ارزیابی میزان، فاکتور انتشار و غلظت محیطی آلاینده‌های SO2 ، NO2 و CO در پالایشگاه گاز ایلام

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورهبیست و سوم، شماره سه، خرداد ماه 1400

ارزیابی میزان، فاکتور انتشار و غلظت محیطی آلاینده‌های SO₂ ، NO₂ و CO در پالایشگاه گاز ایلام

روئینه رحیمی [1]

نبی الله منصوری [2] ^*

nmansourin@gmail.com

علی اصغر آل شیخ [3]

سید علیرضا حاجی سید میرزاحسینی[4]

چکیده

زمینه و هدف: تعیین میزان انتشار آلاینده‌ها برحسب زمان مهم‌ترین داده در مدل‌سازی‌ آلودگی هوا به‌حساب می‌آید. EPA در اسناد AP 42 جامع ترین نظام فاکتور انتشار آلاینده ها را برای همه صنایع بر اساس نوع فرآیند، سوخت و انواع کنترل تدوین نموده است. این مطالعه  با هدف ارزیابی میزان، فاکتور انتشار و غلظت محیطی آلاینده‌های SO₂ ، NO₂ و CO در پالایشگاه گاز ایلام انجام شده است.

روش بررسی: غلظت SO₂ و NO₂ و CO و پارامترهای دما، فشار، سرعت گاز خروجی و قطر 6 دودکش پالایشگاه با اندازه‌گیری مستقیم میدانی با دستگاه Testo 350 XL اندازه‌گیری شد. از این نتایج  و اندازه‌گیری‌های قبلی در پالایشگاه، میانگین میان‌مدت برای دو سناریوی نرمال و بدترین وضعیت تهیه و سپس مقادیر انتشار محاسبه و تحلیل گردید.

یافته­ها: اندازه‌گیری میدانی غلظت آلاینده دودکش‌ها نشان داد بالاترین غلظت مونوکسید کربن ppm 3565 و دی‌اکسید گوگرد ppm  5099 مربوط به واحد SRU1، بالاترین میزان دی‌اکسید ازتppm 188 تولیدی مربوط به SRU2 بودند، آلوده‌ترین سال در گازهای اندازه‌گیری شده سال 1396 بود. نتایج اندازه‌گیری‌های محیطی نشان داد، مقدار CO در ایستگاه آبریز، ppm 12/4  بیشترین و در جاده مهران با مقدار غیر قابل سنجش، کمترین میزان، مقدار NO₂ در چگاه با ppm 6/0 و جاده مهران با مقدار غیر قابل سنجش، کمترین میزان، مقدار SO₂ در نقطه آزمایشگاه با ppm 13/0 بیشترین میزان و در کمپ مسکن غیر قابل سنجش بود.

بحث و نتیجه‌گیری: میزان انتشار محیطی و غلظت آلاینده‌ها در واحدهای تولیدی بیشتر قابل توجه بود. بنابراین اقدامات لازم در جهت کاهش انتشار آلاینده ها در واحد تولیدی می بایست انجام پذیرید. همچنین بازیابی و کاهش خوراک فلر می تواند در میزان انتشار آلاینده­ها تاثیر به سزایی داشته باشد.

واژه‌های کلیدی: پالایشگاه گاز، غلظت، فاکتور انتشار، دودکشSO₂ , NO₂ , CO.

Evaluation of amount, emission factors and concentrations of SO₂, NO₂ and CO in ILAM Gas Refinery

Rouineh Rahimi^[5]

Nabiollah Mansouri[6]^*

nmansourin@gmail.com

Ali Asghar Alesheikh[7]

Alireza Mirzahosseini[8]

Abstract

Background and Objective: Determination of pollutant emission factors by time is the most important initial data in air pollution modeling. EPA's AP 42 documents provide the most comprehensive emission factor system for all industries based on process type, fuel, and control types. Target of this study, wasto investigate concentrations, emission factors of SO₂, NO₂ and CO in Ilam gas refinery.

Method: In this study, concentrations of SO₂, NO₂ and CO and other required parameters such as temperature, pressure, flow rate and diameter of the 6 main stacks were measured by direct field measurements by Testo 350 XL. By results of these measurements and measurements of previous years in the refinery, the mean average for the two normal scenarios and the worst condition, and then the emission values ​​were calculated. Data analysis was carried out with a confidence level of 95%.

