................................................................................................88 2.3.5.4 DAS FACKELNETZSYSTEM DER RAFFINERIE SCHWECHAT.....................................................................88 2.3.6 KALORISCHE KRAFTWERKE, HEIZKRAFTWERK I UND II....................................................................90 2.3.7 DIE TANKLAGER..........................................................................................................................92 2.3.7.1 DAS TANKLAGER LOBAU................................................................................................................92 2.3.7.2 DAS TANKLAGER ST. VALENTIN........................................................................................................94 2.3.7.3 DAS LAGER IN DER RAFFINERIE SCHWECHAT.....................................................................................94 2.3.8 EMISSIONEN DER RAFFINERIE SCHWECHAT ................................................................................94 2.3.8.1 VERORDNUNGEN, GESETZE, BESCHEIDE .........................................................................................94 2.3.8.1.1 AUFLAGEN FUER DIE PRODUKTION IN DER RAFFINERIE SCHWECHAT...................................................................... 94 2.3.8.1.2 PRODUKTBEZOGENE GESETZE UND VERORDNUNGEN..................................................................................... 95 2.3.8.1.3 NORMEN ................................................................................................................................................. 95 2.3.8.2 LUFT ............................................................................................................................................96 2.3.8.2.1 ENTWICKLUNG DER GESAMTEMISSIONEN VON LUFTSCHADSTOFFEN................................................................... 96 2.3.8.2.2 EMISSIONEN VON EINZELANLAGEN ............................................................................................................. 98 2.3.8.2.3 STAUB UND SCHWERMETALLE ..................................................................................................................... 98 2.3.8.3 WASSER UND ABWASSER ..............................................................................................................99 2.3.8.4 ABFAELLE UND ABFALLBEHANDLUNG..................................................................................................101 2.3.8.5 LAERM ........................................................................................................................................102 2.3.8.6 GERUCH.....................................................................................................................................103 2.3.9 DAS STRUKTURKONZEPT DER RAFFINERIE SCHWECHAT ..............................................................103 2.4 DIE RAFFINERIE MIDER IN LEUNA ................................ ................................ ....................... 104 2.4.1 ROHSTOFFE UND PRODUKTE ......................................................................................................105 2.4.1.1 ROHSTOFFE.................................................................................................................................105 2.4.1.2 PRODUKTE ..................................................................................................................................105 2.4.2 ANLAGEN UND DEREN KAPAZITAETEN.........................................................................................106 2.4.3 VERFAHRENSUEBERBLICK.............................................................................................................107 2.4.4 SPEZIELLE ANLAGEN.................................................................................................................107 2.4.4.1 ROHOELDESTILLATION ......................................................................................................................107 2.4.4.2 POX/METHANOL-KOMPLEX (PARTIELLE OXIDATION) .........................................................................108 2.4.5 DAS KRAFTWERK IN LEUNA.......................................................................................................109 2.4.5.1 BRENNSTOFFE..............................................................................................................................109 2.4.5.2 RAUCHGASE ..............................................................................................................................110 2.4.5.3 WASSERAUFBEREITUNG................................................................................................................111 2.4.6 DAS TANKLAGER IN LEUNA......................................................................................................111 2.4.7 EMISSIONEN DER RAFFINERIE MIDER IN LEUNA ....................................................................112 2.4.7.1 AUFLAGEN ..................................................................................................................................112 2.4.7.2 LUFT ..........................................................................................................................................112 2.4.7.2.1 GESAMTEMISSIONEN ............................................................................................................................. 112 2.4.7.2.2 EMISSIONEN AUS EINZELANLAGEN ........................................................................................................... 