Tätigkeit

Teiltätigkeiten oder Prozesse der Tätigkeit

Alkylierung

Alle Alkylierungsprozesse: Flusssäure (HF), Schwefelsäure (H2SO4) und feste Säure

Grundölherstellung

Entasphaltierung, Aromatenextraktion, Paraffinverarbeitung und Schmierölhydrofinishing

Bitumenherstellung

Alle Verfahren von der Lagerung bis zu Additiven des Endprodukts

Katalytisches Kracken

Alle Arten von katalytischen Spaltanlagen wie z. B. katalytisches Spalten

Katalytisches Reformieren

Kontinuierliches, zyklisches und semiregeneratives katalytisches Reformieren

Verkokung

Delayed- und Fluid-Coking-Prozesse. Kokskalzinierung

Kühlen

Kühlverfahren in Raffinerien

Entsalzung

Entsalzung von Rohöl

Feuerungsanlagen zur Energieerzeugung

Feuerungsanlagen zur Verbrennung von Raffineriebrennstoffen, ausgenommen ausschließlich mit konventionellen oder handelsüblichen Brennstoffen betriebene Anlagen

Veretherung

Herstellung von Chemikalien (z. B. Alkoholen und Ethern wie MTBE, ETBE und TAME) zur Verwendung als Kraftstoffadditive

Gastrennung

Trennung von leichten Erdölfraktionen, z. B. Raffinerieheizgas, Flüssiggas

Wasserstoff verbrauchende Verfahren

Hydrospaltung, Hydroraffination, Hydrofining und -treating, Hydrokonversion, hydrierende Verarbeitungs- und Hydrierverfahren

Wasserstoffherstellung

Partielle Oxidation, Dampfreformierung, gasbefeuerte Reformierung und Wasserstoffreinigung

Isomerisation

Isomerisation von Kohlenwasserstoffverbindungen C4, C5 und C6

Erdgasanlagen

Erdgasverarbeitung, einschließlich Erdgasverflüssigung

Polymerisation

Polymerisation, Dimerisation und Kondensation

Primärdestillation

Atmosphärische und Vakuumdestillation

Produktraffination

Entschwefelung und Raffination des Fertigprodukts

Lagerung und Umschlag von Raffineriestoffen

Lagerung, Mischung, Verladung und Entladung von Raffineriestoffen

Visbreaking und andere thermische Umwandlungen

Thermische Behandlung wie Visbreaking oder thermischer Gasölprozess

Abgasreinigung

Verfahren zur Minderung von Emissionen in die Luft

Abwasserbehandlung

Verfahren zur Behandlung des Abwassers vor der Freisetzung

Abfallwirtschaft

Verfahren zur Verhinderung oder Verringerung der Entstehung von Abfall

Merkblatt

Gegenstand

Allgemeine Abwasser- und Abgasbehandlungssysteme in der chemischen Industrie (CWW)

Verfahren der Abwasserwirtschaft und Abwasseraufbereitung

Industrielle Kühlsysteme (ICS)

Kühlprozesse

Ökonomische und medienübergreifende Effekte (ECM)

Wirtschaftliche und medienübergreifende Auswirkungen von Verfahren

Emissionen aus der Lagerung (EFS)

Lagerung, Mischung, Verladung und Entladung von Raffineriestoffen

Energieeffizienz (ENE)

Energieeffizienz und integriertes Raffineriemanagement

Großfeuerungsanlagen (LCP)

Verbrennung von konventionellen und handelsüblichen Brennstoffen

Herstellung von anorganischen Grundchemikalien (Ammoniak, Säuren und Düngemittel) (LVIC-AAF)

Dampfreformierung und Wasserstoffreinigung

Herstellung von organischen Grundchemikalien (LVOC)

Veretherung (MTBE-, ETBE- und TAME-Herstellung)

Abfallverbrennung (WI)

Abfallverbrennung

Abfallbehandlung (WT)

Abfallbehandlung

Allgemeine Überwachungsgrundsätze (MON)

Überwachung der Emissionen in die Luft und in Gewässer

Bei kontinuierlichen Messungen

Die BVT-assoziierten Emissionswerte beziehen sich auf Monatsmittelwerte als Durchschnitt aller geltenden Stundenmittelwerte, gemessen über einen Zeitraum von einem Monat.

Bei periodischen Messungen

Die BVT-assoziierten Emissionswerte beziehen sich auf den Mittelwert von drei Einzelmessungen von jeweils mindestens 30 Minuten.

