|
Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 20, 2007 BAT for olie- og gasraffinaderierGennemgang og kommentering af EU's referencedokument med BAT-anbefalinger for olie- og gasraffinaderierIndholdsfortegnelse2 Processer omfattet af BREF-dokumentet og som er relevante for danske forhold
3 Sammenstilling af BAT-anbefalinger med danske miljøregler Bilag 1 Oversigt over relevante BAT-anbefalinger ForordDenne rapport er udarbejdet af COWI for Miljøstyrelsen, som har ønsket en gennemgang og vurdering af, om der i EU´s BREF-dokument "Best Available Techniques for Oil and Gas Refineries" er forhold og metoder, der kan være i konflikt med gældende dansk lovgivning. Det har i særlig grad været hensigten at afdække eventuelle uoverensstemmelser og anføre forklaringer på, hvordan myndighederne bør forholde sig hertil. Det har undervejs vist sig praktisk at udarbejde en kort og systematisk oversigt over de BAT-løsninger, der præsenteres i BREF-dokumentet. Denne oversigt findes på tabelform i bilag 1. Det gør også rapporten meget anvendelig for virksomhederne, der kan bruge rapporten som et hurtigt opslagsværk over BAT-metoder med relevante kommentarer til metodernes indhold og anvendelighed. Sammenfatning og konklusionerDette notat omhandler BREF-dokumentet "Best Available Techniques for Mineral Oil and Gas Refineries, February 2003” og har til formål at afdække, om nogen af dokumentets BAT-anbefalinger og oplysninger er i konflikt med danske miljøregler. Ved konflikt forstås, at BAT-anbefalingerne i BREF-dokumentet er enten mindre eller mere restriktive end det gældende danske miljøregelsæt. Der findes i dag fire anlæg i Danmark, som er omfattet af BREF-dokumentet:
I notatet er udpeget de processer i BREF-dokumentet, som ikke anvendes i Danmark i dag. Det er processer som alkylation, produktion af basisolie, katalytisk krakning, coking, etherification og polymerisation. Det kan imidlertid ikke udelukkes, at der vil være behov for at introducere processer såsom coking, hydrogen-anlæg samt solvent desasfaltering i Danmark i fremtiden. I flere tilfælde forekommer de anførte BAT at være krævende i forhold til hidtidig dansk praksis. Det relaterer sig til følgende BAT:
Screeningen af BREF-dokumentet har tillige klarlagt enkelte andre forhold, som opmærksomheden skal henledes på i forbindelse med regulering af virksomheder omfattet af BREF:
1 IndledningScreeningen af BREF-dokumentet "Best Available Techniques for Mineral Oil and Gas Refineries, February 2003” har til formål at identificere BAT- anbefalinger og oplysninger (BAT-anbefalinger), som er i konflikt med det gældende danske miljøregelsæt. Notatet er opdelt i to sektioner. I første sektion identificeres de processer i BREF-dokumentet, der henholdsvis findes og ikke findes i Danmark. Processerne, som ikke findes i Danmark i dag, opdeles i dem som muligvis kan forventes introduceret i fremtiden, samt dem som formentligt ikke vil blive introduceret i Danmark. I anden sektion er BAT-anbefalingerne i BREF-dokumentet analyseret for at identificere de anbefalinger, der kan være i konflikt eller modstrid med danske miljøregler. I bilag 1 er vist en oversigt over de for Danmark relevante BAT-anbefalinger, med en kort beskrivelse af indholdet af hver BAT-anbefaling, samt udpegning af de BAT-anbefalinger, der er, eller kan være, i konflikt med danske miljøregler. 2 Processer omfattet af BREF-dokumentet og som er relevante for danske forhold
2.1 Anlæg i Danmark omfattet af BREF-dokumentetFølgende anlæg i Danmark er identificeret til at være omfattet af BREF-dokumentet:
Der er ingen bitumenproduktion på de to olieraffinaderier i Kalundborg og Fredericia. 2.2 Processer i Danmark omfattet af BREF-dokumentetFølgende enkeltprocesser anses for at være relevante for de en eller flere af de ovenfor nævnte fire anlæg/virksomheder, som gennemgået efterfølgende. BitumenfremstillingDer produceres beg på Koppers anlæg i Nyborg. Produktionen foregår ved destillation i flere trin af råtjære. Kun en lille del af råvaren er baseret på mineralolie. Den færdige beg opbevares i opvarmede tanke og holdes under en N2 atmosfære. Katalytisk reformingAnlæg til katalytisk reforming forefindes på begge raffinaderier, hvor de benyttes til oktantalsforbedring af nafta/benzin. Processen foregår i reaktorer ved højt tryk og høj temperatur under en brintatmosfære. Anlæggene er begge af semi-regenerativ typen, hvor produktionen stoppes ca. en gang om året for regenerering. AfsaltningAfsaltningsanlæg forefindes på begge raffinaderier til at fjerne salt fra råolien. Gas separationDenne proces foretages på begge raffinaderier til fraseparation af C2-minus og efterfølgende separation af C3 og C4. Brintforbrugende processerPå begge raffinaderier findes flere brintforbrugende processer til bl.a. afsvovling af nafta og gasolie. Disse processer er katalytiske processer, der forløber under højt brinttryk og høj temperatur. Brintbehandling foretages ikke på tung vacuum gasolie eller restprodukter. BrintproduktionBrintproduktion foregår på begge raffinaderier som en del af den katalytiske reforming, men der findes ikke særskilte anlæg til produktion af brint. Raffinaderiet i Kalundborg har imidlertid et anlæg for Hydrogen Purification, et PSA anlæg, som er omfattet af BREF-dokumentet. IsomerisationBegge raffinaderier har anlæg til isomerisation af typisk lette naphthakomponenter, C5/C6 forbindelser. Processerne er katalytiske og foregår under højt brinttryk og høje temperaturer. NaturgasanlægPå DONG Energy's gasbehandlingsanlæg i Nybro frasepareres flydende kulbrinter og vand. Desuden renses gassen for svovlbrinte, og der foretages eventuelt en justering af kulbrinte- og vanddugpunkt. Primære destillationsanlægPå begge raffinaderier forekommer atmosfærisk destillation af råolien. Vacuumdestillation foregår på raffinaderiet i Kalundborg. ProduktbehandlingPå begge raffinaderier forefindes processer til behandling af destillatfraktioner. På raffinaderiet i Kalundborg er der et såkaldt Merox anlæg til fjernelse af ildelugtende mercaptaner fra jetfuel. Vask af lette fraktioner med natronlud for udvaskning af H2S foregår på begge raffinaderier. VisbreakingBegge raffinaderier har visbreakeranlæg, hvor tunge restprodukter omdannes til mere værdifulde destillatfraktioner. Anlægget i Kalundborg er for tiden under ændring ved en større ombygning, som medfører et større totalt destillationsudbytte, primært af gasoliefraktionen. Emissionsbegrænsende foranstaltningerPå begge raffinaderier forefindes anlæg til fjernelse af svovl fra den internt benyttede fuelgas (raffinaderigas). På raffinaderiet i Kalundborg findes et såkaldt ATS anlæg (AmmoniumThioSulfat), hvor H2S sammen med ammoniakvand omsættes til ATS. På raffinaderiet i Fredericia omdannes H2S til frit svovl i et såkaldt CLAUS/SCOT-anlæg. Det frie, rene svovl afsættes eksternt. På begge raffinaderier findes desuden flaregassystemer, som benyttes til afbrænding af mindre gasmængder, som ellers ville være blevet emitteret direkte/uforbrændt til atmosfæren. Flaresystemerne benyttes bl.a. til hurtig trykaflastning af delanlæg i nødsituationer. 2.3 Processer i BREF-dokumentet, som ikke findes i DanmarkFølgende processer, som er beskrevet i BREF-dokumentet, findes ikke i Danmark i dag:
BAT-anbefalinger for disse processer anses derfor for nærværende ikke at være relevante. Disse processer er derfor ikke behandlet yderligere i notatet. Fremtidige brug af nye processerI takt med videreudvikling af raffinaderiindustrien i Danmark kan der opstå behov for at indføre nye processer på de eksisterende danske raffinaderier. Dette kan medføre udvidelse af listen af relevante processer, som er beskrevet i BREF-dokumentet. Som eksempler på processer, som forventes at have størst sandsynlighed for at blive introduceret, kan nævnes:
3 Sammenstilling af BAT-anbefalinger med danske miljøreglerEt raffinaderi består af et antal individuelle procesenheder. Den måde, hvorpå disse enheder er bygget sammen i et integreret raffinaderi, kan have en betydelig effekt på art og omfang af udslip fra anlægget. Et velintegreret raffinaderi er karakteriseret ved et forholdsmæssigt lavt niveau af emissionen af forurenende stoffer. Ved definition af BAT skal de miljømæssige påvirkninger fra både hver enkelt enhed og fra hele raffinaderiet vurderes samlet. 3.1 Generel BAT for hele raffinaderiet samletDe BAT-anbefalinger, der retter sig mod raffinaderier som helhed, relaterer sig til følgende aspekter:
I forbindelse med BAT anbefalinger vedrørende NOx og SO2 emissioner anvendes boble-konceptet. Boblekonceptet i forbindelse med emissioner afspejler en "virtuel enkelt samlet skorsten" for hele raffinaderiet, hvorved luftemissionerne fra raffinaderier vurderes samlet. Baggrunden for at anvende boblekonceptet er, at det imødekommer nogle eller alle energibehov med forskellige gasholdige og flydende brændstoffer. I den henseende adskiller raffinaderierne sig fra andre industrier, der overvejende køber deres brændstof udefra. Boblekonceptet anvendes som metode i Danmark på det ene af de to raffinaderier, det i Kalundborg. God husholdning og miljøledelseMiljøledelsessystem: Der er ingen modstrid med dansk lovgivning/praksis. Raffinaderierne er af en sådan størrelse og kompleksitet, at ledelsessystemer skønnes nødvendige for en fyldestgørende styring. I forbindelse med et miljøledelsessystem er det er vigtigt at definere målsætningerne for stabil drift med tæt opfølgning, da stabil drift er en vigtig parameter for kontrol af emissioner. Sikkerhedsledelsessystem: Alle virksomheder dækket af BREF er risikovirksomheder omfattet af BEK nr. 1666 af 14. december 2006 om kontrol med risikoen for større uheld med farlige stoffer. I henhold til bekendtgørelsen skal der forefindes sikkerhedsledelsessystemer. Reduktion af luftemissionerBREF animerer til brug af ren fuelgas som primært brændstof internt på raffinaderierne. Såfremt dette ikke slår til, kan flydende brændstof bruges kombineret med reguleringsteknik og forureningsbekæmpelse. Dette er i god overensstemmelse med praksis i reguleringen af danske raffinaderier, som eksempelvis generelt har stort råderum mht. svovl i eget brændsel. På danske raffinaderier finder der ikke SO2-bekæmpelse sted i forbindelse med anvendelse af flydende brændstoffer i procesovnene. Der er dog mulighed for at vælge en fuelolie med lavest muligt indhold af svovl. Residuale fuelolier markedsføres med en svovlspecifikation på max. 1,0 % S. En alternativ, men kostbar teknik til reduktion af især SO2-emission, er røggasafsvovling. SO2-emissionen for energianlæg reguleres i dansk lovgivning ved krav til indholdet af svovl i brændslet, jf. BEK nr 1663 af 14. december 2006 om svovlindholdet i faste og flydende brændstoffer. Denne bekendtgørelse specificerer det maksimale indhold af svovl i fuelolie til 1,0 %. For store anlæg gælder BEK nr. 808 af 25. september 2003 om begrænsning af visse luftforurenende emissioner fra store fyringsanlæg. I forbindelse med en minimering af VOC-emissioner bruges på de to raffinaderier i Danmark allerede i vid udstrækning low-leakage ventiler med f.eks. grafitpakninger. Anvendelse af low-leakage pumper vil i mange tilfælde være begrænset, idet procesmæssige krav begrænser valgmuligheden af pumpe. VOC-bekendtgørelsen (bekendtgørelse om begrænsning af emissionen af flygtige organiske forbindelser fra anvendelse af organiske opløsningsmidler i visse