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Dow Olefinverbund GmbH Werk Böhlen (2008 - 2022)

Betreiberinformation für die Öffentlichkeit: Der Standort Böhlen besteht aus einer Mehrzahl von Produktionsanlagen, die in erster Linie der Herstellung von Grundchemikalien wie Ethylen, Propylen und C4 dienen. Das Herzstück bildet dabei die Ethylenanlage (Cracker), wo Rohbenzin und Flüssiggas zum Einsatz kommen. Die Erzeugerprodukte dienen als Rohstoffe für die andern Anlagen am Standort, wo als Endprodukte Butadien 1.3, Benzol, Anilin und Kohlenwasserstoff-Harze hergestellt werden. Berichtsjahr: 2022 Adresse: Olefinstraße 1 04564 Böhlen Bundesland: Sachsen Flusseinzugsgebiet: Elbe/Labe Betreiber: Dow Olefinverbund GmbH Haupttätigkeit: Herstellung einfacher KW

EPPI: Energieeffizienter Prozess zur Herstellung von hochreinem Isobuten

Die OMV Deutschland GmbH (kurz: OMV) betreibt im bayerischen Burghausen eine Raffinerie zur Herstellung von petrochemischen Produkten, wie Propylen, Ethylen, Butadien und Mineralölprodukten (Diesel, Heizöl und Kerosin). Jährlich werden am Standort rund 3,8 Mio. Tonnen Rohöl verarbeitet. OMV hat innerhalb der Petrochemischen Anlagen ein Isobuten reiches Nebenprodukt identifiziert, dass sich für die Aufbereitung und Herstellung von hochreinem Isobuten eignet. Der bisher bekannte Prozess, Isobuten über einen Zwischenschritt der Etherbildung und Spaltung zu gewinnen, ist mit einem erheblichen apparativen und energetischen Aufwand verbunden. Daher entwickelten OMV und BASF ein neues Verfahren, das eine wesentlich vereinfachte Prozessführung bedeutet und durch das niedrige Energie-Niveau die Möglichkeit bietet, vorhandene Prozesswärme aus einer bestehenden Anlage zu verwenden. Für die Entfernung der kritischen Komponenten erforderliche chemische Umwandlung entwickelte BASF einen sehr selektiven Isomerisierungsreaktor. Es entstand somit ein Prozess, der aus einer chemischen Umwandlung (Isomerisierung) und anschließender Destillation besteht. Mehr als 80 Prozent der Wärme-Energie wird dabei über direkte Wärmintegration mit einer vorhandenen Kolonne gedeckt. Es war daher im ersten Schritt die Entwicklung des Prozesses und die Integration des Wärmeverbundes zu bewältigen. Dabei musste die neue Destillationskolonne so ausgelegt werden, dass der Energietransfer aus der bestehenden Prozesswärme gesichert für den neuen Bedarf zur Verfügung gestellt werden konnte und das Wärmepotential optimal genutzt werden kann. Für die Auslegung des Reaktors fanden bei BASF Versuche im Labor statt, bei denen Produkt aus der Anlage der OMV eingesetzt wurde. Das so entwickelte Prozess-Design konnte in das Anlagenkonzept der OMV in Burghausen integriert werden. Es besteht in den wesentlichen Prozess Schritten aus Apparate-Typen (Reaktoren, Kolonnen, Wärmeaustauscher, etc.), die schon mehrfach bei OMV eingesetzt wurden. Daher waren die Auslegung des neuen Verfahrens und die Beschaffung und Montage ohne große technische Risiken möglich. Die Anlage konnte wie geplant gebaut und in Betrieb genommen werden. Die Inbetriebnahme erfolgte in drei Schritten. Zuerst wurde der Isomerisierungsreaktor in Betrieb genommen, danach die Destillationskolonne und zum Abschluss die Wärmeintegration. Es konnten alle Prozess Ziele ohne Nachbesserung des Anlagendesigns erreicht oder sogar übererfüllt werden. Durch die erfolgreiche Wärmeintegration wurde der Bedarf an Energie, der über Dampf zur Verfügung gestellt werden muss, signifikant reduziert. Somit konnte das Ziel der jährlichen CO 2 -Einsparung von 20.000 Tonnen erreicht werden. Durch Effizienzsteigerung an den Spaltöfen konnten jährlich zusätzlich ca. 5.000 Tonnen CO 2 am Standort der OMV eingespart werden. Das neue Verfahren konnte wie oben beschrieben bei der ersten großtechnischen Anwendung problemlos alle Erfolgskriterien erfüllen. Somit steht für weitere potenzielle Interessenten eine Referenz Anlage zur Verfügung, die für weitere Anwendungen positive Impulse setzen kann. Dabei stehen in erster Linie Petrochemische Anlagen im Fokus, die eine hohe Ähnlichkeit mit der bei OMV in Burghausen in Betrieb befindlichen Technologien hat, also z.B. Ethylen Anlagen. Es sind derzeit in Deutschland 10 Anlagen und europaweit ca. 40 Anlagen dieses Typs in Betrieb. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: OMV Deutschland GmbH Bundesland: Bayern Laufzeit: 2019 - 2020 Status: Abgeschlossen

FactSheet_Chemie_2020.pdf

HIER STIMMT DIE CHEMIE. SACHSEN-ANHALT STÄRKEN DES CHEMIESTANDORTS SACHSEN-ANHALT Mitteldeutsches Chemiedreieck: Traditions- und Innovationsstandort der Chemie- und Kunststoffindustrie im Zentrum Europas Rohstoffe: Unternehmen profitieren von einem integrierten Stoffverbund und stoffspezifischen Know-How an den Chemiestandorten Plug&Play-Effizienz: Das Chemieparkkonzept ermöglicht den ansässigen Unternehmen die Konzentration auf das Kerngeschäft Ausbildung, Forschung und Produktentwicklung: in Unternehmen, an Univer­si­­tä­ten, Hochschulen sowie Forschungsinstituten wie Max-Planck und Fraunhofer SACHSEN-ANHALTS CHEMIEPARKS 1 CHEMIEPARK BITTERFELD-WOLFEN G E G R Ü N D E T : 1893 I U S P : Unternehmen der Chlor-, Phosphor-, Farbstoff-, Pharma- und Feinchemie; Start-ups; Technologie- und Gründerzentrum TGZ I G R Ö S S E : ca 1.200 Hektar I A N Z A H L U N T E R N E H M E N : 350 I A R B E I T S K R Ä F T E : ca: 12.000 I F L AG S H I P CO M PA N I E S : DOW, Bayer, AkzoNobel, Evonik, Lanxess, ICL, Hi-Bis, Clariant, Guardian Glass, Heraeus, Miltitz Aromatics, Organica Feinchemie, Silicon Products BERLIN MAGDEBURG 4 2 CHEMIESTANDORT LEUNA G E G R Ü N D E T : 1916 I U S P : geschlossener Chemie­standort mit Werkszaun, Komplettanbieter für Medien und Services, Rohstoffverbund, Energieverbund, Fraun­hofer CBP/Pilotanlage I G R Ö S S E : ca. 1.300 Hektar I A N Z A H L U N T E R N E H M E N : 100 I A R B E I T S K R Ä F T E : ca. 10.000 I F L AG S H I P CO M PA N I E S : TOTAL, Linde, DOMO, BASF, Alberdingk Boley, Arkema, CRI, DOW, Innospec, Eastman, Leuna-Harze 3 DOW VALUE PARK SCHKOPAU/BÖHLEN G E G R Ü N D E T : 1998 I U S P : Performance- und Spezialkunststoffe, 1 3 2 FLUGHAFEN LEIPZIG/HALLE 5 ValuePark mit Major-User-Prinzip, Fraunhofer-Institute PAZ und CSP I G R Ö S S E : 150 Hektar I A N Z A H L U N T E R ­N E H M E N : 20 I A R B E I T S K R Ä F T E : ca. 3.000 I F L AG S H I P CO M PA N I E S : Dow, Braskem, Manuli Stretch, Trinseo, BYK Chemie, Innovia 4 AGRO-CHEMIE PARK PIESTERITZ5 CHEMIE- UND INDUSTRIEPARK ZEITZ land, Standortbetreiber SKW Piesteritz ist Deutschlands größer Harnstoff- und Ammoniakproduzent I G R Ö S S E : 220 Hektar I A N Z A H L U N T E R N E H M E N : 30 I M I TA R B E I T E R : ca. 1.500 I F L AG S H I P CO M PA N I E S : SKW Stickstoffwerke Piesteritz, AGROFERT, Borealis Agrolinz Mela- mine, Air Liquide, Louis Dreyfus Companystandort, interna­tio­nale und mittelständisch/inhaber­geführte Unternehmen I G R Ö S S E : 230 Hektar I A N Z A H L U N T E R N E H M E N : 50 I M I TA R B E I T E R : ca. 1.000 I F L AG S H I P CO M PA N I E S : Radici Chimica, Puralglobe, Interstarch, Jowat Klebstoffe, Deurex, Münzing Micro Technologies G E G R Ü N D E T : 2005 I U S P : einziger Agro-Chemie Park in Deutsch- www.investieren-in-sachsen-anhalt.de/chemie G E G R Ü N D E T : 1936 I U S P : offener und unabhängiger Chemie­ CHEMIE SACHSEN-ANHALT Mehr Informationen: www.investieren-in-sachsen-anhalt.de/chemie VERSORGUNG MIT SYSTEM: Stoffverbund der CeChemNet- Standorte Bitterfeld-Wolfen, Leuna, Schkopau/ Böhlen, Zeitz und Schwarzheide PIPELINE LITVINOV – BÖHLEN PIPELINE STADE – MITTELDEUTSCHLAND Ethylen Raffinerieprodukte Propylen Naphtha Wasserstoff Salzsäure Stickstoffprodukte Ammoniak, Harnstoff technische Gase Wasserstoff, technische Gase Wasserstoff, technische Gase Wasserstoff Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylacetat, Piesteritz Wasserstoff, technische Gase Zeitz Adipinsäure Salpetersäure Cyclohexanol/-non Grundöle/Raffinerie Spezialwachse Leime/Klebstoffe techn. Gase Adipinsäure „DRUSHBA“ ROHÖL-PIPELINE PU-Grundprodukte und Systeme Kunststoffe Schaumstoffe Pflanzenschutz- produkte Wasserbasislacke Polymere Chemikalien Ethylen, Propylen, Butadien, Aromaten Raffinerie Polymere Basischemikalien Katalysatoren Spezialchemikalien Technische Gase Methanol Schwarzheide Butandiol, Toluol, Natronlauge, Kalilauge, Ethylenoxid „ROLLENDE“ PIPELINE LUDWIGSHAFEN – SCHWARZHEIDE Cracker Acrylsäure Anilin Kohlenwasserstoff- harze Leuna Butadien, Ethylenoxid, Kohlendioxid Schkopau Böhlen Ethylen PIPELINE ROSTOCK – BÖHLEN Bitterfeld-Wolfen Anorganika Chlorprodukte Spezialchemikalien Solarsilizium Chlor Salzsäure Salpetersäure, Ammoniak Styrole, Ameisensäure PIPELINE ROSTOCK – SCHWEDT Quelle: CeChemNet PRODUKTARTEN AN DEN STANDORTEN Anorgani­sche Basis- chemikalien­ Petro­ chemikalien und Derivate Polymere Fein- und Spezial- chemikalien Pharma­ zeutika Düngemittel Kunststoff- verarbeitung Industrielle Bio- technologie Agro-Chemie Park Piesteritz Chemiepark Bitterfeld-Wolfen Dow Value Park Schkopau/Böhlen Chemiestandort Leuna IMG – IHR ANSPRECHPARTNERIMG – IHR PARTNER Investitions- und Marketinggesellschaft Sachsen-Anhalt mbH Am Alten Theater 6 | 39104 Magdeburg Tel. +49 391 56899-10 welcome@img-sachsen-anhalt.deFür alle Fragen der Projekt­realisierung Für Immobilien- und Standortsuche Für International Business Service Für Unterstützung in Förder- und Finanzierungsfragen www.investieren-in-sachsen-anhalt.de/chemie Für Unterstützung in Personalsuche und -rekrutierung Für Behörden- und Genehmigungs- management Stand: Mai 2020 Chemie- und Industriepark Zeitz