Tätigkeiten

Einheit

Referenzbedingungen Sauerstoff (Bezugssauerstoffgehalt)

Mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betriebene Feuerungsanlage, ausgenommen Gasturbinen und -motoren

mg/Nm3

3 Vol.-% Sauerstoff

Mit festen Brennstoffen betriebene Feuerungsanlage

mg/Nm3

6 Vol.-% Sauerstoff

Gasturbinen (einschließlich Gas- und Dampfturbinen-Anlagen, GuD) und -motoren

mg/Nm3

15 Vol.-% Sauerstoff

Katalytisches Krackverfahren (Regenerator)

mg/Nm3

3 Vol.-% Sauerstoff

Anlage zur Schwefelrückgewinnung aus Abgasen (1)

Tagesmittelwert

Mittelwert über einen Probenahme-Zeitraum von 24 Stunden, gemessen anhand von durchflussproportionalen Mischproben oder — bei nachweislich ausreichender Durchflussstabilität — anhand einer zeitproportionalen Probe

Jahres-/Monatsmittelwert

Mittelwert aller im Laufe eines Jahres/Monats gemessenen Tagesmittelwerte, gewichtet nach dem täglichen Durchfluss

Verwendeter Begriff

Begriffsbestimmung

Anlage

Segment/Teil der Raffinerie, in dem ein bestimmter Verarbeitungsvorgang durchgeführt wird.

Neue Anlage

Eine Anlage, die am Raffineriestandort erstmals nach der Veröffentlichung dieser BVT-Schlussfolgerungen genehmigt wird, oder die vollständige Ersetzung einer Anlage auf dem bestehenden Fundament der Raffinerie nach der Veröffentlichung dieser BVT-Schlussfolgerungen.

Bestehende Anlage

Eine Anlage, die keine neue Anlage ist.

Prozessabgas

Durch einen Prozess erzeugtes gesammeltes Gas, das z. B. in einer Sauergasabscheidungsanlage und in einer Schwefelrückgewinnungsanlage behandelt werden muss.

Rauchgas

Abgas, das aus einer Anlage nach einem Oxidationsschritt austritt, in der Regel bei Verbrennung (z. B. Regenerator, Claus-Anlage).

Tailgas

Gebräuchliche Bezeichnung des Abgases aus einer Schwefelrückgewinnungsanlage (in der Regel Claus-Prozess).

VOC

Flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds) nach der Begriffsbestimmung in Artikel 3 Nummer 45 der Richtlinie 2010/75/EU.

NMVOC

VOC außer Methan.

Diffuse VOC-Emissionen

VOC-Emissionen, die nicht kontrolliert über bestimmte Austrittspunkte — wie z. B. Schornsteine — freigesetzt werden. Sie können aus „Flächenquellen“ (z. B. Tanks) oder „Punktquellen“ (z. B. Rohrflansche) stammen.

NOx, angegeben als NO2

Summe von Stickoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2), angegeben als NO2.

SOx, angegeben als SO2

Summe von Schwefeldioxid (SO2) und Schwefeltrioxid (SO3), angegeben als SO2.

H2S

Schwefelwasserstoff. Carbonylsulfid und Mercaptan sind nicht mit eingeschlossen.

Chlorwasserstoff, angegeben als HCl

Alle gasförmigen Chloride, angegeben als HCl.

Fluorwasserstoff, angegeben als HF

Alle gasförmigen Fluoride, angegeben als HF.

FCC-Anlage

Fluid catalytic cracking — katalytisches Wirbelschicht-Kracken: Stoffumwandlungsprozess für die Behandlung von schweren Kohlenwasserstoffen unter Einsatz von Wärme und eines Katalysators zur Spaltung von größeren Kohlenwasserstoffmolekülen in kleinere Moleküle.

Schwefelrückgewinnungsanlage (SRG)

Siehe Begriffsbestimmung in Abschnitt 1.20.3.

Raffineriebrennstoff

Feste, flüssige oder gasförmige brennbare Stoffe aus den Destillations- und Konversionsstufen der Rohölraffinierung.

Beispiele sind Raffinerieheizgas, Synthesegas und Raffinerieöle, Petrolkoks.

Raffinerieheizgas

Als Brennstoff verwendete Abgase aus den Destillations- oder Konversionsanlagen.

Feuerungsanlage

Anlage zur Verbrennung von Raffineriebrennstoffen allein oder mit anderen Brennstoffen zur Erzeugung von Energie am Raffineriestandort, wie z. B. Kessel (ausgenommen CO-Boiler), Prozessöfen und Gasturbinen.

Kontinuierliche Messung

Messungen mit einem automatischen Messsystem (AMS) oder einem System für die kontinuierliche Emissionsüberwachung (CEMS), das am jeweiligen Standort fest installiert ist.

Periodische Messung

Ermittlung einer Messgröße in bestimmten Zeitabständen mit manuellen oder automatischen Referenzverfahren.

Indirekte Überwachung der Emissionen in die Luft

Schätzung der Emissionskonzentration eines Schadstoffs im Rauchgas durch eine geeignete Kombination von Messungen der Surrogatparameter (wie z. B. O2-Gehalt, Schwefel- oder Stickstoffgehalt im Einsatzprodukt/Brennstoff), Berechnungen und regelmäßige Messungen am Schornstein. Ein Beispiel für die indirekte Überwachung ist die Verwendung von Emissions-Kennzahlen [Quotient] auf der Basis des S-Gehalts im Brennstoff. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von PEMS.

