مضرات وجود مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی و راه های حذف آن

مقدمه:

فرآورده‌های نفتی، از جمله بنزین، گازوئیل، نفت گاز و سایر محصولات نفتی، به عنوان منابع انرژی اساسی در سراسر جهان استفاده می‌شوند. این فرآورده‌ها، قبل از عرضه به بازار، نیازمند فرآیندهای پالایش و اصلاح هستند تا ویژگی‌های مطلوبی مانند پایداری حرارتی و انتشار آلاینده‌های کمتر را به دست آورند. وجود مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی می‌تواند به برخی مشکلات و مضرات منجر شود که در این مقاله به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

 

مضرات وجود مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی:

1: آلاینده‌های هوا: 

مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی می‌تواند منجر به انتشار آلاینده‌هایی مانند گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌های هوایی شود. مرکاپتان‌ها بر روی فرآیندهای اکسیداسیون و تجزیه بیولوژیکی تأثیر مستقیم دارند و باعث تولید اکسیدهای نیتروژن و سولفور می‌شوند که به کیفیت هوای محیط و ایجاد مشکلات بهداشتی مانند افزایش آلرژی‌ها و بیماری‌های تنفسی می‌انجامد.

 

2: آلودگی آب و خاک:  

مرکاپتان‌ها در فرآورده‌های نفتی می‌تواند به آلودگی منابع آب و خاک منجر شود. با ورود مرکاپتان‌ها به آب، آلودگی در آب‌های زیرزمینی و سطحی ایجاد می‌شود و باعث کاهش کیفیت آب و تأثیر مستقیم بر روی جانوران آبزی و گیاهان می‌شود. همچنین، در صورت نشت محصولات نفتی حاوی مرکاپتان، آلودگی خاک و ایجاد آثار زیست محیطی منفی برای محیط زیست و گیاهان قابل مشاهده است.

 

3: اثرات بهداشتی:

استفاده از فراورده‌های نفتی حاوی مرکاپتان می‌تواند تأثیرات منفی بر روی سلامت انسان داشته باشد. مرکاپتان‌ها می‌توانند باعث تهوع، سردرد، عدم تعادل، تنگی نفس و تحریک تنفسی شوند. همچنین، برخی از مرکاپتان‌ها قابل انتقال از طریق مواد غذایی هستند و می‌توانند به عنوان آلاینده‌های غذایی وارد بدن شوند.

 

روش‌های کاهش مضرات مرکاپتان:

برای کاهش مضرات وجود مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

1: استفاده از فناوری‌های پالایش پیشرفته:

استفاده از فناوری‌های پالایش پیشرفته و فرآیندهای جدید می‌تواند به کاهش میزان مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی و در نتیجه کاهش مضرات آنها منجر می گردد.

 

2: افزودن ترکیبات ضد مرکاپتان:

افزودن ترکیباتی که قابلیت جذب مرکاپتان را دارند، می‌تواند به کاهش میزان مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی کمک کند.

 

3: تشدید قوانین و مقررات:

تشدید قوانین و مقررات مربوط به استفاده از مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی می‌تواند به کاهش استفاده از این ترکیبات و کاهش مضرات آنها منجر شود.

حذف مرکاپتان از فرآورده‌های نفتی می‌تواند به کاهش مضرات آنها و بهبود کیفیت محصول نهایی کمک کند. در زیر، روش‌های مختلف حذف مرکاپتان از فرآورده‌های نفتی آورده شده است:

 

روش‌های مختلف حذف مرکاپتان از فرآورده‌های نفتی

1: فرآیند  دفع حرارتی (Thermal Desorption):

این روش با استفاده از افزایش دمای فرآورده نفتی، مرکاپتان را از آن تبخیر می‌کند. در این فرآیند، فرآورده نفتی در دماهای بالا)معمولاً بین 250-350 درجه سانتی‌گراد( قرار می‌گیرد تا مرکاپتان‌ها تبخیر شوند و از محصول جدا شوند. این روش معمولاً در واحدهای پالایشگاهی استفاده می‌شود.

2: فرآیند جذب (Adsorption):

در این روش، مرکاپتان‌ها توسط جاذب‌های خاصی که قابلیت جذب آنها را دارند، از فرآورده نفتی جدا می‌شوند. جاذب‌های متداول شامل زئولیت‌ها، کربن فعال و سایر مواد جاذب هستند. فرآیند جذب می‌تواند در واحدهای پالایشگاهی یا به صورت صنعتی انجام شود.

