مكافحة النفط :
أما أبرز الأساليب الميكانيكية لمكافحة تلوث المياه بالنفط، فيمكن تلخيصها فيما يلي:
1. استخـدام الحواجـز الطافية لتسييج البقعة النفطية للحيلولة دون انتشار النفط.
2. استعمال المواد الماصّة الـتي تعرقل حركة البقعة النفطية جزئياً مثل الصوف الزجاجي والمايكا، وتُرشّ هذه المواد من قوارب صغيرة ثم يتم جمعها بواسطة شبكات دقيقة وتنقل إلى حيث يمكن التخلّص منها إما حرقاً في أفران خاصة، أو يتم استخلاص النفط الموجود فيها ويعاد استعمالها من جديد.
3. استعمال طريقة المصّ بواسطة أجهزة خاصة تمصّ البقع النفطية مثل المكانس الكهربائية، وبذلك يتم التمكن من فصل النفط عن الماء.
4. استعمال أجهزة تقـوم بكشط طبقـة النفط السميكة الطافية فوق سطح المياه، ويتم تجميع النفط المكشوط وسحبه باستخدام المضخّات.
5. استخدام أجهزة الحزام الناقل التي تمرر حزاماً معدنياً عبر طبقة النفط اللزجة حيث يلتصق النفط بالحزام ويمكن التخلص منه لاحقاً.
ويمكن مكافحة التلوث المائي بالنفط بواسطة حل بيولوجي باستخدام البكتيريا، حيث وجد بعض العلماء أن عدداً من الأحياء الدقيقة المجهرية التي تستطيع تحليل المواد النفطية يمكنها أن تقوم بتحويل البُقع النفطية إلى قطرات دقيقة جداً في الماء. وقـد استخـدمت بعض شركـات البترول والمختـبرات الكيماوية المتخصصة في بعض البلاد الغربية هذه الأحياء المجهرية علـى نطاق واسع في معالجة البقع النفطية فـي البحار والمحيطات التي تَسرب النفط إليها من الناقلات.
وهناك أساليب كيميائية لعلاج التسرب النفطي إلى المياه حيث يتم رش أنواع معينة من المذيبات والمنظفات الصناعية أو المساحيق عالية الكثافة على سطح البقع النفطية في البحار الملوثة للالتصاق بها وتحويلها بعد تفتيتها إلى ما يشبه المستحلب فينتشر في الماء ويذوب فيه أو يترسب على القاع. ولكن يعتبر هذا الحل علاجاً ظاهرياً للمشكلة، لأن وصول تلك المواد إلى قاع البحر يسبب إبادة الأسماك والقواقع وديدان الرمل التي تعيش فيها، وبذلك تعتبر هذه الطريقة زيادة في تعقيد مشكلة التلوث وليست حلاً نهائياً لها(5)
البترول المتسرب من أنابيب البترول البحرية أو الساحلية :
قد يحدث تسرب للنفط نتيجة حدوث تأكل كيميائي في خطوط أنابيب النفط البحرية .
ففي سنة 1963م تسرب النفط من خطوط احد الأنابيب البحرية التي كانت تنقل النفط من إحدى الحقول الى خليج السويس ، وكانت إسرائيل قد استنزفت هذا الحقل أيام احتلالها لشبه جزيرة سيناء، فتكونت بقعة نفطية كبيرة نتيجة هذا التسرب فأخذت تعوم فوق مياه خليج السويس ثم نقلتها الأمواج الى الشواطئ المصرية المطلة على البحر الأحمر ، وقد أدى ذلك الى توقف الاصطياف والسياحة في هذه المنطقة ، وماتت ملايين الأسماك والطيور والحيوانات الأخرى .
وفي 18 فبراير 2000 – بالقرب من ريودي جانيرو انفجر أنبوب نفط مملوك لشركة بتروبراس الحكومية مما تسبب في حدوث تسرب لحوالي 343.200 جالون من النفط الثقيل في خليج جيونا بارا.(6)
المطلب الثالث: التلوث البترولي في مرحلة التكرير.
يتيح القسم التالي ملخصاً للقضايا ذات الصلة بالبيئة والصحة والسلامة المرتبطة بعمليات تكرير البترول والتي تبرز أثناء مرحلة التشغيل، فضلاً عن التوصيات المتعلقة بكيفية التعامل معها. وتجدر الإشارة إلى أن التوصيات المتعلقة بالتعامل مع قضايا البيئة والصحة والسلامة المشتركة في غالبية المنشآت الصناعية الكبرى خلال مرحلة الإنشاء وإيقاف التشغيل.