Findings: The estimated secondry, hourly, daily, monthly, and annual emissions from Ilam gas refinery was calculated and analyzed based on 2 normal and worst-case scenarios. Field measurement of flue concentrations showed that the highest concentrations of carbon monoxide (3565 ppm) and sulfur dioxide (5099 ppm) relates to SRU1 unit, the highest produced nitrogen dioxide (188 ppm) produced by SRU2, 1396 were the most polluted year according to the measured gases. The results of environmental measurements showed that CO at the sewage station is, 4/12 ppm and in Mehran road with an undetectable amount, the lowest amount of NO₂ in the Chegae with 0.6 and Mehran road with the undetectable, the lowest amount, the amount of SO₂ at the laboratory point with a maximum of 0.13 ppm and in the housing camp with an undetectable amount, the lowest It was.

Discussion and Conclusion: Considering that the amount of environmental pollution and concentration of pollutants in the production units are more significant. So, planning for corrective actions to reduce emission of pollutants in production units, seems to be necessary. As well as the recovery and reduction of feed of flaring, can have a significant impact on the emission of pollutants.

Keywords: Gas refinery, concentration, Emission factor, stack, SO₂, NO₂, CO.

مقدمه

آلودگی هوا و قرار گرفتن در معرض آن می تواند اثرات زیان آور متعددی را به وجود آورد، به طوری که به عنوان عمده ترین ریسک محیط زیستی و عامل مرگ و میرهای زیادی در جامعه شناخته شده است (1). آلاینده‌های هوا ممکن است بر زندگی گیاهان به صورت کاهش عملکرد محصول و سرعت رشد تاثیر گذاشته و در بعضی موارد باعث مرگ گیاهان حساس شوند. همچنین می‌تواند اثرات خوردگی بر روی فلزات، مصالح ساختمانی و منسوجات را نیز داشته باشد(2). آلودگی هوا ترکیبی پیچیده از اجزای گازی و ذرات معلق مختلف است که می‌تواند اثرات متعدد بهداشتی داشته باشد. قرار گرفتن انسان در معرض این ترکیبات، به‌صورت بلندمدت،  می‌تواند باعث بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های تنفسی (مثلاً آسم، بیماری مزمن انسدادی ریوی) و مرگ‌ومیر شود.(3). اکسیدهای گوگرد، ازن، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن و ذرات معلق. مهم‌ترین آلاینده‌های شاخص کیفیت هوا هستند که تحقیقات مختلف اثرات زیانبار آن ها بر انسان را نشان داده است(4). بسیاری از این آلاینده‌های بالقوه خطرناک در هوا، توسط صنایع بزرگ منتشر می‌گردند که می‌تواند بر سلامت تأثیرگذار باشد(5). انتشار ذرات جامد، مونوکسید کربن، اکسید‌ گوگرد و اکسید نیتروژن عمدتاً به دلیل احتراق سوخت هست با این‌حال، فرآیندهای دیگر در این صنایع می‌توانند باعث انتشار این مواد شوند. انتشار گازهای هیدروکربنی ناشی از احتراق سوخت یا فرایندهای مختلف دیگر در صنایع، ازجمله شیرها، فلنج ها، پمپ‌ها و کمپرسورها، تبخیر و تخلیه فاضلاب، فرایندهای تصفیه فاضلاب، سیستم‌های خنک‌کننده آب و فاضلاب، و تلفات از سوپاپ‌های تخلیه‌شده در مخازن عملیاتی و ذخیره‌سازی ممکن است رخ دهد(6). یکی از راه‌های مهم برای مدیریت کیفیت هوا، برآورد انتشار آلاینده‌ها است. با برآورد میزان پخش و انتشار آلاینده‌ها می‌توان برنامه‌هایی ازجمله توسعه سیاست‌های کنترل انتشار آلاینده‌ها، تعیین قابلیت برنامه‌های کنترل و مدیریت آلاینده‌ها، مطالعه تأثیرات منابع انتشار آلاینده‌ها و استراتژی‌های توسعه منابع صنعتی را اجرا نمود (7). مطالعه و شناخت رفتار آلاینده‏های خروجی از دودکش در موقع انتشار، منجر خواهد شد که ما به توابع پیچیده‌ای از غلظت وابسته به زمان در نقاط مختلف با فاصله‌های متفاوت از مکان انتشار دست پیدا کنیم. همچنین ما