113 2.4.7.3 WASSER UND ABWASSER ............................................................................................................114 2.4.7.4 LAERM ........................................................................................................................................115 3 STAND DER TECHNIK ................................ ................................ ................................ ... 116 3.1 STAND DER TECHNIK BEI VERFAHRENSANLAGEN ................................ ................................ .. 116 3.1.1 DESTILLATIONSANLAGEN.............................................................................................................116 3.1.1.1 ROHOELDESTILLATION ......................................................................................................................116 3.1.1.2 VAKUUMDESTILLATION ..................................................................................................................116 3.1.1.3 KATALYTISCHE DESTILLATION...........................................................................................................116 3.1.2 HYDRIERVERFAHREN...................................................................................................................117 3.1.3 SCHWEFELERZEUGUNG IN CLAUS-ANLAGEN..............................................................................119 3.1.4 PLATFORMER UND ISOMERISIERUNG...........................................................................................119 3.1.5 FLUID CATALYTIC CRACKING (FCC)...........................................................................................120 3.1.5.1 STAND DER TECHNIK ZUR SO2-MINDERUNG IN FCC-ANLAGEN.........................................................120 3.1.5.2 STAND DER TECHNIK ZUR NOX-KONTROLLE IN FCC-ANLAGEN............................................................121 3.1.5.3 STAND DER TECHNIK ZUR CO-REDUKTION BEI FCC-ANLAGEN.........................................................121 3.1.5.4 STAND DER TECHNIK ZUR REDUKTION VON STAUB-EMISSIONEN AUS FCC-ANLAGEN .........................122 3.1.6 ALKYLIERUNG .............................................................................................................................122 3.1.7 BENZOLEXTRAKTION ...................................................................................................................123 3.1.8 VISBREAKING............................................................................................................................124 3.1.9 VERFAHREN ZUR RUECKSTANDSVERARBEITUNG ............................................................................125 3.2 EMISSIONSMINDERUNGSMASSNAHMEN BEI HERSTELLUNG UND ANWENDUNG VON ERDOELPRODUKTEN ................................ ................... 126 3.2.1 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION GASFOERMIGER EMISSIONEN ....................................................126 3.2.1.1 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON SCHWEFELDIOXID .....................................................................126 3.2.1.1.1 SO2-EMISSIONSMINDERUNGSMASSNAHMEN BEI CLAUS-ANLAGEN............................................................... 126 3.2.1.1.2 SO2-EMISSIONSMINDERUNGSMASSNAHMEN BEI FCC-ANLAGEN................................................................. 127 3.2.1.1.3 SO2-REDUKTIONSMASSNAHMEN BEI OEFEN UND IM KRAFTWERK .................................................................... 127 3.2.1.2 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON STICKOXIDEN...........................................................................128 3.2.1.2.1 NOX-MINDERUNGSMASSNAHMEN BEI KRAFTWERKEN.................................................................................... 129 3.2.1.2.1.1 KOSTEN FUER SNCR-TECHNOLOGIE NACH KRAFTWERK................................................................................ 130 3.2.1.2.1.2 KOSTEN FUER SCR-TECHNOLOGIE IN REINGASSCHALTUNG NACH KRAFTWERK ................................................. 133 3.2.1.2.1.3 KOSTEN FUER SCR-TECHNOLOGIE IN ROHGASSCHALTUNG NACH KRAFTWERK.................................................. 135 3.2.1.2.2 NOX-MINDERUNGSMASSNAHMEN BEI FCC-ANLAGEN ................................................................................. 137 3.2.1.2.2.1 KOSTEN FUER SCR-TECHNOLOGIE IN ROHGASSCHALTUNG NACH FCC-ANLAGE ............................................. 137 3.2.1.3 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION FLUECHTIGER KOHLENWASSERSTOFFE (VOC)..........................................138 3.2.1.4 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON CO (KOHLENMONOXID) ...........................................................140 3.2.1.5 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON KOHLENDIOXID (CO2) ..............................................................140 3.2.2 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON FESTSTOFF-EMISSIONEN ..................................................141 3.2.2.1 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON STAUB ....................................................................................141 3.2.2.2 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON SCHWERMETALL-EMISSIONEN....................................................142 3.2.3 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON LAERM...............................................................................143 