aktiviteter og anlæg, BEK nr. 350 af 29. maj 2002) gælder ikke for raffinaderier. Der bør være speciel opmærksomhed på diffuse kilder til VOC-emission fra eksempelvis lagertanke og i forbindelse med vareudlevering fra raffinaderiet. Reduktion af vandforbrug/spildevandsudledningBekendtgørelse om spildevandstilladelser m.v. efter miljøbeskyttelseslovens kapitel 3 og 4[1], BEK nr. 1667 af 14. december 2006, indeholder grænseværdier for COD, BI5, P og N i udledninger fra offentlige renseanlæg, der overstiger visse personækvivalenter. Disse grænseværdier er i nedenstående tabel sammenlignet med grænseværdierne i BREF (BREF omfatter ikke grænseværdi for P). Tabel 3.1 Sammenligning spildevandsbekendtgørelsen og BREF
Tabellen viser, at de danske værdier er strengere end BREF, da BREF max.-værdien i BREF er højere. BREF vurderes at give mulighed for en større udledning end det, der er råderum for på et offentligt spildevandsanlæg. Der er imidlertid mulighed for at stille strengere krav efter miljøbeskyttelseslovens § 28 eller ved påbud efter lovens § 30. Der er ikke yderligere modstrid mellem dansk lovgivning og BREF. Håndtering af fast affald og spildDer er ingen divergens med dansk lovgivning/praksis. Der forekommer løbende risikovurdering, som en rimelig og væsentlig foranstaltning, af jordforurening i forbindelse med ikke umiddelbart synlige lækager fra tanke og rør. 3.2 BAT til enkelte processerDe fleste BAT-anbefalinger til enkelte processer er kvalitative. Kvantitative BAT-anbefalinger relaterer sig især til energisystemet samt svovlindvindingsanlæg. BegfremstillingBAT vedrørende aerosol- og VOC-emission: På Koppers afbrændes ventilationsluften fra råtjære- og begtankene i henholdsvis procesheater og incinerator. Det betyder, at BAT-teknik allerede benyttes. BAT vedrørende spild: Ingen konflikt med danske miljøregler. BAT for bitumen blowing og svovlgenvindingsanlæg (3. og 4. punkt) er ikke relevant for danske forhold. Katalytisk reformingDer er ingen divergens til dansk lovgivning/praksis. Off-gasser i forbindelse med regenerering af katalysatoren indeholder bl.a. HCl, som sammen med udkondenseret vand danner saltsyre nedstrøms reaktorerne. Denne saltsyre vil kunne give anledning til korrosion. For at modvirke dette etableres der typisk på danske anlæg interimistiske systemer, der vasker gassen med en natronlud opløsning ved cirkulation over en luftkøler og beholder, hvilket virker som et scrubbersystem og forhindrer emission af HCl og også dioxin, såfremt dette dannes. Deciderede scrubbersystemer er der ikke. Driftstiden i regenerering for de danske semiregenerative anlæg er kun ganske kort. KøleanlægDer ses ingen divergens med dansk lovgivning/praksis. Der indikeres præference for luftkøling frem for vandkøling i BREF notatet. Såfremt køleenergien ikke udnyttes, vil luftkøling være at foretrække, men ofte kan den omhandlede lavtemperatur køleenergi via vandkøling netop udnyttes til f.eks. fjernvarmeformål og udgør dermed en meget miljørigtig teknik. AfsaltningDer ses ingen divergens med dansk lovgivning/praksis. Selv for grass root anlæg kan enkelttrinsafsaltning være optimalt. Afhængig af råolietype. EnergisystemerEnergiledelsessystem: Det væsentlige må være, at der etableres et energiledelsessystem. En integrering af dette med miljøledelsessystemet som foreslået i BREF forekommer sekundært. Anvendelse af rene brændsler: De danske raffinaderier er ikke designet til afsvovling af restprodukter, og opbygning af anlæg til dette for at nedbringe svovlindholdet i fuelolien vil være en meget dyr løsning. Den tilknyttede proces vil ligeledes være meget energiforbrugende. På de danske raffinaderier er der heller ikke installeret røggasafsvovling. Styring af svovlindholdet i fuelolier sker typisk via valg af råolien. Til industrielle