3: فرآیند استخراج (Extraction):

در این روش، با استفاده از حلال‌های خاص، مرکاپتان‌ها از فرآورده نفتی جدا می‌شوند. فرآیند استخراج می‌تواند از طریق فرآورده‌های مایع یا گازی صورت گیرد.

4: فرآیند کراکینگ هیدروژنی (Hydrocracking):

این روش شامل کراکینگ هیدروژنی فرآورده نفتی است که در آن مرکاپتان‌ها به واحدهای هیدروژناسیون فرستاده می‌شوند. در اینجا با استفاده از کاتالیست‌ها و هیدروژن، مرکاپتان‌ها به مواد سبکتر و با کمترین مضرات تبدیل می‌شوند.

5: فرآیند د‌اکسیژناسیون (Deoxygenation):

در این روش، مرکاپتان‌ها با استفاده از فرآیندهای شیمیایی و کاتالیزورها اکسیژن را از فرآورده نفتی حذف می‌کنند. این فرآیند می‌تواند بهبود کیفیت فرآورده نفتی را فراهم کند ومرکاپتان‌ها را از آن جدا کند.

توجه داشته باشید که روش‌های حذف مرکاپتان ممکن است بسته به نوع فرآورده نفتی و شرایط مختلف متفاوت باشند. علاوه بر این، برای انجام هر یک از این روش‌ها، نیاز به تجهیزات و فرآیندهای خاصی است که در واحدهای پالایشگاهی یا صنایع مربوطه ممکن است موجود باشند. بنابراین، برای حذف مرکاپتان از فرآورده نفتی خاص، بهتر است با متخصصین صنعت نفت تماس بگیرید تا روش مناسب را برای شرایط خاص شما تعیین کنند.

 

اهمیت انجام آزمون مرکاپتان:

آزمون مرکاپتان (Mercaptan Test) برای فراورده‌های نفتی، به خصوص گازهای طبیعی، بسیار مهم است. در زیر توضیحاتی درباره اهمیت انجام آزمون مرکاپتان آورده شده است:

1: ایمنی عمومی:

مرکاپتان‌ها، یا همان تیول‌ها، ترکیباتی هستند که بوی بدی دارند و به عنوان یک عامل تشخیص برای شناسایی نشتی‌ در سیستم‌های گازی استفاده می‌شوند. با افزودن مرکاپتان‌ها به گازهای طبیعی، می‌توان نشتی‌های محتمل را به راحتی شناسایی کرد و از بروز حوادث  ناگوار جلوگیری کرد.

2: کنترل کیفیت گاز طبیعی:

مرکاپتان‌ها ممکن است به صورت طبیعی در گازوجود داشته باشند، اما معمولاً به عنوان آلاینده هم اضافه می‌شوند. با انجام آزمون مرکاپتان، میزان آلاینده مرکاپتان در گازهای طبیعی اندازه‌گیری می‌شود و کیفیت گاز تأیید می‌شود. این کنترل کیفیت مهم است زیرا مرکاپتان‌ها می‌توانند باعث بروز بیماری و  آسیب به تجهیزات را به همراه داشته باشند.

نتیجه‌گیری:

وجود مرکاپتان در فرآورده‌های نفتی می‌تواند به آلودگی هوا، آب و خاک، تأثیرات بهداشتی و مشکلات زیست محیطی منجر شود. برای کاهش مضرات مرکاپتان، فناوری‌های پالایش پیشرفته، افزودن ترکیبات ضد مرکاپتان و تشدید قوانین و مقررات می‌تواند مفید باشد. 

به طور خلاصه، آزمون مرکاپتان برای فراورده‌های نفتی، به ویژه گازهای طبیعی، اهمیت بالایی دارد. این آزمون در کنترل کیفیت، ایمنی عمومی، پیشگیری از حوادث حریق و انفجار، نقش مهمی ایفا می‌کند .

منبع:

تاجریان، مرتضی و بزمی، منصور و محمد بیگی، خشایار و علائی، جواد،1383،فرایند مرکاپتان زدایی از برش های نفتی،نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران،تهران
Parvareh A, Parvizi F,(2019). Laboratory-scale study of mercaptan removal from LPG in the presence of passive mixing tools. International journal of Environmental Science and Technology 17(3):1-10 DOI:10.1007/s13762-019-02561-7