می‌توانیم غلظت در محیط‌های باز و محیط‌های بسته را روی تجهیزات و محیط اطراف محاسبه نماییم. با این محاسبات ما می‌توانیم اطلاعات بهتری را در مورد طراحی و ایمنی محیط‌های صنعتی به دست بیاوریم، تا در هنگام طراحی با توجه به میزان خطرات، طراحی‌ها را تا آنجا که ممکن است ایمن‌تر انجام بدهیم (8). آلاینده‌های گازی مختلفی همچون دی‌اکسید کربن، دی‌اکسید گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و سایر ترکیبات آلی فرار در اثر فرایند احتراق در مشعل‌های پالایشگاهی نفت و گاز انتشار می‌یابند که انتشار این ترکیبات اثرات زیان‌بار زیادی روی محیط‌زیست و انسان‌ها و گیاهان و سایر موجودات زنده دارد. بنابراین تعیین غلظت و پراکندگی این مواد در نقاط مختلف از اهمیت زیادی برخوردار است(9). با یک دیدگاه واقع بینانه مشخص می‌گردد که بادانش امروز بشر نمی‌توان انتظار داشت که هیچ‌گونه آلاینده‌ای از صنایع و کارخانه‌ها وارد هوا نشود، اما می‌توان با مطالعات دقیق‌تر در صنایع و کارخانه‌ها مراقب بود که غلظت آلاینده‌های ناشى از این صنایع در محیط اطراف، از میزان استانداردهای تعریف‌شده توسط سازمان حفاظت از محیط‌زیست فراتر نرود(10). برای ارزیابی و اثربخشی استراتژی‌های کنترل انتشار‌ها در محیط اطراف، برآورد غلظت‌ها و میزان انتشار آلاینده‌ها  هوا محیط انجام می‌گیرید(11). دی‌اکسید نیتروژن در بسیاری از اندازه‌گیری‌ها کمتر از حد استاندارد است، اما به دلیل استفاده روزافزون از وسایل نقلیه و صنایع، غلظت آن در بعضی مناطق تشدید و باعث بروز مشکلات قلبی و تنفسی شده است (12). این آلاینده به‌عنوان یکی از مهم‌ترین آلاینده‌های هوا در پالایشگاه‌های گاز محسوب می‌شود (13). شناسایی آلاینده‌های دودکش‌های بندر امام خمینی نشان داد که بیشترین غلظت میزان NO_X ناشی از دودکش BIMK-10 واحد GTG شرکت آب نیرو بوده است(14). مقایسه غلظت 1 ساعته نتایج مشاهده‌شده و پیش‌بینی‌شده با سطح استاندارد بین‌المللی در پالایشگاه گاز چهارم واقع در مجتمع گازی پارس جنوبی نشان داد که غلظت NO₂ بالاتر از مقدار استاندارد است. در این تحقیق مقایسه بدترین سناریو انتشار NO₂ با استاندارد‌های رایج  نشان داد به‌جز خروجی Flare تمامی موارد در حدود مجاز قرار دارند(15). ارزیابی میزان انتشار و ضریب انتشار (فاکتور انتشار) گاز دی‌اکسید گوگرد از خروجی‌های پالایشگاه نفت تهران نشان داد خروجی گاز SO₂ در دودکش‌ واحدهای تولیدی به‌مراتب بیشتر از واحدهای عملیاتی می‌باشد و میزان انتشار از دودکش های Flare، SRU1 و SRU2 بالاتر از حدود مجاز می‌باشد(16). بطور کلی یکی از اشکال مهم انتشار آلودگی به محیط، انتشار ناشی از احتراق محصولات نفتی در فلر است(17). در اسناد راهنمای AP-42 EPA  میزان فاکتور انتشار SO₂ برای واحد شیرین سازی گاز آمین( بدون ریکاوری گوگرد یا  تولید اسید سولفوریک) با فلرهای بی دود یا زباله سوز S /kg/10³m³ 26.98 می باشدکه S میزان H₂S موجود در گاز ترش ورودی است. بنابراین چنانچه میزان H₂S  در کلرادو 71/0 باشد، فاکتور انتشار SO₂، 15/19 کیلوگرم در 1000 مترمکعب  و چنانچه H₂S در فلوریدا30/3 باشد، فاکتور انتشار SO₂ ، 034/89 کیلوگرم در 1000 مترمکعب خواهد بود. میزان انتشار CO و NO_X در این فرآیند بسیار ناچیز است. برای انتشار NO_X در فلرینگ که پروپیلن خالص(شامل 80% پروپیلن و 20% پروپان) به عنوان گاز فلر در آزمایش های اولیه EPA استفاده شده بود، lb/10⁶Btu 0.068 اعلام شده است. فاکتور انتشار SO₂ برای پلنت بازیافت گوگرد از طریق سیستم کنترل اکسیداسیون گرمایی در زمان بازیافت 99 درصدی kg/MG 20 و در شرایط بازیافت 5/95 درصدیKg/Mg 139 از سولفور فرآوری شده و میزان انتشار CO lb/10⁶Btu 71/0 و NO_X، lb/10⁶Btu 10/0 می باشد(18). بنابراین با توجه به اهمیت کنترل میزان انتشار آلاینده ها، این مطالعه با هدف ارزیابی میزان، فاکتور انتشار و غلظت محیطی آلاینده‌های SO₂ ، NO₂ و CO در پالایشگاه گاز ایلام انجام شده است. 