Predictive Emissions Monitoring System (PEMS)

Vorhersagendes System für die Überwachung der atmosphärischen Emissionen. System zur Bestimmung der Emissionskonzentration eines Schadstoffs auf der Basis seines Verhältnisses zu einer Reihe von charakteristischen kontinuierlich überwachten Prozessparametern (z. B. Heizgasverbrauch, Luft-Brennstoff-Verhältnis) sowie von Daten zur Qualität des Brennstoffs oder Einsatzstoffs (z. B. Schwefelgehalt) einer Emissionsquelle.

Flüchtige flüssige Kohlenwasserstoffverbindungen

Erdölderivate mit einem Reid-Dampfdruck (RVP) von mehr als 4 kPa, wie z. B. Naptha und Aromaten.

Rückgewinnungsrate

Prozentualer Anteil der NMVOC, die aus den in eine Dämpferückgewinnungsanlage (VRU) geleiteten Strömen zurückgewonnen werden.

Parameter

Anlagenart/Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

NOx, angegeben als NO2

Neue Anlage/alle Verbrennungsarten

< 30-100

Bestehende Anlage/vollständige Verbrennung

< 100-300 (19)

Bestehende Anlage/partielle Verbrennung

100-400 (19)

Parameter

Anlagenart

BVT-assoziierte Emissionswerte (Monatsmittelwert) (20)

mg/Nm3

Staub

Neue Anlage

10-25

Bestehende Anlage

10-50 (21)

Parameter

Anlagenart/Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

SO2

Neue Anlagen

≤ 300

Bestehende Anlagen/vollständige Verbrennung

< 100-800 (22)

Bestehende Anlagen/partielle Verbrennung

100-1 200 (22)

Parameter

Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

Kohlenmonoxid, angegeben als CO

Partielle Verbrennung

≤ 100 (23)

Parameter

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

Staub

10-50 (24)  (25)

Parameter

Anlagenart

BVT-assoziierter Emissionswert (26)

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3 bei 15 % O2

NOx, angegeben als NO2

Gasturbinen (einschließlich Gas- und Dampfturbinen-Anlagen (GuD)) und Gas- und Dampfturbinenanlagen mit integrierter Kohlevergasung (IGCC)

40-120

(bestehende Turbine)

20-50

(neue Turbine) (27)

Parameter

Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

NOx, angegeben als NO2

Gasfeuerung

30-150

für bestehende Anlage (28)

30-100

für neue Anlage

Parameter

Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

NOx, angegeben als NO2

Mehrstofffeuerungsanlage

30-300

für bestehende Anlage (29)  (30)

Parameter

Verbrennungsart

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

Staub

Mehrstofffeuerung

5-50

für bestehende Anlage (31)  (32)

5-25

für neue Anlage < 50 MW

Parameter

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

SO2

5-35 (33)

Parameter

BVT-assoziierter Emissionswert

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

SO2

35-600

Parameter

BVT-assoziierte Emissionswerte

(Monatsmittelwert)

mg/Nm3

Kohlenmonoxid, angegeben als CO

≤ 100

Parameter

BVT-assoziierter Emissionswert

(Stundenmittelwert) (36)

NMVOC

0,15-10 g/Nm3  (37)  (38)

Benzol (38)

< 1 mg/Nm3

BVT-assoziierte Umweltleistung (Monatsmittelwert)

Sauergasentfernung

Eliminiert Schwefelwasserstoff (H2S) aus dem behandelten Raffineriegas zur Einhaltung der BVT-assoziierten Emissionswerte der Gasfeuerung für BVT 36.

Wirkungsgrad der Schwefelrückgewinnung (40)

Neue Anlage: 99,5 — > 99,9 %

Bestehende Anlage: ≥ 98,5 %

Technik

Beschreibung

Elektrostatischer Abscheider (ESA)

Elektrostatische Abscheider laden Partikel elektrisch auf und trennen diese Partikel dann unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes ab. Elektrostatische Abscheider kommen unter den unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen zum Einsatz.

Der Wirkungsgrad kann von der Anzahl der Felder, der Verweilzeit (Größe), den katalytischen Eigenschaften und vorgeschalteten Partikelfiltern abhängen.

Bei FCC-Anlagen werden in der Regel ESA mit 3 Feldern und 4 Feldern verwendet.

ESA können trocken arbeiten oder mit Ammoniakeinspritzung zur besseren Partikelerfassung verwendet werden.

Bei der Kalzinierung von Grünkoks kann es zu einer verminderten Abscheideleistung kommen, da sich Kokspartikel schwer aufladen lassen.

