M.A.H.S.A
07-28-2011, 05:12 PM
حذف آلودگی های صنعتی از محیط زیست
آلودگی محیط زیست، از مهمترین مشکلاتی است که امروزه جهان با آن مواجه است. اگر کنترلی برروند رشد تصاعدی این پدیده انجام نگیرد با فاجعه محیط زیست روبرو خواهیم شد. در یک تعریف ساده، آلودگی محیط زیست عبارتست از هرگونه تغییر در ویژگیهای اجزای محیط زیست به طوری که استفاده پیشین از آنها را ناممکن کند و به طور مستقیم یاغیرمستقیم حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد. برای کنترل و یا حذف آلودگی می بایستی منشاء تشکیل دهنده آلودگی را شناسایی کرده و راهکارهای لازم برای رفع آنرا بیابیم. صنعت نفت به ویژه عملیات پالایش از مواردی است که در ایجاد این آلودگی سهم زیادی دارد. در این میان عواملی چون افزایش کمّی تصفیه نفت خام به علت رشد تقاضا و احداث پالایشگاه های بزرگ به ویژه در کنار شهرها و مناطق پرجمعیت به علت صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل، سبب افزایش میزان آلودگی، از سوی این صنایع شده است.
آلودگی هوا را می توان به عنوان نخستین مورد از آلاینده های پالایشگاهی، مطالعه و بررسی کرد. در پالایشگاه های ساده، پالایشگاه هایی که در آنها عمل تقطیر، تبدیلات کاتالیستی، تصفیه با هیدروژن و تأسیسات خارج از محل وجود دارد، مقدار کل نفت مصرف شده که شامل سوخت مصرفی و نفت به هدر رفته در عملیات تولیدی است نباید از۳/۵ درصد مقدار محصول بیشترشود. همچنین برای پالایشگاه هایی که دارای واحدهای تبدیلی ثانویه (Secondary Conversion Units) همچون هیدروکراکرها یا واحدهای تولید روانساز هستند، این مقدار نباید بیشتر از۶-۵ درصد و در برخی موارد تا۱۰ درصد محصول شود.
انتشار ترکیبات آلی فرار از واحدهای فرآیندی می تواند به۰/۰۵ درصد میزان محصول و کل انتشارات VOC کمتر از۱ کیلوگرم در هر تن نفت خام یا۰/۱ درصد میزان محصول کاهش یابد. روشهای مورد استفاده در تخمین این اعداد شامل دیده بانی انتشار آلاینده ها(Emissions Monitoring)، نوسان حجمی(Mass Balance) و شناسایی منابع انتشار(Inventories of Emission Sources) است. سیستم های باز یافت بخار برای کنترل خروج VOCs از تانک های ذخیره کننده و محل های بارگیری، باید۹۰ تا۱۰۰ درصد بازیافت داشته باشند. اپراتورهای واحدهای صنعتی باید از سوخت با گوگرد کمتر از۰/۵ درصد استفاده کنند.
سوخت هایی که دارای گوگرد بالا هستند باید به واحدهای مجهز به کنترل کننده Sox برده شوند. راه دیگر، مخلوط کردن سوخت ها (Fuel Blending) است. در صورتی که غلظت سولفید هیدروژن در گازهای انتهایی به بیش از۲۳۰mg/Nm۳ برسد باید از یک سیستم باز یافت گوگرد که حداقل۹۷ درصد گوگرد (ترجیحاً بیش از۹۹ درصد) را بازیافت می کند، استفاده کرد. مقدار کل انتشار اکسید گوگرد در یک پالایشگاه هیدرواسکیمینگ(Hydro Skimming Refinery)، دارای برجهای تقطیر اتمسفر یک و تحت خلاء واحدهای رفرمینگ و فرآیند تقطیر، باید کمتر از۰/۵ و برای یک پالایشگاه تبدیلی کمتر از۱ کیلوگرم درهرتن باشد.
