CHemiST

فرمول شيميايي فورفوران و فورفورال

فورفوران يا فوران furan داراي فرمول C4H4O مي باشد. يعني يك حلقه ي پنج ضلعي است كه در يكي از گوشه هاي آن يك اتم اكسيژن قرار گرفته و در چهار گوشه ي ديگر آن CH واقع شده است. دو پيوند از پيوندهاي اين پنج ضلعي حلقوي دو گانه مي باشد.

فورفورال Furfural داراي فرمول شيميايي C5H4O2 است و ساختار آن مانند ساختار فوران به صورتي است كه يك پنج ضلعي است كه در يكي از گوشه هاي آن يك اتم اكسيژن قرار گرفته و در چهار گوشه ي ديگر آن CH واقع شده است. دو پيوند از پيوندهاي اين پنج ضلعي حلقوي دو گانه مي باشد. تنها تفاوت آن با فوران اين است كه به يكي از كربنهاي مجاور اكسيژن يك گروه H-C=O متصل مي باشد.

يكي از پروژه هاي مهم و مورد نظر مديريت كلان شركت نفت پارس ايجاد شبكه جمع آوري و تصفيه بهداشتي فاضلاب پالايشگاه است كه با عنوان سيستم تصفيه پساب و فرآوري لجن، به منظور كاهش اثرات زيست محيطي، مراحل اجرايي و تكميلي خود را با موفقيت طي مي كند. در اين پروژه ضمن بهينه سازي حذف روغن از فاضلاب، از سيستم MBR براي تصفيه تكميلي، بهره گيري شده كه در نوع خود پيشرفته است و آلودگي را به كمترين ميزان ممكن مي رساند. در گزارش زير ضمن مطالعه فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي موجود در پالايشگاه به طور خلاصه به وضعيت پساب هاي صنعتي پالايشگاه و روند فعاليت هاي اجرايي اشاره مي شود.

رشد روز افزون فعاليتهاي صنعتي از يك سو و عدم رعايت الزامات زيست محيطي از سوي ديگر سبب شده است تا طي چند دهه اخير مقادير هنگفتي از آلاينده ها بواسطه عواملي مانند دفع و دور ريز نامناسب فاضلابها و ضايعات مراكز صنعتي، پخش آلاينده توسط پالايشگاهها و نيروگاهها، نشت آلاينده از مخازن نفتي زير زميني و ايستگاههاي سوختگيري، تصادفات تانكرها و نفتكش ها و غيره وارد محيط زيست شوند. بخشي از آلاينده ها به ويژه قسمتي كه از نظر ساختاري شبيه تركيبات طبيعي هستند به سرعت توسط ميكروارگانيزم هاي موجود در آب و خاك و يا تحت تأثير عوامل فيزيكي و بيولوژيكي تجزيه مي شود و بقيه در محيط زيست باقي خواهد ماند. تجمع اين تركيبات شيميايي در داخل محيط زيست، تهديدي جدي براي سلامت انسان، موجودات و اكو سيستمهاي زنده است. از طرف ديگر با توجه به محدود بودن منابع، آلودگي خاك يكي از مهمترين معضلات زيست محيطي است و در صورتيكه خاك آلوده پاكسازي و تصفيه نشود و
آلاينده هاي موجود حذف و يا تجزيه نشوند، آلاينده ها بتدريج در عمق خاك نفوذ كرده و علاوه بر آلودگي خاك باعث آلودگي سفره هاي آب زير زميني كه يكي از مهمترين منابع تامين آب در بسياري از كشورهاي جهان از جمله ايران است، خواهد شد. بدين ترتيب يكي از مهمترين چالشهاي فراسوي سازمانهاي محيط زيست در اقصي نقاط دنيا، مبارزه با آلودگي منابع خاكي و پاكسازي مكانهاي آلوده شده است.


آلوده سازي آبهاي زيرزميني و از بين بردن ساختمان خاك
پس از رها شدن پساب آلاينده در محيط، پساب در لايه هاي خاك منطقه نفوذ كرده و در دراز مدت خاك را نابود و غيرقابل بهره برداري خواهد ساخت. مشابه چنين وقايعي در زمينهاي اطراف پالايشگاه تهران تجربه شده است.
همچنين با توجه به اينكه پسابهاي روغني پايه آلي دارند. محيط مناسبي براي رشد و تكثير ميكروارگانيزمها فراهم مي آورند. بسياري از اين ميكروارگانيزم ها بيماري زا و مخل سلامتي انسان هستند.


ناكار آمدي سيستم در زمينه حذف مواد روغني
سيستم قبلي پالايشگاه از نظر فرآيند تنها مي توانست مواد روغني غير محلول در پساب را حذف كند و مواد روغني محلول توسط اين سيستم حذف نمي شد. به علاوه ظرفيت اين سيستم نيز با حجم پساب ورودي متناسب نبود.
برآيند دو عامل ياد شده باعث مي شد شاخصهاي عمومي كيفيت پساب پالايشگاه، در بعضي مواقع مطابق با ضوابط ارايه شده توسط سازمان محيط زيست نباشد و در شرايط سيلابي، فراتر از حد مجاز قرار گيرد.
عدم وجود مكانيزم حذف حلالها و فلزات سنگين از موارد مشكل ساز بود.
در پساب پالايشگاه نفت پارس، پتانسيل آلايندگي محيط توسط دو عامل اصلي به نامهاي فورفورال و فلزات سنگين وجود داشت كه در ادامه به بررسي خواص و نيز اثرات منفي اين مواد بر محيط زيست مي پردازيم.

