نقش بنزین در آلودگی هوا

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی با اشاره به نقش بنزین در آلودگی هوا، اظهار کرد: بنزین در دو مرحله می‌تواند در آلایندگی نقش داشته باشد.

قبل از احتراق در هنگام نگهداری، نقل و انتقال، سوخت گیری و پس از احتراق. در مرجله قبل از احتراق، با اصلاح کیفیت و کاهش ترکیبات آلاینده مانند آروماتیک‌ها و بنزن و نیز نصب تجهیزات بازیابی بخار بنزین در مخازن نگهداری و مخازن ایستگاه‌های سوخت گیری و هنگام سوخت گیری خودروها، میتوان آلایندگی قبل از احتراق را به شدت کاهش داد.

شهاب الدین متاجی با بیان اینکه هم اکنون استاندارد مورد قبول بنزین‌های یورو ۵ و ۴، اروماتیک کمتر از ۳۵ در صد و بنزن کمتر از یک و فشار بخار کمتر از ۱۰ پی اس آی است، اظهار کرد: بنزین بسیاری از  پالایشگاه‌های ایران از نظر ترکیبات فوق در محدوده قابل قبول قرار دارند. تعداد معدودی از دیگر  پالایشگاه‌های باقیمانده نیز در حال اجرای طرح‌های خود برای ارتقای کیفیت هستند.

وی با بیان اینکه تفاوت استاندارد یورو ۵ و ۴ در میزان گوگرد است، گفت:در استاندارد یورو ۵ میزان گوگرد کمتر از ده گرم در میلیون گرم و  استاندارد یورو ۴ میزان گوگرد کمتر از ۵۰ گرم در میلیون گرم است. علت کاهش، علاوه بر کاهش اکسید گوگرد در هوا، جلوگیری از صدمه گوگرد به کاتالیزر تصفیه دود خروجی موتور است. تسریع در نصب سیستم‌های بازیابی بخار در همه جایگاه‌های سوخت کشور و انبارهای بنزین می‌تواند این نوع آلودگی را خاتمه دهد.

در مناطق نزدیک به مخازن و جایگاه‌ها، مقدار بنزن بسیار بیشتر از سایر نقاط است

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی با تاکید بر اینکه به دلیل هزینه زیاد احداث و بهره برداری این تاسیسات، اجرای آن به کندی پیش می‌رود، به گونه ای که تعداد کمی از مخازن و ایستگاه‌ها مجهز به سیستم بازیابی بخار بنزین هستند، تصریح کرد: برنامه‌ریزی برای تامین مالی جهت اجرای پروژه در قسمت مخازن و نیز مساعدت‌های مالی به جایگاهداران خصوصی، در کاهش این نوع آلودگی موثر است. نتایج آزمایش‌های به‌عمل آمده در مورد غلظت بنزن در هوا، نشان داده است در مناطق نزدیک به مخازن و جایگاه‌ها، مقدار بنزن بسیار بیشتر از سایر نقاط است.

مهمترین نقش بنزین در آلایندگی، مرحله احتراق است که کمتر به آن توجه می‌شود و عامل اصلی  آلودگی  هوا  از این نظر است،   احتراق  بنزین در موتورها، حتی بنزین با کیفیت یورو۵، علاوه بر گاز کربنیک، تولید گاز اکسیدهای ازت – هیدرو کربن‌های نسوخته و مونوکسید کربن و همچنین بنزن می‌کند. مقدار این گازها به طراحی موتور بستگی دارد ولی تولید آنها اجتناب ناپذیر است.

به گفته وی به همین منظور برای موتور خودروها استاندارد یورو ۶ تعریف شده که رعایت آن از سوی خودرو سازان الزامی است. از سوی دیگر  در خودروها در لوله خروجی دود، کاتالیزر های خاص نصب می‌شود تا مواد آلاینده فوق را تبدیل کند. نقش این کاتالیزرها در کاهش آلایندگی بسیار مهم است و باید با معاینات دوره ای از کارکرد آنها اطمینان حاصل شود و به موقع تعویض شوند. نکته مهم این است که بنزن نشر یافته از طریق دود خروجی موتورهای بنزینی بستگی به مقدار اروماتیک و بنزن موجود در بنزین دارد و تاثیر مقدار بنزن از اروماتیک بیشتر است.