● کنترل انتشار آلاینده ها
راههای کنترل انتشار آلاینده ها به هوا شامل به حداقل رساندن نشت از تانک های ذخیره کننده و مسیرهای حمل فرآورده توسط روش هایی چون استفاده از سیستم های باز یافت بخار و نصب دو سیستم آب بندی (Double seals) ، به حداقل رساندن انتشار اسید گوگرد توسط گوگرد زدایی سوخت ها تا حد ممکن یا استفاده از سوخت های با گوگرد بالا در واحدهای مجهز به کنترل کننده های انتشار اکسید گوگرد است. همچنین باز یافت گوگرد از گازهای انتهایی (Tale Gasses) در واحدهای باز یافت گوگرد با کارایی بالا، باز یافت کاتالیزورهای با پایه بدون سیلیکا و کاهش انتشار ذرات ریز، استفاده از کوره های با اکسید نیتروژن پایین برای کاهش انتشار این گاز، جلوگیری و محدود کردن انتشار ترکیبات فرار با طراحی صحیح فرآیند، تعمیر و نگهداری مناسب و استفاده از حداقل سوخت از جمله راههای کنترل انتشار آلاینده ها است. بانک جهانی حداکثر انتشار آلاینده ها را به شرح جدول۱ اعلام کرده است. در صورتی که در سیستم های کنترل آلودگی از طراحی مناسب، عملکرد و تعمیر و نگهداری خوب استفاده شود این سطوح به طور کامل قابل دستیابی خواهد بود. تمام سطوح حداکثری باید حداقل برای۹۵ درصد مواقعی که واحد صنعتی در حال فعالیت است به دست آیند تا به عنوان قسمتی از ساعات عملکرد سالیانه مورد محاسبه قرار گیرند.
● آلودگی های آب
آلودگی آب یکی دیگر از مسایل مهم و مورد مطالعه شناخته می شود و منظور از آن غلظت مواد آلوده کننده و حجم مقدار آب های خروجی (Effluent Water) و پسابهای صنعتی،(Waste Water) است که از یک پالایشگاه خارج می شود. پالایشگاه هایی که دور از سواحل دریا یا مسیر رودخانه قرار دارند نسبت به آنها که از این امکانات بهره مند هستند از نظر مسایل آلودگی آب وضع دشوارتری دارند. حداکثر مقدار نفت باید به۲۰ تا۳۰ قسمت و در برخی مکانها حتی کمتر از۵ در میلیون کاهش یافته و علاوه بر آن غلظت مواد شیمیایی آنها نیز به سطح ایمن و بی خطر رسیده باشد. فاضلاب باید از مواد سمی یا مواد شیمیایی سرطانزا عاری و بنزن موجود در آب به حدود۱۰ppm وزنی تقلیل داده شود.
نکته قابل توجه اینکه مقدار مجاز غلظت مواد شیمیایی در مناطق گوناگون متفاوت است و در برخی نقاط، مقررات ایجاب می کند که برای پسابهای صنعتی، دستگاه های تصفیه نصب شود. البته مواد شیمیایی این پسابها همیشه سمی نیست، ولی این خطر را دارند که بیشتر آنها به سرعت اکسیده شده، اکسیژن آب را جذب کرده و سبب نابودی موجودات آبزی شوند. نبودن اکسیژن در آب، کار اکسیده شدن پسابهای مواد آلی را که یک عمل طبیعی تصفیه آب است متوقف کرده و سبب تشدید واکنش های تخمیر کننده این مواد می شود. درجه حرارت پساب های خروجی پالایشگاه ها نیز بسیار مهم است زیرا بالا بودن آن، سبب مرگ ماهی ها و دیگر آبزیان می شود. از سویی جدا کردن مواد نفتی از آب جزو ضروریات عملیاتی هر پالایشگاه است. در پسابهای یک پالایشگاه همیشه نفت یافت می شود و احتمال نشت آن در محیط زیست همواره وجود دارد.
پالایشگاه هایی که در کنار سواحل هستند گذشته از پساب های تولیدی خود آبهای آلوده نفتکش های اقیانوس پیما را نیز از طریق آب مصرفی از دریا دریافت می کنند، بنابراین نفتکش های دریایی مجاز نیستند که آب مخزن های خود را در دریا تخلیه کنند. امروزه برای تصفیه آب های آلوده امکانات فنی گسترده ای در دست است چنانکه می توان آب های به دست آمده از صنایع را به صورتی تصفیه کرد که مستقیماً مورد استفاده شهری قرار گیرند.