Mehrstufige Zyklonabscheider (Multizyklone)

Den beiden Zyklonstufen nachgeschaltete Sammelvorrichtung nach dem Fliehkraftprinzip. Diese Abscheiderkonfiguration wird als „dritte Stufe“ (Third Stage Separator, TSS) bezeichnet; sie besteht aus einem einzigen Behälter, der viele konventionelle Zyklone oder eine verbesserte Wirbelrohr-Technologie enthält. Bei FCC-Anlagen hängt die Leistung hauptsächlich von der Partikelkonzentration und Größenverteilung der feinen Katalysatorpartikel nach den regeneratorinternen Zyklonen ab.

Zentrifugalwäscher

Zentrifugalwäscher kombinieren Fliehkraftprinzip und Intensivkontakt mit Wasser, z. B. Venturiwäscher.

Blowback-Filter der dritten Stufe

Blowback-Filter sind Rückspülfilter aus Keramik- oder Sintermetall, auf deren Oberfläche die zurückgehaltenen Feststoffe einen Filterkuchen bilden, der anschließend durch Auslösen einer Umkehrströmung abgelöst wird. Die abgelösten Feststoffe werden dann aus dem Filtersystem herausgespült.

Technik

Beschreibung

Gestufte Verbrennung

Rauchgasrezirkulation

Rückführung von Abgas aus der Feuerung in die Flamme zur Verminderung des Sauerstoffgehalts und damit der Flammentemperatur.

Spezielle Brenner mit interner Rückführung der Verbrennungsgase zur Kühlung der Flammenwurzeln und Reduzierung des Sauerstoffgehalts im heißesten Bereich der Flammen

Verwendung von Brennern Low-NOx-Brennern (LNB)

Diese Technik (inkl. ultra-low-NOx-Brenner) beruht auf dem Prinzip der Reduzierung der Spitzentemperaturen der Flammen, was eine Verzögerung der dennoch vollständigen Verbrennung bewirkt und die Wärmeübertragung erhöht (erhöhte Flammenstrahlung). Die Technik kann mit einer modifizierten Gestaltung der Brennkammer einhergehen. Ultra-NOx-arme Brenner (ULNB) werden mit Verbrennungsstufung (Luft/Brennstoff) und mit Rauchgasrezirkulation ausgelegt. Bei Gasturbinen werden NOx-arme Trockenbrenner (DLNB) eingesetzt.

Optimierung der Verbrennung

Unter ständiger Überwachung geeigneter Verbrennungsparameter (z. B. O2, CO-Gehalt, Mischungsverhältnis Brennstoff/Luft (oder Brennstoff/Sauerstoff), unverbrannte Bestandteile) verwendet diese Technik regeltechnische Einrichtungen zur Erzielung optimaler Verbrennungsbedingungen.

Einspritzen eines Verdünnungsmittels

In die Verbrennungsanlage werden inerte Verdünnungsmittel eingespritzt, wie z. B. Rauchgas, Dampf, Wasser, Stickstoff, die die Flammentemperatur reduzieren und dadurch die NOx-Konzentration in den Rauchgasen vermindern.

Selektive katalytische Reduktion (SCR)

Dieses Verfahren beruht auf der Reduktion von NOx zu Stickstoff durch Reaktion mit Ammoniak (in der Regel in wässriger Lösung) in einem Katalysatorbett bei einer optimalen Betriebstemperatur von ca. 300-450 °C.

Es können eine oder zwei Katalysatorschichten verwendet werden. Mit größeren Katalysatormengen (zwei Schichten) wird eine stärkere NOx-Reduktion erreicht.

Selektive nichtkatalytische Reduktion (SNCR)

Dieses Verfahren beruht auf der Reduktion von NOx zu Stickstoff durch Reaktion mit Ammoniak oder Harnstoff bei hohen Temperaturen.

Für eine optimale Reaktion muss die Betriebstemperatur in einem Fenster von 900 °C bis 1 050 °C gehalten werden.

Niedertemperatur-Oxidation von NOx

Beim Niedertemperatur-Oxidationsverfahren wird Ozon bei optimalen Temperaturen von unter 150 °C in einen Rauchgasstrom eingeblasen, um unlösliches NO und NO2 zu hochlöslichem N2O5 zu oxidieren. Das N2O5 wird in einem Nasswäscher ausgewaschen und bildet schwach salpetersaures Abwasser, das in Anlageprozessen verwendet oder zur Abgabe neutralisiert werden kann und gegebenenfalls eine weitere Entfernung von Stickstoff erfordert.

Technik

Beschreibung

Behandlung von Raffinerieheizgas (RFG)

Auch wenn einige Raffinerieheizgase originär schwefelfrei sind (z. B. bei katalytischen Reformierungs- und Isomerisationsverfahren), werden bei den meisten anderen Prozessen schwefelhaltige Gase produziert (z. B. Abgase aus Visbreaking-, Hydrotreatment- oder katalytischen Spaltanlagen). Diese Gasströme müssen auf geeignete Weise entschwefelt werden (z. B. durch Sauergasentfernung — siehe unten — zur Beseitigung von H2S), bevor sie ins RFG-System eingeleitet werden.