القضايا البيئية
تتضمن القضايا البيئية المحتملة المرتبطة بتكرير البترول ما يلي:
• الانبعاثات الهوائية • المياه المستعملة • النفايات • الضوضاء• الحرائق
1- الانبعاثات الهوائية
غازات العادم
تنبعث غازات العادم وغازات المداخن (ثاني أكسيد الكربون)، وأكسيد النيتروجين، وأول أكسيد الكربون في قطاع تكرير البترول من احتراق الغاز وزيت الوقود أو الديزال في التربينات والغلايات والضواغط والمحركات الأخرى المستخدمة لأغراض توليد الطاقة والحرارة. وينتج غاز المداخن أيضاً عن غلايات الحرارة المفقودة التي ترتبط ببعض وحدات المعالجة أثناء تجديد المحفز أو احتراق كوك البترول الانسيابي. وتنبعث غازات المداخن من المدخنة إلى الجو في وحدة نفخ القار، ومن مجدد المحفز في وحدة التكسير التحفيزي ووحدة التكسير التحفيزي للبقايا (FCCU) المميع وفي مصنع الكبريت الذي قد يحتوي على كميات ضئيلة من أكسيد الكبريت. ويجب استخدام محارق تنبعث منها كميات ضئيلة من أكسيد النيتروجين لتقليل انبعاث تلك الغازات. ولابد من تقييم التأثيرات على نوعية الهواء باستخدام وسائل تقييم نوعية الهواء ونماذج التشتت الجوي عند نقطة البدء (خط الأساس) لتعيين التركيزات المحتملة للهواء المحيط عند مستوى سطح الأرض خلال تصميم المنشأة الصناعية
التنفيس والاشتعال
يعد آل من التنفيس والإشعال من تدابير التشغيل والسلامة الهامة المستخدمة في منشآت تكرير البترول لضمان التخلص من الغازات المتبخرة بطريقة آمنة. وتنبعث المركبات البترولية الهيدروكربونية من فتحات تنفيس العمليات الطارئة وتصريف صمامات الأمان. ويتم تجميعها في شبكة النفخ إلى أسفل لإحراقها.
ولا ينبغي تنفيس الغاز الفائض، بل يرسل بدلاً من ذلك إلى نظام غاز إشعال فعال للتخلص منه. ومن الممكن أن يكون تنفيس الطوارئ مقبولاً في ظل ظروف محددة في حالة عدم إمكانية حرق تيار الغاز، وذلك بناء على تحليل دقيق للمخاطر، مع ضرورة حماية سلامة النظام. ويجب توثيق مبررات عدم استخدام نظام إشعال الغاز توثيقاً تاماً قبل اللجوء إلى منشأة التنفيس الطارئ للغاز.
وقبل اللجوء إلى الإشعال، يجب تقييم البدائل العملية لاستخدام الغاز ودمجها في تصميم الإنتاج إلى أقصى مدى ممكن. ويجب تقدير حجم الغازات التي سيتم إشعالها للمنشآت الجديدة أثناء فترة بدء التشغيل الأولية بحيث يكون في الإمكان تحديد حجم ثابت مستهدف للإشعال. ويجب تسجيل أحجام الغاز المشتعل في جميع حالات الإشعال والإبلاغ عنه
ويجب مراعاة تدابير منع ومكافحة التلوث التالية عند إشعال الغاز:
• تطبيق تدابير تقليل كميات الغاز عند المصدر إلى أقصى مدى ممكن؛
• استخدام رؤوس مشاعل تتميز بالكفاءة، وتحقيق الأمثلية لحجم وعدد فوهات الحرق؛
• تحقيق أقصى كفاءة احتراق عن طريق التحكم في معدلات تدفق وقود الإشعال/ الهواء/ البخار وتحسينها لضمان الوصول إلى النسبة الصحيحة للتيار المساعد إلى تيار الإشعال؛
• التقليل من إشعال الغازات المصرفة والمشعلات الدائمة، دون تقويض السلامة، من خلال اتخاذ تدابير تشمل تركيب أجهزة تقليل غازات التصريف، ووحدات استعادة غاز المشعلة، وغاز المشاعل الخامل، تكنولوجيا الصمام ذي المقعد اللين إن أمكن، وتركيب شعلات دائمة حافظة؛
• تقليل مخاطر انطفاء الشعلة الدائمة عن طريق ضمان سرعة خروج كافية للغاز ووضع واقيات من الريح;
• استخدام نظام شعلة دائمة موثوق به;
• تركيب أنظمة عالية التكامل لحماية ضغط الأدوات، حيثما كان ممكناً، لتقليل حالات الزيادة في الضغط وتجنب حالات الإشعال أو تقليلها؛