Greenpeace: Mikroplastik belastet Flüsse in Deutschland (Flussbeprobung)

Zwischen Mai und August 2016 waren Umweltschützer von Greenpeace mit dem Schiff Beluga II unter dem Motto "Wellemachen für Meere ohne Plastikmüll" auf Rhein, Main, Donau, Elbe, Weser u.a. auf Expeditionstour. Auf ihrer Flusstour durch Deutschland klärte die Besatzung des Greenpeace-Aktionsschiffs Besucher über die Gefahren von Plastikmüll auf. Das Beluga-Team nutzte die Reise auch, um aus den Gewässern insgesamt 53 Wasserproben zu entnehmen. Die Ergebnisse teilte Greenpeace am 24. November 2016 mit. Die Laboranalysen zeigen, dass alle Gewässerproben Plastikpartikel enthalten. Die Mehrheit der 0,3 bis fünf Millimeter kleinen Plastikpartikel besteht aus Polyethylen und Polypropylen, die gängigsten Kunststoffe für Verpackungen aller Art. Ebenfalls nachweisbar sind Styropor, Polyamid/Nylon , Polyester, Styrol Acrylnitril Copolymerisat und Acrylnitril Butadien Styrol, das beispielsweise für Elektronikgehäuse oder Spielzeug verwendet wird. Bei den Plastikpartikeln handelt es sich überwiegend um Bruchstücke, Folienfetzen und weitere Fragmente, wie sie beim Zerfall oder Verschleiß größerer Plastikteile entstehen. Aber auch zylindrische Pellets aus der Kunststoff-Vorproduktion finden sich in den Proben – und Mikrokügelchen, wie sie in Kosmetik- und Körperpflegeprodukten eingesetzt werden.

8 - Chemische Erzeugnisse

8 - Chemische Erzeugnisse 81 Chemische Grundstoffe (ausgenommen Aluminiumoxid und - hydroxid) Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 811 Schwefelsäure 8110 Schwefelsäure (Oleum), Abfallschwefelsäure X X S 812 Ätznatron 8120 Ätznatron (Natriumhydroxid, fest), Ätznatronlauge (Natriumhydroxid) in Lösung, Natronlauge, Sodalauge A 813 Natriumcarbonat 8130 Natriumcarbonat (kohlensaures Natrium), Natron, Soda A 814 Calciumcarbid 8140 Calciumcarbid (Vorsicht: Bei Kontakt mit Wasser Explosionsgefahr!) X X S 819 Sonstige chemische Grundstoffe (ausgenommen Aluminiumoxid und -hydroxid) 8191 Acrylnitril, Alaune, Aluminiumfluorid, Äthylenoxid, verflüssigt, Bariumcarbonat, Bariumchlorid (Chlorbarium), Bariumnitrat, Bariumnitrit, Bariumsulfat, Bariumsulfid, Benzolkohlenwasserstoffderivate ( z. B. Äthylbenzol), Bleiglätte, Bleioxid, Bleiweiß (Bleicarbonat), Calciumhypochlorit (Chlorkalk), Caprolactam, Chlor, verflüssigt (Chlorlauge), Chlorbenzol, Chloressigsäure, Chlorkohlenwasserstoffe, nicht spezifiziert, Chlormethylglykol, Chloroform (Trichlormethan), Chlorothene, Chlorparaffin, Chromalaun, Chromlauge, Chromsulfat, Cumol, Cyanide (Cyansalz), Dimethyläther (Methyläther), Dichloräthylen, EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure), ETBE (Ethyl-tertButylether), Flusssäure, Glykole, nicht spezifiziert, Hexachloräthan, Hexamethylendiamin, Kaliumchlorat, Kaliumhypochloritlauge (Kalibleichlauge), Kaliumsilikat (Wasserglas), Kalkstickstoff (Calciumcyanamid), Kohlensäure, verdichtet, verflüssigt, Kresol, Mangansulfat, Melamin, Methylchlorid (Chlormethyl), Methylenchlorid, Monochlorbenzol, MTBE (Methyl-tertButylether), Natriumchlorat, Natriumfluorid, Natriumnitrit (salpetrigsaures Natrium), Natriumnitritlauge, Natriumsilikat (Wasserglas), Natriumsulfid (Schwefelnatrium), Natriumsulfit (schwefligsaures Natrium), Natronbleichlauge, NTA (Nitrilotriessigsäure), Perchloräthylen, Phenol, Phosphorsäure, Phtalsäureanhydrid, Retortenkohle, Ruß, Salpetersäure, -abfallsäure, Salzsäure, -abfallsäure, Schwefel, gereinigt, Schwefeldioxid, schwefelige Säure, Schwefelkohlenstoff, Styrol, Surfynol ( TMDD = 2,4,7,9-Tetramethyldec-5-in-4,7-diol), Tallöl, Tallölerzeugnisse, Terpentinöl, Tetrachlorbenzol, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Trichlorbenzol, Triphenylphosphin, Vinylchlorid, Waschrohstoffe, Zinkoxid, Zinksulfat X X S 8192 Aceton, Adipinsäure, Alkohol, rein (Weingeist), Aluminiumacetat (essigsaure Tonerde), Aluminiumformiat (ameisensaure Tonerde), Aluminiumsulfat (schwefelsaure Tonerde), Ameisensäure, Ammoniakgas (Salmiakgeist), Ammoniumchlorid (Salmiak), Ammonsalpeter (Ammoniumnitrat, salpetersaures Ammoniak), Ammoniumphosphat, Ammoniumphosphatlösung, Äthylacetat, Ätzkali (Kaliumhydroxid, Kalilauge), Branntwein (Spiritus), vergällt, Butanol, Butylacetat, Calciumchlorid (Chlorcalcium), Calciumformiat (ameisensaurer Kalk), Calciumnitrat (Kalksalpeter), Calciumphosphat, Calciumsulfat (Anhydrit, synthetisch), Citronensäure, Eisenoxid, Eisensulfat, Essigsäure, Essigsäureanhydrid, Fettalkohole, Glykole (Äthylenglykol, Butylenglykol, Propylenglykol), Glyzerin, Glyzerinlaugen, Glyzerinwasser, Harnstoff, künstlich (Carbamid), Holzessig, Isopropylalkohol (Isopropanol), Kaliumcarbonat (Pottasche), Kaliumnitrat, Kaliumsulfatlauge, Magnesiumcarbonat, Magnesiumsulfat (Bittersalz), Methanol (Holzgeist, Methylalkohol), Methylacetat, Natriumacetat, (essigsaures Natrium), Natriumbicarbonat (doppelkohlensaures Natrium), Natriumbisulfat (doppelschwefelsaures Natrium), Natriumformiat, Natriumnitrat (Natronsalpeter), Natriumphosphat, Propylacetat, Titandioxid (z. B. künstliches Rutil) X A 8193 Graphit, Graphitwaren, Silicium, Siliciumcarbid (Carborundum) A 8199 Sonstige chemische Grundstoffe und Gemische, nicht spezifiziert X X S 82 Aluminiumoxid und -hydroxid Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 820 Aluminiumoxid und -hydroxid 8201 Aluminiumoxid A 8202 Aluminiumhydroxid (Tonerdehydrat) A 83 Benzol, Teere u. ä. Destillationserzeugnisse Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 831 Benzol 8310 Benzol X X S 839 Peche, Teere, Teeröle u. ä. Destillationserzeugnisse 8391 Nitrobenzol, Benzolerzeugnisse, nicht spezifiziert X X S 8392 Öle und andere Erzeugnisse von Steinkohlenteer, z. B. Anthracen, Anthracenschlamm, Decalin, Naphthalin, raffiniert, Tetralin, Xylenol, Solventnaphtha, Toluol, Xylol (Ortho-, Meta- und Paraxylol und Mischungen davon) X X S 8393 Pech und Teerpech aus Steinkohlen- und anderen Mineralteeren, z. B. Braunkohlenteerpech, Holzteerpech, Mineralteerpech, Petroleumpech, Steinkohlenteerpech, Teerpech, Torfpech, Torfteerpech, Kreosot X X S 8394 Pech- und Teerkoks aus Steinkohlen- und anderen Mineralteeren, z. B. Braunkohlenteerkoks, Steinkohlenpechkoks, Steinkohlenteerkoks, Teerkoks X X S 8395 Gasreinigungsmasse X X S 8396 Steinkohlen-, Braunkohlen- und Torfteer, Holzteer, Holzteeröl, z. B. Imprägnieröl, Karbolineum, Kreosotöl, Mineralteer, Naphthalin, roh X X S 8399 Sonstige Destillationserzeugnisse, z. B. Rückstände von Braunkohlen- und Steinkohlenteerschweröl X X S 84 Zellstoff und Altpapier Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 841 Holzschliff und Zellstoff 8410 Holzstoff (Holzschliff), Holzzellulose, Zellulose, -abfälle X A 842 Altpapier und Papierabfälle 8420 Altpapier, Altpappe X A 89 Sonstige chemische Erzeugnisse ( einschl. Stärke) Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 891 Kunststoffe 8910 Kunstharze, Kunstharzleim, Mischpolimerisat aus Acrylnitril, aus Butadien, aus Styrol, Polyester, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid X X S 8911 Kunststoffabfälle, Kunststoffrohstoffe, nicht spezifiziert X X S 892 Farbstoffe, Farben und Gerbstoffe 8921 Farbstoffe, Farben, Lacke, z. B. Eisenoxid zur Herstellung von Farben, Emailmasse, Erdfarben, zubereitet, Lithopone, Mennige, Zinkoxid X X S 8922 Kitte X X S 8923 Gerbstoffe, Gerbstoffauszüge, Gerbstoffextrakte X X S 893 Pharmazeutische Erzeugnisse, ätherische Öle, Reinigungs- und Körperpflegemittel 8930 Apothekerwaren (Arzneimittel), pharmazeutische Erzeugnisse X X S 8931 Kosmetische Erzeugnisse, Reinigungsmittel, Seife, Waschmittel, Waschpulver X A 894 Munition und Sprengstoffe 8940 Munition und Sprengstoffe X X S 896 Sonstige chemische Erzeugnisse 8961 Abfälle von Chemiefäden, -fasern, -garnen, von Kunststoffen, auch geschäumt, auch thermoplastisch, nicht spezifiziert, Abfallmischsäuren aus Schwefel- und Salpetersäure, Elektrodenkohlenabfälle, -reste, Kohlenstoffstampfmasse X X S 8962 Abfälle und Rückstände der chemischen Industrie, der Glasindustrie, eisenoxidhaltig, Sulfitablauge X X S 8963 Sonstige chemische Grundstoffe, Härtemittel für Eisen, für Stahl, Entkalkungsmittel für die Lederbereitung, Härtergemische für Kunststoffe, Kabelwachs, Leime, Lösungsmittel, Pflanzenschutzmittel, nicht spezifiziert, radioaktive Stoffe, nicht spezifiziert, Weichmachergemische für Kunststoffe X X S 8969 Chemikalien, chemische Erzeugnisse, nicht spezifiziert X X S Stand: 01. Januar 2018