روشتحقیق:

پالایشگاه گاز (شکل1 و 3) محل انجام مطالعه حاضر می باشد که در 25 کیلومتـری شمـال غـرب شهر ایلام و در 12 کیلومتـری غـرب شهر چوار(شکل 2) احداث گردیده‌ است (19). منابع مهم نشر آلاینده‌ها  در پالایشگاه شامل 6 دودکش و یک فلر بلند می باشد.

شکل 3- موقعیت پالایشگاه و محدوده مورد مطالعه

Figure 3. Location Map of Refinery and study Area

میزان خروجی گازهای  CO, SO₂ NO₂به ‌صورت جداگانه در اردیبهشت و شهریور 1396 توسط دستگاه Testo 350 XL  اندازه‌گیری شده است. همچنین اطلاعات گازهای خروجی از دودکش‌های پالایشگاه گازی ایلام، که در ادوار قبلی اندازه گیری شده بود، مورد استفاده قرار گرفت. دستگاه آنالیز گاز مدل Testo 350XL قابلیت محاسبه پارامترهای CO₂، راندمان احتراق، درصد هوای اضافی، اتلاف حرارتی و مکش دودکش و همچنین قابلیت اندازه‌گیری فشار و سرعت گاز توسط pitot tube و محاسبه فلوی گازهای خروجی را دارا می‌باشد. این محصول ساخت کمپانی Testo آلمان است که جمعا دارای قابلیت اندازه گیری گازهای :CO₂ , O₂ , CO , NO , NO₂ , SO₂ , HC , H₂S بود. همچنین  راندمان احتراق، درصد هوای اضافی، اتلاف حرارتی و میزان دبی دودکش، فشار و سرعت گاز را نیز اندازه گیری می کرد. برای محاسبه میزان انتشار هر یک از آلاینده‌های هوا از دودکش‌های پالایشگاه، باید فلوی جرمی آن آلاینده را در حجم هوای خروجی دودکش در شرایط نرمال (25 درجه سانتی‌گراد دما و یک اتمسفر فشار) ضرب کرد. فرمول ها و نحوه محاسبه در ذیل اشاره شده است.

نحوه محاسبه انتشار به این صورت است که ابتدا میزان فلوی دودکش با استفاده از رابطه (1) محاسبه‌شده است:

در این رابطه: Q_eمیزان فلو دودکش در شرایط محیطی یا مطالعه برحسب مترمکعب بر ثانیه است. / A سطح مقطع دودکش که از رابطه (2) به دست می اید. V سرعت جریان داخل دودکش برحسب متر بر ثانیه می‌باشد.