kunder markedsføres fuelolier med max. indhold af svovl på 1 %, hvilket således må være udgangspunkt for vurdering af krav til raffinaderiernes egetforbrug af flydende brændsler. SO2 emissionen fra energianlæg reguleres i lovgivningen ved krav til indholdet af svovl i brændslet jf. BEK nr. 1663 af 14. december 2006. Max. indhold i fuelolie er 1,0 %. For store anlæg er det BEK nr. 808 af 25. september 2003. NOx emissioner: De anførte BAT NOx-værdier i røggas fra henholdsvis gasholdige og flydende brændstoffer til ovne og kedler på henholdsvis 20 - 150mg/Nm³ og 55 - 300 mg/Nm3 forekommer krævende, idet de faktiske koncentrationer for NOx i røggas for ét af raffinaderierne ligger i den øvre ende af intervallet. Der ses dog ingen modstrid med dansk lovgivning i henhold til luftvejledningen eller bekendtgørelse nr. 808 af 25. september 2003 om begrænsning af emissioner af svovldioxid, kvælstofoxider og støv fra store fyringsanlæg. Dansk lovgivning vedrørende NOx -emission fra gasmotorer og -turbiner er baseret på EU direktiv og fremgår af BEK nr. 621 af 23. juni 2005 om begrænsning af emission af nitrogenoxider m.m. fra motorer og turbiner. Anvendelse af raffinaderigas i gasturbiner er ikke omfattet af ovenstående regulering, hvorfor krav til sådanne operationer skal vurderes særskilt. Shell mener f.eks. ikke at være omfattet af bekendtgørelse nr. 621 pga. brændslet, som er fuelgas bestående af lettere kulbrinter og op til 40 % brint. Shell skal først overholde emissionsgrænseværdierne for SO2 , NOx og støv i BEK nr. 808 af 25. september 2003 om begrænsning af visse luftforurenende Vedrørende procesovne er Shell ikke omfattet af bekendtgørelse 808, da ovnene særskilt er små. Partikelemission fra fyring med flydende brændstof: Der ses ingen divergens med dansk lovgivning/praksis. SO2 emissioner: H2S i fuelgas vil ved forbrændingsproces omdannes til SO2. Det anførte BAT-interval for H2S i fuelgas på 20 - 150 mg/Nm³ forekommer krævende, idet den faktiske koncentration af H2S i fuelgassen på ét af raffinaderierne ligger tæt på den øvre intervalgrænse. Der ses dog ingen modstrid med dansk lovgivning i henhold til luftvejledningen Det anførte BAT-interval for SO2 i røggas i forbindelse med fyring med flydende brændstof, 50 - 850 mg/m³, kan være i uoverensstemmelse med dansk lovgivning, som blot specificerer en øvre grænse for svovlindholdet i fuelolie på 1,0 % S. Ved afbrænding af fuelolie med et svovlindhold på 1 % vil der optræde ca. 1700 mg/m³ SO2 i røggassen. Den eksisterende danske lovgivning er således ikke sikker på at medføre overholdelse af BAT. Røggasafsvovling på de danske raffinaderier kan derfor eventuelt komme på tale. Gas separationsprocesserDer er ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. Brintforbrugende processerBAT for hydrocracker er ikke relevant for danske forhold (1. punkt). BAT for varmegenvinding: Effektiv varmeintegration kan være ligeså effektiv som ved brug af spildvarmekedel (2. punkt). BAT for high-metal feedstocks er ikke relevant for danske forhold (5. punkt). Der er ellers ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. BrintproduktionBAT for steam reforming og gasifikation (1.-3. punkt) er ikke relevant for danske forhold. Der er ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. IsomerisationDer er ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. NaturgasanlægDer ses ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. BAT for energisystemer: I naturgasanlægget vurderes der at være NOx i røggas fra kedler og gasturbineanlæg. Svovlindholdet i den afbrændte gas er grundlæggende meget lavt, idet H2S-indholdet er under 5 mg/m3.. Flaring: En forholdsvis stor andel af anlæggets samlede gasforbrug går til flaring. Den anførte BAT for spildgasbehandling/flaring vil derfor have væsentlig