3 - Erdöl, Mineralöl-, -erzeugnisse, Gase

3 - Erdöl, Mineralöl-, -erzeugnisse, Gase 31 Rohes Erdöl, Mineralöl Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 310 Rohes Erdöl, Mineralöl 3100 Erdöl, roh, Mineralöl, roh (Rohnaphtha) X X S 32 Kraftstoffe und Heizöl Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 321 Motorbenzin und andere Leichtöle 3211 Benzin, Benzin-Benzolgemisch X X S 3212 Mineralleichtöl, Naphtha, Vergaserkraftstoffe, nicht spezifiziert X X S 323 Petroleum, Turbinenkraftstoff 3231 Petroleum, Heizpetroleum, Leuchtpetroleum X X S 3232 Kerosin, Turbinenkraftstoff, Düsentreibstoff, nicht spezifiziert X X S 325 Gasöl, Dieselöl und leichtes Heizöl 3251 Dieselkraftstoff, Dieselöl, Gasöl X X S 3252 Heizöl, leicht, extra leicht X X S 3253 Fettsäuremethylester ( FAME , Biodiesel) X X S 327 Schweres Heizöl 3270 Heizöl, mittel, mittelschwer, schwer X X S 33 Natur-, Raffinerie- und verwandte Gase Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 330 Natur-, Raffinerie- und verwandte Gase 3301 Butadien X X S 3302 Acetylen, Cyclohexan, gasförmige Kohlenwasserstoffe, Methan, sonstige Naturgase X X S 3303 Äthylen (= Ethen), Butan, Butylen, Isobutan, Isobutylen, Kohlenwasserstoffgemische, Propan, Propan-Butangemische, Propylen, Raffineriegase, nicht spezifiziert X X S 34 Mineralölerzeugnisse, nicht spezifiziert Güter- nummer Güterart Ein- leitung in das Gewässer Abgabe an Annahmestellen zur Kanalisation Abgabe an Annahmestellen zur Sonderbehandlung Bemerkungen 341 Schmieröle und Fette 3411 Mineralschmieröle, Motorenöle, Schmierfette X X S 3412 Altöl, Ablauföl X X S 343 Bitumen und bituminöse Gemische 3430 Bitumen, Bitumenemulsionen, -lösungen, Bitumenklebmasse, Kaltteer, Kaltasphalt, Pechemulsionen (Kaltbitumen), Pechlösungen, Teeremulsionen, Teerlösungen, bituminöse Gemische, nicht spezifiziert X X S 349 Mineralölerzeugnisse, nicht spezifiziert 3491 Acetylenkoks, Petroleumkoks (Petrolkoks) X X S 4) 3492 Carbon Black Oil , Paraffingatsch, Pyrolyseöl, -rückstände (Pyrotar), Schweröl, nicht zum Verheizen X X S 3493 Paraffin, Transformatorenöl, Wachs, Mineralölerzeugnisse, nicht spezifiziert X X S Bemerkungen: 4) Als Alternative zu „S“ ist ein Aufspritzen auf Lagerhaltung möglich, sofern nationale Bestimmungen dies nicht verbieten. Ist das Aufspritzen auf die Lagerhaltung auf Grund innerstaatlicher Bestimmungen verboten, muss eine Abfuhr des Waschwassers in eine Einrichtung zur unschädlichen Beseitigung des Abwassers erfolgen. Stand: 01. Januar 2018