در این رابطه: A سطح مقطع دودکش برحسب مترمربع m² است. /D قطر دودکش برحسب متر m است. /فلوی محیطی یا Q_e باید تبدیل به فلوی نرمال یا استاندارد شود. برای این کار باید شرایط دما و فشار محل نمونه‌برداری را در رابطه (3) گذاشته و جریان را استاندارد نمود:

در این رابطه: Q_s میزان فلوی استانداردشده برحسب نرمال مترمکعب بر ثانیه/ Q_eمیزان فلو دودکش در شرایط محیطی یا مطالعه برحسب مترمکعب بر ثانیه است/T_e دمای گاز داخل دودکش در محل اندازه‌گیری برحسب درجه سانتی‌گرادP_e/   فشار محیطی برحسب یکی از واحدهای فشار/P_s فشار یک اتمسفر برحسب همان واحد اندازه‌گیری

غلظت آلاینده‌ها معمولاً برحسب واحدهای حجمی-حجمی مانند ppm بیان می‌شود که باید مطابق رابطه (4) به غلظت وزنی-حجمی یا میلی‌گرم بر مترمکعب تبدیل شوند:

در این رابطه: Cmg/m³  غلظت برحسب میلی‌گرم بر مترمکعب/ Cppm غلظت برحسب قسمت در میلیون/MW وزن مولکولی گاز آلاینده

بعد از انجام محاسبات فوق، میزان انتشار آلاینده از هر دودکش برای مدت یک ساعت از رابطه (5) محاسبه می‌گردد:

در این رابطه: E_hr میزان انتشار آلاینده به محیط برحسب کیلوگرم بر ساعت (Kg/hr)/ Q_s میزان فلوی استانداردشده برحسب نرمال مترمکعب بر ثانیه/ Cmg/m³  غلظت برحسب میلی‌گرم بر مترمکعب/ 3600 ضریب تبدیل ساعت به ثانیه/10⁶ ضریب (کسر تقسیم) برای تبدیل میلی‌گرم به کیلوگرم(20).

یافته ها

مشخصات پایه 6 دودکش اصلی پالایشگاه(شکل 6) شامل قطر داخلی، دمای گاز خروجی از دودکش ها، فشار بارومتریک و ارتفاع آن ها تهیه و سپس فلوی خروجی آن ها محاسبه و بر اساس تصحیح دما و فشار بارومتریک به فلوی استاندارد بر حسب نرمال متر مکعب بر ثانیه (Nm³/s) تبدیل شد. جدول 1 این اطلاعات را نشان می دهد. در این میان دودکش GTG بیشترین فلوی خروجی را نشان می دهد. برای محاسبه انتشار، داده های اندازه گیری شده در ادوار قبلی جمع آوری و سپس در اردیبهشت و شهریور 96 نیز اندازه گیری های میدانی به آن ها اضافه شد. بالاترین میزان مونوکسید کربن تولیدی مربوط به SRU1 با  ppm5/3562 بود. و کمترین میزان این گاز به دودکش گازهای خروجی بویلر جنوبی( (MP  با ppm  1 تعلق داشت. مقایسه خروجی گاز NO₂ دودکش­های مختلف با یکدیگر، در طی سال‌های مختلف نشان داد، بالاترین میزان دی‌اکسید نیتروژن تولیدی مربوط به SRU2 با ppm151 و کمترین میزان گاز تولیدی در طی حداقل دو سال تولید به دودکش MP با ppm1 تعلق داشت. مقایسه خروجی گاز SO₂ دودکش­های مختلف با یکدیگر و در طی سال‌های مختلف نشان داد بالاترین میزان دی‌اکسید گوگرد تولیدی مربوط به SRU1 با ppm 5026 و کمترین میزان گاز تولیدی در طی حداقل دو سال تولید به دودکش GTG با ppm 1 تعلق داشت. تقریباً در تمام کشورهای توسعه‌یافته، معیارهای آلاینده هوا یا معادل آن را دی‌اکسید گوگرد تعیین می‌کند. این گاز هنگامی‌که به اتمسفر آزاد می‌شود، باعث تشکیل اسیدسولفوریک و ذرات ریز و آلودگی‌های ثانویه می‌شود که اثرات قابل‌توجهی را بر سلامت انسان‌ها دارد. جدول 2 مقادیر این اندازه گیری ها را نشان می دهد.