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی با بیان اینکه به همین دلیل کنترل مقدار بنزن بسیار مهم است و حتی در برخی از شهر ها برای کنترل مقدار بنزن هوا، حداکثر مجاز آن را از استاندارد یورو ۵ کمتر تعیین کرده اند، اظهار کرد: بنابراین هم از طریق نصب سیستم‌های بازیابی بخار در مخازن و  ایستگاه‌های سوخت گیری، باید از انتشار بنزن جلوگیری کرد و هم از طریق نصب کاتالیزر و ساخت موتور طبق استاندارد یورو ۶ انتشار آن‌را کاهش داد. آزمایش‌ها نشان داده است که در محله‌ای پر ترافیک  غلظت بنزن بسیار بیشتراز مکان‌های دیگر است.

بررسی کیفیت بنزین در کشورهای اروپایی

متاجی در پاسخ به این سوال که در کشورهای دیگر به  موضوع کیفیت بنزین چه اندازه توجه می‌شود؟ گفت: طبق استاندارد یورو ۵ حداکثرحجمی اروماتیک ۳۵و الفین ۱۸ و بنزن ۱ درصد بوده. تفاوت یورو ۵ و یورو ۴ در مقدار گوگرد است. در یورو ۵ حداکثر وزنی گوگرد ۱۰ بخش در میلیون (ppm) و در یورو ۴ برابر ۵۰  بخش در میلیون است. با توجه به تاثیر بنزن سوخت در مقدار بنزن خروجی از موتور، در شهرهای پر ترافیک برای رعایت حداکثر مجاز بنزن در هوا، حداکثر مجاز بنزن را به کمتر از یک مثلا ۶ دهم درصد کاهش داده اند.

وی با اشاره به اهمیت بالای  عدد آرام سوزی گفت: در موتورهای جدید ضریب تراکم افزایش یافته و بازده مکانیکی زیادترشده و در نتیجه  مصرف کم‌تر است. این موتورها نیاز به عدد آرام سوزی بیشتری دارند و لذا در استاندارد یورو ۵ آرام سوزی ۹۵ تعیین شده است. آنچه که مهم است رعایت حداکثر مجاز بنزن در هوااست. با توجه به خطرناک بودن آن، حداکثر مجاز وزنی در کشورهای آسیایی و اروپا کمتر از یک و شش دهم بخش در میلیارد است. دربرخی دیگر از کشور ها حتی از این مقدار هم کمتر و فقط یک بخش در میلیارد است.

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی تاکید کرد: علاوه بر بنزین، طراحی موتور از نظر انتشار آلایندگی و مصرف سوخت نیز اهمیت دارد. استاندارد یورو ۶ برای خودروهای بنزینی در مورد حداکثر مجاز نشر آلاینده ها  بدین شرح زیر است، که مونوکسید کربن یک گرم در کیلومتر، کل هیدروکرین‌ها یک دهم گرم در کیلومتر، هیدروکرین‌های غیر از متان شصت و هشت هزارم گرم در کیلومتر، اکسیدهای ازت شش صدم گرم در کیلومتر، ریز گردها پنج هزارم گرم در کیلومتر باید باشد.

متاجی با اشاره به استاندارد یورو ۶ برای خودروهای دیزلی در مورد حداکثر مجاز نشر آلاینده ها، گفت: مونوکسید کربن پنج دهم گرم  در کیلومتر، هیدروکرین‌ها و اکسیدهای ازت هفده  صدم گرم در کیلومتر، اکسیدهای ازت هشت صدم گرم در کیلومتر و ریز گردها پنج هزارم گرم در کیلومتر تعیین شده است.

لزوم تعیین استاندارد مواد اکتان افزای در جایگاه‌های سوخت

وی در پاسخ به این سوال که نبود بنزین سوپر و یورو چه چالش‌هایی را ایجاد خواهد کرد؟ اظهار کرد: استانداردهای یورو برای کاهش آلایندگی بنزین در انواع مختلف آن تعریف شده اند. در صورت عدم رعایت، انواع آلایندگی مانند اکسیدهای نیتروژن و گوگرد و ریزگردهای کربنی و هیدروکربنی و بنزن در هوا افزایش می‌یابد. مخصوصا اینکه طرح‌های مرتبط با نصب سیستم‌های بازیابی بخار بنزین بطور کامل اجرا نشده اند. از سوی دیگر وجود گوگرد زیاد در بنزین‌های غیر از یورو ۵ سبب خراب شدن کاتالیست‌های تصفیه دود خودروهای مجهز به آن خواهد شد.