Chem-Org\Benzol-DE-2010

Herstellung von Benzol durch Dampfpyrolyse von Naphtha nach dem Steamcracking-Verfahren. Benzol fällt dabei in der Fraktion des Pyrolysebenzins als Koppelprodukt von Ethylen an. Zum Cracken (Spalten) wird der Kohlenwasserstoff mit Dampf gemischt und auf 500 bis 650 C vorgeheizt. Im eigentlichen Reaktor wird dann das Gemisch bei Temperaturen zwischen 700 und 900 C gecrackt. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt weniger als eine Sekunde. Nach dem Reaktor wird das heiße Gasgemisch schockartig abgekühlt (gequencht) um die Zersetzung der gebildeten Produkte [neben Pyrolysebenzin (Benzol) entstehen Ethylen, Propylen, Butadien und andere Kohlenwasserstoffe] zu vermeiden. Schließlich wird der Produktstrom gewaschen, getrocknet und fraktioniert. Wobei die Abtrennung des Pyrolysebenzins von den restlichen Produkten bereits im Rahmen des Waschvorgangs erfolgt. Zur Auftrennung der restlichen Produktfraktionen wird das Gasgemisch komprimiert, auf tiefe Temperaturen abgekühlt und fraktioniert destilliert. Bei der Aufarbeitung des Pyrolysebenzins ist eine zweistufige katalytische Hydrierung (Entfernung von Doppelbindungen und S-, N- und O-haltigen Verbindungen) notwendig. Darauf folgt die eigentliche Isolierung von Benzol aus dem Pyrolysebenzin, die im wesentlichen aus den Teilschritten der Nichtaromaten-Abtrennung und der anschließenden Auftrennung des Aromatengemisches in die Einzelkomponenten besteht. In USA, Westeuropa, Japan, UdSSR und der Bundesrepublik Deutschland wurden in den Jahren 1985 und 1991 die folgenden Mengen (in Mio. t) an Benzol produziert (Weissermel 1994): Tabelle 1 Produktionsmengen an Benzol nach verschiedenen Ländern. Land 1985 [Mio. t] 1992 [Mio. t] USA 4,49 5,45 Westeuropa 4,95 6,42 Japan 2,08 3,31 GUS 1,96 (1984) 1,99 (1991) BRD 1,58 1,61 Für die technische Synthese von Benzol stehen im wesentlichen vier verschiedene Quellen zur Verfügung: 1. Isolierung aus Produkten der Steinkohlen-Verkokung 2. Isolierung aus dem Reformatbenzin der Rohbenzin-Verarbeitung 3. Isolierung aus dem Pyrolysebenzin des Steamcrackers 4. Hydrodealkylierung (Abbau der aromatischen Seitenkette von (im allgemeinen) Toluol, wobei die Toluolsynthese prinzipiell analog der von Benzol verläuft). Der Anteil der verschiedenen Quellen (in Gew.-%) an der Benzolerzeugung kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden (Weissermel 1994). Tabelle 2 Anteil verschiedener Quellen an der Benzolerzeugung in Gew.-%. Quelle USA Westeuropa Japan 1985 1991 1986 1992 1984 1991 Steamcracker 20 22 59 64 59 35 Reformatbenzin 47 48 15 17 23 52 Hydrodealkylierung 28 23 18 9 9 --- Kohle und andere 5 7 8 10 9 13 In dieser Prozeßeinheit wird nur die Benzolsynthese nach dem Steamcracking-Verfahren (Westeuropa, 1992, 64 % der Benzolerzeugung) bilanziert. Beim Steamcracking entsteht Benzol als Koppelprodukt von Etyhlen, so daß für die Bilanzierung von Benzol die Daten aus der Ethylenherstellung (vgl. Prozeßeinheit „Chem-Org\Ethylen“) verwendet werden. Da für die Aufarbeitung des Pryrolysebenzins und die anschließende Isolierung von Benzol keine Daten zur Verfügung stehen, wurden diese Teilschritte nicht separat bilanziert. Näherungsweise wird davon ausgegangen, daß die Isolierung von Benzol vergleichbar ist mit der Reindarstellung von Ethylen bei der Ethylenherstellung. Als wichtigster Rohstoff für das Steamcracking dient in den USA Ethan aus Erdgas (ca. 50 %), in Westeuropa wird überwiegend (über 80 %) von Naphtha ausgegangen (#2). 47 % des gesamten in der chemischen Industrie Westeuropas verbrauchten Benzols (5,81 Mio. t) wurden 1992 für die Herstellung von Styrol (Polystyrolherstellung) verwendet (Weissermel 1994). Bei der hier betrachteten Benzolherstellung wird nur das Steamcracking von Naphtha bilanziert. Die Daten geben den Stand der Technik der 80er Jahre in Westeuropa bzw. den USA (Emissionen) wieder. Da die Kennziffern vom eingesetzten Rohstoff und der Produktverteilung abhängig sind, ist eine Übertragung der Daten auf andere Herstellungsländer nur bedingt möglich. Allokation: Beim Cracken von Naphtha entsteht eine Vielzahl an Stoffen. Dieser Output des Crackers wurde nach den Angaben von #1 berechnet und ist in Tabelle 3 wiedergegeben. Als Produkte werden Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol betrachtet. Im Unterschied zu den Angaben aus #1 wurde Acetylen durch Benzol als Produkt ersetzt. Als Reststoffe werden 40 % der C4-Fraktion, Wasserstoff, Benzine, Rückstände und Acetylen gewertet. Während nach #1 (siehe Tabelle 3, Spalten 1 und 2) das Heizgas (Methan) mitbilanziert wird, entfällt dieses bei der Bilanzierung für GEMIS (siehe Tabelle 3, Spalten 3 bis 5). Das Heizgas wird bei GEMIS nicht stofflich berücksichtigt (wird bei Input und Output des Crackers herausgerechnet), da es wieder direkt im Prozeß zur Energieerzeugung (Erzeugung von Prozeßwärme durch Verbrennung) eingesetzt wird. Der Rohstoffbedarf an Naphtha, der Energie- und Wasserbedarf sowie die anfallenden Emissionen und Abfälle werden unter den Produkten (Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol) aufgeteilt. Die Allokation erfolgt nach Massen. So entfällt auf Ethylen ein Anteil von 53,6 %, auf Propylen 26,8 %, auf die 60 % C4 10,7 % und auf Benzol die restlichen 8,9 % (vgl. Produktmengen in Tabelle 3). Neben dem Heizgas (siehe oben) bleiben auch die Reststoffe bei der Allokation unberücksichtigt. Die Reststoffe werden ohne Gutschrift/Belastung z.B. zur Raffinerie abgegeben, da ihr weiterer Verwendungszweck unbekannt ist. In #1 wird der beim Cracken anfallende 3 bar-Dampf mit einer Energiegutschrift von 3150 MJ (Heizwert) pro Tonne Dampf bedacht. Eine Gutschrift für 3 bar-Dampf bei einer derart komplexen Verflechtung der Dampfnutzung, wie sie in der chemischen Industrie vorliegt, ist fragwürdig. Einerseits ist die genaue Weiterverwendung des Dampfes unbekannt. Andererseits ist die tatsächliche Energieeinsparung durch die Weiterverwendung des Dampfes wesentlich geringer als der Heizwert es vorgibt . Im Unterschied zu der Dampfgutschrift von 10,37 GJ/t Ethylen nach BUWAL werden bei #2 die Einsparungsmöglichkeiten auch nur mit ca. 2 GJ beziffert. Dieser Wert von 2 GJ liegt aber ohnehin innerhalb der Schwankungsbreite des Energiebedarfs bei der Propylenherstellung nach den verschiedenen hier betrachteten Literaturquellen (siehe „Energiebedarf“ weiter unten). Aufgrund der obigen Überlegungen wird daher bei GEMIS keine Gutschrift für den anfallenden 3 bar-Dampf erteilt. Da die verschiedenen Produkte (Ethylen, Propylen, 60 % C4 und Benzol) gleichwertig sind und bei der Bilanzierung die Allokation nach Massen erfolgt, ergeben sich bei der Nachfrage von 1 t Produkt immer dieselben Werte für Energie, Emissionen etc. unabhängig davon welches der Produkte nachgefragt wird. Tabelle 3 Stoffbilanzen beim Steamcracking in kg (Gesamtprozeß und nach Allokation für die Benzolherstellung) BUWAL gesamt [kg] GEMIS gesamt [kg] allokiert für gesamt Benzol [kg] Edukt Naphtha 1000 Edukt Naphtha 20000 1482,2 Produkte Produkt Ethylen 300 Ethylen 6000 Propylen 150 Propylen 3000 60 % C4-Frakt. 60 60 % C4 1200 Benzol 50 Benzol 1000 1000 Reststoffe 268 Reststoffe 5360 478,6 Heizgas 170 Verluste 2 Verluste 40 3,6 Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz des Crackers kann der Tabelle 3 entnommen werden. Ausgehend von den Angaben aus #1 (Spalten 2 der Tabelle 3) ergibt sich der Stoffstrom des Crackers bezogen auf die Herstellung von 1 Tonne Benzol nach GEMIS (Spalte 4) durch das Herausrechnen des Heizgases und anschließendes Umrechnen der Werte von 50 kg auf 1000 kg Benzol. Die sich aus dem Gesamtcrackingprozeß (Spalte 4) nach der Allokationsregel (26,8 %) ergebenden Anteile für die Benzolherstellung sind in der Spalte 5 wiedergegeben. Energiebedarf: Der Energiebedarf beim Steamcracking wird bei #1 mit ca. 7,78 GJ (inkl. Dampfgutschrift) pro Tonne Input angegeben. Umgerechnet auf einen Output von 1 t Benzol ergibt sich entsprechend der o.g. Allokationsregel ein Energiebedarf von 13,89 GJ (inkl. Dampfgutschirft von 10,37 GJ/t, der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen). Da bei GEMIS keine Energiegutschrift für den Dampf erteilt wird (siehe Allokationsregeln), ergibt sich daraus für den Energiebedarf ein Wert von 24,26 GJ/t Benzol (Wert ohne Dampfgutschrift; 26,8 % der Energie des Gesamtcrackingprozesses). In #3 wird der Gesamtenergiebedarf des Steamcrackers mit 17600 btu/lb Input (#3 wertet den gesamten Output -dieser ist mengenmäßig gleich dem Input- als Produkt) angegeben. Nach der hier angewandten Allokationsregel ergibt sich daraus ein Wert von 22,5 GJ/t Benzol. Im Vergleich dazu wird bei #2 ein Wert von 20,9 GJ/t Benzol angegeben. (Der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen. Über Produktdefinition und Allokation liegen keine Angaben vor, die Werte werden jedoch als repräsentativ bezeichnet. Durch Nutzung der Abwärme sind Einsparungen von ca. 2GJ/t Ethylen bzw. Benzol möglich). Die Energieangaben der beschriebenen Literaturquellen zeigen eine befriedigende Übereinstimmung. Für GEMIS werden wie auch bei der Massenbilanz die Daten von #1 verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: An prozeßbedingten Luftemissionen sind beim Steamcracking-Prozeß vor allem flüchtige organische Verbindungen (VOC) von Bedeutung. Aus der Literatur konnte nur für Benzolemissionen ein Wert ermittelt werden. Mit Hilfe der Angaben aus #3 - dort wird aus US EPA, Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Benzene,1988 ein Wert von 0,169 lbs/ton Ethylen aufgeführt - ergibt sich für Benzol ein Emissionswert von 0,151 kg/t Benzol. Wasser: Der Kühlwasserbedarf zur Herstellung von 1 t Benzol wurde aus den Angaben aus #2 berechnet. Er beträgt 1,26 m3 Wasser. Weiter Angaben zum Wasserbedarf bei der Benzolherstellung liegen nicht vor. Abwasser entsteht beim Steamcracken beim Ausschleusen des kondensierten Prozeßdampfes und der verbrauchten Lauge mit der die Spaltgase schwefelfrei gewaschen werden. Abwasserinhaltsstoffe sind hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, begleitet von Phenolen und Schwefelverbindungen (UBA 1995a). Für Phenol wurde mit den Angaben aus #3 - dort wird ein Wert von 0,00238 lbs/ton Ethylen aus US EPA, Contractors Engineering Report: Analysis of Organic Chemicals and Plastics/Synthetic Fibers Industries, Appendix S: Production Processes, 1981 aufgeführt - ein Wert von 0,00213 kg/t Benzol berechnet. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-fossil-Öl gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 67,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Chem-Org\Benzol-DE-2000