جدول 1 - اطلاعات‌پایه موردنیاز دودکش ها برای محاسبه میزان انتشار آلاینده‌ها از پالایشگاه

Table 1. Stacks basic Data to calculate Emission Factor

جدول 2- غلظت گازهای آلاینده خروجی از دودکش‌های مختلف پالایشگاه گاز ایلام در سال‌های مختلف

Table 2. concentration of exhaust gases from different stacks of Ilam Gas Refinery during years

نتایج اندازه گیری های محیطی(شکل 5) در جدول 3  نشان داد، مقدار CO در نقطه آبریز، ppm 12/4 بیشترین و در جاده مهران با مقدار صفر کمترین میزان، مقدار NO₂ در جاده چوار- گردنه ششدار با ppm 089/0 بیشترین و جاده مهران با مقدار صفر کمترین میزان، و آلاینده  SO₂ در نقطه آزمایشگاه با ppm 13/0 بیشترین میزان و در جاده مهران با مقدار صفر کمترین غلظت را دارا بود. هر چند از نظر عددی مقادیر غلظت مربوط به CO بیشتر از سایر آلاینده مشاهده شد، لیکن ریسک مواجهه با آن کمتر است زیرا حد مجاز مواجهه محیطی با آن ppm 9 می باشد.

جدول 3- نتایج سنجش گازهای محیطی در اطراف پالایشگاه گاز ایلام

Table 3. Concentration environmental pollution around Ilam Gas Refinary

برای برآورد میزان انتشار آلاینده‌های خروجی از پالایشگاه گاز ایلام  دو سناریوی نرمال و بدترین حالت در نظر گرفته شد. سناریوی نرمال برای حالتی از انتشار آلاینده های هوا از پالایشگاه است که همه سیستم های فرآیندی مطابق طراحی اولیه و در حالت سلامت کامل در حال فعالیت هستند. هر چند در اکثر اوقات و غالبا بیش از 90% ایام چنین وضعیتی حاکم است ولی این فرض در هیچ صنعتی برای همیشه حاکم نیست و بعضی اوقات سیستم با خرابی برخی تجهیزات روبرو می شود که منجر به خروج آلاینده بیشتری می شود. لذا در این تحقیق نیز مقادیر خروجی الاینده ها برای حالات خرابی و انتشار حداکثری نیز به عنوان سناریوی بدترین حالت، در نظر گرفته شد. جدول 4 نتایج محاسبات میزان انتشار در این دو حالت را نشان می دهد.

Y mg/m³ = X (ppm)(molecular weight)/24.45

با توجه به برآورد میزان انتشار سالانه آلاینده­های خروجی از پالایشگاه گاز ایلام بر اساس روند عادی (سناریو نرمال) و بدترین سناریو، خروجی SO₂ به‌جز در دودکش H3060 در تمامی دودکش‌ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی­دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت (سطح اطمینان بالای 95%).خروجی NOx به‌جز در Flare در تمامی دودکش‌ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی­دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت خروجی CO به‌جز در Flare در تمامی دودکش‌ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی­دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت (سطح اطمینان بالای 95%).برآورد میزان انتشار ثانیه‌ای، ساعتی، روزانه، ماهانه، سالانه آلاینده‌های خروجی از پالایشگاه گاز ایلام بر اساس روند عادی (سناریو نرمال) و بدترین سناریو در سال 96 نشان داد با سطح اطمینان بالای 95% در تمامی زمان‌ها و دودکش‌ها ، خروجی SO₂ به‌جز در دودکش H3060 در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت. خروجی NOx به‌جز در Flare در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت. خروجی CO به‌جز در Flare در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت.