Entschwefelung von flüssigem Raffineriebrennstoff (RFO) durch Hydrotreatment

Zusätzlich zur Auswahl von schwefelarmem Rohöl erfolgt die Brennstoffentschwefelung im Hydrotreatment-Prozess (siehe unten), bei dem Hydrierungsreaktionen stattfinden und zu einer Reduktion des Schwefelgehalts führen.

Verwendung von Gas anstelle von Flüssigbrennstoff

Ersatz von flüssigem Raffineriebrennstoff (in der Regel Schweröle, die Schwefel, Stickstoff, Metalle usw. enthalten) durch standorteigenes Flüssiggas (LPG) oder Raffinerieheizgas (RFG) oder durch fremdbezogene gasförmige Brennstoffe (z. B. Erdgas) mit geringem Gehalt an Schwefel- und sonstigen unerwünschten Bestandteilen. In den einzelnen Verbrennungsanlagen ist bei Mischfeuerung jeweils ein Mindestanteil von flüssiger Feuerung notwendig, um die Flammenstabilität sicherzustellen.

Verwendung von SOx-reduzierenden Katalysatorzusätzen

Verwendung eines Stoffes (z. B. Metalloxidkatalysators), der den Schwefel zusammen mit Koks vom Regenerator zurück zum Reaktor überträgt. Das ist in der Fahrweise der vollständigen Verbrennung weitaus effizienter als bei tiefer partieller Verbrennung.

Anmerkung: SOx-reduzierende Katalysatorzusätze können sich nachteilig auf andere Emissionswerte auswirken, zum einen beim Staub durch erhöhte abriebbedingte Katalysatorverluste, zum anderen bei NOx durch Mitbegünstigung von CO bei gleichzeitiger Oxidierung von SO2 zu SO3.

Hydrotreatment

Hydrotreatment basiert auf Hydrierreaktionen zur Erzeugung schwefelarmer Brennstoffe (z. B. Otto- und Dieselkraftstoffe mit maximal 10 ppm Schwefelgehalt) und Optimierung der Prozesskonfiguration (Umwandlung von Schwerrückständen und Mitteldestillat-Produktion). Der Schwefel-, Stickstoff- und Metallgehalt des Einsatzgutes wird hierdurch reduziert. Da Wasserstoff benötigt wird, ist eine ausreichende Produktionskapazität erforderlich. Da der Schwefel aus dem Einsatzgut im Prozessgas in Schwefelwasserstoff (H2S) überführt wird, kann auch die Behandlungskapazität (z. B. Aminwäsche- und Claus-Anlagen) einen möglichen Engpass bilden.

Sauergasentfernung, z. B. durch Aminbehandlung

Abscheidung von saurem Gas (hauptsächlich Schwefelwasserstoff) aus den Brenngasen durch Lösung des Gases in einem chemischen Lösungsmittel (Absorption) Als Lösungsmittel werden hierfür gewöhnlich Amine eingesetzt. Diese Behandlung ist in der Regel als erster Schritt erforderlich, ehe elementarer Schwefel in der SRG rückgewonnen werden kann.

Schwefelrückgewinnungsanlage (SRG)

Spezielle Anlage, in der Regel mit einem Claus-Prozess, zur Entschwefelung H2S-reicher Gasströme aus Aminbehandlungsanlagen und Sauerwasserstrippern.

Der SRG ist in der Regel eine Tailgas-Behandlungsanlage (TGTU) zur H2S-Restbeseitigung nachgeschaltet.

Tailgas-Behandlungsanlage (TGTU)

Eine Familie von Techniken ergänzend zur SRG zur besseren Beseitigung von Schwefelverbindungen. Diese Techniken lassen sich grundsätzlich in vier Kategorien unterteilen:

Nasswäsche

Beim Verfahren der Nasswäsche werden gasförmige Verbindungen in einer geeigneten Flüssigkeit (Wasser oder alkalische Lösung) gelöst. Eine gleichzeitige Abscheidung von Feststoffen und gasförmigen Verbindungen ist möglich. Im Anschluss an die Nasswäsche sind die Rauchgase mit Wasser gesättigt; vor der Freisetzung der Rauchgase müssen allerdings die Tröpfchen abgetrennt werden. Die so abgetrennte Flüssigkeit muss einem Verfahren zur Abwasserbehandlung unterzogen werden; die nicht löslichen Bestandteile werden durch Sedimentation oder Filtration abgeschieden.

Die Technik ist je nach Art der Waschlösung

Je nach Art des Kontakts benötigen die verschiedenen Techniken beispielsweise

Sollen Gaswäscher hauptsächlich für die SOx-Beseitigung eingesetzt werden, ist eine geeignete konstruktive Lösung mit effektiver Entstaubung notwendig.

Die typische SOx-Entschwefelungsleistung liegt im Bereich 85-98 %.