3.2.4 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON GERUCHSEMISSIONEN ....................................................143 3.2.5 MASSNAHMEN ZUR MINDERUNG VON ABWASSEREMISSIONEN .................................................143 3.2.5.1 REDUKTION DER STICKSTOFFBELASTUNG...........................................................................................143 3.2.5.2 REDUKTION VON KOHLENWASSERSTOFFEN IM ABWASSER .................................................................144 3.2.5.3 REDUKTION VON AROMATEN UND PHENOLEN..................................................................................145 3.2.5.4 REDUKTION VON SALZEN IM ABWASSER........................................................................................145 3.2.5.5 REDUKTION VON SCHWERMETALLEN IM ABWASSER .........................................................................145 3.2.5.6 ENTFERNUNG SAURER GASE..........................................................................................................146 3.2.5.7 OXIDATIVE UND BIOLOGISCHE VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON ABWASSER........................................146 3.2.6 MASSNAHMEN ZUR REDUKTION VON ABFAELLEN .........................................................................147 3.2.6.1 GEBRAUCHTE KATALYSATOREN.......................................................................................................147 3.2.6.2 STAEUBE .....................................................................................................................................147 3.2.6.3 OELKONTAMINIERTE FESTSTOFFE UND SCHLAEMME .............................................................................148 3.2.6.4 GEBRAUCHTE CHEMIKALIEN.........................................................................................................148 3.2.6.5 GEBRAUCHTE OELE UND SLOP ........................................................................................................149 3.2.6.6 RECYCLING UND AUFARBEITUNG.....................................................................................................149 3.2.7 MASSNAHMEN ZUR EINHALTUNG DER ZUKUENFTIGEN GRENZWERTE BEI KRAFTSTOFFEN .................149 3.2.7.1 REDUKTION DES SCHWEFELGEHALTES ............................................................................................150 3.2.7.2 REDUKTION DES DAMPFDRUCKES IM OK......................................................................................150 3.2.7.3 REDUKTION DES BENZOL- UND AROMATENGEHALTES IM OK............................................................150 3.2.7.4 REDUKTION DES OLEFINANTEILES IM OK........................................................................................151 3.2.7.5 REDUKTION DER DICHTE UND DES SIEDEENDES IM DK ..................................................................151 3.2.7.6 ERHOEHUNG DER CETANZAHL..........................................................................................................152 3.3 ENERGIEVERBRAUCH, ENERGIEERZEUGUNG ................................ ................................ .......... 152 3.3.1 EMISSIONSMINDERUNGSMASSNAHMEN BEI ENERGIEERZEUGUNG ...........................................152 4 ENTWICKLUNGEN UND STRATEGIEN ................................ ................................ .. 153 4.1 NEUE VERFAHREN UND VERFAHRENSENTWICKLUNGEN ................................ ......................... 153 4.1.1 ALKYLIERUNG .............................................................................................................................153 4.1.2 KRACKVERFAHREN MIT INTERN ZIRKULIERENDER WIRBELSCHICHT..................................................153 4.1.3 BIODESULFURISATION.................................................................................................................153 4.2 TRENDS IN DER RAFFINERIETECHNIK ................................ ................................ ...................... 154 4.2.1 KATALYSATORENENTWICKLUNG ...................................................................................................154 4.2.2 PROZESSINTEGRATION UND AUTOMATISIERUNG ...........................................................................155 4.3 STRATEGIEN ZUR MINIMIERUNG SCHWERER ERDOELRUECKSTAENDE ................................ ......... 155 4.4 RAFFINERIE DER ZUKUNFT ................................ ................................ ................................ ....... 157 5 QUELLENANGABE ................................ ................................ ................................ ......... 158 6 GLOSSAR ................................ ................................ ................................ ........................... 160 ANHANG I A1 QUALITAETSENTWICKLUNG BEI PRODUKTEN ................................ .................. 165 A1.1 OTTOKRAFTSTOFFE ................................ ................................ ................................ ..................... 165 A1.2 DIESELKRAFTSTOFF ................................ ................................ ................................ ................... 167 A1.3 HEIZOELE ................................ ................................ ................................ ................................ ... 167 A1.4 BITUMEN ................................ ................................ ................................ ................................ . 170 ANHANG II A2 WESENTLICHE RICHTLINIEN UND VERORDNUNGEN ................................ ... 171 A2.1 EUROPAEISCHE GEMEINSCHAFT ................................ ................................ ............................. 171 A2.2 OESTERREICH ................................ ................................ ................................ ............................ 172 A2.3 DEUTSCHLAND ................................ ................................ ................................ ......................... 173 A2.4 REGELWERKE FUER EMISSIONEN LUFT UND ABWASSER ................................ ....................... 174 A2.4.1 EMISSIONEN LUFT ....................................................................................................................174 A2.4.1.1 GESETZE UND VERORDNUNGEN IN OESTERREICH .............................................................................174 A2.4.1.1.1 FEUERUNGSANLAGEN-VERORDNUNG - FAV ............................................................................................. 174 A2.4.1.1.2 LUFTREINHALTEGESETZ........................................................... ................................................................ 175 A2.4.1.1.3 LUFTREINHALTEVERORDNUNG FUER KESSELANLAGEN (LRV-K) ....................................................................... 176 A2.4.1.2 GESETZE UND VERORDNUNGEN IN DEUTSCHLAND .........................................................................177 A2.4.2 ABWASSER ...............................................................................................................................179 A2.4.2.1 ABWASSER-VERORDNUNGEN IN OESTERREICH .................................................................................179 A2.4.2.2 ABWASSERVERORDNUNGEN BETREFFEND ERDOEL IN DEUTSCHLAND.....................................................181 ANHANG III A3 UMWELTRELEVANTE AUFLAGEN FUER DIE RAFFINERIE SCHWECHAT ................................ ................................ ................. 182 A3.1 UMWELTRELEVANTE BESCHEIDAUFLAGEN DER RAFFINERIE SCHWECHAT FUER DIE EINZELNEN ANLAGEN ................................ ................................ ................................ 183 A3.1.1 EMISSIONEN IN DIE ATMOSPHAERE...........................................................................................183 A3.1.1.1 HKW 1, HKW 2 UND OSTANLAGEN...........................................................................................183 A3.1.1.2 WIRBELSCHICHTOFEN..................................................................................................................184 A3.1.1.3 CLAUS 3 (AENDERUNG IM ZUGE DES STRUKTURPROJEKTES/STILLEGUNG CLAUS 2 IN VORBEREITUNG) .......184 A3.1.1.4 FACKELANLAGE.........................................................................................................................185 A3.1.1.5 RTO-ANLAGE (REGENERATIVE THERMISCHE OXIDATION)................................................................185 A3.1.1.6 RTNV-ANLAGE (THERMISCHE NACHVERBRENNUNG) .....................................................................185 A3.1.1.7 PLATFORMER 3...........................................................................................................................186 A3.1.1.8 VERBRENNUNG DES IN DER AC 2 UND CLAUS 3 ANFALLENDEN SAUERGASES IN DEN KESSELN 6 UND 7 DES HKW 2 ......................................................................................186 A3.1.1.9 FCC ANLAGE...........................................................................................................................186 A3.1.1.10 BRENNSTOFFPRUEFSTAND ............................................................................................................188 A3.1.1.11 NACHVERBRENNUNG IN DER CLAUS 3........................................................................................188 A3.1.1.12 KEP * ANLAGE......................................................................................................................188 A3.1.2 LAERMEMISSIONEN ...................................................................................................................189 A3.1.3 ABWASSEREMISSIONEN...........................................................................................................189 A3.2 LAGER LOBAU ................................ ................................ ................................ ......................... 190 A3.2.1 EMISSIONEN IN DIE ATMOSPHAERE...........................................................................................190 A3.2.1.1 ANLAGEN, DIE DEM LRG-K UNTERLIEGEN....................................................................................190 A3.2.1.2 ANLAGEN, DEREN GRENZWERTE DURCH FAV (FEUERUNGSANLAGENVERORDNUNG) FESTGELEGT SIND ....190 A3.2.2 DAMPFRUECKGEWINNUNGSANLAGE (BOTTOM LOADING) .............................................................190 A3.2.3 LAERMEMISSIONEN ...................................................................................................................191 A3.2.4 ABWASSEREMISSIONEN...........................................................................................................191 ANHANG IV A4 AUFSCHLUESSELUNG DES ABFALLS ................................ ................................ .... 192 A4.1 AUFSCHLUESSELUNG DES NICHT GEFAEHRLICHEN ABFALLS ................................ ....................... 192 A4.2 AUFSCHLUESSELUNG DES GEFAEHRLICHEN ABFALLS ................................ ................................ . 193
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