لجن و پسماند‌های نفتی

در زمینه تولید و اکتشاف صنعت نفت، مانند دیگر زمینه‌های دیگر، در طی روند تولید و ارایه، ضایعاتی تولید می‌شود که شامل مایع پس مانده حفاری، فاضلاب نفتی، لجن باقی مانده از تصفیه خانه، پساب نفت و لجن کف مخزن است. یک پالایشگاه نفت با توانایی تولید مقدار ۱۰۵۰۰۰ درام در روز تقریباً، حدود ۵۰ تن لجن و پسماند روغنی در سال ایجاد خواهد کرد. تعریف لجن در اینجا مقداری فرق می‌کند، بقایای یافت شده در پایه مخزن و سایر تاسیسات ذخیره سازی معمولاً به عنوان لجن شناخته می‌شود. برای مخازن ذخیره روغن خام، این نوع لجن که در پایه این مخازن یافت می‌شود از هیدروکربن‌ها، آسفالتن‌ها، پارافین، آب می‌باشد. همچنین مواد جامد معدنی مانند شن، سولفید آهن و اکسیدهای آهن تشکیل شده است. هیدروکربن‌ها بیشترین سهم را در مواد تشگیل دهنده لجن دارند و جز اصلی لجن نفت است که با تغییر خصوصیات روغن خام در نتیجه تغییر در شرایط خارجی(محیط بیرون) ، تشکیل می‌شود.

در اینجا می‌توانید روند تصفیه بیولوژیک را مشاهده کنید.

دلیل تشکیل لجن نفتی:

تشکیل لجن نفت معمولاً به دلیل خنک شدن و اختلاط با مواد ناسازگار و ورود آب برای تشکیل امولسیون ها ایجاد می‌شود.
طبق قانون حفاظت و بازیابی منابع (RCRA)، لجن به عنوان یک زباله خطرناک به شمار می‌رود که باید در کنار سایر زباله های خطرناک، توسط پالایشگاه‌ها جداسازی می‌شود. ترکیب اولیه لجن نفتی شامل نیتروژن، فسفر، پتاسیم، آهن، مس، کلسیم، منیزیم، کادمیوم ، فسفات، کروم، روی، سدیم و سرب می‌باشد.

لجن روغنی خام یک مشکل و موضوعی پایان ناپذیر است زیرا تا هر موقعی که تولید و پالایش به راه باشد، این زباله‌ها نیز تولید می‌‍شوند پس موضوعی مکرر است این زباله‌های نفتی که باعث به وچود امدن اثرات خورنده و کاهش ظرفیت ذخیره روغن در مخازن می‌شود.تنها نکته و هزینه اقتصادی در این مورد شامل هزینه حذف و دفع صحیح لجن است. و این هزینه ها به مراتب کمتر از بهایی است که محیط زیست باید در قبال روش ناصحیح دفع بپردازد.

مجموعه ای از روش‌های پردازش و دفع لجن نفت در سطح جهان طبق استاندارهایی استفاده می‌شود، از جمله روش‌های: حرارتی، مکانیکی، بیولوژیکی و شیمیایی. به طور خلاصه هزینه حذف، انتقال و حفاری و پر کردن زمین د کنارر تمیز کردن زباله‌های نفت بسیار مقرون به صرفه‌تر از پرداخت تاوان آن برای رهایی عادی در محیط اس. لجن همچنین حاوی چندین ترکیب سمی است. این آلاینده ها شامل هیدروکربنهای نفتی مانند هیدروکربنهای آلیفاتیک و هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه‌ای (PAH) می‌باشند. همچنین بی‌فنیلهای پلی کلر (PCB) و فلزات سنگین از جمله باریم، سرب، روی، جیوه، کروم، آرسنیک و نیکل نیز در این ترکیبات وجود دارند. پس تولیدکنندگان، پالایشگاه‌ها و سیستم حمل و نقل مواد نفتی باید از حذف لجن مخزن به عنوان یک روش نگهداری بسیار مهم استفاده کنند.
هر مخزن ذخیره سازی با گذشت زمان، این زباله‌ها را جمع می‌کند، اما مخزن ذخیره سازی نفت مشکلات بزرگتری را در مکانهای تولید و پالایشگاه ایجاد می‌کند. استفاده از این زباله‌ها به عنوان یک روند بازیافت و دفع باید بسیار اقتصادی و پایدار از نظر محیط زیست باشد.