Nicht regenerative Wäsche

Diese verwendet eine natrium- oder magnesiumhaltige Lösung als alkalisches Reagens für die Absorption von SOx, in der Regel als Sulfate. Techniken verwenden z. B.

Gaswäsche mit Meerwasser

Eine spezielle Art der nicht regenerativen Gaswäsche nutzt als Lösungsmittel das Meerwasser mit seiner natürlichen Alkalität. Hierbei ist in der Regel eine vorgeschaltete Entstaubung erforderlich.

Regenerative Wäsche

Einsatz eines speziellen SOx-absorbierenden Reagens (z. B. Absorptionslösung), das generell die Rückgewinnung von Schwefel als Nebenprodukt eines Regenerationszyklus ermöglicht, bei dem das Reagens wiederverwendet wird.

Technik

Beschreibung

Nasswäsche

Siehe Abschnitt 1.20.3

Kombinierte SNOx-Technik

Kombinierte Technik zur Beseitigung von SOx, NOx und Staub, wobei zuerst eine Entstaubung (ESA) stattfindet, gefolgt von verschiedenen speziellen katalytischen Prozessen. Die Schwefelverbindungen werden als konzentrierte Schwefelsäure in handelsüblicher Qualität zurückgewonnen, während NOx zu N2 reduziert wird.

Die Gesamtentschwefelungsleistung (SOx) liegt im Bereich 94-96,6 %.

Die Gesamtentstickungsleistung (NOx) liegt im Bereich 87-90 %.

Technik

Beschreibung

Steuerung des Verbrennungsvorgangs

Der Anstieg der CO-Emissionen durch Änderungen an der Verbrennung (Primärtechniken) zur Reduzierung der NOx-Emissionen lässt sich durch eine sorgfältige Steuerung der Betriebsparameter begrenzen.

Katalysatoren mit CO-Oxidationspromotoren

Verwendung eines Stoffes zur selektiven Förderung der Oxidation von CO zu CO2 (Verbrennung)

CO-Boiler zur Kohlenmonoxidverbrennung

Spezielle Nachverbrennungsanlage, in der das im Rauchgas vorhandene CO nach der Katalysatorregeneration zur Energierückgewinnung genutzt wird.

Der CO-Boiler wird gewöhnlich nur bei FCC-Anlagen mit partieller Verbrennung eingesetzt.

Dampfrückgewinnung

VOC-Emissionen aus Befüllungs- und Entleerungsvorgängen der meisten flüchtigen Produkte, insbesondere von Rohöl und leichteren Erzeugnissen, lassen sich mit verschiedenen Techniken mindern, z. B.:

—   Absorption: die Dampfmoleküle lösen sich in einer geeigneten Absorptionsflüssigkeit (z. B. Glykole oder Mineralölfraktionen wie Kerosin oder Reformat). Die befrachtete Waschlösung wird durch Nacherhitzung in einem nächsten Schritt desorbiert. Die desorbierten Gase müssen entweder kondensiert, weiterbehandelt und verbrannt oder in einem geeigneten Stoffstrom (z. B. im Rückgewinnungsprodukt) reabsorbiert werden.

—   Adsorption: die Dampfmoleküle werden von Aktivbereichen an der Oberfläche der adsorbierenden Feststoffe, z. B. Aktivkohle (AC) oder Zeolit, zurückgehalten. Das Adsorptionsmittel wird periodisch regeneriert. Das erzeugte Desorbat wird anschließend in einem zirkulierenden Strom des Rückgewinnungsprodukts in einem nachgeschalteten Waschturm absorbiert. Restgas aus dem Waschturm wird einer weiteren Behandlung zugeführt.

—   Membranverfahren zur Gastrennung: die Dampfmoleküle passieren selektive Membranen zur Trennung des Dampf/Luft-Gemisches in eine kohlenwasserstoffreiche Phase (Permeat), die anschließend kondensiert und absorbiert wird, und eine kohlenwasserstoffarme Phase (Retentat).

—   Zweistufige Kühlung/Kondensation: durch Abkühlung des Dampf/Gas-Gemisches kondensieren die Dampfmoleküle und werden als Flüssigkeit abgeschieden. Da die Feuchtigkeit eine Vereisung des Wärmetauschers bewirkt, ist ein zweistufiger Kondensationsprozess erforderlich, der einen Wechselbetrieb ermöglicht.

—   Hybridanlagen: Kombinationen verfügbarer Techniken

Dampfbeseitigung

Flüchtige organische Verbindungen lassen sich beispielsweise durch thermische Oxidation (Verbrennung) oder katalytische Oxidation beseitigen, wenn eine Rückgewinnung nicht einfach möglich ist. Zur Vermeidung von Explosionen sind entsprechende Sicherheitsmaßnahmen (z. B. Flammenrückschlagsicherung) notwendig.