فورفورال (C4H3OCHO)
فورفورال يك آلدهيد آروماتيك بدون رنگ است. هنگامي كه تازه تقطير شده باشد بوي تند و تيزي شبيه آلدهيد بنزن دارد. در معرض نور و هوا به رنگ قرمز- قهوه اي در مي آيد. اين ماده، حلال بيشترين ميزان مواد آلي است و مواد غير آلي در آن نامحلول هستند. از لحاظ حرارتي پايدار است و خواص فيزيكي آن تقريباً تا230 درجه سانتيگراد ثابت مي ماند. حلال روغنها و برشهاي مختلف نفتي همچنين نيتروسلولز و استات سلولز است و براي همين از آن در صنايع پايه نفتي استفاده مي شود و اين امر باعث آلوده شدن پسابهاي كارخانه ها مي شود كه اثرات زيست محيط غربي به جا خواهد گذاشت.
فورفورال به عنوان يك ماده سمي شناخته شده و توسط انستيتو سرطان بين المللي نيز معرفي شده است. در تماس با پوست، در آن نفوذ مي كند، ولي تا500mg از اين ماده اثر كشنده و مهلكي ندارد ولي تحريك كننده است و باعث سوزش چشم مي شود و به داخل غشاهاي گياهي نيز نفوذ مي كند. در جدول1 خواص فيزيكي فورفورال آمده است.


فورفورال، حلالي است كه براي جدا كردن تركيبات آروماتيك از لوبكات در پالايشگاه نفت پارس از آن استفاده مي شود. مواد آروماتيك در اين حلال حل مي شود و از لوبكات جدا مي شود، سپس در واحد بازيافت حلال، فورفورال از تركيبات آروماتيك جدا شده و تركيبات آروماتيك در مخزن جداگانه ذخيره مي شود. سپس فورفورال وارد واحد آبگيري شده، آب آن جدا مي شود و آب خارج شده كه حاوي مقاديري از فورفورال است وارد كانال فورفورال مي شود. مقادير حلاليت آب در فورفورال در جدول2 آمده است.


در بررسي هاي انجام شده، وجود ميكروارگانيسمي كه فورفورال را تجزيه كند، يافت نشد و احتمال واكنش با مونو اتلين گلايكول (MEG) با توجه به واحد توليد ضد يخ در پالايشگاه تشخيص داده شد.
واكنش فورفورال با آمونياك يا تركيبات آمينه و نيز تركيبات گوگرد دار بخشي ديگر از مطالعات انجام شده بود.
آزمايش هاي ديگر در رابطه با فورفورال در پساب پالايشگاه به سر فصل هاي زير اختصاص داشت.
- وجود تركيب يا تركيباتي كه فورفورال را اكسيد كند.
- احياي فورفورال به فورفوريل الكل
- وجود تركيبات اكسيد كننده بسيار قوي كه فورفورال را تجزيه مي كند و سرانجام واكنش فورفورال با هيدرازين كه تمامي اين موارد با دقت و فورمولاسيون هاي دقيق مورد مطالعه قرار گرفت.


وجود فلزات سنگين
منبع ورود فلزات سنگين به پساب بخش Blending و رنگ زني بشكه ها تشخيص داده شد كه اين فلزات طي مراحل مختلف تصفيه فيزيكي و بيولوژيكي از سيستم حذف مي شوند. فلزات سنگين همواره اثرات مخرب و جبران ناپذيري را بر محيط زيست وارد مي كنند. ضايعات حاصل از صنايع به عنوان يكي از منابع اين فلزات نقش بسزايي در آلوده محيط زيست ايفاي مي كند.
هر يك از فلزات، سنگين اگر از مقدار خاصي بيشتر وارد بدن شود،
مي تواند سبب بروز بيماريهاي متفاوتي شود. در جدول3 شماري از اين بيماريها آمده است.




سمّيت بالاي اين مواد همچنين مانع رشد موجودات ذره بيني براي تصفيه پساب مي شود. مواد شيميايي و مواد زايد خطرناك و همچنين فاضلابها بر ساختمان و بافت خاك اثر مي گذارند. به طوري كه در عمل، باعث از بين رفتن فعاليت ميكروارگانيزمها در خاك مي شوند. در نتيجه هيچگونه تجزيه اي در خاك صورت نمي گيرد كه در نهايت خاك، حاصلخيزي خود را از دست مي دهد. تجمع فلزات روي، مس، آهن، آلومينيم، كادميم و سرب در خاك باعث مسموميت مي شود كه در اثر اين مسموميت زندگي موجودات زنده در معرض خطر قرار مي گيرد.


عدم وجود سيستم جمع آوري و تصفيه پسابهاي بهداشتي
در جريان مطالعات علمي پسابهاي پالايشگاه نفت پارس، مشخص شد پالايشگاه فاقد سيستم جمع آوري و تصفيه پسابهاي بهداشتي است و اين پسابها از طريق چاه جذبي دفع مي شوند. بنابراين در طرح پيشنهادي، سيستم جمع آوري و تصفيه پسابهاي بهداشتي مدنظر قرار گرفت. پساب رستوران نيز كه از طريق شبكه پسابهاي روغني دفع مي شد در طرح جديد توسط شبكه جمع آوري پسابهاي بهداشتي، به تصفيه خانه انتقال يافته و در آنجا در قسمت بيولوژيكي، تصفيه خواهد شد.

فورفورال ماده اي سمي مي باشد. در تماس با پوست مضر مي باشد. بر روي سيستم عصبي مركزي تاثير مي گذارد. مايع و بخار آن اشتعال زا مي باشد. باعث ايجاد واكنش هاي آلرژي زا مي شود. باعث التهاب چشم و مخاط بيني مي گردد.

منبع:باشگاه مهندسان ایران