Herstellung von Benzol durch Dampfpyrolyse von Naphtha nach dem Steamcracking-Verfahren. Benzol fällt dabei in der Fraktion des Pyrolysebenzins als Koppelprodukt von Ethylen an. Zum Cracken (Spalten) wird der Kohlenwasserstoff mit Dampf gemischt und auf 500 bis 650 C vorgeheizt. Im eigentlichen Reaktor wird dann das Gemisch bei Temperaturen zwischen 700 und 900 C gecrackt. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt weniger als eine Sekunde. Nach dem Reaktor wird das heiße Gasgemisch schockartig abgekühlt (gequencht) um die Zersetzung der gebildeten Produkte [neben Pyrolysebenzin (Benzol) entstehen Ethylen, Propylen, Butadien und andere Kohlenwasserstoffe] zu vermeiden. Schließlich wird der Produktstrom gewaschen, getrocknet und fraktioniert. Wobei die Abtrennung des Pyrolysebenzins von den restlichen Produkten bereits im Rahmen des Waschvorgangs erfolgt. Zur Auftrennung der restlichen Produktfraktionen wird das Gasgemisch komprimiert, auf tiefe Temperaturen abgekühlt und fraktioniert destilliert. Bei der Aufarbeitung des Pyrolysebenzins ist eine zweistufige katalytische Hydrierung (Entfernung von Doppelbindungen und S-, N- und O-haltigen Verbindungen) notwendig. Darauf folgt die eigentliche Isolierung von Benzol aus dem Pyrolysebenzin, die im wesentlichen aus den Teilschritten der Nichtaromaten-Abtrennung und der anschließenden Auftrennung des Aromatengemisches in die Einzelkomponenten besteht. In USA, Westeuropa, Japan, UdSSR und der Bundesrepublik Deutschland wurden in den Jahren 1985 und 1991 die folgenden Mengen (in Mio. t) an Benzol produziert (Weissermel 1994): Tabelle 1 Produktionsmengen an Benzol nach verschiedenen Ländern. Land 1985 [Mio. t] 1992 [Mio. t] USA 4,49 5,45 Westeuropa 4,95 6,42 Japan 2,08 3,31 GUS 1,96 (1984) 1,99 (1991) BRD 1,58 1,61 Für die technische Synthese von Benzol stehen im wesentlichen vier verschiedene Quellen zur Verfügung: 1. Isolierung aus Produkten der Steinkohlen-Verkokung 2. Isolierung aus dem Reformatbenzin der Rohbenzin-Verarbeitung 3. Isolierung aus dem Pyrolysebenzin des Steamcrackers 4. Hydrodealkylierung (Abbau der aromatischen Seitenkette von (im allgemeinen) Toluol, wobei die Toluolsynthese prinzipiell analog der von Benzol verläuft). Der Anteil der verschiedenen Quellen (in Gew.-%) an der Benzolerzeugung kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden (Weissermel 1994). Tabelle 2 Anteil verschiedener Quellen an der Benzolerzeugung in Gew.-%. Quelle USA Westeuropa Japan 1985 1991 1986 1992 1984 1991 Steamcracker 20 22 59 64 59 35 Reformatbenzin 47 48 15 17 23 52 Hydrodealkylierung 28 23 18 9 9 --- Kohle und andere 5 7 8 10 9 13 In dieser Prozeßeinheit wird nur die Benzolsynthese nach dem Steamcracking-Verfahren (Westeuropa, 1992, 64 % der Benzolerzeugung) bilanziert. Beim Steamcracking entsteht Benzol als Koppelprodukt von Etyhlen, so daß für die Bilanzierung von Benzol die Daten aus der Ethylenherstellung (vgl. Prozeßeinheit „Chem-Org\Ethylen“) verwendet werden. Da für die Aufarbeitung des Pryrolysebenzins und die anschließende Isolierung von Benzol keine Daten zur Verfügung stehen, wurden diese Teilschritte nicht separat bilanziert. Näherungsweise wird davon ausgegangen, daß die Isolierung von Benzol vergleichbar ist mit der Reindarstellung von Ethylen bei der Ethylenherstellung. Als wichtigster Rohstoff für das Steamcracking dient in den USA Ethan aus Erdgas (ca. 50 %), in Westeuropa wird überwiegend (über 80 %) von Naphtha ausgegangen (#2). 47 % des gesamten in der chemischen Industrie Westeuropas verbrauchten Benzols (5,81 Mio. t) wurden 1992 für die Herstellung von Styrol (Polystyrolherstellung) verwendet (Weissermel 1994). Bei der hier betrachteten Benzolherstellung wird nur das Steamcracking von Naphtha bilanziert. Die Daten geben den Stand der Technik der 80er Jahre in Westeuropa bzw. den USA (Emissionen) wieder. Da die Kennziffern vom eingesetzten Rohstoff und der Produktverteilung abhängig sind, ist eine Übertragung der Daten auf andere Herstellungsländer nur bedingt möglich. Allokation: Beim Cracken von Naphtha entsteht eine Vielzahl an Stoffen. Dieser Output des Crackers wurde nach den Angaben von #1 berechnet und ist in Tabelle 3 wiedergegeben. Als Produkte werden Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol betrachtet. Im Unterschied zu den Angaben aus #1 wurde Acetylen durch Benzol als Produkt ersetzt. Als Reststoffe werden 40 % der C4-Fraktion, Wasserstoff, Benzine, Rückstände und Acetylen gewertet. Während nach #1 (siehe Tabelle 3, Spalten 1 und 2) das Heizgas (Methan) mitbilanziert wird, entfällt dieses bei der Bilanzierung für GEMIS (siehe Tabelle 3, Spalten 3 bis 5). Das Heizgas wird bei GEMIS nicht stofflich berücksichtigt (wird bei Input und Output des Crackers herausgerechnet), da es wieder direkt im Prozeß zur Energieerzeugung (Erzeugung von Prozeßwärme durch Verbrennung) eingesetzt wird. Der Rohstoffbedarf an Naphtha, der Energie- und Wasserbedarf sowie die anfallenden Emissionen und Abfälle werden unter den Produkten (Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol) aufgeteilt. Die Allokation erfolgt nach Massen. So entfällt auf Ethylen ein Anteil von 53,6 %, auf Propylen 26,8 %, auf die 60 % C4 10,7 % und auf Benzol die restlichen 8,9 % (vgl. Produktmengen in Tabelle 3). Neben dem Heizgas (siehe oben) bleiben auch die Reststoffe bei der Allokation unberücksichtigt. Die Reststoffe werden ohne Gutschrift/Belastung z.B. zur Raffinerie abgegeben, da ihr weiterer Verwendungszweck unbekannt ist. In #1 wird der beim Cracken anfallende 3 bar-Dampf mit einer Energiegutschrift von 3150 MJ (Heizwert) pro Tonne Dampf bedacht. Eine Gutschrift für 3 bar-Dampf bei einer derart komplexen Verflechtung der Dampfnutzung, wie sie in der chemischen Industrie vorliegt, ist fragwürdig. Einerseits ist die genaue Weiterverwendung des Dampfes unbekannt. Andererseits ist die tatsächliche Energieeinsparung durch die Weiterverwendung des Dampfes wesentlich geringer als der Heizwert es vorgibt . Im Unterschied zu der Dampfgutschrift von 10,37 GJ/t Ethylen nach BUWAL werden bei #2 die Einsparungsmöglichkeiten auch nur mit ca. 2 GJ beziffert. Dieser Wert von 2 GJ liegt aber ohnehin innerhalb der Schwankungsbreite des Energiebedarfs bei der Propylenherstellung nach den verschiedenen hier betrachteten Literaturquellen (siehe „Energiebedarf“ weiter unten). Aufgrund der obigen Überlegungen wird daher bei GEMIS keine Gutschrift für den anfallenden 3 bar-Dampf erteilt. Da die verschiedenen Produkte (Ethylen, Propylen, 60 % C4 und Benzol) gleichwertig sind und bei der Bilanzierung die Allokation nach Massen erfolgt, ergeben sich bei der Nachfrage von 1 t Produkt immer dieselben Werte für Energie, Emissionen etc. unabhängig davon welches der Produkte nachgefragt wird. Tabelle 3 Stoffbilanzen beim Steamcracking in kg (Gesamtprozeß und nach Allokation für die Benzolherstellung) BUWAL gesamt [kg] GEMIS gesamt [kg] allokiert für gesamt Benzol [kg] Edukt Naphtha 1000 Edukt Naphtha 20000 1482,2 Produkte Produkt Ethylen 300 Ethylen 6000 Propylen 150 Propylen 3000 60 % C4-Frakt. 60 60 % C4 1200 Benzol 50 Benzol 1000 1000 Reststoffe 268 Reststoffe 5360 478,6 Heizgas 170 Verluste 2 Verluste 40 3,6 Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz des Crackers kann der Tabelle 3 entnommen werden. Ausgehend von den Angaben aus #1 (Spalten 2 der Tabelle 3) ergibt sich der Stoffstrom des Crackers bezogen auf die Herstellung von 1 Tonne Benzol nach GEMIS (Spalte 4) durch das Herausrechnen des Heizgases und anschließendes Umrechnen der Werte von 50 kg auf 1000 kg Benzol. Die sich aus dem Gesamtcrackingprozeß (Spalte 4) nach der Allokationsregel (26,8 %) ergebenden Anteile für die Benzolherstellung sind in der Spalte 5 wiedergegeben. Energiebedarf: Der Energiebedarf beim Steamcracking wird bei #1 mit ca. 7,78 GJ (inkl. Dampfgutschrift) pro Tonne Input angegeben. Umgerechnet auf einen Output von 1 t Benzol ergibt sich entsprechend der o.g. Allokationsregel ein Energiebedarf von 13,89 GJ (inkl. Dampfgutschirft von 10,37 GJ/t, der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen). Da bei GEMIS keine Energiegutschrift für den Dampf erteilt wird (siehe Allokationsregeln), ergibt sich daraus für den Energiebedarf ein Wert von 24,26 GJ/t Benzol (Wert ohne Dampfgutschrift; 26,8 % der Energie des Gesamtcrackingprozesses). In #3 wird der Gesamtenergiebedarf des Steamcrackers mit 17600 btu/lb Input (#3 wertet den gesamten Output -dieser ist mengenmäßig gleich dem Input- als Produkt) angegeben. Nach der hier angewandten Allokationsregel ergibt sich daraus ein Wert von 22,5 GJ/t Benzol. Im Vergleich dazu wird bei #2 ein Wert von 20,9 GJ/t Benzol angegeben. (Der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen. Über Produktdefinition und Allokation liegen keine Angaben vor, die Werte werden jedoch als repräsentativ bezeichnet. Durch Nutzung der Abwärme sind Einsparungen von ca. 2GJ/t Ethylen bzw. Benzol möglich). Die Energieangaben der beschriebenen Literaturquellen zeigen eine befriedigende Übereinstimmung. Für GEMIS werden wie auch bei der Massenbilanz die Daten von #1 verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: An prozeßbedingten Luftemissionen sind beim Steamcracking-Prozeß vor allem flüchtige organische Verbindungen (VOC) von Bedeutung. Aus der Literatur konnte nur für Benzolemissionen ein Wert ermittelt werden. Mit Hilfe der Angaben aus #3 - dort wird aus US EPA, Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Benzene,1988 ein Wert von 0,169 lbs/ton Ethylen aufgeführt - ergibt sich für Benzol ein Emissionswert von 0,151 kg/t Benzol. Wasser: Der Kühlwasserbedarf zur Herstellung von 1 t Benzol wurde aus den Angaben aus #2 berechnet. Er beträgt 1,26 m3 Wasser. Weiter Angaben zum Wasserbedarf bei der Benzolherstellung liegen nicht vor. Abwasser entsteht beim Steamcracken beim Ausschleusen des kondensierten Prozeßdampfes und der verbrauchten Lauge mit der die Spaltgase schwefelfrei gewaschen werden. Abwasserinhaltsstoffe sind hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, begleitet von Phenolen und Schwefelverbindungen (UBA 1995a). Für Phenol wurde mit den Angaben aus #3 - dort wird ein Wert von 0,00238 lbs/ton Ethylen aus US EPA, Contractors Engineering Report: Analysis of Organic Chemicals and Plastics/Synthetic Fibers Industries, Appendix S: Production Processes, 1981 aufgeführt - ein Wert von 0,00213 kg/t Benzol berechnet. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-fossil-Öl gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 67,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Chem-Org\Benzol-DE-2005