لجن نفت:

ترکیبات لجن نفت حاوی هر دو اجزای آلی و فلزات سنگین با غلظت معمولی می‌باشد که توسط موسسه نفت آمریکا (API) گزارش شده است. طبق کارهای تحقیقاتی اخیر، غلظت بالای فلزات در لجن نفت از پالایشگاه‌ها بدین شرح می‌باشد. به عنوان مثال Zn 1،۲۹۹ میلی گرم در هرکیلوگرم، آهن ۶۰۲۰۰ (میلی گرم در کیلوگرم)، مس (۵۰۰ میلی گرم در کیلوگرم)، کروم (۴۸۰ میلی گرم در کیلوگرم) براورد شده است. همچنین نیکل (۴۸۰ میلی گرم در کیلوگرم) و سرب (۵۶۵ میلی گرم در کیلوگرم).
دفع نامناسب لجن‌های نفتی به محیط زیست، تهدید بزرگی از جمله تغییرات قابل توجه در خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک‌های اطراف را ایجاد می‌کند اگر که زمین‌های کشاورزی در اطراف باشد که دیگر صحبتی نمی‌ماند. در نتیجه تغییرات مورفولوژیکی ایجاد می‌شود. در نتیجه با این تغییرات در خاک، کمبود عناصر غذایی و رشد در پوشش گیاهی متوقف شده. ویسکوزیته بالای لجن و زباله‌های نفتی باعث می‌شود نفوذ آن‌ها در لایه های زیرین خاک کم شود و در نتیجه این مشکل را رفع می‌کند. این مشکلات شامل کاهش رطوبت، رسانایی هیدرولیکی و قدرت خیساندن خاک در حضور لجن نفت شرح داده شده است. مشاهده شده که عناصر با وزن مولکولی بالا پوسته های آب گریز را تشکیل می‌دهند و در نتیجه میزان دسترسی آب و هوا به داخل خاک را کاهش می‌دهند. تأثیر طولانی مدت آن در زمین های کشاورزی واقعا خسارت بار است و در غرب کانادا نیز در سالیان پیش گزارش شده است.

درمان ناکارآمد و دفع نامناسب نفت در محیط زیست یکی از نگرانی های مهم بهداشتی و سازمان حفاظت است، این ماده حاوی هیدروکربن های نفتی (PHC) و (PAH) است که برای انسان و حیوانات بسیار خطرناک است. PHC ها می‌توانند به سطح‌های زیرین خاک در آبهای زیرزمینی نفوذ کرده و باعث تهدیدی سنگین برای سیستم های آبزی شوند. وجود (PHC) در خاک از تنوع میکروارگانیسم های خاک می کاهد. ترکیب لجن نفتی شامل یک کنسانتره سنگین (PHC) و (PAH) است. اکثر این اجزا به دلیل پیوندهای مولکولی سفت، وزن مولکولی سنگین دارند و همچنین ویژگی آبگریز بودن نیز قابل توجه است.
مدیریت صحیح پسماندهای نفتی به دلیل افزایش تولید و پالایش بیشتر، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. روش‌های مختلفی برای مدیریت آن با هدف کاهش غلظت آلاینده‌های خطرناک وجود دارد. این رویکردها شامل موارد زیر است: اما محدود به آنها نیست.

