Күкіртсутектің мұнай құрамы
Тақырыптың өзектілігі. Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде көп мөлшерде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек –адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады.
Осыған орай біздің зерттеуіміздің мақсаты – сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздару әдісін жасау. Осы мақсатқа байланысты жұмысты орындау барысында келесі міндеттер қойылды:
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу;
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек –адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады.
Осыған орай біздің зерттеуіміздің мақсаты – сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздару әдісін жасау. Осы мақсатқа байланысты жұмысты орындау барысында келесі міндеттер қойылды:
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу;
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде көп мөлшерде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады.
Осыған орай біздің зерттеуіміздің мақсаты - сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздару әдісін жасау. Осы мақсатқа байланысты жұмысты орындау барысында келесі міндеттер қойылды:
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу;
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының қышқыл концентрациясына тәуелділігін зерттеу;
-алынғын сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымын анықтау;
-сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымына әртүрлі параметрлердің әсерін қарастыру.
Бұл әдіс - күкіртсутекті залалсыздандырудың жаңа тиімді әдісі болып табылады.
ӘДЕБИ ШОЛУ
І. Күкіртсутек сипаттамасы
1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі
Табиғатта күкіртсутек жиі еріген күйде минералданған суларда және мұнайда, сонымен қатар, газ кен орындарында кездеседі. Ол үздіксіз миграцияда болады, тау жыныстарымен қосылып жер бетіне жақын жерлерде ағын түрінде бөлінеді. Ол эндогенді және экзогенді жолдармен түзіледі.
Күкіртсутек көп мөлшерде басқа газдармен бірге вулкан атқылауы кезінде бөлінеді. Оның магмада түзілу процесі әлі анық емес. Вулкан атқылауы тоқтағаннан кейін күкіртсутек ұзақ уақыт бойы газ ағыны түрінде күкіртсутектік фумаролдарда және сольфатарларда SO2, CO2, N, H2О бірге және басқа да газдармен бөлініп отырады. Оның құрамы сольфатардың әрекет ету пунктерінде уақыт өте тез өзгереді, кейде барлық газдың 25% дейін жетеді.
Вулкан атқылауынан басқа, көп жағдайда күкіртсутек әртүрлі құрамды ыстық немесе жылы минералды көздермен байланысты. Мұндай көздерде күкіртсутектің құрамы кейде бір литр суда 0,2 -- 0,3 г дейін жетеді.
Экзогенді жағдайда күкіртсутектің түзілуінің қарапайым жолы өлген органикалық заттектердің құрамындағы ақуыз заттарының ыдырауы болып табылады. Микроорганизмдердің қатысуымен әртүрлі бассейндердің су түбіне жақын суларда, батпақтарда, жанар заттарда және басқа да өзендерде күкіртсутектің бөлінуінің процестері осындай.
Көптеген жағдайларда күкіртсутек беттік жағдайда сульфаттардың ыдырауы (CaSO4·2H2O) нәтижесінде түзіледі, SO4 қайта қалпына келуіне биохимиялық процестер қатысады.
Күкіртсутек сульфидтердің ыдырауы кезінде де түзілуі мүмкін, әсіресе, күкіртті метал кен орындарының тотығу зонасының төменгі бөліктерінде.
Едәуір мөлшерде ол мұнай кендерімен бірге жүретін газдарда, сонымен қатар, мұнайлы суларда, лайлы вулкандарда және кейде, артезиан суларында кездеседі.
Тұрақсыз қосылыс ретінде күкіртсутек ауа оттегісі болған кезде оңай ыдырайды. Жер қабығының беттік зонасында оның толығымен тотықпауы нәтижесінде таза күкірт түзіледі, ал ауа атмосферасында ол H2O және SO2 ыдырайды.
Күкіртсутек улы газдардың санына жатады. Бірақ, құрамында аз мөлшерде еріген күкіртсутек бар ыстық және жылы минералды көздер емделу мақсатында кеңінен қолданылады.
Күкіртсутектің жер бетінде бөлінетін жерлері өте көп. Күкіртсутегі бар күшті газ ағындары мұнай кен орындарының бұрғылау ұңғымаларында және көптеген жерлерде кездеседі. Әсіресе, гипсті қыртыстарда, жер асты суларда және көздерде жиі кездеседі.
1.2. Күкіртсутектің мұнай-газ кәсіпшілігінде түзілуі
Су-напорлы режим жағдайында мұнай қабатына суды айдау қабаттық су және мұнай арасында қалыптасқан тепе-теңдікті өзгерте отырып, өзара еру процестеріне, химиялық және биохимиялық реакцияларға алып келеді. Әсіресе, қабаттарға қабаттық қысымды ұстап тұруға арналған, жасанды айдалған су өте активті, оның химиялық құрамы қабаттық судан едәуір ерекшеленеді. Мұнай қасиеттерінің өзгеруіне алып келетін негізгі процестер: көмірсутектің суда еріген сульфаттар есебінен биохимиялық тотығуы болып табылады. Бұл процесс химиялық тұрғыдан былай көрсетіледі:
CaSO4 + СН4 = СаСО3 + Н2O + H2S; (1)
7CaSO4 + С9Н20 = 7СаСО3 + 2СО2 + ЗН2О + 7H2S (2)
Жеңіл парафинді көмірсутектер сульфаттарды қайта қалпына келтіргенде судың және көміртектің қос тотығына дейін тотығады, ал ауырлары С10Н22 бастап полинафтендерге айналады. Бірақ, көмірсутектің тотығуының соңына қарамай, сульфаттардың қайта қалпына келуі барлық жағдайда мұнайдың жеңіл фракцияларының жоғалуына, оның тығыздығының және тұтқырлығының өсуіне және мұнайдың күкіртсутекпен және көмірқышқыл газбен баюына алып келеді. Күкіртсутекпен ластану - бұл процестің маңызды зардаптарының бірі.
Қазіргі таңда мұнай кен орындарын өндіру кезінде мұнайдың тотығуы есебінен сульфаттардың қайта қалпына келу және күкіртсутектің түзілуі процесі сульфатты қайта қалпына келтіретін бактериялардың (Desulfovibrio desulfuricans) тіршілігі нәтижесінде биогенді жолмен жүретіндігін дәлелденген деп санауға болады.
Күкіртсутек өндіру процесінде беттік тұщы және теңіз суын немесе терең емес горизонттардың жер асты суларын айдаған жерлердегі шоғырларда байқалған.
Терең мұнай қабаттарына бактерияларды айдалатын сумен бірге кіргізеді. Табиғи жағдайда сульфатты қайта қалпына келтіретін бактериялар өзен және теңіз суларында, әсіресе, көмірсутегі бар терең емес жер асты горизонттарының суларында өте көп болады. Сульфаттар теңіз және тұщы суларда, кейбір қабат суларында, сонымен қатар, айдалатын сумен гипстік жыныстардан сілтісіздендіріледі.
Өндірістік бақылаулар күкіртсутек, әдетте, айдайтын ұңғымалардың забой маңында құрамында сульфаттарды қайта қалпына келтіретін суды жібергеннен бір жылдан кейін пайда болатындығын көрсетті. Өндіру процесінің ары қарай жүруі нәтижесінде эксплуатациялаушы ұңғымалардың забойына жетеді және негізінен ілеспе суларда жинақталады. Максималды мөлшері 1л суда бірнеше жүз милиграмға жетеді, концентрациясы 100 млл жететін жағдайлар да аз емес, әдетте, оның концентрациясы 40 -- 50 млл. Күкіртсутекті судың пайда болуымен мұнай өндірістік қондырғының коррозиясының жылдамдығы ұлғаяды.
Күкіртсутек темірмен реакцияға түсіп, өндірістік қондырғылардың көп бөлігі темірден жасалған, темір сульфидін түзеді. Темір сульфидінің пайда болуының белгісі болып қара судың пайда болуы жатады және оларды кен орындарда жиі көруге болады.