بحث و نتیجه گیری

برآورد میزان انتشار ساعتی، روزانه، ماهانه و سالانه آلاینده‌های خروجی از پالایشگاه گاز ایلام بر اساس روند عادی (سناریو نرمال) و بدترین سناریو سال 96 نشان داد، آلاینده SO₂ به‌جز در دودکش H3060 در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت (سطح اطمینان بالای 95%). همچنین خروجی NOx به‌جز در Flare در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری داشت (سطح اطمینان بالای 95%). خروجی CO هم به طور مشابه به‌جز در Flare در تمامی دوکش ها در بدترین سناریو با اختلاف معنی‌دار در مقابل سناریو نرمال مقدار بالاتری نشان داد. در اندازه‌گیری غلظت دودکش‌ها بالاترین غلظت مونوکسید کربن ppm 3565 و دی‌اکسید گوگردppm 5099 مربوط به واحد SRU1، بالاترین میزان دی‌اکسید نیتروژن ppm188تولیدی مربوط به SRU2 بودند. آلوده‌ترین سال در گازهای اندازه‌گیری شده در سال 1396 بود. نتایج اندازه‌گیری‌های محیطی هم نشان داد که مقدار CO در نقطه آبریز، ppm 12/4 بیشترین و در جاده مهران با مقدار صفر کمترین میزان بود. مقدار NO₂ در جاده ششدار با مقدار ppm 089/0 بالاترین غلظت و در جاده مهران با مقدار صفر کمترین میزان را نشان داد. مقدار SO₂ در نقطه آزمایشگاه با  13/0 بیشترین میزان و در جاده مهران با مقدار صفر کمترین مقدار را دار بود. تقریبا در همه صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، انتشار آلاینده ها از فلر یکی از منابع مهم به شمار می رود. تولید هم‌زمان برق و گرما به‌وسیله گازهای ارسالی به فلر، می تواند بیشترین اثر در صرفه‌جویی گاز به میزان 5793 کیلوگرم بر ساعت و کاهش تلفات انرژی را دارا ‌باشد. در غیر این صورت استفاده از این سوخت و تولید بخار، می تواند منجر به کاهش 5605 کیلوگرم بر ساعت  مصرف گاز در یک پالایشگاه گاز ‌گردد. همچنین بازگرداندن این گازها به‌عنوان سوخت گازی پالایشگاه ضمن کاهش تلفات اکسرژی در حدود 28 مگاوات منجر به کاهش در حدود 2100 کیلوگرم بر ساعت مصرف گاز می‌گردد(21). نتایج تحقیق حاضر نیز نشان داد، یکی از مهم‌ترین منابع آلاینده محیطی، خروجی گاز فلر می‌باشد که با بازیابی گاز ورودی به آن، می‌توان انتشار آلاینده از این منبع را حذف نمود. در این مطالعه میزان انتشار مونوکسید کربن در دودکش های تولیدی بیشتر از دودکش های بویلر و نیروگاه بود که نیاز است در واحدهای SRU1 و SRU2 اصلاحات لازم در این زمینه صورت گیرد. با توجه به تنوع راهکارهای ارائه شده در AP42-EPA در خصوص کاهش میزان انتشار در فرآیندها با توجه به نوع سوخت و نوع عملیات به کار رفته، بهتر است همواره در بهینه سازی فرآیندهای تولیدی برای به حداقل رساندن میزان انتشار در این صنعت کوشید. میزان آلایندگی ناشی از فعالیت پالایشگاه در محیط اطراف نسبتا ناچیز و تمرکز آلایندگی در واحدهای تولیدی می باشد، تنها نگرانی در این مطالعه معطوف به انتشار SO₂ در سناریوی بدبینانه است که با توجه به مقادیر بسیار بالای انتشار گاز دی‌اکسید سولفور از دودکش‌های واحدهای SRU در حالت خرابی سیستم زدایش گوگرد، به نظر می‌رسد پیش‌بینی تمهیداتی برای به حداقل رساندن احتمال ازکار افتادن این واحدها بسیار ضروری ‌باشد و از نظر احتمال بروز اثرات سوء بهداشتی تنها مورد مخاطره‌آمیز و نگران‌کننده در همین احتمال ازکارافتادن سیستم‌های گوگرد زدا در واحدهای SRU است. به روز آوری برنامه های تعمیر و نگهداری واحدها، پایش مداوم وضعیت سلامت کارکنان، کنترل خروجی ها و ونت ها، لحاظ کردن کنترل های مناسب در فلرینگ مطابق با توصیه های EPA می تواند تاثیر به سزایی در کنترل و کاهش انتشار آلاینده ها داشته باشد.

تشکر و قدردانی

تحقیق حاضر بخشی از یک پروژه پژوهشی در پالایشگاه گاز ایلام بوده است که بدین وسیله از مدیریت و کارکنان محترم به ویژه واحد پژوهش پالایشگاه به دلیل حمایت همه‌جانبه مالی و معنوی در انجام این تحقیق، صمیمانه تشکر و قدردانی می‌گردد.