دفن زباله ویسکوزیته، کاتالیز عکس، سوزاندن، جامد سازی و تثبیت ، استخراج حلال ، تصفیه اولتراسونیک، تجزیه در اثر حرارت و تجزیه بیولوژیکی می‌باشد. باتوجه به ماهیت زباله ها خطرناک دسته بندی می‌شود. برخی از روشهای مورد استفاده در بازیافت هیدروکربنهای حاصل از لجن نفت عبارتند از: استخراج حلال ، تصفیه سانتریفیوژ، بازیافت روغن افزایش یافته سورفاکتانت (EOR)، تیمار یخ زدگی و مذاب، تجزیه توسط اسید مناسب، تجزیه در اثر اشعه مایکروویو ، روش الکترومغناطیسی، تشعشع مافوق صوت و شناور سازی کف می‌باشد.
در بیشتر روش های تصفیه، از سه مرحله اصلی و عمده از روش مدیریت پسماند زباله استفاده می‌شود، (۱) کاهش تولید لجن نفت از طریق استفاده از فن آوری ها، (۲) بازیابی روغن از زباله روغنی (۳) دفع لجن غیر قابل بازیافت نفت.

مرحله یک به جلوگیری و کاهش تولید لجن نفتی کمک می‌کند، در حالی که دو مرحله دیگر به درمان موثر لجن روغنی خام متمرکز هستند.
در این بخش، ما برخی از روشهای تصفیه موجود و روشهای بازیافت روغن پسماند و زباله نفتی را بررسی خواهیم کرد که هم مزایا و هم معایب آنها مورد توجه قرار خواهد گرفت. روش های مختلفی که در دفع لجن های نفتی به کار گرفته می شوند شامل سوزاندن ، تثبیت، انجماد ، اکسیداسیون و تجزیه بیولوژیکی نیز خواهد بود.

بازیابی روغن از لجن نفت:

بازیافت یکی از گزینه‌های اصلی برای مدیریت لجن نفت است. بازیافت فرآوری مجدد و فرمولاسیون لجن روغنی با غلظت زیاد روغن (> 50٪) و غلظت نسبتاً کم مواد جامد (۳۰٪ <) توسط صنایع نفت برای بازیابی انرژی مطرح شده است. بازیافت زباله‌ها باعث کاهش مثبت حجم لجن خطرناک نفت از مخازن ذخیره سازی می‌شود و از این رو از آلودگی محیط زیست جلوگیری می‌کند و مصرف اقتصادی منابع انرژی تجدید ناپذیر را کاهش خواهد داد. در کشور آمریکا، هشتاد درصد (۸۰٪) لجن PHC تولید شده در پالایشگاه بازیافت می‌شود، در حالی که ۲۰٪ دیگر به طور موثر از طریق روش تثبیت تصفیه انجام شد.

استخراج با حلال

این روشی است که در آن از حلال به نسبت دلخواه برای حذف ترکیبات آلی غیر فرار و نیمه فرار از ماتریس های زمین یا آب استفاده می‌شود، روغن از طریق فرآیند تقطیر مخلوط از حلال جدا می شود
با استفاده از سقز به عنوان یک حلال برای استخراج نفت از زباله‌های نفتیبه کار می‌رود که مقدار روغن بازیابی شده حدود ۱۳-۵۳٪ مقدار اولیه لجن است. تأثیر متیل اتیل کتون (MEK) و میعانات گازی گاز مایع (LPGC) را به عنوان یک حلال استخراج را نیز نمی‌توان نادیده گرفت.

در تحقیقات اخیر یک بازیافت موثر مطرح شده است،حلال ‌های مختلف هیدروکربن‌های موجود در زباله‌های نفتی هستند و این حلال‌ها تا ۶۷.۵٪ PHC ها را در لجن بازیابی خواهند کرد.

محققان و پالایشگاه‌های مختلف از حلالهای مختلفی برای لجن روغنی استفاده کرده‌اند. حلال تولوئن بهترین و موثرترین ماده برای تصفیه زباله‌ی روغنی با بالاترین میزان بازیابی است. به طور خلاصه، استخراج با حلال یک روش ساده و کارآمد برای استخراج می‌باشد که می‌تواند در مدت زمان کوتاهی انجام شود. با این وجود، هنگام استفاده در استخراج در مقیاس بزرگ، بازده کم و تنوع زیاد گزارش شد. توسعه برخی روشهای جایگزین برای تکمیل استخراج حلال به منظور بهبود عملکرد آن ضروری خواهد بود.