Күкіртсутек металдан жасалған конструкцияларды бұзады, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді. Сонымен қатар, темір сульфиді дайындаудың технологиялық жүйесінің жұмысын бұзуы және айдау ұңғымаларының забой маңы зонасын бітеуі мүмкін.
1.3. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Күкіртсутек (H2S) - ауыр, өте улы газ. Термиялық тұрақсыз (400 °C жоғары температурада қарапайым заттарға - S және H2 ыдырайды. Күкіртсутек молекуласы шығыңқы пішінді, сондықтан ол полярлы (μ = 0,34x10−29 Кл·м). Су молекуласына қарағанда, молекуладағы сутек атомы берік сутекті байланыс түзбейді, сондықтан күкіртсутек газ болып табылады.
Ауаның құрамында 0,001% болса, күкіртсутектің өзіне тән жағымсыз иісі шығады, ал 0,05% болса тірі организмге мардымды әсер етеді. Егер оның ауадағы концентрациясы көбейіп кетсе бас айналу, бас ауруы, құсу, дем алу процесі қиындап, адам есінен талуына алып келеді, ал егер оның концентрациясы едәуір жоғарыласа кома, құрысу, өкпенің ісінуіне, тіпті өлім қаупі төнеді. Өндірістік ғимараттардың ішінде күкіртсутектің зиянды әсер етпейтін жоғары концентрациясы 0,01мгл [1].
Күкіртсутек өте күшті тотықсыздандырғыш:
2H2S+3O2=2H2O+2SO2 (3)
2H2S+O2=2H2+2S (4)
Мұндай реакциялар, әсіресе, сулы ерітінділерде жақсы жүреді. Күкіртсутек суда жақсы ериді, судың бір көлемінде бұл газдың үш көлемі ериді. Түзілген ерітінді - күкіртсутекті су, ол өте әлсіз қышқыл болып табылады:
H2S -- HS− + H+ Ka = 6.9x10−7 мольл (5)
Негіздермен әрекеттеседі:
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (6)
H2S + NaOH = NaHS + H2O (7)
Күкіртсутек - күшті тотықтырғыш. Ауада көк от болып жанады:
2H2S + ЗО2 = 2Н2О + 2SO2 (8)
Ауа жетіспеген жағдайда:
2H2S + O2 = 2S + 2H2O (9)
Күкіртсутек басқа да тотықтырғыштармен әрекеттеседі, ол ерітіндіде тотыққан кезде бос күкірт немесе SO42−, түзіледі, мысалы:
3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl (10)
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S (11)
Кесте 1. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Қайнау температурасы °С
60,75
Қату температурасы °С
-83
Балқу температурасы °С
-85,6
Критикалық температурасы °С
+100,4
Тығыздығы гсм3
1,539
Тығыздығы
2,93
Меншікті булану жылуы, ккалмоль
4,5
Меншікті түзілу жылуы, ккалмоль
4,8
Ауаның құрамында күкіртсутектің мөлшерінің көбеюі күкірттің жалпы және оның қосылыстарының табиғи айналымына тікелей байланысты. Атмосферада күкіртсутектің түзілуінің бір көзі - биогенді болып табылады. Күкіртсутектің фондық концентрациясы 0,2x103, мұндай мөлшері кезінде ол ауадан екі тәулік ішінде әкетіледі [2,3,8]. Ол негізінен топырақтағы күкіртті бактерияларынан немесе теңіз суынан шығады. Жердің құрғақ бетіне шығатын газдардың құрамында күкіртсутектің үлесі көп [4]. Күкіртсутек айтарлықтай көп мөлшерде түзілуі мұнай өндіретін және өңдейтін аймақтарда байқалады. Мұнай-химиялық комплекстерден шығарылатын зиянды қосылыстар бірнеше топтарға бөлінеді: қалдық күйіндегі газдар; абсорбциялық газдар; вентиляциялық жүйелердің газдары және кездейсоқ бөлініп жатқан газдар. Түтіндік газдардың құрамында 80-90% күкірт оксидтері болады, ал күкіртсутек қалдықтары газдардың (15-31%) құрамында болады. Айта кететін мәселе, мұнай-химиялық комплексте күкірт қышқылы, аммиак та шығарылады [5]. Жоғарыда атап кеткен биогенді көздерден және өндіріс орындарынан басқа, күкіртсутек таза химиялық өндірістерден, құрылыс материалдарын шығаратын орындардан, мал шаруашылық, құс шаруашылығы кешендерінен бөлініп, қоршаған ортаны ластайды [57].
Атмосферадағы орташа құрамы 0,3 мкгм3.
Күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті. Күкіртсутек ауадан ауыр және жер бетіне төселуі мүмкін.
Күкіртсутектің улылығына байланысты оның қолданылуы шектеулі:
-аналитикалық химияда күкіртсутек және күкіртсутекті су ауыр металдарды, сульфидтерді тұндыру үшін реагент ретінде қолданылады;
-медицинада - табиғи және жасанды күкіртсутекті ванналардың құрамында, сонымен қатар, кейбір минералды сулардың құрамында;
-күкіртсутекті күкірт қышқылын, элементті күкірт, сульфид алуда қолданады;
-тиофен және меркаптан алу үшін органикалық синтезде қолданылады.
1.4. Күкіртсутектің адам организміне әсері
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Улы әсер етуінің механизмі цитохром с-оксидаза, сукцинатдегидрогеназаның тежелуімен және оттегінің тканнің утилизациясының төмендеуімен байланысты. Ингаляция кезінде жасушалық некрозға алып келеді, әсіресе, тыныс алу органдарын. Тура тітіркендіргіш әсері нерв жүйесінің, тыныс алу жолдарының және көздің зақымдануына, өкпенің қабынуына алып келеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады. Ұзақ уақыт әсер етуі кезінде күкіртсутектің канцерогенді активтілігі дәлелденбеген [58].
Поса-Рика (Мексика) қаласында зауытта апат нәтижесінде атмосфераға көп мөлшерде күкіртсутектің бөлінуі және ол төменгі температуралы инверсия және жел әсерінен зауыт территориясына іргелес жатқан тұрғын жерге таралуы нәтижесінде адамдардың жалпы улану жағдайы белгілі. Үш сағат ішінде 320 адам ауруханаға жатқызылды, олардың 22 қаза болды. Ең жиі кездесетін симптом иісті сезінбеу. Зардап шеккендердің жартысынан көбі есінен айрылған, кератоконъюнктивит, тыныс алу жолдарының зақымдалуы, 9 адамда өкпе қабынуы байқалған. Ауадағы күкіртсутектің концентрациясы 1500-300 мгм3 асып кетті деп болжамдалады. Күкіртсутекпен ластану және бронхтық астмамен ауыру арасында байланыс бар екендігі анықталды. Егеуқұйрықтарға жүргізілген тәжірибе күкіртсутектің альвеолярлы макрофагтарға цитотоксикологиялық әсері анықталды. Орталық нерв жүйесінде сулы фазамен жанасқанда шекті көмірсутектердің микро кристалдарының түзілуі туралы болжам бар. Бұл микрокристалдардың парциалды қысымның төмендеуі кезінде тұрақсыздылығы шекті көмірсутектердің наркотикалық әсерінің тез қайтымдылығын түсіндіреді. Күкіртсутектің ауада шекті көмірсутектермен бірге болуы, сонымен қатар, қоршаған ауаның жоғары температурасы көмірсутектердің токсикалық эффектісін ұлғайтады. Көмірсутектермен өткір уланудың басты қауіптілігі асфикциямен байланысты.