Die thermische Oxidation erfolgt typischerweise in feuerfest ausgekleideten Einkammer-Oxidationsanlagen, die mit einem Gasbrenner und einem Kamin ausgerüstet sind. Bei Vorliegen von Dieselkraftstoff ist der Wirkungsgrad des Wärmetauschers begrenzt, und zur Verminderung der Zündgefahr werden die Vorheiztemperaturen unter 180 °C gehalten. Die Betriebstemperaturen liegen im Bereich von 760 °C bis 870 °C, die Verweilzeit beträgt typischerweise 1 Sekunde. Wenn für diesen Zweck kein spezieller Verbrennungsofen verfügbar ist, kann eine bestehende Feuerungsanlage verwendet werden, um die erforderliche Temperatur und Verweildauer zu gewährleisten.

Bei der katalytischen Oxidation ist ein Katalysator erforderlich, der die Oxidationsrate erhöht, indem er an seiner Oberfläche den Sauerstoff und VOC adsorbiert. Der Katalysator gewährleistet das Eintreten der Oxidationsreaktion bei einer Temperatur unterhalb der für die thermische Oxidation erforderlichen Temperatur, typischerweise im Bereich von 320 °C bis 540 °C. In einer ersten Stufe wird (elektrisch oder gasbetrieben) bis auf eine für die Einleitung der katalytischen Oxidation der VOC notwendige Temperatur vorgeheizt. Für eine Oxidationsstufe wird der Luftstrom durch ein Bett von Feststoffkatalysatoren hindurchgeleitet.

LDAR-Programm (Lecksuche und Reparatur)

Ein LDAR-Programm (Leak Detection And Repair) ist ein strukturierter Verfahrensansatz zur Reduzierung diffuser VOC-Emissionen durch Aufspüren und anschließende Instandsetzung oder Erneuerung undichter Bauteile. Derzeit verfügbare Erkennungsverfahren zur Feststellung von Leckagen sind das sogenannte Schnüffeln (EN 15446) und die optische Gasdetektion.

Schnüffelverfahren: Der erste Schritt ist die Lecksuche mit tragbaren VOC-Analysegeräten zur Konzentrationsmessung im angrenzenden Bereich der technischen Anlagen (z. B. durch Flammenionisation oder Fotoionisation). Der zweite Schritt ist ein Hüllentest für das entsprechende Bauteil zur direkten Messung an der Emissionsquelle. Dieser zweite Schritt wird mitunter durch mathematische Korrelationskurven ersetzt, die aus statistischen Ergebnissen abgeleitet werden, die aus einer Großzahl früherer Messungen an ähnlichen Bauteilen hervorgegangen sind.

Optische Gasdetektion: Bei der Gasdetektion durch optische Bildgebung (Optical Gas Imaging) wird eine kleine Handkamera verwendet, die eine Echtzeit-Visualisierung von Gaslecks gestattet, die auf Videoaufnahmen als „Rauch“ erscheinen, während gleichzeitig das normale Bild des betreffenden Bauteils zu sehen ist, so dass sich erhebliche VOC-Leckagen schnell und leicht lokalisieren lassen. Aktive Systeme erzeugen ein Bild mit einem vom Bauteil und dessen Umgebung zurückgestreuten Laserlicht. Passive Systeme basieren auf der natürlichen Infrarotstrahlung der Anlagetechnik und ihrer Umgebung.

Überwachung diffuser VOC-Emissionen

Ein umfassendes Screening und die Quantifizierung der Emissionen eines Standorts lassen sich mit einer geeigneten Kombination einander ergänzender Verfahren erreichen, z. B. durch Messkampagnen mit SOF (Solar Occulatation Flux) oder DIAL (differentieller Absorptions-LIDAR). Diese Ergebnisse lassen sich für eine zeitliche Trendanalyse, Gegenprüfung und Aktualisierung/Validierung des laufenden LDAR-Programms verwenden.

SOF: Bei dieser Methode wird ein Breitbandspektrum des Sonnenlichts im Infrarot- oder ultravioletten/sichtbaren Bereich entlang einer gegebenen geografischen Wegstrecke unter Kreuzen der Windrichtung und Durchschneiden von VOC-Emissionsfahnen aufgezeichnet und mittels Fourier-Transformation analysiert.

Differenzielles Absorptions-LIDAR (DIAL): DIAL ist eine laserbasierte Technik und verwendet den differentiellen Adsorptions-LIDAR (Light Detection And Ranging), der das optische Pendant zum (radiowellenbasierten) RADAR ist. Diese Technik arbeitet mit Laserstrahl-Impulsen, die von atmosphärischen Aerosolen zurückgestreut werden, worauf das, von einem Teleskop erfasste, reflektierte Licht auf seine Spektraleigenschaften analysiert wird.

Hochwirksam abgedichtete Ausrüstungen

Hochwirksam abgedichtete Ausrüstungen sind z. B.