روند تصفیه سانتریفیوژ

در این روش بازیافت نفتی که از قبل تصفیه شده است، از طریق یک دستگاه چرخان مانند راکتور با سرعت بالا همراه با نیروهای گریز از مرکز قوی کشیده خواهد شد تا عناصر آن را با توجه به تراکم های مختلف آنها در مدت زمان کوتاه تجزیه کند.

تصفیه لجن روغنی برای کاهش ویسکوزیته و در نتیجه افزایش عملکرد سانتریفیوژ و صرفه جویی در انرژی انجام خواهد شد. برخی از روشهای پیش تصفیه شامل افزودن عواملی مانند حلالهای آلی، مواد تخلیه کننده و مواد شیمیایی فعال در اثر فشار، تزریق بخار و گرمایش مستقیم است. دریافت که با به دست آوردن مقدار متوسطی از نمک منعقد کننده، بهره‌وری جداسازی روغن و پسماندها از سانتریفیوژ می تواند تا ۹۲-۹۶٪ بهبود یابد.
فرآیند تصفیه سانتریفیوژ شامل مخلوط کردن عوامل قبل از تصفیه با لجن روغنی است و به منظور کاهش ویسکوزیته، مخلوط در یک مخزن قبل از آماده تصفیه می شود. در طی فرآیند سانتریفوژ، با سرعت بالا آب از روغن جدا می شود (اگرچه هنوز حاوی آب و جامدات است). آب جدا شده برای حذف PHC بیشتر تصفیه می‌شود، در حالی که روغن نیز از مواد جامد و آب جدا می شود تااین روغن با استفاده از جدا کننده وزن سنجی بازیابی شود. تمام آب و جامدات جدا شده بیشتر مطابق با استانداردهای زیست محیطی تصفیه می‌شوند.
سانتریفیوژ یک روش پیشرفته جدید و کارآمد برای تصفیه لجن های نفتی است. خوبی این نکته این است که به مصرف زیاد انرژی نیاز ندارد. با این وجود، برای نصب نیروگاه تصفیه به فضای زیادی احتیاج دارد،هزینه این روند بسیار گران است و باعث نگرانی محیطی (صدا و آلودگی) می‌شود.

سایت toppetro.com به عنوان بنگاهی اقتصادی سایت نمایشگاهی رایگان برای معرفی محصول با محوریت دیجیتال مارکتینگ در صنعت پتروشیمی و پیشرو در تأمین محصولات متنوع پتروشیمی و شیمیایی همگام با تجارت الکترونیک با ترکیب دو گروه متخصص در زمینه امور بازرگانی و خدمات الکترونیک برای انجام فرآیندهای تأمین مواد پتروشیمی با بهره گیری از سیستم زنجیره تأمین و تدارکات الکترونیکی در صنعت پتروشیمی ایران و جهان در سال ۱۳۹۹ شروع به فعالیت نمود و در همین راستا ؛ جهت کسب ارزش حداکثری از طریق توسعه و گسترش زنجیره ارزش و افزایش مزیت های رقابتی و پایدار در سطح بین المللی به دنبال نیل به ارائه خدمات زیر است :

*امکان ثبت آگهی برای خریدان و عرضه کنندگان کالا و خدمات
*امکان درخواست استعلام قیمت آگهی های کالا و خدمات
*ارائه آخرین اخبار از ایران و جهان در حوزه نفت و گاز و پتروشیمی
*ارائه آخرین مقالات و تحلیل‌ها در حوزه نفت و گاز و پتروشیمی
*معرفی شرکت‌ها و فعالان حوزه نفت ؛ گاز ؛ پتروشیمی و صنایع وابسته
فعالان حوزه نفت و گاز و پتروشیمی با بهره‌گیری مناسب از فناوری اطلاعات می‌توانند از منافع آن بهره گرفته و نه تنها از ضررهای ناشی از این تغییرات و شرایط سخت کنونی بکاهند بلکه می توانند با استفاده از این امکانات به توسعه کسب و کار خود بپردازند.

منبع خبر مقاله آموزشی: eeer.org