• تركيب أوعية فصل السوائل لمنع انبعاث ناتج التكثف، حيثما كان ممكناً؛
• تقليل انتقال السوائل واحتباسها في تيار مشعلة الغاز بواسطة نظام فصل سوائل مناسب؛
• التقليل من تصاعد اللهب و/أو تقطعه;
• تشغيل المشعلة بحيث يتم التحكم في انبعاثات الروائح والدخان المرئي (عدم وجود دخان أسود مرئي)؛
• إقامة المشعلة على مسافة آمنة من المجتمعات المحلية وقوة العمل بما في ذلك وحدات سكن القوة العاملة؛
• تطبيق برامج صيانة واستبدال الموقد لضمان استمرار أقصى كفاءة للمشعلة؛
• قياس غاز المشعلة.
لتقليل أحداث الإشعال في حالة تعطل المعدات واضطرابات وحدة التصنيع، يجب أن تكون اعتمادية الوحدة مرتفعة ) 95في المائة(، مع توفر الاستعدادات والاحتياطات اللازمة لبروتوكولات الحفاظ على المعدات وإيقاف تشغيل وحدات التصنيع.
انبعاث الملوثات المنفلتة
يرتبط انبعاث الملوثات المنفلتة في منشآت تكرير البترول بفتحات التنفيس وتسريب المواسير والصمامات والتوصيلات والفلانشات وحلقات منع التسرب والخطوط ذات النهايات المفتوحة والصهاريج/ الخزانات ذات الأسقف العائمة وموانع التسرب المركبة بالمضخات وأنظمة نقل الغازات وموانع التسرب المركبة بضواغط الهواء وصمامات تنفيس الضغط والصهاريج/ الخزانات أو الحفر المفتوحة / وسائل الاحتواء وعمليات تحميل وتنزيل المنتجات الهيدروكربونية. وبحسب مخطط عملية التكرير، قد تشتمل الانبعاثات المنفلتة على ما يلي:
• الهيدروجين؛ • الميثان؛ • مركبات عضوية متطايرة (مثل الإيثان والإيثيلين والبروبان والبروبلين والبيوتان ويشتمل المصدر الرئيسي للقلق على انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من صهاريج التخزين ذات الأسقف المخروطية خلال التحميل ونتيجة للتنفيس إلى الخارج؛ والانبعاثات المنفلتة للمركبات الهيدروكربونية عبر موانع التسريب المركبة بأسقف صهاريج التخزين ذات الأسقف العائمة؛ والانبعاثات المنفلتة من الفلانشات
و/أو الصمامات وموانع التسرب بالآلات؛ وانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من صهاريج المزج والصمامات والمضخات وعمليات المزج؛على فتحات التهوية بوحدات استعادة البخار والانبعاثات الغازية من الأكسدة الكاوية.
• يجب أن يكون اختيار الصمامات المناسبة والفلانشات والتركيبات والسدادات والحشوات على أساس قدرتها على تقليل تسريب الغاز وأيضاً الانبعاثات المنفلته؛
• يجب التفكير في استخدام أجهزة غسل الغاز الخارج من فتحات التهوية لإزالة الزيت ومنتجات الأكسدة الأخرى من الأبخرة العلوية في وحدات معينة )مثل إنتاج القار)؛
• يجب تنفيذ عمليات إحراق الغاز على درجات حرارة مرتفعة )800 درجة مئوية تقريباً( لضمان الهدم الكامل للمكونات متناهية الصغر)مثل كبريتيد الهيدروجين، والألدهيدات، والأحماض العضوية، ومكونات الفينول( وتقليل الانبعاثات وآثار الروائح المنبعثة؛ • يجب تجميع الانبعاثات التي تخرج من فتحات التهوية بمصانع ألكلة حامض الهيدروفلوريك ومعادلتها لإزالة حامض الهيدروفلوريك في جهاز غسيل الغاز قبل إحراق تلك الانبعاثات؛ • يجب تزويد محطات تحميل/تفريغ النفتا والجازولين والميثانول/الإيثانول وميثيل ثلاثي بيوتيل الإيثير… و لمنع وتقليل التلوث ما يلي:
• تقليل انبعاثات أكاسيد الكبريت عن طريق إزالة الكبريت من الوقود قدر الإمكان، أو بتوجيه استخدام الوقود الذي يحتوي على قدركبير من الكبريت إلى الوحدات المزودة بوسائل للسيطرة على انبعاثات أكاسيد الكبريت؛
• استعادة الكبريت من غازات القسم الخلفي باستخدام وحدات استعادة الكبريت عالية الكفاءة .