Күкіртті ангидридті және күкіртсутекті нормалау жалпы әртүрлі мемлекеттерде КСРО және ары қарай Қазақстанда қабылданған нормативтермен салыстыруға болады.
Күкіртсутектің және көмірсутектердің ұзақ уақыт әсер етуі ШРКны аспайтын концентрацияның өзінде тыныс алу жолдарының қайталама және созылмалы зақымдануына және бейімделу механизмдерінің бұзылуының қалыптасуына әсер етеді. Бұл жағдайда, бронх өкпелік патология құрылымы өзгереді, басты орынды бронхтық астма алады. Аурудың орташа ауыр және ауыр жүруі басым келеді [59].
Соңғы кезде күкіртсутектің адам организміне оң әсер етуі туралы ақпарат пайда болды. Күкіртсутек - табиғи қан жолдарын кеңейтетін құрал. Мысалы, G.Yang et al, 2008; P A Kiberstis 2008; E.M. Adler (2007) зерттеулерінде ішек бактериялары жасап шығаратын күкіртсутек артериалды қысымды төмендетуге қабілетті екендігі көрсетілді. Сүтқоректілер жасушаларында күкіртсутек цистатион-гамма-лиаза ферментімен жасап шығарылады, оның негізгі функциясы - цистатионнан цистеин амин қышқылын өндіру. Бірақ, бұл фермент кейбір басқа химиялық реакцияларды катализдеуге қабілетті, соның ішінде, цистеиннің аммиак және күкіртсутекті бөле отырып пирожүзім қышқылына айналуы. Осы уақытқа дейін бұл реакция арнайы физиологиялық рөл ойнай ма немесе бұл тірі жасушаның күрделі биохимиялық машинасының көптеген жанама әсерінің бірі ма деген сұраққа жауап табылмай келді [60].
Ертерек, күкіртсутек қан тасымалдайтын көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді. Бұл эффекттің табиғаты белгілі: күкіртсутек бұлшық ет жасушаларының мембраналарына орнатылған калий каналдарымен - ақуыздармен әрекеттеседі, олар калий иондарының (К+) мембранадан өтуін реттейді. Күкіртсутек калий каналдарын ашады, ол көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді.
Осылайша, эволюция осы екі кезеңді (ферменттің күкіртсутекті шығара алуы және күкіртсутектің көк тамырды кеңейте алуы) қан қысымын реттейтін тағы бір жүйені құру үшңн пайдалана алуы мүмкіндігі болғаны анық. Бұл мүмкіндікті эволюция пайдаланды ма немесе айтылған екі эффект жанама болып қалды ма деген сұрақты анықтау ғана қалды.
Бұл сұраққа жауап беру үшін зерттеушілер цистатионин-гамма-лиаза генінен айрылған генді модификацияланған тышқандарды жасады. Жеті апталық кезеңге дейін олар қарапайым лабораториялық тышқандар секілді өсті және дамыды. Бірақ, жетінші аптадан бастап олардан гипертониямен ауыра бастады. 12- аптада олардың артериалды қысымы сынап бағанымен 135мм жетті, ол сол жастағы бақылаулық тышқандардан - 18мм жоғары. Мұның себебі генді модификацияланған тышқандардың бақылаулық тышқандарға қарағанда көк тамыр қабырғаларында және қан плазмасында күкіртсутектің концентрациясының күрт төмендеуіне байланысты. Күре тамырмен күкіртсутек көзін енгізу генді модификацияланған тышқандарды уақытша жазды. Бақылау тышқандарында да бұл процедурадан кейін қысым төмендеді, бірақ қатты емес.
Әрине, тышқан геномынан цистатионин-гамма-лиаза генін алу тек қана күкіртсутектің концентрациясының төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар, бір қатар биохимиялық өзгерістерге алып келеді. Сондықтан, ғалымдар гипертония күкіртсутектің жетіспеуінің нәтижесінде болғандығын дәлелдеу үшін қосымша күрделі тәжірибелер жүргізу қажеттілігі туындады [61].
Сурет 1. Күкіртсутектің адам денсаулығына әсері
Адамға күкіртсутек әсер еткенде денсаулықтың өзгеруі.
Сурет 1де келтірілген мәліметтер бір-бірімен қарама-қайшылыққа алып келуі мүмкін, ол толығымен бастапқы көзге байланысты. Мысалы, Зиянды химиялық заттектер. V-VII топтардың неорганикалық қосылыстары атты анықтамада 0,0011 мгм3 күкіртсутек концентрациясы шіріген жұмыртқаның иісіне ие деп сипатталады. Сонымен қатар, Я.М. Грушко Атмосферадағы өндірістік шығарындылардағы зиянды бейорганикалық қосылыстар монографиясында иісті сезіну табалдырығына күкіртсутектің жоғарылау концентрациясы жатқызылды: 0,002-0,01мгм3.
Халықаралық эксперттер тобы иіс сезіну табалдырығын 0,0008-0,20мгм3 деп анықтайды (Күкіртсутек, Женева, 1986). Әдебиетте күкіртсутектің деңгейіне нұсқаулар бар, оның арнайы иісі 0,02мгм3 және 0,03мгм3. Күкіртсутектің 4,2-7,0мгм3 диапазоны деңгейінде де шіріген жұмыртқаның шекті иісімен сипатталады. 140-152 мгм3 жуық деңгейде иіс иіс сезіну сезімталдығының жоғалуына байланысты сезілмейді [62].
Күкіртсутек көздің және мұрынның былжырын төмен концентрацияның 14 мгм3 және 70-280 мгм3 өзінде де тітіркендіреді. Көздердің тітіркенуі жас ағумен, көрудің және қабылдаудың төмендеуімен байқалады, олар аурудың үдеуіне және көз қарашық қабықшасының қабынуына және білінуіне алып келуі мүмкін. Күкіртсутек 14 мгм3 концентрациясы кезінде жұмысшыларға 5-6 сағат әсер еткенде көз қарашығының қабықшасын қабындырады.
140 мгм3 - бұл мамандық қауіптіліктің және денсаулықтың Ұлттық институтының (АҚШ) мәліметтері бойынша өмірге және денсаулыққа тез қауіпті болып табылады. Зарарлы зонадан шығуға орнатылған 30 мин диапазон тыныс алу аппаратурасының бұзылу мүмкіндігімен байланысты. Зарарлы зонаға түскен адамдарға тез арада тыныс алу аппаратурасын кию және зарарлы ортадан тез шығуы керек [61].
350 мгм3 бағаланған деңгейлер үш жұмысшыны әсер етудің бірнеше минутында ес-түссіз күйге түсірді. Күкіртсутек адамдарға және лабораториялық тышқандарға өткір әсер еткенде кардиологиялық эффекттер суреттелген. Егер әсер ету тез тоқтаса, онда қайта қалыпқа келу тез жүрді. Бірақ, жоғары концентрациялы күкіртсутек әсер еткенде неврологиялық эффекттер тірі қалғандарда ұзақ уақыт сақталған. Екі әлеуметтік зерттеулер күкіртсутек өткір әсер еткенде адамдарда нейропсихологиялық функциясының бұзылуына алып келетіндігін анықтады, ол таным қабілетінің нашарлауымен; сөйлеудің тездігімен, жазған кезде қателермен, есте сақтау қабілетінің, психомоторлық және перцепциондық қабілеттердің нашарлауымен сипатталады. Күкіртсутек әсер еткеннен кейін қалдық байқалу жүйелік оттегімен ашығу, мидың және жүректің ишемиясының эффектерінен ерекшеленбейді.
Күкіртсутектің жоғары деңгейлерінің ингаляциясы тікелей тыныс алу орталығына әсер етіп, акфикциямен тыныс алу салдығына және ары қарай өлімге алып келеді.