Verfahren zur Vermeidung oder Verringerung von Emissionen aus Fackelanlagen

Fachgerechte Anlagenplanung: betrifft unter anderem die Auslegung der Fackelgasrückgewinnungsanlage mit ausreichender Kapazität, den Einsatz hochwirksam abgedichteter Sicherheitsventile sowie weitere Maßnahmen für eine Nutzung der Fackelanlage ausschließlich als Sicherheitssystem für Betriebszustände außerhalb des Normalbetriebs (Hochfahren, Herunterfahren, Störungen).

Anlagenmanagement: betrifft unter anderem organisatorische und Kontrollmaßnahmen zur Verminderung von Abfackelereignissen durch RFG-Ausgleichsanlage, Nutzung moderner Prozesssteuerungstechnik usw.

Auslegung der Fackelanlagen: betrifft Merkmale wie Höhe, Druck, Fackelstützung mit Dampf, Luft oder Gas, Art des Fackelkopfs usw. Ziel ist eine rauchlose und zuverlässige Arbeitsweise und eine effiziente Verbrennung überschüssiger Gase beim Einsatz der Gasfackel außerhalb des Routinebetriebs.

Überwachung und Protokollierung: Kontinuierliche Überwachung (Gasstrommessungen und Schätzungen anderer Parameter) des zur Fackel geleiteten Gases und der entsprechenden Verbrennungsparameter (z. B. Zusammensetzung und Wärmeinhalt des Strömungsgases, Strömungsgeschwindigkeit, Grad der Fackelstützung, Volumenstrom des Spülgases, Schadstoffausstoß). Durch die Protokollierung von Abfackelereignissen ist es möglich, die Abfackelquote als eine Anforderung mit in das Umweltmanagementsystem aufzunehmen und zukünftige Ereignisse zu verhindern.

Mit Hilfe von Farb-TV-Monitoren ist auch eine visuelle Fernüberwachung der Fackel im Ereignisfall möglich.

Wahl des Katalysatorpromotors zur Vermeidung von Dioxinbildung

Bei der Regenerierung des Reforming-Katalysators wird zur entsprechenden Wirksamkeit und Leistung des Katalysators organisches Chlorid benötigt (um die richtige Chloridbilanz im Katalysator wiederherzustellen und die entsprechende Dispersion der Metalle sicherzustellen). Die Wahl der hierfür geeigneten chlorierten Verbindung hat einen Einfluss auf eventuelle Dioxin- und Furan-Emissionen.

Lösungsmittelrückgewinnung für Grundölherstellungsprozesse

Die Anlage zur Lösungsmittelrückgewinnung umfasst eine Destillationsstufe, in der die Lösungsmittel aus dem Ölstrom zurückgewonnen werden, und eine Stripping-Stufe (mit Dampf oder einem Edelgas) in einem Fraktionator.

Die verwendeten Lösungsmittel können ein Gemisch (DiMe) aus 1,2-Dichlorethan (DCE) and Dichlormethan (DCM) sein.

In paraffinverarbeitenden Anlagen wird die Lösungsmittelrückgewinnung (z. B. bei DCE) mit zwei Systemen durchgeführt: ein System für entöltes Paraffin und das andere für Weichparaffin. Beide Systeme bestehen aus wärmeintegrierten Entspannern (Flashdrums) und einem Vakuum-Stripper. Aus den Stoffströmen des entparaffinierten Öls und der Paraffine werden enthaltene Spuren von Lösungsmitteln eliminiert.

Vorbehandlung der Sauerwässer vor der Wiederverwendung oder Abwasserbehandlung

Ableitung anfallender Sauerwässer (z. B. aus Destillation, Kracken, Verkokung) zu einer geeigneten Vorbehandlung (z. B. Stripper)

Vorbehandlung anderer Abwässer vor eigentlicher Behandlung

Eine entsprechende Vorbehandlung kann erforderlich sein, um die Klärleistung der Abwasserbehandlung zu sichern.

Entfernung unlöslicher Stoffe durch Ölrückgewinnung

Zu diesen Techniken gehören in der Regel:

Entfernung unlöslicher Stoffe durch Rückgewinnung von Schwebstoffen und dispergiertem Öl

Zu diesen Techniken gehören in der Regel:

Entfernung löslicher Stoffe einschließlich biologischer Behandlung und Klärung

Zu den biologischen Abwasserbehandlungstechniken gehören in der Regel:

Eines der verbreitetsten Schwebebettverfahren in Raffinerie-Kläranlagen ist das Aktivschlammverfahren. Festbett-Anlagen können einen Biofilter oder Tropfkörper enthalten.

Zusätzliche Behandlungsstufe

Eine spezielle Abwasserbehandlungsmaßnahme zur Ergänzung der vorherigen Behandlungsstufen, z. B. zur weiteren Verminderung von Stickstoff- oder Kohlenstofffrachten. Kommt in der Regel dann zum Einsatz, wenn besondere örtliche Auflagen im Bereich des Gewässerschutzes bestehen.