الجسيمات
ترتبط انبعاثات الجسيمات الناتجة في وحدات تكرير البترول بغازات المداخن الخاصة بالأفران؛ ودقائق المحفز التي تنبعث من وحدات تجديد التكسير التحفيزي المميع والعمليات الأخرى التي تعتمد على المحفز؛ ومعالجة الكوك؛ والدقائق والرماد الناتج خلال إحراق الحمأة. وقد تحتوي الجسيمات على معادن )مثل الفانديوم والنيكل(.وقد تساهم الإجراءات التي تهدف إلى مكافحة الجسيمات في مكافحة انبعاثات المعادن من محطات تكرير البترول.4
وتتضمن التدابير الموصى بها لمنع وتقليل هذا النوع من التلوث ما يلي:
• تركيب أجهزة فصل دوامية ومرسبات إلكتروستاتية ومرشحات كيسية و/أو أجهزة الغسل الرطب لتقليل انبعاثات الجسيمات من المصادر المحددة. وقد يحقق الجمع بين تلك الأساليب مستوى تخفيف يزيد عن% 99من الجسيمات؛
• تنفيذ أساليب تخفيض انبعاثات الجسيمات خلال مناولة الكوك، وتشتمل على ما يلي:
تخزين الكوك السائب داخل أماكن محاطة
oإبقاء الكوك رطباً بشكل مستمر
oتقطيع الكوك داخل كسارة ونقل إلى صومعة تخزين
oوسيطة صناديق التخزين المائية
oالغبار بالكوك استخدام سيور ناقلة مغطاة مزودة بأنظمة استخراج
oللحفاظ على الضغط السلبي استخدام أنظمة الشفط لاستخلاص وجمع غبار الكوك
oنقل دقائق الكوك هوائياً بعد جمعها من أجهزة الفصل oالدوامية إلى صوامع مزودة بمرشحات للهواء العادم، وإعادة تدوير الدقائق المجمعة إلى التخزين.
غازات الدفيئة
قد ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة عند تكرير البترول خلال عمليات الاحتراق )مثل إنتاج الطاقة الكهربية(واللهب ومصانع الهيدروجين. وقد يتم تنفيث ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى )مثل أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون( في الجو خلال التجديد التحفيزي للمعادن الكريمة في الموقع.
ويجب أن يهدف المشغلون إلى رفع كفاءة الطاقة وتصميم المنشآت (مثل فرص تحسين كفاءة الأدوات والسخانات النارية وتحسين العمليات والمبدلات الحرارية والمحركات وتطبيقات المحركات) لتقليل استخدام الطاقة. ويجب أن يتمثل الهدف العام في تقليل انبعاث الملوثات الهوائية وتقييم الخيارات معقولة التكلفة والمجدية فنيا لتقليل الانبعاثات.
