ضرورت حذف ترکيبات گوگرددار

گوگرد و ترکيبات گوگرددار موجود در نفت و برش­هاي آن مشکلاتي را در صنعت نفت ايجاد کرده ­اند که آلودگي محیط‌زیست، پخش مواد سمي، خوردگي و توليد بوي بد از مهم­ترين آن­ها به شمار مي­روند.

1. بوی نامطبوع، تند و تحریک کننده نفت خام ترش

بوي تند و تحریک‌کننده نفت خام ترش به دليل وجود ترکيبات گوگردي، به‌ویژه H₂S و مرکاپتان­ها است. اين ترکيبات نه‌تنها بد بو، بلکه سمي نيز هستند، بنابراين جابجايي و فرآوري فرآورده‌هاي نفتي با بوي نامطبوع، خطرات بهداشتي و مزاحمتي براي کارگران ايجاد مي­کند. علاوه بر اين، اغلب اين ترکيبات اغلب داراي ويژگي خورندگي هستند که بر کيفيت سوخت تأثير مي گذارد. بوي بد از نفت خام از طريق فرآيندهاي شيرين كردن يا به‌وسیله فرآيندهاي مختلف تصفيه در صنعت پالايش حذف مي­شود.

2. خوردگی

خوردگي ناشي از ترکيبات گوگرددار را مي­توان به دو دسته تقسيم نمود. خوردگي دستگاه­ها و تجهيزات انتقال، پالايش و تصفيه نفت و برش­هاي آن و خوردگي ناشي از باران­هاي اسيدي، سولفيد هيدروژن به دليل جذب رطوبت و ترکيب با اکسيژن، اسيد سولفوريک توليد کرده که باعث ايجاد خوردگي در خطوط لوله، توربين­ها، کمپرسورها و همچنين تخريب ديواره­ها و تأسيسات بتوني مي­شود. مشکل خوردگي دستگاه­ ها و تجهيزات در دماهاي بالاي عملياتي بيشتر حائز اهميت است.

3. مسمومیت و غیر فعال شدن کاتالیست

عيب اصلي ترکيبات گوگردي در نفت اين است که فلزات پايه و کاتاليزورهاي فلزات گران­بها را که در تعدادي از فرآيندهاي پالايشي براي پردازش پايين دستي نفت و ساير عمليات‌هاي محيطي کاتاليزوري استفاده مي‌شوند غيرفعال مي‌کنند. در طي اين فرآيندها، گونه‌هاي گوگرد به طور انتخابي بر روي سطح يا مکان‌هاي فعال فلزات موجود در کاتاليزورها جذب مي‌شوند و در نتيجه باعث غيرفعال شدن يا کاهش فعاليت آن‌ها مي‌شوند. اين از دست دادن فعاليت پس از تشکيل سولفيدهاي فلزي زماني رخ مي­دهد که ترکيبات گوگردي با سطح مس، نيکل و غيره تماس پيدا مي­کنند.

4. تاثیر بر سلامت

ترکيبات گوگردي، به‌ویژه برخي از تيوفن­هاي متراکم، به‌عنوان اثرات نامطلوب بر سلامت انسان، يعني سرطان­زا يا جهش­زا، در مواجهه با سطح مشخصي شناخته شده­اند. برخي از تيول­ها (-C-SH) نيز داراي بوي دافعه گزنده­اي هستند و محرک­هاي قوي هستند که در غلظت­هاي بالا مي­توانند بسيار سمي باشند. به‌عنوان مثال متيل مرکاپتان را مي­توان در سطح زير  ppm0.002  استشمام کرد و در بالاتر از اين غلظت اثرات مضر آن شروع مي­شود. تيول­ها ممکن است در مواجهه با غلظت­هاي بالا باعث تهوع، استفراغ، سردرد، سرفه، تحريک ريه و التهاب چشم‌ها، گلو و بيني شوند. در شرايط شديد غلظت‌هاي بالا، قرار گرفتن طولاني‌مدت با غلظت‌هاي بالاي تيول‌ها ممکن است منجر به تنفس ناراحت‌کننده، اسپاسم عضلاني يا بي‌هوشي شود، اما اثرات تحريک به‌محض تنفس فرد مبتلا در هواي تازه از بين مي‌رود. علاوه بر اين، از آنجايي که تيول­ها در چربي­ها بسيار محلول هستند، بلافاصله پس از تماس به‌راحتی در پوست جذب مي­شوند. مانند ساير ترکيبات گوگردي، سولفيدهاي با وزن مولکولي کم نيز بد بو هستند. دي متيل و دي اتيل دي سولفيدها نسبتاً سميت کمتري دارند و بوي دافعه کمتري نسبت به تيول­ها دارند، اما همچنان بوي آنها را مي­توان در غلظت­هاي بسيار کم، تا محدوده ppm 0.0001 تا 0.002 مشاهده کرد. در غلظت­هاي بالا، سولفيدها مي­توانند باعث تحريک چشم، گلو، بيني و فلج عضلاني شوند.

5. سهم در آلودگی

گوگرد موجود در فرآورده‌هاي نفتي در طي احتراق به SO₂ تبديل مي‌شود که در اتمسفر آزاد مي‌شود، جايي که باعث ايجاد مشکلات جدي آلودگي محيطي مانند باران اسيدي مي‌شود و در عين حال به مه دود فتوشيميايي کمک مي‌کند. همچنين SO₂ به طور مستقيم براي حيوانات و پوشش گياهي مضر است و باعث باران اسیدی نیز میشود.

ضرورت های اقتصادی

هرچند مهم­ترين ضرورت و اولين عامل الزام حذف ترکيبات گوگرددار از گازهاي پسماند، آلايندگي­هاي زیست‌محیطی می‌باشد، اما با گذشت زمان و افزايش قيمت سوخت­هاي فسيلي به‌عنوان مهم­ترين منبع توليد گوگرد و نيز با اصلاح فرآيندهاي اوليه عاري سازي و اقتصادي­تر شدن فرآيندها، حذف گوگرد از گازهاي پسماند جنبه­هاي اقتصادي نيز پيدا کرده است. به اين ترتيب فرآيندهاي حذف دي­اکسيد گوگرد در مناطق مختلف جهان طبق نيازهاي پايين دستي و نيز به وفور مواد اوليه متفاوت است.

گازهاي حاصل از سوختن معمولاً حاوي کمتر از 5/0% حجمي SO₂ هستند در حالي که دودکش­هاي تخليه و مشعل­هاي خاکستر کننده و زباله سوزها حجم بيشتري از دی‌اکسید گوگرد را دارا هستند. بنابراين عاري‌سازي گاز دودکش­ها و زباله­سوزها از ترکيبات گوگرددار از نظر اقتصادي جذاب­تر بوده به طوري که گاهي به علت غلظت بالاي SO₂، گاز خروجي بدون هيچگونه جداسازي­ مستقيماً به واحد توليد اسيد سولفوريک ارجاع مي­يابد.

ضرورت های فرآیندی

در بسياري از فرآيندها مانند نيروگاه­هاي گازي و فرآيند تبديل گاز به مايع گازهاي حاصل از سوختن بايد وارد فرآيند شده و با تجهيزات و مواد ديگري در تماس باشند. حضور مقادير بسيار کم (کمتر از استانداردهاي زیست‌محیطی) از SO₂ و يا SO₃ کافي است که خوردگي شديد و يا گرفتگي و مسموميت کاتاليست­ها را به وجود آورد. لذا حذف SO₂ و SO₃ جهت آماده­سازي گازهاي احتراق براي انجام فرآيند الزامي است.

نوشته شده توسط دکتر محسن شایان مهر