Herstellung von Benzol durch Dampfpyrolyse von Naphtha nach dem Steamcracking-Verfahren. Benzol fällt dabei in der Fraktion des Pyrolysebenzins als Koppelprodukt von Ethylen an. Zum Cracken (Spalten) wird der Kohlenwasserstoff mit Dampf gemischt und auf 500 bis 650 C vorgeheizt. Im eigentlichen Reaktor wird dann das Gemisch bei Temperaturen zwischen 700 und 900 C gecrackt. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt weniger als eine Sekunde. Nach dem Reaktor wird das heiße Gasgemisch schockartig abgekühlt (gequencht) um die Zersetzung der gebildeten Produkte [neben Pyrolysebenzin (Benzol) entstehen Ethylen, Propylen, Butadien und andere Kohlenwasserstoffe] zu vermeiden. Schließlich wird der Produktstrom gewaschen, getrocknet und fraktioniert. Wobei die Abtrennung des Pyrolysebenzins von den restlichen Produkten bereits im Rahmen des Waschvorgangs erfolgt. Zur Auftrennung der restlichen Produktfraktionen wird das Gasgemisch komprimiert, auf tiefe Temperaturen abgekühlt und fraktioniert destilliert. Bei der Aufarbeitung des Pyrolysebenzins ist eine zweistufige katalytische Hydrierung (Entfernung von Doppelbindungen und S-, N- und O-haltigen Verbindungen) notwendig. Darauf folgt die eigentliche Isolierung von Benzol aus dem Pyrolysebenzin, die im wesentlichen aus den Teilschritten der Nichtaromaten-Abtrennung und der anschließenden Auftrennung des Aromatengemisches in die Einzelkomponenten besteht. In USA, Westeuropa, Japan, UdSSR und der Bundesrepublik Deutschland wurden in den Jahren 1985 und 1991 die folgenden Mengen (in Mio. t) an Benzol produziert (Weissermel 1994): Tabelle 1 Produktionsmengen an Benzol nach verschiedenen Ländern. Land 1985 [Mio. t] 1992 [Mio. t] USA 4,49 5,45 Westeuropa 4,95 6,42 Japan 2,08 3,31 GUS 1,96 (1984) 1,99 (1991) BRD 1,58 1,61 Für die technische Synthese von Benzol stehen im wesentlichen vier verschiedene Quellen zur Verfügung: 1. Isolierung aus Produkten der Steinkohlen-Verkokung 2. Isolierung aus dem Reformatbenzin der Rohbenzin-Verarbeitung 3. Isolierung aus dem Pyrolysebenzin des Steamcrackers 4. Hydrodealkylierung (Abbau der aromatischen Seitenkette von (im allgemeinen) Toluol, wobei die Toluolsynthese prinzipiell analog der von Benzol verläuft). Der Anteil der verschiedenen Quellen (in Gew.-%) an der Benzolerzeugung kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden (Weissermel 1994). Tabelle 2 Anteil verschiedener Quellen an der Benzolerzeugung in Gew.-%. Quelle USA Westeuropa Japan 1985 1991 1986 1992 1984 1991 Steamcracker 20 22 59 64 59 35 Reformatbenzin 47 48 15 17 23 52 Hydrodealkylierung 28 23 18 9 9 --- Kohle und andere 5 7 8 10 9 13 In dieser Prozeßeinheit wird nur die Benzolsynthese nach dem Steamcracking-Verfahren (Westeuropa, 1992, 64 % der Benzolerzeugung) bilanziert. Beim Steamcracking entsteht Benzol als Koppelprodukt von Etyhlen, so daß für die Bilanzierung von Benzol die Daten aus der Ethylenherstellung (vgl. Prozeßeinheit „Chem-Org\Ethylen“) verwendet werden. Da für die Aufarbeitung des Pryrolysebenzins und die anschließende Isolierung von Benzol keine Daten zur Verfügung stehen, wurden diese Teilschritte nicht separat bilanziert. Näherungsweise wird davon ausgegangen, daß die Isolierung von Benzol vergleichbar ist mit der Reindarstellung von Ethylen bei der Ethylenherstellung. Als wichtigster Rohstoff für das Steamcracking dient in den USA Ethan aus Erdgas (ca. 50 %), in Westeuropa wird überwiegend (über 80 %) von Naphtha ausgegangen (#2). 47 % des gesamten in der chemischen Industrie Westeuropas verbrauchten Benzols (5,81 Mio. t) wurden 1992 für die Herstellung von Styrol (Polystyrolherstellung) verwendet (Weissermel 1994). Bei der hier betrachteten Benzolherstellung wird nur das Steamcracking von Naphtha bilanziert. Die Daten geben den Stand der Technik der 80er Jahre in Westeuropa bzw. den USA (Emissionen) wieder. Da die Kennziffern vom eingesetzten Rohstoff und der Produktverteilung abhängig sind, ist eine Übertragung der Daten auf andere Herstellungsländer nur bedingt möglich. Allokation: Beim Cracken von Naphtha entsteht eine Vielzahl an Stoffen. Dieser Output des Crackers wurde nach den Angaben von #1 berechnet und ist in Tabelle 3 wiedergegeben. Als Produkte werden Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol betrachtet. Im Unterschied zu den Angaben aus #1 wurde Acetylen durch Benzol als Produkt ersetzt. Als Reststoffe werden 40 % der C4-Fraktion, Wasserstoff, Benzine, Rückstände und Acetylen gewertet. Während nach #1 (siehe Tabelle 3, Spalten 1 und 2) das Heizgas (Methan) mitbilanziert wird, entfällt dieses bei der Bilanzierung für GEMIS (siehe Tabelle 3, Spalten 3 bis 5). Das Heizgas wird bei GEMIS nicht stofflich berücksichtigt (wird bei Input und Output des Crackers herausgerechnet), da es wieder direkt im Prozeß zur Energieerzeugung (Erzeugung von Prozeßwärme durch Verbrennung) eingesetzt wird. Der Rohstoffbedarf an Naphtha, der Energie- und Wasserbedarf sowie die anfallenden Emissionen und Abfälle werden unter den Produkten (Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol) aufgeteilt. Die Allokation erfolgt nach Massen. So entfällt auf Ethylen ein Anteil von 53,6 %, auf Propylen 26,8 %, auf die 60 % C4 10,7 % und auf Benzol die restlichen 8,9 % (vgl. Produktmengen in Tabelle 3). Neben dem Heizgas (siehe oben) bleiben auch die Reststoffe bei der Allokation unberücksichtigt. Die Reststoffe werden ohne Gutschrift/Belastung z.B. zur Raffinerie abgegeben, da ihr weiterer Verwendungszweck unbekannt ist. In #1 wird der beim Cracken anfallende 3 bar-Dampf mit einer Energiegutschrift von 3150 MJ (Heizwert) pro Tonne Dampf bedacht. Eine Gutschrift für 3 bar-Dampf bei einer derart komplexen Verflechtung der Dampfnutzung, wie sie in der chemischen Industrie vorliegt, ist fragwürdig. Einerseits ist die genaue Weiterverwendung des Dampfes unbekannt. Andererseits ist die tatsächliche Energieeinsparung durch die Weiterverwendung des Dampfes wesentlich geringer als der Heizwert es vorgibt . Im Unterschied zu der Dampfgutschrift von 10,37 GJ/t Ethylen nach BUWAL werden bei #2 die Einsparungsmöglichkeiten auch nur mit ca. 2 GJ beziffert. Dieser Wert von 2 GJ liegt aber ohnehin innerhalb der Schwankungsbreite des Energiebedarfs bei der Propylenherstellung nach den verschiedenen hier betrachteten Literaturquellen (siehe „Energiebedarf“ weiter unten). Aufgrund der obigen Überlegungen wird daher bei GEMIS keine Gutschrift für den anfallenden 3 bar-Dampf erteilt. Da die verschiedenen Produkte (Ethylen, Propylen, 60 % C4 und Benzol) gleichwertig sind und bei der Bilanzierung die Allokation nach Massen erfolgt, ergeben sich bei der Nachfrage von 1 t Produkt immer dieselben Werte für Energie, Emissionen etc. unabhängig davon welches der Produkte nachgefragt wird. Tabelle 3 Stoffbilanzen beim Steamcracking in kg (Gesamtprozeß und nach Allokation für die Benzolherstellung) BUWAL gesamt [kg] GEMIS gesamt [kg] allokiert für gesamt Benzol [kg] Edukt Naphtha 1000 Edukt Naphtha 20000 1482,2 Produkte Produkt Ethylen 300 Ethylen 6000 Propylen 150 Propylen 3000 60 % C4-Frakt. 60 60 % C4 1200 Benzol 50 Benzol 1000 1000 Reststoffe 268 Reststoffe 5360 478,6 Heizgas 170 Verluste 2 Verluste 40 3,6 Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz des Crackers kann der Tabelle 3 entnommen werden. Ausgehend von den Angaben aus #1 (Spalten 2 der Tabelle 3) ergibt sich der Stoffstrom des Crackers bezogen auf die Herstellung von 1 Tonne Benzol nach GEMIS (Spalte 4) durch das Herausrechnen des Heizgases und anschließendes Umrechnen der Werte von 50 kg auf 1000 kg Benzol. Die sich aus dem Gesamtcrackingprozeß (Spalte 4) nach der Allokationsregel (26,8 %) ergebenden Anteile für die Benzolherstellung sind in der Spalte 5 wiedergegeben. Energiebedarf: Der Energiebedarf beim Steamcracking wird bei #1 mit ca. 7,78 GJ (inkl. Dampfgutschrift) pro Tonne Input angegeben. Umgerechnet auf einen Output von 1 t Benzol ergibt sich entsprechend der o.g. Allokationsregel ein Energiebedarf von 13,89 GJ (inkl. Dampfgutschirft von 10,37 GJ/t, der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen). Da bei GEMIS keine Energiegutschrift für den Dampf erteilt wird (siehe Allokationsregeln), ergibt sich daraus für den Energiebedarf ein Wert von 24,26 GJ/t Benzol (Wert ohne Dampfgutschrift; 26,8 % der Energie des Gesamtcrackingprozesses). In #3 wird der Gesamtenergiebedarf des Steamcrackers mit 17600 btu/lb Input (#3 wertet den gesamten Output -dieser ist mengenmäßig gleich dem Input- als Produkt) angegeben. Nach der hier angewandten Allokationsregel ergibt sich daraus ein Wert von 22,5 GJ/t Benzol. Im Vergleich dazu wird bei #2 ein Wert von 20,9 GJ/t Benzol angegeben. (Der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen. Über Produktdefinition und Allokation liegen keine Angaben vor, die Werte werden jedoch als repräsentativ bezeichnet. Durch Nutzung der Abwärme sind Einsparungen von ca. 2GJ/t Ethylen bzw. Benzol möglich). Die Energieangaben der beschriebenen Literaturquellen zeigen eine befriedigende Übereinstimmung. Für GEMIS werden wie auch bei der Massenbilanz die Daten von #1 verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: An prozeßbedingten Luftemissionen sind beim Steamcracking-Prozeß vor allem flüchtige organische Verbindungen (VOC) von Bedeutung. Aus der Literatur konnte nur für Benzolemissionen ein Wert ermittelt werden. Mit Hilfe der Angaben aus #3 - dort wird aus US EPA, Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Benzene,1988 ein Wert von 0,169 lbs/ton Ethylen aufgeführt - ergibt sich für Benzol ein Emissionswert von 0,151 kg/t Benzol. Wasser: Der Kühlwasserbedarf zur Herstellung von 1 t Benzol wurde aus den Angaben aus #2 berechnet. Er beträgt 1,26 m3 Wasser. Weiter Angaben zum Wasserbedarf bei der Benzolherstellung liegen nicht vor. Abwasser entsteht beim Steamcracken beim Ausschleusen des kondensierten Prozeßdampfes und der verbrauchten Lauge mit der die Spaltgase schwefelfrei gewaschen werden. Abwasserinhaltsstoffe sind hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, begleitet von Phenolen und Schwefelverbindungen (UBA 1995a). Für Phenol wurde mit den Angaben aus #3 - dort wird ein Wert von 0,00238 lbs/ton Ethylen aus US EPA, Contractors Engineering Report: Analysis of Organic Chemicals and Plastics/Synthetic Fibers Industries, Appendix S: Production Processes, 1981 aufgeführt - ein Wert von 0,00213 kg/t Benzol berechnet. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-fossil-Öl gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 67,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Chem-Org\Benzol-DE-2020