به گفته مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی، بنزین سوپر برای خودروهای جدید که نیاز به عدد آرام سوزی بالاتر دارند توصیه شده است. عدد آرام سوزی ۸۷ برای خودروهای قدیمی که بازده کم و مصرف بالا دارند مناسب بوده است. ولی تاثیر عدد آرام سوزی بر مصرف و آلایندگی نیاز به آزمایش و تحقیقات دارد. در برخی از خوروها طبق تحقیقاتی که در کشورهای خارجی برای بعضی از مدل‌ها انجام شده به ازای هر عدد افزایش  آرام سوزی سی و پنج صدم در صد در سرعت‌های کم و هفتاد وپنج صدم در صد در سرعت‌های بالا، کاهش سوخت مشاهده شده است.

پالایشگاههای داخلی با توجه به هزینه زیاد برای افزایش آرام سوزی به ۹۲ و ۹۵، تمایلی به استفاده از اکتان افزا در بنزین ندارند. در برخی از ایستگاه‌های سوختگیری اکتان افزا به شکل غیر رسمی به فروش می‌رسد که معلوم نیست از چه ترکیباتی ساخته شده اند. لذا بهتر است شرکت پخش استاندارد لازم برای مواد اکتان افزای قابل فروش در ایستگاه‌ها را مشخص کند.

در کوتاه مدت نیاز به افزایش تولید بنزین از منابع موجود وجود دارد

وی با بیان اینکه نگاهی به آمار مصرف بنزین نشان می دهد که در کوتاه مدت نیاز به افزایش تولید بنزین از منابع موجود وجود دارد، اظهار کرد: این منابع عبارتند از محصولات فرعی برخی از  پتروشیمی ها و استفاده از نفتای تصفیه شده موجود و نیز کاهش تولید برخی از محصولات پتروشیمی و استفاده از آنها در تولید بنزین است.

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی با بیان اینکه محصولات فرعی پتروشیمی برای جبران کیفیت از نظر آرام سوزی (عدد اکتان) باید استفاده بیشتری از مواد اکتان افزا کرد، گفت: در میان مدت باید از روش های سریع تر برای افزایش تولید بنزین استفاده شود. ساخت پالایشگاه برای افزایش تولید بنزین یا تبدیل نفت کوره،   به حدود ۶ سال زمان نیاز دارد ولی تبدیل نفتای اضافی موجود در پالایشگاه های فعلی یا در حال احداث، در مدت کوتاه تری حدود سه سال قابل انجام است.

ظرفیت سوخت گیری CNG حدود ۵۰ میلیون لیتر بنزین است

به گفته متاجی هم اکنون ظرفیت تاسیسات موجود در کشور برای سوخت گیری CNG معادل حدود ۵۰ میلیون لیتر بنزین است. همه این ظرفیت به دلایل متعدد مورد استفاده قرار نمیگیرد. بررسی علل این امر و اتخاذ سیاست های تشویقی می‌تواند در افزایش مصرف گاز طبیعی و کاهش مصرف بنزین موثر واقع شود.

وی با بیان اینکه وارد کردن گاز مایع به سبد سوخت خودروها در شهرهای نزدیک به مراکز تولید گاز مایع،   گام دیگری در کاهش مصرف بنزین است، گفت: در بسیاری از کشورها، سه نوع سوخت فوق در خودروهای سواری استفاده می‌شود. استفاده از گاز مایع همچنین آلایندگی از نظر ریزگردهای کربنی را کاهش می‌دهد.

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی افزود: کاهش مصرف از طریق توسعه کمی و کیفی سیستم حمل و نقل عمومی، افزایش آگاهی عمومی از خطرات زیست محیطی، تشویق به کاهش ترددهای تک سرنشین با استفاده از نرم افزارهای خاص که در موبایل‌ها نصب می‌شود و راننده‌ها می‌توانند افراد هم مسیر را انتخاب کنند و توسعه استفاده از وسایلی مانند دوچرخه و موتورهای برقی، میتواند انجام پذیر  باشد.

ماجرای بنزین پتروشیمی

متاجی در پاسخ به این سوال که  آیا اکنون از بنزین پتروشیمی در کشور استفاده می‌شود؟ گفت:  مناسب است درپاسخ به این سوال ابتدا به فرایند های پتروشیمی در تولید مواد پایه ای این صنعت اشاره شود. در رابطه با پالایشگاه‌ها دو نوع پتروشیمی را می‌توان دسته بندی کرد، اولفین سازی و آروماتیک سازی. در تولید اولفین‌ها که پایه اولیه برخی از پلیمرها هستند از فرایند مولکول شکنی اتان – پروپان – بوتان – نفتای سبک و نفت گاز در حضور بخارآب و درجه حرارت بالا استفاده می‌شود. در این فرایند علاوه بر اولفین‌هایی مانند اتیلن و پروپیلن، محصولی به نام بنزین پیرولیز تولید می‌شود که مخلوطی از انواع هیدروکربن‌ها بوده و مقدار بنزن و اروماتیک‌ها و الفین‌های یک گانه و چندگانه در آن زیاد است و قابل استفاده برای بنزین نیستند.

وی ادامه داد: برای تصفیه آن ابتدا باید وارد دستگاه هیدرژناسیون شوند تا الفین‌ها با دو  اتصال کربن به کربن تبدیل و سپس وارد دستگاه استخراج بنزن شوند و پس از جدا کردن بنزن، محصول بدست آمده را می‌توان در تولید بنزین مورد استفاده قرار داد. در پتروشیمی هایی الفین ساز که فاقد دستگاه‌های هیدرژناسیون و استخراج بنزن باشند، بنزین پیرولیز یا باید به مصرف سوخت کوره‌ها برسد و یا  به کارخانه های داخلی و خارجی که فرایند فوق را دارند صادر شود.

با رشد مصرف به عنوان راه حل کوتاه مدت نیاز به دریافت بنزین پتروشیمی ها وجود دارد. اگر دقت لازم صورت گیرد آلودگی وجود نخواهد داشت. منظور از دقت این است که روش تولید مشخص و آزمایش‌های کیفی انجام و مستند باشد و برای رفع نگرانی‌ها روش تولید و انجام آزمایش‌ها به اطلاع رسانده شود.

مدیر سابق برنامه‌ریزی تلفیقی شرکت ملی پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی با تاکید بر اینکه در پتروشیمی های اروماتیک ساز، از نفتا به عنوان خوراک استفاده می‌شود. نفتا ابتدا وارد دستگاه تبدیل کاتالیستی شده و محصول این دستگاه ریفورمیت نامیده می‌شود. در پتروشیمی هدف تولید بنزن – تولوئن و زایلن است. به همین دلیل خوراک و شرایط فرایندی به گونه ای تنظیم می‌شود که تولید مواد فوق به حداکثر برسد. مثلا هیدروکربن‌هایی با ۶ اتم  کربن  در خوراک نفتای پتروشیمی وجود دارد که تبدیل به بنزن می‌شوند. اما در خوراک نفتای واحدهای تبدیل کاتالیستی پالایشگاه‌ها، هیدرو کربن‌هایی با ۶ اتم کربن وجود ندارد.

متاجی با بیان اینکه این یک تفاوت مهم بین ریفورمیت‌های تولیدی پالایشگاه‌ها و پتروشیمی ها وجود دارد. ریفورمیت مهمترین ماده برای تولید بنزین است. بنابراین در صورت نیاز به تولید بنزین در پتروشیمی‌ها، باید از  خوراک مناسب تولید بنزین استفاده شود یا پس از استخراج بنزن، آن‌ را برای تولید بنزین مورد استفاده قرار داد. اظهار کرد: در پتروشیمی‌ها، مولولکهای بنزن – تولوئن و انئاع زایلن‌ها از ریفورمیت جدا می‌شود و با قیمانده را می‌توان برای تولید بنزین مورد استفاده قرار داد.

وی با بیان اینکه بنابراین حداقل  به سه  روش می‌توان از پتروشیمی های اروماتیک ساز، مواد مناسب بنزین دریافت کرد، گفت: محصولات فرعی که فاقد بنزن هستند و استفاده از اکتان افزا  – ریفورمیتی که با خوراک و شرایط عملیاتی مناسب بنرین تهیه شده باشد و ریفورمیت پس از فرایند استخراج بنزن مورد توجه است.