betydning. Primære destillationsanlægBAT vedr. væskeringspumper (2. punkt): Anvendes allerede i høj grad. Optimale løsninger kan være kombinationen af ejektorer og væskeringspumper. Der er ellers ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. ProdukthåndteringBAT for dewaxing er ikke relevant for danske forhold (2. punkt). Der er ellers ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis. Oplagring og håndtering af raffinaderiprodukterOmrådet dækkes primært gennem BREF om emissioner fra større oplag af farlige stoffer. BAT vedrørende vapour recovery (10. punkt): Ved oplagring af benzin benyttes ofte flydetagstanke, der modvirker benzinholdig luft. Der henvises til BEK nr. 1670 af 14. december 2006 om begrænsning af udslip af dampe ved oplagring og distribution af benzin. Bekendtgørelsen indeholder bestemmelser, der gennemfører Europa-Parlamentets og Rådets direktiv 94/63/EF af 20. december 1994 om forebyggelse af emissioner af flygtige organiske forbindelse (VOC) ved benzinoplagring og benzindistribution fra terminaler til servicestationer. Denne bekendtgørelse kan muligvis være relevant for raffinaderier, hvilket afhænger af de tekniske forhold og indretninger på raffinaderiet. Uden kendskab til disse kan det ikke vurderes hvordan BREF ens anbefalinger er i forhold til bekendtgørelsens krav. VisbreakingDer er ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis Der anspores til at reducere koksdannelse som BAT (4. punkt). Dette bør ikke være et overordnet mål, men vil være bestemt af den optimale drift, hvor udbytte og kvalitet har større vægt. En reduktion af den løbende koksdannelse vil dog almindeligvis forbedre anlæggets samlede ydelse. SpildgasbehandlingDer er ingen konflikt med dansk lovgivning/praksis Aminbehandling: De anførte H2S niveauer i fuelgas af 20 - 150 mg/Nm³ forekommer krævende. Se afsnit 3.1 vedrørende reduktion af luftemissioner. Svovlindvindingsanlæg: Specificeret udnyttelsesgrad for SRU på 96 % inkl. større shut downs kan muligvis tolkes forkert. Intentionen synes at være sikring af driftstiden af svovlindvindingsanlægget på mindst 96 % af driftstiden for fuelgassystemet. Flaring: Ingen bemærkninger. Fodnoter [1] http://147.29.40.90/_MAINRF_A385859254/583 [2] Spildevandsbekendtgørelsen bilag 1 giver retningslinier for egenkontrollen. (prøvetagningsmetode). Afhængigt af anlæggets kapacitet udtages stikprøver, tidsproportionale prøver eller vandføringsvægtede prøver 4 KonklusionScreeningen af BREF-dokumentet har vist, at den eksisterende danske regulering og lovgivning i overvejende grad er i overensstemmelse med BREF-dokumentets BAT-anbefalinger. Screeningen har dog blotlagt et enkelt område, hvor den eksisterende danske regulering og lovgivning ikke med sikkerhed sikrer overholdelse af BREF-dokumentets BAT anbefalinger. Her skal godkendelsesmyndighederne fastsætte supplerende krav for at sikre opfyldelse af BAT-anbefalingerne. Dette gælder:
Ud over ovennævnte område, som kræver yderligere regulering for at sikre overholdelse af BAT, så har screeningen kortlagt enkelte områder, hvor BAT-anbefalingerne ikke er i direkte modstrid med eksisterende dansk lovgivning, men synes krævende at opnå for virksomhederne omfattet af BREF. Dette ses ved, at den nuværende præstation, indenfor det enkelte område, for en eller flere af virksomhederne ligger i den høje ende af BAT-intervallet i BREF. Disse områder, som bør tildeles ekstra opmærksomhed fra myndigheder i forbindelse med regulering af virksomheden, omfatter:
Screeningen af BREF-dokumentet har tillige klarlagt enkelte andre forhold, som opmærksomheden skal henledes på i forbindelse med regulering af virksomheder omfattet af BREF. Disse forhold omfatter:
5 Litteratur og lovstofBekendtgørelser og EU-direktiver:
Vejledninger:
EU BREF:
Andet:
Bilag 1
|