Reference

1. Aiswarya Ragothaman, and William A. Anderson (2017), Air Quality Impacts of Petroleum Refining and Petrochemical Industries, Environments 2017, 4(3), 66;
2. Psiloglou, Β. E, Larissi, I. K, Petrakis, Μ, Paliatsos, A. G, Antoniou, Α,. Viras, L. G. (2013). Case studies on summertime measurements of O3, NO2, and SO2 with a DOAS system in an urban semi-industrial region in Athens, Greece. Journal of Environ Monit Assess. Vol 185. Page 7763–7774
3. Mannucci, P. M. Harari, S. Martinelli, I. & Franchini, M. (2015). Effects on health of air pollution: a narrative review. Internal and emergency medicine, 10(6), 657-662.
4. WHO.2003. Health aspects of air pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen dioxide, Report of a WHO working group Bonn, 13-15 January.
5. Bergstra, A. D. Brunekreef, B. & Burdorf, A. (2018). The effect of industry-related air pollution on lung function and respiratory symptoms in school children. Environmental Health, 17(1), 30.
6. Borup, M. B. (2018). Pollution Control for the Petrochemicals Industry: 0. CRC Press.
7. Ghelishkhani.M, Jafarzadeh haghighi fard. N, evaluation of pollutant gases in one of the oil and gas operational unit of NPC by using EPA emission factors, second international symposium of environmental engineering. IRAN. 1388. (In Persian)
8. Tavakoli.S, et al, simulation of pollutant dispersion pattern from cracking furnace stack of VCM unit of Emam khomeiny petrochemical complex, Thesis of M.A, shahrood azad university,1392. (In Persian)
9. Osare.N, et al, Numerical Modeling of Airborne Gas Emissions from Refinery Burners, Thesis of M.A, Kerman azad university,1391. (In Persian)
10. Momeni. I, et al, SO2 emission modeling from Ramin Ahwaz power plant using AERMOD model, human and environment,2011, NO.9, PP.3-8. (In Persian)
11. Al-Rashidi, M. S. Yassin, M. F. Alhajeri, N. S. & Malek, M. J. (2018). Gaseous air pollution background estimation in urban, suburban, and rural environments. Arabian Journal of Geosciences, 11(3), 59.
12. Rezaee.H, Basirololoomi.M, Estimation of Nitrogen Dioxide Concentration Using GRNN Neural Network Model.journal of Environmental science and Technology,1397. (In Persian)
13. Minabi, A. Atabi, F. Moatar, F. & Jafari, M. (2017). Prediction of NO₂ concentrations in a gas refinery using air desperion modeling, Ecology and Environmental Researsh,15(4), 1239-1254.
14. Damen.F, et al, Modelling of distribution of air pollutants from Imam Khomeini petrochemical complex by using AERMODE and 3 SCREEN models, second national environment, natural resources, agriculture and clean energy conference,1396. (In Persian)
15. Jafarigol, F. Atabi, F. Moattar, F. & Nouri, J. (2016). Predicting ambient concentrations of NO 2 in a gas refinery located in South Pars Gas Complex. International journal of environmental science and technology, 13(3), 897-906.
16. Chavoshi, Mansouri.N and et al, Estimation of emission rate and diffusion factor (emission factor) of sulfur dioxide gas from the outputs of Tehran oil refinery, Journal of heath and environment,1390, No.2, vol.4. (In Persian)
17. Ali, J. A. & Khodakarami, L. A. (2016). Investigations of Flare Gas Emissions in Taq Oil Field on the Surrounding Land. Aro-The Scientific Journal of Koyo University, 2(2), 15-19.
18. AP 42 EPA. Section 5-3/ 13-5/ 8-13.2015, https://www.epa.gov/air-emissions-factors-and-quantification/ap-42-compilation-air-emissions-factors
19. Soufi Abadi, H.1390. study of process in ILAM Gas Refiney. (In Persian)
20. Emission estimation protocol for petroleum refineries, Version 3, April 2015
21. Kazerooni.Vahab, et al, Recovering gases to Flair in a gas refinery, journal of selected topic in energy,1393. (In Persian)