Оценка влияния кислых компонентов углеводородных газов (H2S, RSH, CO2, CO, SO2) на организм человека

Федеральное агентство  по рыболовству

Федеральное государственное  бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Астраханский государственный  технический университет»

Разработка и предоставление образовательных услуг в области среднего, высшего и дополнительного профессионального образования,  
послевузовского образования;  воспитательная и научно-исследовательская работа сертифицированы DQS и ГОСТ Р по ISO 9001:2008

     
 
 

Кафедра «Химическая технология переработки

нефти и газа» 
 
 
 
 
 
 

Реферат 
 

Оценка  влияния кислых компонентов углеводородных газов (H₂S, RSH, CO₂, CO, SO₂) на организм человека 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы ДХБ-31

Юсупова Л.Р. _______________

Проверил: доцент кафедры ХТНГ

Салина  Ю.Б. _____________ 
 
 

Астрахань 2012

Содержание 

Введение.

1. Нефтеперерабатывающая промышленность как источник загрязнения.
2. Влияние кислых компонентов углеводородных газов на организм человека.
1. CO.
2. CO_2.
3. H₂S.
4. RSH.
5. SO₂.

Выводы.

Список литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     В процессах добычи и переработки  нефти и углеводородных газов, содержащиеся в них и образующиеся в результате различных реакций кислые компоненты, такие как угарный газ, углекислый газ, сероводород, меркаптан, диоксид серы, попадают в атмосферу, тем самым загрязняя ее. Это связано с несовершенством технологических процессов, износом, поломкой оборудования, различными утечками, авариями.

     Наличие этих кислых компонентов в атмосфере  негативно сказывается на здоровье человека. Эти вещества отравляют наш организм, что приводит к болезням и смерти. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Нефтеперерабатывающая промышленность как источник загрязнения.

 

   Нефть, помимо углеводородов, общая формула которых С_xН_y, содержит серосодержащие органические и неорганические соединения, железо, ванадий, а также соли щелочных и щелочноземельных металлов, образующие при сгорании золу. Сера в составе нефти разных месторождений обнаруживается либо в виде простого вещества, либо в виде соединений: сероводорода, меркаптанов (тиолов), сульфидов, дисульфидов, полисульфидов и др.

   Содержание сернистых соединений в сырой нефти составляет от 0,1 % (в бакинской и грозненской нефти) до 4,5 % и более (в башкирской и волжской нефти). В странах СНГ примерно 65—69% добываемой нефти относится к сернистым (содержание общей серы до 1,9%) и высокосернистым (содержание обшей серы выше 2,0%) ее разновидностям. Зольность нефти невелика, составляет не более 0,1%. (Для сравнения: зольность угля составляет 1 % и более).

   В мире ежегодно добывается более 4 млрд. т сырой нефти, при добыче, транспортировке и переработке которой потери составляют около 50 млн. т сырой нефти и нефтепродуктов.

  Загрязнение атмосферного воздуха происходит уже при добыче нефти, до ее поступления на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ). Одним из крупнейших на территории СНГ является Каспийское месторождение нефти.

     На  нефтепромыслах главной причиной загрязнения воздуха является выброс попутных газов нефти, в которых содержание свободного сероводорода может достигать 2%.

     Выбросы попутных газов происходят при бурении  в период освоения нефтяных месторождений, а также при аварийных ситуациях. В типовой схеме подготовки нефти к переработке предусмотрены отделение от нефти газа и его утилизация. Попутные газы нефти являются ценным сырьем для производства синтетического каучука и резинотехнических изделий, полиэтилена, поливинилхлорида. этилового спирта и т. д. Путем абсорбции моноэтаноламином из попутных газов нефти выделяется сероводород, который служит сырьем для получения высококачественной мелкодисперсной серы и серной кислоты. При сжигании сероводорода в условиях недостатка кислорода воздуха образуется сера, а при избытке кислорода — сернистый газ, который далее перерабатывается в серную кислоту. Это, безусловно, комплексный метод использования природных ресурсов, но он не везде применяется.

     Существуют  нефтепромыслы, на которых попутные газы нефти сжигают на факельных установках, загрязняя атмосферный воздух СО₂, СО, сажей и особенно сернистым газом SО₂.

     Еще более значимым источником загрязнения атмосферного воздуха являются нефтеперерабатывающие заводы.

     В процессе нефтепереработки (прямая гонка нефти, переработка мазута, крекинг, риформинг, коксование, гидроочистка, окисление битума) большинство серосодержащих соединений превращается в сернистый газ. Он обнаруживается вокруг нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов в радиусе 8—12 км. Отрицательное влияние выбросов SО₂ на нефтеперерабатывающем заводе мощностью 12 млн. т в год может проявляться на расстоянии до 20 км от предприятия. Из общего количества сернистого газа, выделяемого в атмосферу Земли, около 40%. приходится на долю нефтепродуктов.

     Масштабы  поступления в атмосферу сероводорода не столь велики, как сернистого газа. Однако H₂S присутствует в выбросах НПЗ даже в том случае, если сернистая нефть, поступающая на переработку, и не содержит свободного сероводорода. Он образуется в процессе термической переработки (первичная перегонка, термический крекинг). Сероводород обнаруживается па расстоянии до 5—10 км от источника выброса. Однако, как было показано выше, на большинстве НПЗ образующийся сероводород утилизируется путем превращения его в серу или серную кислоту.

     В общем балансе веществ, загрязняющих атмосферный воздух, соединения серы занимают значительное место, причем некоторые из них, в частности Н₂S и SО₂, могут рассматриваться как универсальные загрязнители. Сернистый газ наиболее значим в загрязнении воздуха По массивности выбросов (с учетом сгорания топлива и всех промышленных выбросов), повсеместности его распространения и неблагоприятному влиянию на человека.

     В процессе добычи нефти загрязнение  воздуха меркаптанами практически  не наблюдается. Однако источником выделения в атмосферу меркаптанов может служить производство по переработке сернистых щелочных сточных вод нефтеперерабатывающего завода. При упаривании таких щелочных вод в воздух может выделиться значительное количество сероводорода, метил- и этилмеркаптанов и других соединений.

     Сероводород и меркаптаны обычно удаляют из легких сортов топлива (бензин, керосин, легкое дизельное топливо и др.), так как они могут вызывать коррозию двигателей.

     Загрязнение атмосферы мелкими частицами сажи происходит при нарушении режима горения факелов, используемых для предотвращения внезапных выбросов газообразных углеводородов. Кроме этого, твердые частицы поступают в атмосферный воздух в процессе каталитического крекинга, в особенности при регенерации катализатора. Уменьшающиеся в размерах в результате многократного использования частицы катализатора выносятся с потоком газа.

     Следует также учитывать, что может происходить  утечка углеводородов из щелей в клапанах и трубопроводах, в реакторах и резервуарах для хранения нефтепродуктов. При правильном проведении процессов переработки нефти эти потери можно сделать минимальными. 

2. Влияние кислых компонентов углеводородных газов  на организм человека

 

   Углерода окись СО (угарный газ). Класс опасности – 4, ПДКсс - 0,05мг/л, ПДКмр - 0,15мг/л. Газ без цвета и запаха. Токсичен. При острых отравлениях головная боль, головокружение, тошнота, слабость, одышка, учащенный пульс. Возможна потеря сознания, судороги, кома, нарушение кровообращения и дыхания. При хронических отравлениях появляются головная боль, бессонница, возникает эмоциональная неустойчивость, ухудшаются внимание и память. Возможны органические поражения нервной системы, сосудистые спазмы. Углерода окись образуется в результате неполного сгорания углерода в топливе. В частности при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода. Подобное образование происходит в печной топке, когда слишком рано закрывают печную заслонку (пока окончательно не прогорели угли). Образующийся при этом монооксид углерода, вследствие своей ядовитости, вызывает физиологические расстройства («угар») и даже смерть, отсюда и одно из названий — «угарный газ». Основным антропогенным источником CO в настоящее время служат выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Оксид углерода образуется при сгорании углеводородного топлива в двигателях внутреннего сгорания при недостаточных температурах или плохой настройке системы подачи воздуха.

   Углерода двуокись (углекислый газ) СО₂. Бесцветный газ со слабым кисловатым запахом. Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье. Вызывает гипоксию (длительностью до нескольких суток), головные боли, головокружение, тошноту (конц 1.5 - 3%). При конц. выше 61% теряется работоспособность, появляется сонливость, ослабление дыхания, сердечной деятельности, возникает опасность для жизни.

   Сероводород. Класс опасности – 2. ПДКмр - 0,008 мг/л. Бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Вещество раздражает глаза и дыхательные пути. Вдыхание газа может вызвать отек легких. Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему. Воздействие может вызвать потерю сознания. Воздействие может вызвать смерть. Эффекты могут быть отсроченными.

   Метилмеркаптан CH₃SH. Класс опасности – 2. ПДКмр - 0,0001мг/л. Бесцветный газ с характерным запахом. Газ тяжелее воздуха и может стелиться по земле, возможно возгорание на расстоянии. Вещество раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Вдыхание газа может вызвать отек легких. Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему, приводя к дыхательной недостаточности. Воздействие в большой дозе может вызвать смерть. За счёт сильного неприятного запаха метилмеркаптан используется для добавления во вредные газы, не имеющие запаха, для обнаружения утечки.

   Сернистый ангидрид (диоксид  серы) SO₂. Класс опасности – 3. ПДКсс - 0,05 мг/л. ПДКмр - 0,5 мг/л. Бесцветный газ с характерным резким запахом. Токсичен. В легких случаях отравления сернистым ангидридом появляются кашель, насморк, слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди; при острых отравлениях средней тяжести, кроме того, головная боль, головокружение, общая слабость, боль в подложечной области; при осмотре — признаки химического ожога слизистых оболочек дыхательных путей. Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое отравление. Оно проявляется атрофическим Ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза. Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.

    

1. СО

 

   Общий характер действия. СО вытесняет О₂ из оксигемоглобина (НЬО) крови, образуя карбоксигемоглобин (СОНЬ), содержание О₂ может снижаться с 18—20 до 8% (аноксемия), а разница между содержанием НЬО в артериальной и венозной крови уменьшается с 6—7 до 2—4%. Способность вытеснить О₂ из соединения с гемоглобином объясняется гораздо более высоким сродством последнего к СО, чем к О₂. Кроме того, в присутствии СО в крови ухудшается способность НЬО к диссоциации, и отдача О₂ тканям происходит только при очень низком парциальном давлении его в тканевой среде. При острых отравлениях в соответствии с концентрацией СО и О₂ во вдыхаемом воздухе через некоторое время в крови устанавливается равновесие: определенный процент НЬ оказывается связанным с СО, остальная часть — с О₂. Равновесие между концентрацией СО в крови и в воздухе достигается в течение довольно длительного времени — тем раньше, чем больше минутный объем дыхания. Когда содержание СО во вдыхаемом воздухе и в растворе в жидкой части крови уменьшается, начинается отщепление СО от СОНЬ и обратное выделение ее через легкие. Выделение идет довольно долго и может затягиваться на сутки. Диссоциация СОНЬ происходит в 3600 раз медленнее, чем НЬО.