700-1400 мгм3 аралығындағы деңгейде өткір улану бірден шаршау, бас ауыру, бас айналу, қарқынды мазасыздану, иіс сезу функциясының жоғалуы, есінен талу, құсу, көру нервтерінің зақымдануымен, ой қызметінің бұзылуымен, ұйқысыздық, өкпенің қабынуы, құрысу, кома, тыныс алудың бұзылуымен, жүректің тоқтауымен және өліммен байланысты.
Күкіртсутектің өлімге алып келетін концентрациясы әдебиеттер мәліметтері бойынша бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. 1000 мгм3 концентрациялы күкіртсутекті бір немесе екі жұтқан кезде өткір улану жүруі мүмкін. Сонымен бірге, шет елдің ғылыми әдебиеттерінде өлімге жоғарырақ концентрациялар алып келеді делінген. Олар бойынша өлімге 1520 мгм3 жоғары концентрация алып келеді.
Өкпенің қабынуы - күкіртсутектің әсеріне ұшыраған адамдарда жиі байқалады.
Қазақстандағы апаттық жағдай кезінде бар әсер ету критерилері туралы ақпарат
Адам денсаулығына апаттық жағдайда токсикалық заттардың доза уақыттық әсер ету критерилері бойынша ақпарат бұрынғы Совет Одағы кеңістігінде қол жетімді ғылыми және анықтамалық әдебиеттерде бірнеше сілтемелерде ғана көрсетілген [63].
РД 51-1-96 да апат жағдайында адам денсаулығына күкіртсутектің улы әсеріне бағалау келтірілген. Күкіртсутектің атмосфераның жерге жақын қабатында ұсынылған шекті концентрациясы 30 мгм3, ол көмірсутектердің жоғарғы күкіртті кен орындарына СҚА көлемін анықтауға мүмкіндік беретін критерий болып табылады.
Келтірілген құжаттарда 30 мгм3 концентрациясы үшін қауіпті уақытша интервал көрсетілмеген. Бұл, мүмкін кәсіпорындардың шығарындыларының құрамындағы атмосфералық ауаға зиянды заттектердің шекті максималды концентрациясының 20-минуттық уақыт интервалына қатысты шығар.
Тек қана РД 52.04.253-90 ғана апат кезінде күкіртсутекпен ластанған зонада жұмысшыларды және халықты қорғау бойынша шараларды жоспарлау үшін күкіртсутекке (токсикалық дозаның табалдырығы 16,1мг·минл) доза уақыттық критерий келтірілген.
Қазақстанда қазіргі таңда атмосфераға апаттық шығарынды кезінде күкіртсутектің әсер етуін бағалаудың доза уақыттық критерилері бойынша нормативті әдістемелік база жоқ. Бұл технологиялық процесінде күкіртсутек бар өндірістік объектілерге жақын орналасқан халық денсаулығына және организміне тәуекелді бағалауды, алдын алу және зардаптарын жою бойынша шараларды жүргізуді қиындатады [65].
Күкіртсутектің адам денсаулығына әсер етуін бағалау бойынша толық ақпарат Қазақстанның Қолданбалы экология Агенттігі жасап жатқан мұнай химиялық өндірістің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалауды жүргізу бойынша экологиялық жобаларында көрсетілген.
1.5. Атмосфералық ауаның күкіртсутекпен ластануынан халық денсаулығына тәуекелді анықтау
Ғылым ретінде медициналық экологияның басын XX-ғасырдың 50-жылдарын жатқызуға болады. Жоспарланған қызметтің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалау әдіснамасына енбеген медициналық экология тек қана халық денсаулығына тәуекелді бағалау әдіснамасымен жүзеге асырылды.
Халық денсаулығына тәуекелді бағалау - қоршаған ортаның ластануын төмендету бойынша басқару шешімдерін қабылдау үшін қолданылатын аналитикалық құрал. Халық денсаулығына тәуекелді бағалау бойынша Қазақстандағы қалыптасып келе жатқан нормативті құқықтық база бар [64].
1.6. Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері.
Қазіргі кезде құрамында күкіртсутек бар газдарды залалсыздандыру мақсатында оларды өңдейді, олардан пайдалы заттарды алады. Технологиялық газдардан күкіртсутекті пайдалы заттарға айналдырудың бірнеше жолдары бар. Мысалы, күкіртсутекті натрий сульфидіне айналдыру, ол газдан аммоний сульфатын алу. Натрий сульфиді күкіртті бояғыштар және целлюлоза өндірісінде, теріні илеуде терінің жамылғы түтігін жою үшін, ал аммоний сульфаты вискоза өндірісінде тыңайтқыш ретінде қолданылады, тағам өндірісінде тағамдық қоспа Е517 ретінде тіркелген.
Осыдан басқа, Клаус процесін жүргізу барысында иондық абсорбция-десорбция жүйесінде күкіртсутекті қайта өндіру процесінде қолданады. Мұнай және газ және металлургия өндірістерінде бөлініп жатқан газдардағы күкіртсутекті залалсыздандыру екі әдіспен жүргізіледі. Бұл каталитикалық Клаус әдісі және сұйық фазада жүретін тотығу әдісі. Каталитикалық процесті іске асыру үшін бөлініп жатқан газдарды толық залалсыздандыруға мүмкіншілік жасай алатын технологиялық жүйені құрастыру қажет. Клаус процесі 200-400°Ста жүргізіледі. Бұл кезде Н2S және SO2 залалсыздандырылады. Бұл әдістің негізінде Н2S ауадағы оттегімен термиялық тотығуға ұшырап, бос күйіндегі күкірт және газ күйіндегі SO2 түзіледі. Содан кейін каталитикалық реакцияның өзі жүреді [9].
2H2S+SO2=3S+2H2O (12)
Күкіртсутекті тотықтырғанда немесе құрамында күкіртсутек бар газдарды өңдегенде, міндетті түрде қоршаған ортаны қорғауға бағытталған шараларды қолдану қажет. ТМД елдерінің территориясында газ өңдейтін ең ірі кешендер салынды. Олар: Мурабек, Орынбор, Астрахан қалаларында. Осы өндірістер үшін ластағыш газдардың ауаға шығатын көлемдері анықталып, қолданылған шаралар туралы деректер келтірілген [10]. Күкіртсутекті тотықтыру қажеттілігі қоршаған ортаны қорғау мақсатында немесе одан пайдалы өнімдер алу ғана бағытында емес, сонымен қатар, күрделі газдар қоспасын тазарту үшін де жасалады. Себебі, газдарды жылу көзі ретінде жағу үшін де, олардан метанол, аммиак, жасанды отын алу үшін де қолданылады. Ол газдар күкірт қосылыстарынан, әсіресе, күкіртсутектен таза болуы қажет. Осыған орай, әр түрлі газдар қоспасын күкіртсутектен тазартып тұру маңызды мәселелердің бірі [11]. Газдарды күкіртсутектен тазартудың үш әдісі белгілі, олар: қатты адсорбенттерді пайдалана отырып, құрғақ түрде тазарту; ерітінділерді адсорбциялау арқылы тазарту; химиялық жолмен күкіртсутекті басқа қосылыстарға айналдыру. Осы аталған әдістерді әр түрлі процестерді жүргізу арқылы іске асыруға болады, бірақ өндірісте олардың кейбіреуі ғана қолданылады [12-15]. Өндірісте қолданылатын негізгі әдістердің бірі активтелген көмірді қолданып, күкіртсутекті бөліп алу. Активтелген көмірдің сіңіру қабілеті зор, сондықтан оның 1м3 көлемі 400-500кг күкіртсутекті сіңіре алады. Оның үстіне активтелген көмір ауа қатысуымен күкіртсутекті тотықтыруда катализатор рөлін атқара алады. Бұл кезде күкіртсутектің тотығуы мына реакция бойынша жүреді:
2H2S+O2=2H2O+2S (13)
Бұл реакция 35-40°С өте тез жүреді. Ал, егер осы реакцияға аммиакты қатыстырса, мынандай реакция жүреді:
2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 (14)
Газ қоспасын күкіртсутектен толық тазарту мақсатында температураны 60°Стан асырмайды және су буын қолданады. Көмірге сіңірілген күкіртті бөліп алу үшін күкіртті аммоний ерітіндісін қолданады:
(NH4)2S+S=(NH4)2S (15)
Бұл қосылысты ыдыратқанда:
(NH4)2S--2NH3 H2S+S (16)
Қайтадан күкіртсутек және күкірт бөлінеді. Назар аударатын болсақ, бұл әдіс көп сатылы және оның соңынан тағы да зиянды күкіртсутек газы бөлінеді. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тақырыптың өзектілігі. Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде көп мөлшерде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады.
Осыған орай біздің зерттеуіміздің мақсаты - сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздару әдісін жасау. Осы мақсатқа байланысты жұмысты орындау барысында келесі міндеттер қойылды:
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу;
-күкіртсутек газының күкірт қышқылы ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының қышқыл концентрациясына тәуелділігін зерттеу;
-алынғын сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымын анықтау;
-сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымына әртүрлі параметрлердің әсерін қарастыру.
Бұл әдіс - күкіртсутекті залалсыздандырудың жаңа тиімді әдісі болып табылады.
ӘДЕБИ ШОЛУ
І. Күкіртсутек сипаттамасы
1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі
Табиғатта күкіртсутек жиі еріген күйде минералданған суларда және мұнайда, сонымен қатар, газ кен орындарында кездеседі. Ол үздіксіз миграцияда болады, тау жыныстарымен қосылып жер бетіне жақын жерлерде ағын түрінде бөлінеді. Ол эндогенді және экзогенді жолдармен түзіледі.
Күкіртсутек көп мөлшерде басқа газдармен бірге вулкан атқылауы кезінде бөлінеді. Оның магмада түзілу процесі әлі анық емес. Вулкан атқылауы тоқтағаннан кейін күкіртсутек ұзақ уақыт бойы газ ағыны түрінде күкіртсутектік фумаролдарда және сольфатарларда SO2, CO2, N, H2О бірге және басқа да газдармен бөлініп отырады. Оның құрамы сольфатардың әрекет ету пунктерінде уақыт өте тез өзгереді, кейде барлық газдың 25% дейін жетеді.
Вулкан атқылауынан басқа, көп жағдайда күкіртсутек әртүрлі құрамды ыстық немесе жылы минералды көздермен байланысты. Мұндай көздерде күкіртсутектің құрамы кейде бір литр суда 0,2 -- 0,3 г дейін жетеді.
Экзогенді жағдайда күкіртсутектің түзілуінің қарапайым жолы өлген органикалық заттектердің құрамындағы ақуыз заттарының ыдырауы болып табылады. Микроорганизмдердің қатысуымен әртүрлі бассейндердің су түбіне жақын суларда, батпақтарда, жанар заттарда және басқа да өзендерде күкіртсутектің бөлінуінің процестері осындай.
Көптеген жағдайларда күкіртсутек беттік жағдайда сульфаттардың ыдырауы (CaSO4·2H2O) нәтижесінде түзіледі, SO4 қайта қалпына келуіне биохимиялық процестер қатысады.
Күкіртсутек сульфидтердің ыдырауы кезінде де түзілуі мүмкін, әсіресе, күкіртті метал кен орындарының тотығу зонасының төменгі бөліктерінде.
Едәуір мөлшерде ол мұнай кендерімен бірге жүретін газдарда, сонымен қатар, мұнайлы суларда, лайлы вулкандарда және кейде, артезиан суларында кездеседі.
Тұрақсыз қосылыс ретінде күкіртсутек ауа оттегісі болған кезде оңай ыдырайды. Жер қабығының беттік зонасында оның толығымен тотықпауы нәтижесінде таза күкірт түзіледі, ал ауа атмосферасында ол H2O және SO2 ыдырайды.
Күкіртсутек улы газдардың санына жатады. Бірақ, құрамында аз мөлшерде еріген күкіртсутек бар ыстық және жылы минералды көздер емделу мақсатында кеңінен қолданылады.
Күкіртсутектің жер бетінде бөлінетін жерлері өте көп. Күкіртсутегі бар күшті газ ағындары мұнай кен орындарының бұрғылау ұңғымаларында және көптеген жерлерде кездеседі. Әсіресе, гипсті қыртыстарда, жер асты суларда және көздерде жиі кездеседі.
1.2. Күкіртсутектің мұнай-газ кәсіпшілігінде түзілуі
Су-напорлы режим жағдайында мұнай қабатына суды айдау қабаттық су және мұнай арасында қалыптасқан тепе-теңдікті өзгерте отырып, өзара еру процестеріне, химиялық және биохимиялық реакцияларға алып келеді. Әсіресе, қабаттарға қабаттық қысымды ұстап тұруға арналған, жасанды айдалған су өте активті, оның химиялық құрамы қабаттық судан едәуір ерекшеленеді. Мұнай қасиеттерінің өзгеруіне алып келетін негізгі процестер: көмірсутектің суда еріген сульфаттар есебінен биохимиялық тотығуы болып табылады. Бұл процесс химиялық тұрғыдан былай көрсетіледі:
CaSO4 + СН4 = СаСО3 + Н2O + H2S; (1)
7CaSO4 + С9Н20 = 7СаСО3 + 2СО2 + ЗН2О + 7H2S (2)
Жеңіл парафинді көмірсутектер сульфаттарды қайта қалпына келтіргенде судың және көміртектің қос тотығына дейін тотығады, ал ауырлары С10Н22 бастап полинафтендерге айналады. Бірақ, көмірсутектің тотығуының соңына қарамай, сульфаттардың қайта қалпына келуі барлық жағдайда мұнайдың жеңіл фракцияларының жоғалуына, оның тығыздығының және тұтқырлығының өсуіне және мұнайдың күкіртсутекпен және көмірқышқыл газбен баюына алып келеді. Күкіртсутекпен ластану - бұл процестің маңызды зардаптарының бірі.
Қазіргі таңда мұнай кен орындарын өндіру кезінде мұнайдың тотығуы есебінен сульфаттардың қайта қалпына келу және күкіртсутектің түзілуі процесі сульфатты қайта қалпына келтіретін бактериялардың (Desulfovibrio desulfuricans) тіршілігі нәтижесінде биогенді жолмен жүретіндігін дәлелденген деп санауға болады.
Күкіртсутек өндіру процесінде беттік тұщы және теңіз суын немесе терең емес горизонттардың жер асты суларын айдаған жерлердегі шоғырларда байқалған.
Терең мұнай қабаттарына бактерияларды айдалатын сумен бірге кіргізеді. Табиғи жағдайда сульфатты қайта қалпына келтіретін бактериялар өзен және теңіз суларында, әсіресе, көмірсутегі бар терең емес жер асты горизонттарының суларында өте көп болады. Сульфаттар теңіз және тұщы суларда, кейбір қабат суларында, сонымен қатар, айдалатын сумен гипстік жыныстардан сілтісіздендіріледі.
Өндірістік бақылаулар күкіртсутек, әдетте, айдайтын ұңғымалардың забой маңында құрамында сульфаттарды қайта қалпына келтіретін суды жібергеннен бір жылдан кейін пайда болатындығын көрсетті. Өндіру процесінің ары қарай жүруі нәтижесінде эксплуатациялаушы ұңғымалардың забойына жетеді және негізінен ілеспе суларда жинақталады. Максималды мөлшері 1л суда бірнеше жүз милиграмға жетеді, концентрациясы 100 млл жететін жағдайлар да аз емес, әдетте, оның концентрациясы 40 -- 50 млл. Күкіртсутекті судың пайда болуымен мұнай өндірістік қондырғының коррозиясының жылдамдығы ұлғаяды.
Күкіртсутек темірмен реакцияға түсіп, өндірістік қондырғылардың көп бөлігі темірден жасалған, темір сульфидін түзеді. Темір сульфидінің пайда болуының белгісі болып қара судың пайда болуы жатады және оларды кен орындарда жиі көруге болады.
Күкіртсутек металдан жасалған конструкцияларды бұзады, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді. Сонымен қатар, темір сульфиді дайындаудың технологиялық жүйесінің жұмысын бұзуы және айдау ұңғымаларының забой маңы зонасын бітеуі мүмкін.
1.3. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Күкіртсутек (H2S) - ауыр, өте улы газ. Термиялық тұрақсыз (400 °C жоғары температурада қарапайым заттарға - S және H2 ыдырайды. Күкіртсутек молекуласы шығыңқы пішінді, сондықтан ол полярлы (μ = 0,34x10−29 Кл·м). Су молекуласына қарағанда, молекуладағы сутек атомы берік сутекті байланыс түзбейді, сондықтан күкіртсутек газ болып табылады.
Ауаның құрамында 0,001% болса, күкіртсутектің өзіне тән жағымсыз иісі шығады, ал 0,05% болса тірі организмге мардымды әсер етеді. Егер оның ауадағы концентрациясы көбейіп кетсе бас айналу, бас ауруы, құсу, дем алу процесі қиындап, адам есінен талуына алып келеді, ал егер оның концентрациясы едәуір жоғарыласа кома, құрысу, өкпенің ісінуіне, тіпті өлім қаупі төнеді. Өндірістік ғимараттардың ішінде күкіртсутектің зиянды әсер етпейтін жоғары концентрациясы 0,01мгл [1].
Күкіртсутек өте күшті тотықсыздандырғыш:
2H2S+3O2=2H2O+2SO2 (3)
2H2S+O2=2H2+2S (4)
Мұндай реакциялар, әсіресе, сулы ерітінділерде жақсы жүреді. Күкіртсутек суда жақсы ериді, судың бір көлемінде бұл газдың үш көлемі ериді. Түзілген ерітінді - күкіртсутекті су, ол өте әлсіз қышқыл болып табылады:
H2S -- HS− + H+ Ka = 6.9x10−7 мольл (5)
Негіздермен әрекеттеседі:
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (6)
H2S + NaOH = NaHS + H2O (7)
Күкіртсутек - күшті тотықтырғыш. Ауада көк от болып жанады:
2H2S + ЗО2 = 2Н2О + 2SO2 (8)
Ауа жетіспеген жағдайда:
2H2S + O2 = 2S + 2H2O (9)
Күкіртсутек басқа да тотықтырғыштармен әрекеттеседі, ол ерітіндіде тотыққан кезде бос күкірт немесе SO42−, түзіледі, мысалы:
3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl (10)
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S (11)
Кесте 1. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Қайнау температурасы °С
60,75
Қату температурасы °С
-83
Балқу температурасы °С
-85,6
Критикалық температурасы °С
+100,4
Тығыздығы гсм3
1,539
Тығыздығы
2,93
Меншікті булану жылуы, ккалмоль
4,5
Меншікті түзілу жылуы, ккалмоль
4,8
Ауаның құрамында күкіртсутектің мөлшерінің көбеюі күкірттің жалпы және оның қосылыстарының табиғи айналымына тікелей байланысты. Атмосферада күкіртсутектің түзілуінің бір көзі - биогенді болып табылады. Күкіртсутектің фондық концентрациясы 0,2x103, мұндай мөлшері кезінде ол ауадан екі тәулік ішінде әкетіледі [2,3,8]. Ол негізінен топырақтағы күкіртті бактерияларынан немесе теңіз суынан шығады. Жердің құрғақ бетіне шығатын газдардың құрамында күкіртсутектің үлесі көп [4]. Күкіртсутек айтарлықтай көп мөлшерде түзілуі мұнай өндіретін және өңдейтін аймақтарда байқалады. Мұнай-химиялық комплекстерден шығарылатын зиянды қосылыстар бірнеше топтарға бөлінеді: қалдық күйіндегі газдар; абсорбциялық газдар; вентиляциялық жүйелердің газдары және кездейсоқ бөлініп жатқан газдар. Түтіндік газдардың құрамында 80-90% күкірт оксидтері болады, ал күкіртсутек қалдықтары газдардың (15-31%) құрамында болады. Айта кететін мәселе, мұнай-химиялық комплексте күкірт қышқылы, аммиак та шығарылады [5]. Жоғарыда атап кеткен биогенді көздерден және өндіріс орындарынан басқа, күкіртсутек таза химиялық өндірістерден, құрылыс материалдарын шығаратын орындардан, мал шаруашылық, құс шаруашылығы кешендерінен бөлініп, қоршаған ортаны ластайды [57].
Атмосферадағы орташа құрамы 0,3 мкгм3.
Күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен ыдырайды. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті. Күкіртсутек ауадан ауыр және жер бетіне төселуі мүмкін.
Күкіртсутектің улылығына байланысты оның қолданылуы шектеулі:
-аналитикалық химияда күкіртсутек және күкіртсутекті су ауыр металдарды, сульфидтерді тұндыру үшін реагент ретінде қолданылады;
-медицинада - табиғи және жасанды күкіртсутекті ванналардың құрамында, сонымен қатар, кейбір минералды сулардың құрамында;
-күкіртсутекті күкірт қышқылын, элементті күкірт, сульфид алуда қолданады;
-тиофен және меркаптан алу үшін органикалық синтезде қолданылады.
1.4. Күкіртсутектің адам организміне әсері
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Улы әсер етуінің механизмі цитохром с-оксидаза, сукцинатдегидрогеназаның тежелуімен және оттегінің тканнің утилизациясының төмендеуімен байланысты. Ингаляция кезінде жасушалық некрозға алып келеді, әсіресе, тыныс алу органдарын. Тура тітіркендіргіш әсері нерв жүйесінің, тыныс алу жолдарының және көздің зақымдануына, өкпенің қабынуына алып келеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін у. NIOSH мәліметтеріне сәйкес күкіртсутек - жұмыс орнында адамның күрт өлуінің басты себепшісі. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады. Ұзақ уақыт әсер етуі кезінде күкіртсутектің канцерогенді активтілігі дәлелденбеген [58].
Поса-Рика (Мексика) қаласында зауытта апат нәтижесінде атмосфераға көп мөлшерде күкіртсутектің бөлінуі және ол төменгі температуралы инверсия және жел әсерінен зауыт территориясына іргелес жатқан тұрғын жерге таралуы нәтижесінде адамдардың жалпы улану жағдайы белгілі. Үш сағат ішінде 320 адам ауруханаға жатқызылды, олардың 22 қаза болды. Ең жиі кездесетін симптом иісті сезінбеу. Зардап шеккендердің жартысынан көбі есінен айрылған, кератоконъюнктивит, тыныс алу жолдарының зақымдалуы, 9 адамда өкпе қабынуы байқалған. Ауадағы күкіртсутектің концентрациясы 1500-300 мгм3 асып кетті деп болжамдалады. Күкіртсутекпен ластану және бронхтық астмамен ауыру арасында байланыс бар екендігі анықталды. Егеуқұйрықтарға жүргізілген тәжірибе күкіртсутектің альвеолярлы макрофагтарға цитотоксикологиялық әсері анықталды. Орталық нерв жүйесінде сулы фазамен жанасқанда шекті көмірсутектердің микро кристалдарының түзілуі туралы болжам бар. Бұл микрокристалдардың парциалды қысымның төмендеуі кезінде тұрақсыздылығы шекті көмірсутектердің наркотикалық әсерінің тез қайтымдылығын түсіндіреді. Күкіртсутектің ауада шекті көмірсутектермен бірге болуы, сонымен қатар, қоршаған ауаның жоғары температурасы көмірсутектердің токсикалық эффектісін ұлғайтады. Көмірсутектермен өткір уланудың басты қауіптілігі асфикциямен байланысты.
Күкіртті ангидридті және күкіртсутекті нормалау жалпы әртүрлі мемлекеттерде КСРО және ары қарай Қазақстанда қабылданған нормативтермен салыстыруға болады.
Күкіртсутектің және көмірсутектердің ұзақ уақыт әсер етуі ШРКны аспайтын концентрацияның өзінде тыныс алу жолдарының қайталама және созылмалы зақымдануына және бейімделу механизмдерінің бұзылуының қалыптасуына әсер етеді. Бұл жағдайда, бронх өкпелік патология құрылымы өзгереді, басты орынды бронхтық астма алады. Аурудың орташа ауыр және ауыр жүруі басым келеді [59].
Соңғы кезде күкіртсутектің адам организміне оң әсер етуі туралы ақпарат пайда болды. Күкіртсутек - табиғи қан жолдарын кеңейтетін құрал. Мысалы, G.Yang et al, 2008; P A Kiberstis 2008; E.M. Adler (2007) зерттеулерінде ішек бактериялары жасап шығаратын күкіртсутек артериалды қысымды төмендетуге қабілетті екендігі көрсетілді. Сүтқоректілер жасушаларында күкіртсутек цистатион-гамма-лиаза ферментімен жасап шығарылады, оның негізгі функциясы - цистатионнан цистеин амин қышқылын өндіру. Бірақ, бұл фермент кейбір басқа химиялық реакцияларды катализдеуге қабілетті, соның ішінде, цистеиннің аммиак және күкіртсутекті бөле отырып пирожүзім қышқылына айналуы. Осы уақытқа дейін бұл реакция арнайы физиологиялық рөл ойнай ма немесе бұл тірі жасушаның күрделі биохимиялық машинасының көптеген жанама әсерінің бірі ма деген сұраққа жауап табылмай келді [60].
Ертерек, күкіртсутек қан тасымалдайтын көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді. Бұл эффекттің табиғаты белгілі: күкіртсутек бұлшық ет жасушаларының мембраналарына орнатылған калий каналдарымен - ақуыздармен әрекеттеседі, олар калий иондарының (К+) мембранадан өтуін реттейді. Күкіртсутек калий каналдарын ашады, ол көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді.
Осылайша, эволюция осы екі кезеңді (ферменттің күкіртсутекті шығара алуы және күкіртсутектің көк тамырды кеңейте алуы) қан қысымын реттейтін тағы бір жүйені құру үшңн пайдалана алуы мүмкіндігі болғаны анық. Бұл мүмкіндікті эволюция пайдаланды ма немесе айтылған екі эффект жанама болып қалды ма деген сұрақты анықтау ғана қалды.
Бұл сұраққа жауап беру үшін зерттеушілер цистатионин-гамма-лиаза генінен айрылған генді модификацияланған тышқандарды жасады. Жеті апталық кезеңге дейін олар қарапайым лабораториялық тышқандар секілді өсті және дамыды. Бірақ, жетінші аптадан бастап олардан гипертониямен ауыра бастады. 12- аптада олардың артериалды қысымы сынап бағанымен 135мм жетті, ол сол жастағы бақылаулық тышқандардан - 18мм жоғары. Мұның себебі генді модификацияланған тышқандардың бақылаулық тышқандарға қарағанда көк тамыр қабырғаларында және қан плазмасында күкіртсутектің концентрациясының күрт төмендеуіне байланысты. Күре тамырмен күкіртсутек көзін енгізу генді модификацияланған тышқандарды уақытша жазды. Бақылау тышқандарында да бұл процедурадан кейін қысым төмендеді, бірақ қатты емес.
Әрине, тышқан геномынан цистатионин-гамма-лиаза генін алу тек қана күкіртсутектің концентрациясының төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар, бір қатар биохимиялық өзгерістерге алып келеді. Сондықтан, ғалымдар гипертония күкіртсутектің жетіспеуінің нәтижесінде болғандығын дәлелдеу үшін қосымша күрделі тәжірибелер жүргізу қажеттілігі туындады [61].
Сурет 1. Күкіртсутектің адам денсаулығына әсері
Адамға күкіртсутек әсер еткенде денсаулықтың өзгеруі.
Сурет 1де келтірілген мәліметтер бір-бірімен қарама-қайшылыққа алып келуі мүмкін, ол толығымен бастапқы көзге байланысты. Мысалы, Зиянды химиялық заттектер. V-VII топтардың неорганикалық қосылыстары атты анықтамада 0,0011 мгм3 күкіртсутек концентрациясы шіріген жұмыртқаның иісіне ие деп сипатталады. Сонымен қатар, Я.М. Грушко Атмосферадағы өндірістік шығарындылардағы зиянды бейорганикалық қосылыстар монографиясында иісті сезіну табалдырығына күкіртсутектің жоғарылау концентрациясы жатқызылды: 0,002-0,01мгм3.
Халықаралық эксперттер тобы иіс сезіну табалдырығын 0,0008-0,20мгм3 деп анықтайды (Күкіртсутек, Женева, 1986). Әдебиетте күкіртсутектің деңгейіне нұсқаулар бар, оның арнайы иісі 0,02мгм3 және 0,03мгм3. Күкіртсутектің 4,2-7,0мгм3 диапазоны деңгейінде де шіріген жұмыртқаның шекті иісімен сипатталады. 140-152 мгм3 жуық деңгейде иіс иіс сезіну сезімталдығының жоғалуына байланысты сезілмейді [62].
Күкіртсутек көздің және мұрынның былжырын төмен концентрацияның 14 мгм3 және 70-280 мгм3 өзінде де тітіркендіреді. Көздердің тітіркенуі жас ағумен, көрудің және қабылдаудың төмендеуімен байқалады, олар аурудың үдеуіне және көз қарашық қабықшасының қабынуына және білінуіне алып келуі мүмкін. Күкіртсутек 14 мгм3 концентрациясы кезінде жұмысшыларға 5-6 сағат әсер еткенде көз қарашығының қабықшасын қабындырады.
140 мгм3 - бұл мамандық қауіптіліктің және денсаулықтың Ұлттық институтының (АҚШ) мәліметтері бойынша өмірге және денсаулыққа тез қауіпті болып табылады. Зарарлы зонадан шығуға орнатылған 30 мин диапазон тыныс алу аппаратурасының бұзылу мүмкіндігімен байланысты. Зарарлы зонаға түскен адамдарға тез арада тыныс алу аппаратурасын кию және зарарлы ортадан тез шығуы керек [61].
350 мгм3 бағаланған деңгейлер үш жұмысшыны әсер етудің бірнеше минутында ес-түссіз күйге түсірді. Күкіртсутек адамдарға және лабораториялық тышқандарға өткір әсер еткенде кардиологиялық эффекттер суреттелген. Егер әсер ету тез тоқтаса, онда қайта қалыпқа келу тез жүрді. Бірақ, жоғары концентрациялы күкіртсутек әсер еткенде неврологиялық эффекттер тірі қалғандарда ұзақ уақыт сақталған. Екі әлеуметтік зерттеулер күкіртсутек өткір әсер еткенде адамдарда нейропсихологиялық функциясының бұзылуына алып келетіндігін анықтады, ол таным қабілетінің нашарлауымен; сөйлеудің тездігімен, жазған кезде қателермен, есте сақтау қабілетінің, психомоторлық және перцепциондық қабілеттердің нашарлауымен сипатталады. Күкіртсутек әсер еткеннен кейін қалдық байқалу жүйелік оттегімен ашығу, мидың және жүректің ишемиясының эффектерінен ерекшеленбейді.