Herstellung von Benzol durch Dampfpyrolyse von Naphtha nach dem Steamcracking-Verfahren. Benzol fällt dabei in der Fraktion des Pyrolysebenzins als Koppelprodukt von Ethylen an. Zum Cracken (Spalten) wird der Kohlenwasserstoff mit Dampf gemischt und auf 500 bis 650 C vorgeheizt. Im eigentlichen Reaktor wird dann das Gemisch bei Temperaturen zwischen 700 und 900 C gecrackt. Die Verweilzeit im Reaktor beträgt weniger als eine Sekunde. Nach dem Reaktor wird das heiße Gasgemisch schockartig abgekühlt (gequencht) um die Zersetzung der gebildeten Produkte [neben Pyrolysebenzin (Benzol) entstehen Ethylen, Propylen, Butadien und andere Kohlenwasserstoffe] zu vermeiden. Schließlich wird der Produktstrom gewaschen, getrocknet und fraktioniert. Wobei die Abtrennung des Pyrolysebenzins von den restlichen Produkten bereits im Rahmen des Waschvorgangs erfolgt. Zur Auftrennung der restlichen Produktfraktionen wird das Gasgemisch komprimiert, auf tiefe Temperaturen abgekühlt und fraktioniert destilliert. Bei der Aufarbeitung des Pyrolysebenzins ist eine zweistufige katalytische Hydrierung (Entfernung von Doppelbindungen und S-, N- und O-haltigen Verbindungen) notwendig. Darauf folgt die eigentliche Isolierung von Benzol aus dem Pyrolysebenzin, die im wesentlichen aus den Teilschritten der Nichtaromaten-Abtrennung und der anschließenden Auftrennung des Aromatengemisches in die Einzelkomponenten besteht. In USA, Westeuropa, Japan, UdSSR und der Bundesrepublik Deutschland wurden in den Jahren 1985 und 1991 die folgenden Mengen (in Mio. t) an Benzol produziert (Weissermel 1994): Tabelle 1 Produktionsmengen an Benzol nach verschiedenen Ländern. Land 1985 [Mio. t] 1992 [Mio. t] USA 4,49 5,45 Westeuropa 4,95 6,42 Japan 2,08 3,31 GUS 1,96 (1984) 1,99 (1991) BRD 1,58 1,61 Für die technische Synthese von Benzol stehen im wesentlichen vier verschiedene Quellen zur Verfügung: 1. Isolierung aus Produkten der Steinkohlen-Verkokung 2. Isolierung aus dem Reformatbenzin der Rohbenzin-Verarbeitung 3. Isolierung aus dem Pyrolysebenzin des Steamcrackers 4. Hydrodealkylierung (Abbau der aromatischen Seitenkette von (im allgemeinen) Toluol, wobei die Toluolsynthese prinzipiell analog der von Benzol verläuft). Der Anteil der verschiedenen Quellen (in Gew.-%) an der Benzolerzeugung kann der nachfolgenden Tabelle entnommen werden (Weissermel 1994). Tabelle 2 Anteil verschiedener Quellen an der Benzolerzeugung in Gew.-%. Quelle USA Westeuropa Japan 1985 1991 1986 1992 1984 1991 Steamcracker 20 22 59 64 59 35 Reformatbenzin 47 48 15 17 23 52 Hydrodealkylierung 28 23 18 9 9 --- Kohle und andere 5 7 8 10 9 13 In dieser Prozeßeinheit wird nur die Benzolsynthese nach dem Steamcracking-Verfahren (Westeuropa, 1992, 64 % der Benzolerzeugung) bilanziert. Beim Steamcracking entsteht Benzol als Koppelprodukt von Etyhlen, so daß für die Bilanzierung von Benzol die Daten aus der Ethylenherstellung (vgl. Prozeßeinheit „Chem-Org\Ethylen“) verwendet werden. Da für die Aufarbeitung des Pryrolysebenzins und die anschließende Isolierung von Benzol keine Daten zur Verfügung stehen, wurden diese Teilschritte nicht separat bilanziert. Näherungsweise wird davon ausgegangen, daß die Isolierung von Benzol vergleichbar ist mit der Reindarstellung von Ethylen bei der Ethylenherstellung. Als wichtigster Rohstoff für das Steamcracking dient in den USA Ethan aus Erdgas (ca. 50 %), in Westeuropa wird überwiegend (über 80 %) von Naphtha ausgegangen (#2). 47 % des gesamten in der chemischen Industrie Westeuropas verbrauchten Benzols (5,81 Mio. t) wurden 1992 für die Herstellung von Styrol (Polystyrolherstellung) verwendet (Weissermel 1994). Bei der hier betrachteten Benzolherstellung wird nur das Steamcracking von Naphtha bilanziert. Die Daten geben den Stand der Technik der 80er Jahre in Westeuropa bzw. den USA (Emissionen) wieder. Da die Kennziffern vom eingesetzten Rohstoff und der Produktverteilung abhängig sind, ist eine Übertragung der Daten auf andere Herstellungsländer nur bedingt möglich. Allokation: Beim Cracken von Naphtha entsteht eine Vielzahl an Stoffen. Dieser Output des Crackers wurde nach den Angaben von #1 berechnet und ist in Tabelle 3 wiedergegeben. Als Produkte werden Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol betrachtet. Im Unterschied zu den Angaben aus #1 wurde Acetylen durch Benzol als Produkt ersetzt. Als Reststoffe werden 40 % der C4-Fraktion, Wasserstoff, Benzine, Rückstände und Acetylen gewertet. Während nach #1 (siehe Tabelle 3, Spalten 1 und 2) das Heizgas (Methan) mitbilanziert wird, entfällt dieses bei der Bilanzierung für GEMIS (siehe Tabelle 3, Spalten 3 bis 5). Das Heizgas wird bei GEMIS nicht stofflich berücksichtigt (wird bei Input und Output des Crackers herausgerechnet), da es wieder direkt im Prozeß zur Energieerzeugung (Erzeugung von Prozeßwärme durch Verbrennung) eingesetzt wird. Der Rohstoffbedarf an Naphtha, der Energie- und Wasserbedarf sowie die anfallenden Emissionen und Abfälle werden unter den Produkten (Ethylen, Propylen, 60 % der C4-Fraktion und Benzol) aufgeteilt. Die Allokation erfolgt nach Massen. So entfällt auf Ethylen ein Anteil von 53,6 %, auf Propylen 26,8 %, auf die 60 % C4 10,7 % und auf Benzol die restlichen 8,9 % (vgl. Produktmengen in Tabelle 3). Neben dem Heizgas (siehe oben) bleiben