المياه المستعملة
المياه المستعملة الناتجة عن العمليات الصناعية
يشتمل أكبر قدر من المخلفات السائلة في صناعة تكرير البترول على مياه المعالجة سواءً "الحامضة" أو غير الملوثة بالنفط/غير الحامضة التي بها نسبة قلوية مرتفعة. وتنتج المياه الحامضة من عملية إزالة الملوحة والتقطير وإزالة الملوحة الهوائية والمعالجة المسبقة والنزع الخفيف والمتوسط للكبريت من القطارة باستخدام الهيدروجين والتكسير الهيدروجيني والتكسير التحفيزي والتكويك وإزالة اللزوجة / التكسير الحراري. وقد تتلوث المياه الحامضة بالمركبات الهيدروكربونية وكبريتيد الهيدروجين والأمونيا ومركبات الكبريت العضوية والأحماض العضوية والفينول. ويتم التعامل مع مياه المعالجة في وحدات نزع المياه الحامضة لإزالة المركبات الهيدروكربونية، وكبريتيد الهيدروجين، والأمونيا، والمركبات الأخرى قبل إعادة تدويرها لأغراض المعالجة الداخلية، أو المعالجة النهائية والتخلص من تلك المياه عن طريق وحدة معالجة المياه المستعملة داخل الموقع. ومن المحتمل أن تتسبب مياه المعالجة غير الملوثة بالنفط / غير الحامضة التي تحتوي على نسبة عالية من القلوية في حدوث اضطرابات بوحدة معالجة المياه المستعملة. ومن المحتمل في عمليات تنظيف الغلايات وتدفقات الطرح بوحدات إزالة الملوحة على وجه الخصوص إذا لم تتم معادلتها بشكل صحيح أن تتسبب في استخراج الفينولات من مرحلة الزيت إلى مرحلة المياه، آما قد تتسبب في حدوث استحلاب بوحدة معالجة المياه المستعملة. وقد تنتج المخلفات السائلة أيضاً عن انطلاق غير مقصود أو تسريب كميات قليلة من المنتجات من معدات وآلات المعالجة ومناطق/صهاريج التخزين.
وتتضمن الممارسات الموصى بها للتعامل مع المياه المستعملة ما يلي:
• منع ومكافحة الانطلاق غير المقصود للسوائل من خلال الفحص والصيانة بصفة دورية لأنظمة التخزين والنقل، بما في ذلك صناديق الحشو المركبة بالمضخات والصمامات وغيرها من النقاط التي بها احتمالية التسريب، إلى جانب تنفيذ خطط التصدي لحوادث الانسكاب؛
• توفير سعة كافية لتصريف سوائل المعالجة لزيادة إعادة استخدامها في العمليات وتجنب التصريف الشامل لسوائل المعالجة في نظام صرف المياه الملوثة بالنفط.
• تصميم وبناء أحواض لتخزين المياه المستعملة والمواد الخطرة
- ترشيح المياه الملوثة إلى التربة والمياه الجوفية.
• فصل مياه المعالجة عن مياه العواصف وفصل أحواض احتواء المياه المستعملة عن أحواض احتواء المواد الخطرة.
• في حالة وجود مخلفات سائلة حامضية أو كاوية ناتجة عن إعداد المياه منزوعة الأملاح، يجب معادلتها قبل تصريفها إلى نظام معالجة المياه المستعملة؛ ؛
• يجب معالجة المياه الملوثة بالمركبات الهيدروكربونية الناتجة عن عمليات التنظيف الدورية خلال إعادة تجهيز المنشأة (يتم عادة إجراء أنشطة التنظيف سنوياً وقد تدوم لعدة أسابيع) والمخلفات السائلة المحتوية على مركبات هيدروكربونية ناتجة عن عمليات التسريب في نظام معالجة المياه المستعملة.
معالجة المياه المستعملة الناتجة عن العمليات
تتضمن تقنيات معالجة المياه المستعملة (مياه الصرف) الناتجة عن العمليات الصناعية الواردة في هذا القسم الفصل عند المصدر والمعالجة المسبقة لتيار المياه المركزة. وتتضمن الخطوات المعتادة لمعالجة المياه المستعملة مياه الصرف ما يلي:
مصافي شحوم، وكاشطات، والتعويم بالهواء المذاب أو أجهزة فصل الزيت والماء لفصل الزيوت والمواد الصلبة القابلة للطفو؛ والترشيح لفصل المواد الصلبة القابلة للترشيح؛ ومساواة التدفق والحمل؛ والترسيب لتقليل المواد الصلبة المعلقة باستخدام المحروقات؛ والمعالجة البيولوجية، عادة المعالجة الهوائية، لتقليل المادة العضوية القابلة للذوبان، وإزالة المواد المغذية الكيماوية أو البيولوجية لتخفيض النيتروجين والفوسفور؛ وكلورة النفايات السائلة في حالة الحاجة إلى التطهير؛ وإزالة الماء والتخلص من البقايا في مواقع دفن معينة للنفايات الخطرة
تيارات المياه المستعملة الأخرى واستهلاك المياه
تحميل البحث كامل:
