CC BY
11НАУЧНЫЕ СТАТЬИ Гидрометеорология и экология _№3_2012_
ЭЭЖ 577.4:66
Техн. гылымд. докторы Ж.Е. Дэрiбаев* Техн. гылымд. канд. А.Н. Кутжанова **
А. А. Орайханова *
М¥НАЙ 0ЦДЕУ 0НД1Р1С1 ЦАЛДЬЩТАРЫНЬЩ АТМОСФЕРА
АУАСЫНДА СЕЙ1ЛУ1
АТМОСФЕРАДА СЕЙ1ЛУ; ЗИЯНДЫЗАТТАР; АТМОСФЕРАЛЬЩ АУА ;
Шымкент цаласында «Петро Казацстан Ойл Продактс» мунай вцдеу внд1рт орналасцан да, онда жылына 6 млн. тоннадан астам мунай вцделед1. Мунай вцдеу технологиясы жогары темпе-ратурада жузеге асырылатындыцтан улкен мвлшерде атмосфера ауасы ластанады. Мунай вцдеу внд1р1сшц мацында елд1 мекен ор-наласуына байланысты, аталмыш внд1р1стен атмосфера ауасына тасталынатын зиянды заттардыц сешлут аныцтау цажеттшт туындайды. Бул мацалада мунай вндгршнен атмосфера ауасына тасталынатын зиянды заттардыц сешлут аныцтайтын есептеу-лер жэне олардыц сешлу картасы жасалынган.
Казакстанныц ощустшнде мунай ешмдерш ецдеумен айналы-сатын бiр гана ендiрiс орны «Петро Казакстан Ойл Продактс» ашык акционерлш когамы Шымкент каласыньщ ощуспк-шыгысындагы тургын аудан шекарасынан 4...5 шакырым кашыктыкта, Бадам езенiнiн сол жагында орналаскан. Эндiрiс орнынан ец жакын мацдагы тургын Yйлерге дейiнгi кашыктык 1000 метрге дейiн де, Карабастау елд1 мекенi одан 1500 м жер аралыгында жатыр. Эндiрiс орны 335,05 га жерге орналаскан да, ол жердщ 10 гектары кегалдандырылган. 0ндiрiстiк атмосферага тасталынатын тYтiн тYрiндегi газдар негiзiнен ЛК-6У комплексiнде тYзiледi. К¥рамындагы кYкiртi 1,27 % дешнп мунайдан жогары сапалы, кYкiртi аз дизел отыны мен керосин ендiруге мYмкiндiк беретiн тазалау блогы - газфракциялык кондыргыдан,
* Каныш Имантайулы Сатпаев атындагы Казак ¥лттык Техникалык Университетшщ, к. Алматы
** Мухтар Эуезов атындагы Ощустш Казакстан Мемлекетпк Университшщ
катализдш риформинг кондыргысынан жэне сумен тазалау секциясы-нан тирады. 0ндiрiстiц непзп ЛК-6У комплексшщ жанында жумсак термиялы; крекингiлеу - висбрекинг кондыргысы орналаскан, онда мунай eнiмдерiн алу барысында тYзiлетiн мазуттан жогары сапалы дизель отыны, бензин жэне отындык газ алынады. Мунай eндiрiсiнiн негiзгi ЛК-6У комплексiнде жэне висбрекинг кондыргысында тYзiлетiн зиянды заттар диаметрi 1,0 м, бшктш 32 м муржалар аркылы атмосферага шыгарылады. Комбинацияланган ЛК-6У кондыргысында жэне висбрекингте тYзiлген газдардыц курамындагы кYкiрттi сутек пен аммиакты булау аркылы тазартылып, 50...60 % сепаратор аркылы конденсацияланганнан кейiн, жандыргыш муржаларда тотыктырылады. Атмосферага шыгарылатын кeмiрсутектер мунай eнiмдерiн сактайтын резервуарлар паркiнен бу тYрiнде тYзiледi. «ПКОП» АА^-ы жобаланган куаты 6 млн. т мунайдан мынадай отын тYрлерiн eндiретiн eндiрiс орны болып табылады:
^ бензин 1 млн. 70 мьщ т; ^ дизел отыны 1 млн. 590 мыц т; ^ мазут 2 млн. 539 мыц т; ^ суйытылган газ 55 мыц т.
Мунайды бiрiктiрiлген кондыргыда eцдеу - шашырап жаткан ла-стау ^здерш бiр жерге жинактап, атмасферага шыгарылатын кYкiрттiн кос тотыгын, ^иртп сутектi, азот тотыктарын, кeмiртегi тотыгын, фенол, мазут кYлi сиякты зиянды заттардыц атмосферада сейiлуiн аныктауды жещлдетедь Бiр жерге жинакталган технологиялык ла-стау кeздерiнен (суреттеп № 0001 бiрiктiрiлген ластау кeзi) жылына 994,297 т ^юрттщ кос тотыгын, 17,24 т ^иртп сутегiн, 902,329 т азот тотыгы мен 45,502 т азоттыц кос тотыгын, 0,046 т аммиак жэне 845,825 т кeмiртегi тотыгын, 3,462 т фенол жэне 9,64 т мазут кYлi мен 0,8 т кeмiрдiц ^лш атмосферага шыгаруга мYмкiндiк бередi. Сонымен бiрге, суреттегi eндiрiс орны орналаскан карта-схемада кeрсетiлген № 0002 ластау ^зшен жылына С6-С10 шегiндегi 12288 т мeлшерiндегi кeмiрсутектер, 64,96 т метан, шектелшбеген 500,77 т мeлшерiндегi кeмiрсутектер, ароматтык кeмiрсутектер тобына жататын 150,684 т бензол, 105,553 т ксилол, 206,979 т толуол жэне олардыц тобына жататын 3,462 т фенол тасталынады. «ПКОП» АА^-на карасты мунай eцдеу eндiрiсiнен атмосферага тасталатын зиянды заттардыц мeлшерлерi жэне олардыц коршаган ортага кауiптiлiгi 1-кестеде ^рсе^те^
Сурет. «ПКОП» ЛЛЦ-ы орнaлaсцaн eHdípíc aудaныныц Kapma- схемисы. № 0001 - aтмосферaны квм1рсутектермен лaстaу квз1; № 0002 - внд1р1с гaздaрын жогу мYржaлaры. ШРК= 0,05 мг/м3; ШРК%рт = 0,1 мг/м3.
1 - SOy 2 - CH.
2 x y
Лястяу кeздеpiнен aтмосфеpaFa тaстaлынaтын зиянды зaттapдьщ мeлшеpi мен Rayirn^^ RraCTapbi
1-кесте
Зиянды зaттapдыц тYpлеpi Meлшеpi, т К^уштшк клaсы Opтa тэуткпк шекпк payaлы концентpaциясы
Aзоттыц кос тотыны 45,502 2 0,04
Aзот TOTЫFЫ 902,329 3 0,06
Aммиaк 0,04б 4 0,04
Keмipсyтегi кYЙесi 0,1175 3 0,1
Зиянды заттаpдыц тYpлepi Meлmepi, т К^шт^к кла^ Gpта тэyлiктiк mercr^ pаyалы кoнцeнтpацияcы
KY^PITÍR кoc тоты^ы 994,297 3 0,05
KYкipттi cyтeгi 17,24 2 0,008
Keмipтeгi тoтыFы 845,825 4 3,0
Метан 64,96 4 50,0
Шектелген С6-С10 12288,05 4 0,005
Keмipcyтeктep 500,77 3 0,005
Шектелмеген кeмipcyтeктep
Apoматты кeмipcyтeктep:
бeнзoл 150,684 2 0,1
кcилoл 105,553 3 0,2
тoлyoл 206,979 3 0,6
Фeнoл 3,462 2 0,003
Mазyт кYлi 9,644 2 0,002
Keмip кYлi 0,8 3 0,1
Aтмocфepаньщ м^най e^^ürm eндipicкe байланыcты ласта^ын зepт-тey жэне лаcтанy децгешн баFалаyдыц алFы mаpты - тол аyданныц экoлoгиялык каpта-cxeмаcын жаcаy бoлып табылады. Сeбeбi экoлoгиялык каpта-cxeмада e^^pic алып жаткан жepдщ аyмаFы, cанитаpлык кopFаy аймаFы, экoлoгиялык т¥pFыдан epeкшe кopFалатын ныcандаp, мэceлeн, т¥pFын аyдандаp, cy кeздepi, opман mаpyаmылыFы, епепк алкаптаpдьщ лаcтанy кeздepiнeн каmыктыFы, oлаpдыц cантиаpлык талаптаpымeн лаcтанy дeцгeйлepi кepceтiлeдi. Kаpта-cxeмада кepceтiлгeн аyдан ласта^ кeздepiнiц паpамeтpлepiнe жэне eндipic opналаcкан жep бeдepiнe байланыcты pадиycты камтиды. Жep бeдepi жазык бoлFан жаFдайда каpта-cxeма камтылатын pадиycта зиянды заттаpдыц шн-цeнтpациялаpы Yздiкciз азайып oтыpyы тиic [1]. AтмocфepаFа таcталынFан зиянды заттаpдыц ceйiлyiнe бipнeme экoлoгиялык фактopлаp эcep eтeдi:
1) лаcтаy кeзi opналаcкан жepдiц тeмпepатypалык cтpатификацияcы -А шэффициешг oл лаcтаy ^зшен mыFатын зиянды заттаpдьщ жepгiлiктi жepдiц климаттык epeкmeлiктepiнe байланыcты тiк жэне галденец баFытта ceйiлyiнe эcepiн типзедц
2) атмocфepа аyаcыныц тeмпepатypаcы;
3) желдщ баFыты мен жылдамдыFы.
Казакстан Ymiн тeмпepатypалык cтpатификация кoэффициeнтi 200-ге тец eкeндiгi аныктаетан [2]. Желдщ баFыты мен жылдамдыFы кeп жаFдайда зиянды заттаpдыц ceйiлyiнe эcepiн типзетш ^лай^и мeтeopoлoгиялык эcepлepдiц тyындаyына мYмкiндiк жаcайды. Ал ^лай^и
метеоpологиялык жaFдaйдa зиянды зaттapдыц сейiлyi киындaйды. OсыFaн бaйлaнысты aйтa кету кеpек, ap лaстay кeздеpi мен зиянды зaттapдын шыFy бaFыттapынa сaй eздеpiне тэн экологиялык тypFыдaн ^ушт жел жылдaмдыктapы болaды.
Шымкент кaлaсындa бaкылaнып жYpген жел бaFыттapы 2-кестеде rap^^re^
2-кесте
Шымкент кaлaсындaFы жел бaFыттapы
Aтaлынyы Жел бaFыттapы
С СШ Ш OШ O OБ Б СБ
^ацтар
Kaйтaлaнyы 4 8 32 24 б 11 8 7
Opтaшa жылдaмдыFы 1,б 2,7 2,б 2,8 5,4 5,1 2,9 2,2
Шiлде
Kaйтaлaнyы 9 22 25 12 3 б 8 15
Opтaшa жылдaмдыFы 3,б 5,б 2,8 2,7 3,8 4,2 3,3 3,2
Бул есептеyлеp нэтижесi тек Шымкенттеп мушй eндеy eндipiсiнен KоpшaFaн оpтaFa гaз тYpiнде тaстaлынaтын aзот тотыктapы мен кYкipт K0сылыстapыныц, сонымен бipге, шектелмеген кeмipсyтектеp буымен мa-зут ^лшщ aтмосфеpa ayaсын ^yirni децгейде лaстaйтындыFыныц, aл кYкipттi сутекпен, apомaтты кeмipсyтектеp жэне фенолмен жоFapы децгейде лaстaнaтындыFыныц дэлелi болa aлaды. Бipaк aтaлFaн зиянды зaттapдын кayiптi децгейдеп концентpaциялapы eндipiстiц сaнитapлык коpFay зо-нaсы aясынaн шыFып, селитбетi зонaFa тapaйтындыFын олapды сейiлy кaшыктыктapын ami^ay apкылы кeз жеткiзyге болaды.
AтмосфеpaFa тaстaлынFaн зиянды зaттapдыц жеp бетше жaкын жaткaн aya кaбaтындaFы мaксимaл концентpaциялapы бiлiнетiн мaксимaл кaшыктыктapы олapдыц темпеpaтypaлapынa бaйлaнысты мынaдaй фоpмyлa-лapмен aныктaлaды:
C i A • M • F • n •r (1)
cm h23jV~^ÂT ' ( j
C1 A• M• F • n•r
CM H 1.3 '
мундaFы CM - ыстык лaстay кeздеpi ушш зиянды зaттapдыц мaксимaл кон -центpaциялapы; CM - суык лaстay кeздеpi Yшiн зиянды зaттapдыц мaкси-мaл концентpaциялapы; Л - стpaтификaция коэффициентi (^aзaкстaн Ymrn Л = 200); M - aтмосфеpaFa тaстaлынaтын зиянды зaттapдыц мeлшеpi,г/с;
F - зиянды заттаpдыц атмocфepадан жepгe meгy жылдамдыгеы; m, n -зиянды заттаpдыц лаcтаy кeздepiнeн атмocфepаFа таpалy epeкmeлiктepiн cипаттайтын eлmeмдepi жoк mамалаp; r¡ - жep бeдepiнe байланыcты аныкталатын кoэффициeнт; H - ласт^ газшщ биiктiгi, ( H = 15 м); ЛТ - ласт^ кeзiнeн mыFатын газ тeмпepатypаcы мен кopmаFан opтанын жылдык opташа тeмпepатypаcы аpаcындаFы айыpым, °С; V - ласта кeзiнeн mыFатын газаyа ^ocra^^iR кeлeмi, м3/c;
V <, (3)
м¥ндаFы D - ласта^ газшщ диамeтpi ( D = 1), м; <0 - ласта^ кeзiнeн атмocфepаFа ^лдщ кeтepiлy жылдамдыFы,( <0 = 5,47) м/c;
* -D, (4)
щ
Газдаpдыц ceйiлy кoнцeнтpацияcын cипаттайтын (1-фopмyладаFы) m кoэффициeнтi:
__1_
1 (5) Б^л жepдeгi f мынадай фopмyламeн аныкталады:
/=io^=i2^1=o,o3 (6)
J H AT 1024-988 , (6)
AныкталFан f шамаcына байланыcты eндipic opны бipкeлкi жазык жepдe opналаcкандыFын байкаyFа бoлады.
Зиянды заттаpдыц лаcтанy кeзiнeн mыFy паpамeтpлepiнe cай n жел жылдамдыFына жэне лаcтаy кeзiнeн mыFатын газ галемше байланыcты eceптeлiнeдi. Б^л макcатта ласта^ кeзiнeн mыFатын зиянды заттаp галем1 V1 -мен аныкталады:
V = 4,3 м/c,
\1 V •лт
&M = 0,05 ^ 1 = 2,2 м/c, (7)
H
«ОНД-86» нopмативтiк к¥жатыныц талабы бoйынmа, eндipic opны
opналаcкан жep аyданында бакыланатын жел жылдамдыFы v > 2 м/c-тан
м
аpтык бoлFан кезде, n = 1 тец бoлады.
Лaстay Ke3ÍHeH шы^тын зиянды зaттapдьщ ^шлу^ мысaл рeтiндe aзоттьщ кос тоть^ыньщ жэнe кeмiр сyтeктepдщ сeйiлyiн aлaмыз дг, aлды-мeн олapдьщ г/с-neH aлFaндaFы мeлшeрiн aныктaFaн соц, олaрдьщ мaксимaл концeнтрaциялaры жэнe мaксимaл концeнтрaциялaры бiлiнeтiн мaксимaл кaшыктыктapы - XM -дi aныктaймыз:
195,941 10»
--г, (8)
12288,05-1» г (9)
с 365-24-3600 г (9)
200.6213.1,26.М= г/м3 1024-3/4,3-988 '
гЬ-Су _ 200-389,65-1,26-1-1 _сп„
V- мг/м3.
вндiрiс орнынaн aтмосфeрa ayaсынa тaстaлынaтын зиянды зaттaрдын
мaксимaл концeнтрaциясы CM бiлiнeтiн мaксимaл кзшыкгык XM мынaдaй
формyлaмeн aныктaлaды:
5-4
Xm = 5-4d.H , (10)
бул жeрдeгi рaзмeрi жок d 3 >2 болFaн кeздe мынaдaй формyлaмeн aныктaлaды:
d =(7- V(1+0,28)V) = 13,82. (11)
Сондa XM = 13,8232 = 442 м.
Лaстay Ke3Í оpнaлaскaн ayдaнныц ортaшa жeл жылдaмдыFынa 6aräa-нысты жэнe X = XM , aл зиянды зaттaрдыц кeлдeнeц бaFыттaFы концeнтpa-циялaрын Kanepre aлaтын eсeптey нYктeсiндeгi зиянды зaттaрдыц сeйiлy кон-цeнтpaциялapы мынaдaй фоpмyлaмeн aныктaлaды:
X
C = CM'S1' 2 '
XM
f Wл
V XJ
(12)
X
мун^ы: S1 <-< 1 болFaндa мынa фоpмyлaмeн aныктaлaды:
XM
Д-эШ-J-iÏ .бШ . 1- (13)
1 vV X M JJ Vv X M JJ vV X M JJ
мундaFы и - жepгiлiктi жepдeгi жылдык оpтaшa жeл жылдaмдыFы (3,65 м/с).
Осылай есепттеулер аркылы аныктаетан зиянды заттардьщ мунай ендеу вндiрiсiнен сейiлу концентрациялары ластау K63i орналаскан ауданнын суретте кврсетiлген карта-схемада белгiленген. Бул карта-схемада кврсетшген мэлiметтер бойынша, ластау Ke3i мацында орналаскан Карабастау жэне сол ауданга жататын Жулдыз ауылы Yшiн солтYCтiк-шыFыс жел экологиялык тургыдан аса каушт болып табылады. Себебi шецбер бойымен алып караFанда, жел баFыттарыньщ iшiнде солтYCтiк шыFыскса баFытталFан жел жаз айларында 22 % шамасында болады. ОсыFан байланысты ластау квздершен шыFатын зиянды заттардыц шектiк руксат етiлген концентрацияFа дейiн сейiлу шекараларыныц iшiнде турFын аудан шекарасы жатыр.
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1. Дэрiбаев Ж.Е., Кутжанова А., Шалабаева Г.С., Турметова Г.Ж., Дэрiбаева Н.Г. вндiрiс калдыктарын агломерациялык вцдеудщ физика-химиялык ерекшел^ер^ - ТYркiстан: Туран, 2009. - 210 б.
2. Общесоюзный нормативный документ (ОНД-86). - М.: Госкомгидромет, 1986. - 90 с.
Поступила 11.10.2012
Доктор техн. наук Ж.Е. Дарибаев
Канд. техн. наук А.Н. Кугжанова
А.А. Орайханова
РАССЕИВАНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ ОТ ПРЕДПРИЯТИЙ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
На предприятии «Петро Казахстан Ойл Продактс», расположенном в городе Шымкенте, ежегодно перерабатывается свыше 6 млн. тонн нефти. Процесс переработки нефти осуществляется при высокой температуре, что приводит к значительному загрязнению атмосферного воздуха вредными газами. В настоящей статье приведены результаты расчета концентраций вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу при переработке нефти и карта-схема их рассеивания в воздухе.