در بررسی تازه ای که در ایالات متحده انجام گرفته هزینه تصفیه آب های آلوده که قابل استفاده شهری باشند از قرار۰/۴۳ دلار برای هزار گالن است که این رقم تقریباً برابر با بهای شیرین کردن آب شور دریا است. در یک پالایشگاه جدید معمولاً ۱۵ تا۲۰ درصد مجموع سرمایه گذاری صرف فراهم کردن امکاناتی برای کنترل آلودگیها و ضایعات خطرناک می شود. مجموع هزینه های اضافی برای نصب، بهره برداری و نگهداری این وسایل تقریباً۱۰ تا۲۰ سنت ( در سال۱۹۹۳) به ازای هر گالن فرآورده های پالایش شده است. در صورت بازیافت آب خنک کننده در هر تن پروسه نفت خام، حدود۳/۵ تا۵ متر مکعب پساب تولید می شود که با طراحی و انجام عملیات خوب این میزان می تواند تا۰/۴m۳/t تقلیل یابد. جدول۲ دستور العمل تخلیه مستقیم پسابهای نفتی به آبهای سطحی را طبق راهبردهای گروه بانک جهانی نشان می دهد.
در تصفیه لجن از تصفیه طبیعی و به کارگیری خاک، استخراج حلال پس از احتراق تفاله و یا در صورت ممکن از آن برای تهیه آسفالت استفاده می شود. در برخی موارد به منظور کاهش تحرک فلزات سمی، ممکن است پسمانده به تثبیت نیاز داشته باشد. روغن توسط روش های جداسازی همچون جدا کننده های ثقلی و سانتریفیوژ از لجن بازیابی می شود. در صورت امکان تولید لجن در هر تن پروسه نفت خام باید به۰/۳kg و حداکثر تا۰/۵kg کاهش یابد. لجن باید تصفیه و تثبیت شود تا تجمع مواد سمی(همچون بنزن و سرب) در مایع زهکشی شده، به مقدار قابل قبولی، مثلاً زیر۰/۰۵ میلی گرم در کیلوگرم، کاهش یابد.
آلودگی محیط زیست، از مهمترین مشکلاتی است که امروزه جهان با آن مواجه است. اگر کنترلی برروند رشد تصاعدی این پدیده انجام نگیرد با فاجعه محیط زیست روبرو خواهیم شد. در یک تعریف ساده، آلودگی محیط زیست عبارتست از هرگونه تغییر در ویژگیهای اجزای محیط زیست به طوری که استفاده پیشین از آنها را ناممکن کند و به طور مستقیم یاغیرمستقیم حیات موجودات زنده را به مخاطره اندازد. برای کنترل و یا حذف آلودگی می بایستی منشاء تشکیل دهنده آلودگی را شناسایی کرده و راهکارهای لازم برای رفع آنرا بیابیم. صنعت نفت به ویژه عملیات پالایش از مواردی است که در ایجاد این آلودگی سهم زیادی دارد. در این میان عواملی چون افزایش کمّی تصفیه نفت خام به علت رشد تقاضا و احداث پالایشگاه های بزرگ به ویژه در کنار شهرها و مناطق پرجمعیت به علت صرفه جویی در هزینه های حمل و نقل، سبب افزایش میزان آلودگی، از سوی این صنایع شده است.
آلودگی هوا را می توان به عنوان نخستین مورد از آلاینده های پالایشگاهی، مطالعه و بررسی کرد. در پالایشگاه های ساده، پالایشگاه هایی که در آنها عمل تقطیر، تبدیلات کاتالیستی، تصفیه با هیدروژن و تأسیسات خارج از محل وجود دارد، مقدار کل نفت مصرف شده که شامل سوخت مصرفی و نفت به هدر رفته در عملیات تولیدی است نباید از۳/۵ درصد مقدار محصول بیشترشود. همچنین برای پالایشگاه هایی که دارای واحدهای تبدیلی ثانویه (Secondary Conversion Units) همچون هیدروکراکرها یا واحدهای تولید روانساز هستند، این مقدار نباید بیشتر از۶-۵ درصد و در برخی موارد تا۱۰ درصد محصول شود.
انتشار ترکیبات آلی فرار از واحدهای فرآیندی می تواند به۰/۰۵ درصد میزان محصول و کل انتشارات VOC کمتر از۱ کیلوگرم در هر تن نفت خام یا۰/۱ درصد میزان محصول کاهش یابد. روشهای مورد استفاده در تخمین این اعداد شامل دیده بانی انتشار آلاینده ها(Emissions Monitoring)، نوسان حجمی(Mass Balance) و شناسایی منابع انتشار(Inventories of Emission Sources) است. سیستم های باز یافت بخار برای کنترل خروج VOCs از تانک های ذخیره کننده و محل های بارگیری، باید۹۰ تا۱۰۰ درصد بازیافت داشته باشند. اپراتورهای واحدهای صنعتی باید از سوخت با گوگرد کمتر از۰/۵ درصد استفاده کنند.
سوخت هایی که دارای گوگرد بالا هستند باید به واحدهای مجهز به کنترل کننده Sox برده شوند. راه دیگر، مخلوط کردن سوخت ها (Fuel Blending) است. در صورتی که غلظت سولفید هیدروژن در گازهای انتهایی به بیش از۲۳۰mg/Nm۳ برسد باید از یک سیستم باز یافت گوگرد که حداقل۹۷ درصد گوگرد (ترجیحاً بیش از۹۹ درصد) را بازیافت می کند، استفاده کرد. مقدار کل انتشار اکسید گوگرد در یک پالایشگاه هیدرواسکیمینگ(Hydro Skimming Refinery)، دارای برجهای تقطیر اتمسفر یک و تحت خلاء واحدهای رفرمینگ و فرآیند تقطیر، باید کمتر از۰/۵ و برای یک پالایشگاه تبدیلی کمتر از۱ کیلوگرم درهرتن باشد.
● کنترل انتشار آلاینده ها
راههای کنترل انتشار آلاینده ها به هوا شامل به حداقل رساندن نشت از تانک های ذخیره کننده و مسیرهای حمل فرآورده توسط روش هایی چون استفاده از سیستم های باز یافت بخار و نصب دو سیستم آب بندی (Double seals) ، به حداقل رساندن انتشار اسید گوگرد توسط گوگرد زدایی سوخت ها تا حد ممکن یا استفاده از سوخت های با گوگرد بالا در واحدهای مجهز به کنترل کننده های انتشار اکسید گوگرد است. همچنین باز یافت گوگرد از گازهای انتهایی (Tale Gasses) در واحدهای باز یافت گوگرد با کارایی بالا، باز یافت کاتالیزورهای با پایه بدون سیلیکا و کاهش انتشار ذرات ریز، استفاده از کوره های با اکسید نیتروژن پایین برای کاهش انتشار این گاز، جلوگیری و محدود کردن انتشار ترکیبات فرار با طراحی صحیح فرآیند، تعمیر و نگهداری مناسب و استفاده از حداقل سوخت از جمله راههای کنترل انتشار آلاینده ها است. بانک جهانی حداکثر انتشار آلاینده ها را به شرح جدول۱ اعلام کرده است. در صورتی که در سیستم های کنترل آلودگی از طراحی مناسب، عملکرد و تعمیر و نگهداری خوب استفاده شود این سطوح به طور کامل قابل دستیابی خواهد بود. تمام سطوح حداکثری باید حداقل برای۹۵ درصد مواقعی که واحد صنعتی در حال فعالیت است به دست آیند تا به عنوان قسمتی از ساعات عملکرد سالیانه مورد محاسبه قرار گیرند.
● آلودگی های آب
آلودگی آب یکی دیگر از مسایل مهم و مورد مطالعه شناخته می شود و منظور از آن غلظت مواد آلوده کننده و حجم مقدار آب های خروجی (Effluent Water) و پسابهای صنعتی،(Waste Water) است که از یک پالایشگاه خارج می شود. پالایشگاه هایی که دور از سواحل دریا یا مسیر رودخانه قرار دارند نسبت به آنها که از این امکانات بهره مند هستند از نظر مسایل آلودگی آب وضع دشوارتری دارند. حداکثر مقدار نفت باید به۲۰ تا۳۰ قسمت و در برخی مکانها حتی کمتر از۵ در میلیون کاهش یافته و علاوه بر آن غلظت مواد شیمیایی آنها نیز به سطح ایمن و بی خطر رسیده باشد. فاضلاب باید از مواد سمی یا مواد شیمیایی سرطانزا عاری و بنزن موجود در آب به حدود۱۰ppm وزنی تقلیل داده شود.
نکته قابل توجه اینکه مقدار مجاز غلظت مواد شیمیایی در مناطق گوناگون متفاوت است و در برخی نقاط، مقررات ایجاب می کند که برای پسابهای صنعتی، دستگاه های تصفیه نصب شود. البته مواد شیمیایی این پسابها همیشه سمی نیست، ولی این خطر را دارند که بیشتر آنها به سرعت اکسیده شده، اکسیژن آب را جذب کرده و سبب نابودی موجودات آبزی شوند. نبودن اکسیژن در آب، کار اکسیده شدن پسابهای مواد آلی را که یک عمل طبیعی تصفیه آب است متوقف کرده و سبب تشدید واکنش های تخمیر کننده این مواد می شود. درجه حرارت پساب های خروجی پالایشگاه ها نیز بسیار مهم است زیرا بالا بودن آن، سبب مرگ ماهی ها و دیگر آبزیان می شود. از سویی جدا کردن مواد نفتی از آب جزو ضروریات عملیاتی هر پالایشگاه است. در پسابهای یک پالایشگاه همیشه نفت یافت می شود و احتمال نشت آن در محیط زیست همواره وجود دارد.
پالایشگاه هایی که در کنار سواحل هستند گذشته از پساب های تولیدی خود آبهای آلوده نفتکش های اقیانوس پیما را نیز از طریق آب مصرفی از دریا دریافت می کنند، بنابراین نفتکش های دریایی مجاز نیستند که آب مخزن های خود را در دریا تخلیه کنند. امروزه برای تصفیه آب های آلوده امکانات فنی گسترده ای در دست است چنانکه می توان آب های به دست آمده از صنایع را به صورتی تصفیه کرد که مستقیماً مورد استفاده شهری قرار گیرند.
در بررسی تازه ای که در ایالات متحده انجام گرفته هزینه تصفیه آب های آلوده که قابل استفاده شهری باشند از قرار۰/۴۳ دلار برای هزار گالن است که این رقم تقریباً برابر با بهای شیرین کردن آب شور دریا است. در یک پالایشگاه جدید معمولاً ۱۵ تا۲۰ درصد مجموع سرمایه گذاری صرف فراهم کردن امکاناتی برای کنترل آلودگیها و ضایعات خطرناک می شود. مجموع هزینه های اضافی برای نصب، بهره برداری و نگهداری این وسایل تقریباً۱۰ تا۲۰ سنت ( در سال۱۹۹۳) به ازای هر گالن فرآورده های پالایش شده است. در صورت بازیافت آب خنک کننده در هر تن پروسه نفت خام، حدود۳/۵ تا۵ متر مکعب پساب تولید می شود که با طراحی و انجام عملیات خوب این میزان می تواند تا۰/۴m۳/t تقلیل یابد. جدول۲ دستور العمل تخلیه مستقیم پسابهای نفتی به آبهای سطحی را طبق راهبردهای گروه بانک جهانی نشان می دهد.
در تصفیه لجن از تصفیه طبیعی و به کارگیری خاک، استخراج حلال پس از احتراق تفاله و یا در صورت ممکن از آن برای تهیه آسفالت استفاده می شود. در برخی موارد به منظور کاهش تحرک فلزات سمی، ممکن است پسمانده به تثبیت نیاز داشته باشد. روغن توسط روش های جداسازی همچون جدا کننده های ثقلی و سانتریفیوژ از لجن بازیابی می شود. در صورت امکان تولید لجن در هر تن پروسه نفت خام باید به۰/۳kg و حداکثر تا۰/۵kg کاهش یابد. لجن باید تصفیه و تثبیت شود تا تجمع مواد سمی(همچون بنزن و سرب) در مایع زهکشی شده، به مقدار قابل قبولی، مثلاً زیر۰/۰۵ میلی گرم در کیلوگرم، کاهش یابد.