auch die Reststoffe bei der Allokation unberücksichtigt. Die Reststoffe werden ohne Gutschrift/Belastung z.B. zur Raffinerie abgegeben, da ihr weiterer Verwendungszweck unbekannt ist. In #1 wird der beim Cracken anfallende 3 bar-Dampf mit einer Energiegutschrift von 3150 MJ (Heizwert) pro Tonne Dampf bedacht. Eine Gutschrift für 3 bar-Dampf bei einer derart komplexen Verflechtung der Dampfnutzung, wie sie in der chemischen Industrie vorliegt, ist fragwürdig. Einerseits ist die genaue Weiterverwendung des Dampfes unbekannt. Andererseits ist die tatsächliche Energieeinsparung durch die Weiterverwendung des Dampfes wesentlich geringer als der Heizwert es vorgibt . Im Unterschied zu der Dampfgutschrift von 10,37 GJ/t Ethylen nach BUWAL werden bei #2 die Einsparungsmöglichkeiten auch nur mit ca. 2 GJ beziffert. Dieser Wert von 2 GJ liegt aber ohnehin innerhalb der Schwankungsbreite des Energiebedarfs bei der Propylenherstellung nach den verschiedenen hier betrachteten Literaturquellen (siehe „Energiebedarf“ weiter unten). Aufgrund der obigen Überlegungen wird daher bei GEMIS keine Gutschrift für den anfallenden 3 bar-Dampf erteilt. Da die verschiedenen Produkte (Ethylen, Propylen, 60 % C4 und Benzol) gleichwertig sind und bei der Bilanzierung die Allokation nach Massen erfolgt, ergeben sich bei der Nachfrage von 1 t Produkt immer dieselben Werte für Energie, Emissionen etc. unabhängig davon welches der Produkte nachgefragt wird. Tabelle 3 Stoffbilanzen beim Steamcracking in kg (Gesamtprozeß und nach Allokation für die Benzolherstellung) BUWAL gesamt [kg] GEMIS gesamt [kg] allokiert für gesamt Benzol [kg] Edukt Naphtha 1000 Edukt Naphtha 20000 1482,2 Produkte Produkt Ethylen 300 Ethylen 6000 Propylen 150 Propylen 3000 60 % C4-Frakt. 60 60 % C4 1200 Benzol 50 Benzol 1000 1000 Reststoffe 268 Reststoffe 5360 478,6 Heizgas 170 Verluste 2 Verluste 40 3,6 Genese der Kennziffern Massenbilanz: Die Massenbilanz des Crackers kann der Tabelle 3 entnommen werden. Ausgehend von den Angaben aus #1 (Spalten 2 der Tabelle 3) ergibt sich der Stoffstrom des Crackers bezogen auf die Herstellung von 1 Tonne Benzol nach GEMIS (Spalte 4) durch das Herausrechnen des Heizgases und anschließendes Umrechnen der Werte von 50 kg auf 1000 kg Benzol. Die sich aus dem Gesamtcrackingprozeß (Spalte 4) nach der Allokationsregel (26,8 %) ergebenden Anteile für die Benzolherstellung sind in der Spalte 5 wiedergegeben. Energiebedarf: Der Energiebedarf beim Steamcracking wird bei #1 mit ca. 7,78 GJ (inkl. Dampfgutschrift) pro Tonne Input angegeben. Umgerechnet auf einen Output von 1 t Benzol ergibt sich entsprechend der o.g. Allokationsregel ein Energiebedarf von 13,89 GJ (inkl. Dampfgutschirft von 10,37 GJ/t, der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen). Da bei GEMIS keine Energiegutschrift für den Dampf erteilt wird (siehe Allokationsregeln), ergibt sich daraus für den Energiebedarf ein Wert von 24,26 GJ/t Benzol (Wert ohne Dampfgutschrift; 26,8 % der Energie des Gesamtcrackingprozesses). In #3 wird der Gesamtenergiebedarf des Steamcrackers mit 17600 btu/lb Input (#3 wertet den gesamten Output -dieser ist mengenmäßig gleich dem Input- als Produkt) angegeben. Nach der hier angewandten Allokationsregel ergibt sich daraus ein Wert von 22,5 GJ/t Benzol. Im Vergleich dazu wird bei #2 ein Wert von 20,9 GJ/t Benzol angegeben. (Der Wert wurde von der Ethylenherstellung übernommen. Über Produktdefinition und Allokation liegen keine Angaben vor, die Werte werden jedoch als repräsentativ bezeichnet. Durch Nutzung der Abwärme sind Einsparungen von ca. 2GJ/t Ethylen bzw. Benzol möglich). Die Energieangaben der beschriebenen Literaturquellen zeigen eine befriedigende Übereinstimmung. Für GEMIS werden wie auch bei der Massenbilanz die Daten von #1 verwendet. Prozeßbedingte Luftemissionen: An prozeßbedingten Luftemissionen sind beim Steamcracking-Prozeß vor allem flüchtige organische Verbindungen (VOC) von Bedeutung. Aus der Literatur konnte nur für Benzolemissionen ein Wert ermittelt werden. Mit Hilfe der Angaben aus #3 - dort wird aus US EPA, Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Benzene,1988 ein Wert von 0,169 lbs/ton Ethylen aufgeführt - ergibt sich für Benzol ein Emissionswert von 0,151 kg/t Benzol. Wasser: Der Kühlwasserbedarf zur Herstellung von 1 t Benzol wurde aus den Angaben aus #2 berechnet. Er beträgt 1,26 m3 Wasser. Weiter Angaben zum Wasserbedarf bei der Benzolherstellung liegen nicht vor. Abwasser entsteht beim Steamcracken beim Ausschleusen des kondensierten Prozeßdampfes und der verbrauchten Lauge mit der die Spaltgase schwefelfrei gewaschen werden. Abwasserinhaltsstoffe sind hauptsächlich Kohlenwasserstoffe, begleitet von Phenolen und Schwefelverbindungen (UBA 1995a). Für Phenol wurde mit den Angaben aus #3 - dort wird ein Wert von 0,00238 lbs/ton Ethylen aus US EPA, Contractors Engineering Report: Analysis of Organic Chemicals and Plastics/Synthetic Fibers Industries, Appendix S: Production Processes, 1981 aufgeführt - ein Wert von 0,00213 kg/t Benzol berechnet. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-fossil-Öl gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 67,5% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

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