Күкіртсутектің жоғары деңгейлерінің ингаляциясы тікелей тыныс алу орталығына әсер етіп, акфикциямен тыныс алу салдығына және ары қарай өлімге алып келеді.
700-1400 мгм3 аралығындағы деңгейде өткір улану бірден шаршау, бас ауыру, бас айналу, қарқынды мазасыздану, иіс сезу функциясының жоғалуы, есінен талу, құсу, көру нервтерінің зақымдануымен, ой қызметінің бұзылуымен, ұйқысыздық, өкпенің қабынуы, құрысу, кома, тыныс алудың бұзылуымен, жүректің тоқтауымен және өліммен байланысты.
Күкіртсутектің өлімге алып келетін концентрациясы әдебиеттер мәліметтері бойынша бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. 1000 мгм3 концентрациялы күкіртсутекті бір немесе екі жұтқан кезде өткір улану жүруі мүмкін. Сонымен бірге, шет елдің ғылыми әдебиеттерінде өлімге жоғарырақ концентрациялар алып келеді делінген. Олар бойынша өлімге 1520 мгм3 жоғары концентрация алып келеді.
Өкпенің қабынуы - күкіртсутектің әсеріне ұшыраған адамдарда жиі байқалады.
Қазақстандағы апаттық жағдай кезінде бар әсер ету критерилері туралы ақпарат
Адам денсаулығына апаттық жағдайда токсикалық заттардың доза уақыттық әсер ету критерилері бойынша ақпарат бұрынғы Совет Одағы кеңістігінде қол жетімді ғылыми және анықтамалық әдебиеттерде бірнеше сілтемелерде ғана көрсетілген [63].
РД 51-1-96 да апат жағдайында адам денсаулығына күкіртсутектің улы әсеріне бағалау келтірілген. Күкіртсутектің атмосфераның жерге жақын қабатында ұсынылған шекті концентрациясы 30 мгм3, ол көмірсутектердің жоғарғы күкіртті кен орындарына СҚА көлемін анықтауға мүмкіндік беретін критерий болып табылады.
Келтірілген құжаттарда 30 мгм3 концентрациясы үшін қауіпті уақытша интервал көрсетілмеген. Бұл, мүмкін кәсіпорындардың шығарындыларының құрамындағы атмосфералық ауаға зиянды заттектердің шекті максималды концентрациясының 20-минуттық уақыт интервалына қатысты шығар.
Тек қана РД 52.04.253-90 ғана апат кезінде күкіртсутекпен ластанған зонада жұмысшыларды және халықты қорғау бойынша шараларды жоспарлау үшін күкіртсутекке (токсикалық дозаның табалдырығы 16,1мг·минл) доза уақыттық критерий келтірілген.
Қазақстанда қазіргі таңда атмосфераға апаттық шығарынды кезінде күкіртсутектің әсер етуін бағалаудың доза уақыттық критерилері бойынша нормативті әдістемелік база жоқ. Бұл технологиялық процесінде күкіртсутек бар өндірістік объектілерге жақын орналасқан халық денсаулығына және организміне тәуекелді бағалауды, алдын алу және зардаптарын жою бойынша шараларды жүргізуді қиындатады [65].
Күкіртсутектің адам денсаулығына әсер етуін бағалау бойынша толық ақпарат Қазақстанның Қолданбалы экология Агенттігі жасап жатқан мұнай химиялық өндірістің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалауды жүргізу бойынша экологиялық жобаларында көрсетілген.
1.5. Атмосфералық ауаның күкіртсутекпен ластануынан халық денсаулығына тәуекелді анықтау
Ғылым ретінде медициналық экологияның басын XX-ғасырдың 50-жылдарын жатқызуға болады. Жоспарланған қызметтің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалау әдіснамасына енбеген медициналық экология тек қана халық денсаулығына тәуекелді бағалау әдіснамасымен жүзеге асырылды.
Халық денсаулығына тәуекелді бағалау - қоршаған ортаның ластануын төмендету бойынша басқару шешімдерін қабылдау үшін қолданылатын аналитикалық құрал. Халық денсаулығына тәуекелді бағалау бойынша Қазақстандағы қалыптасып келе жатқан нормативті құқықтық база бар [64].
1.6. Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері.
Қазіргі кезде құрамында күкіртсутек бар газдарды залалсыздандыру мақсатында оларды өңдейді, олардан пайдалы заттарды алады. Технологиялық газдардан күкіртсутекті пайдалы заттарға айналдырудың бірнеше жолдары бар. Мысалы, күкіртсутекті натрий сульфидіне айналдыру, ол газдан аммоний сульфатын алу. Натрий сульфиді күкіртті бояғыштар және целлюлоза өндірісінде, теріні илеуде терінің жамылғы түтігін жою үшін, ал аммоний сульфаты вискоза өндірісінде тыңайтқыш ретінде қолданылады, тағам өндірісінде тағамдық қоспа Е517 ретінде тіркелген.
Осыдан басқа, Клаус процесін жүргізу барысында иондық абсорбция-десорбция жүйесінде күкіртсутекті қайта өндіру процесінде қолданады. Мұнай және газ және металлургия өндірістерінде бөлініп жатқан газдардағы күкіртсутекті залалсыздандыру екі әдіспен жүргізіледі. Бұл каталитикалық Клаус әдісі және сұйық фазада жүретін тотығу әдісі. Каталитикалық процесті іске асыру үшін бөлініп жатқан газдарды толық залалсыздандыруға мүмкіншілік жасай алатын технологиялық жүйені құрастыру қажет. Клаус процесі 200-400°Ста жүргізіледі. Бұл кезде Н2S және SO2 залалсыздандырылады. Бұл әдістің негізінде Н2S ауадағы оттегімен термиялық тотығуға ұшырап, бос күйіндегі күкірт және газ күйіндегі SO2 түзіледі. Содан кейін каталитикалық реакцияның өзі жүреді [9].
2H2S+SO2=3S+2H2O (12)
Күкіртсутекті тотықтырғанда немесе құрамында күкіртсутек бар газдарды өңдегенде, міндетті түрде қоршаған ортаны қорғауға бағытталған шараларды қолдану қажет. ТМД елдерінің территориясында газ өңдейтін ең ірі кешендер салынды. Олар: Мурабек, Орынбор, Астрахан қалаларында. Осы өндірістер үшін ластағыш газдардың ауаға шығатын көлемдері анықталып, қолданылған шаралар туралы деректер келтірілген [10]. Күкіртсутекті тотықтыру қажеттілігі қоршаған ортаны қорғау мақсатында немесе одан пайдалы өнімдер алу ғана бағытында емес, сонымен қатар, күрделі газдар қоспасын тазарту үшін де жасалады. Себебі, газдарды жылу көзі ретінде жағу үшін де, олардан метанол, аммиак, жасанды отын алу үшін де қолданылады. Ол газдар күкірт қосылыстарынан, әсіресе, күкіртсутектен таза болуы қажет. Осыған орай, әр түрлі газдар қоспасын күкіртсутектен тазартып тұру маңызды мәселелердің бірі [11]. Газдарды күкіртсутектен тазартудың үш әдісі белгілі, олар: қатты адсорбенттерді пайдалана отырып, құрғақ түрде тазарту; ерітінділерді адсорбциялау арқылы тазарту; химиялық жолмен күкіртсутекті басқа қосылыстарға айналдыру. Осы аталған әдістерді әр түрлі процестерді жүргізу арқылы іске асыруға болады, бірақ өндірісте олардың кейбіреуі ғана қолданылады [12-15]. Өндірісте қолданылатын негізгі әдістердің бірі активтелген көмірді қолданып, күкіртсутекті бөліп алу. Активтелген көмірдің сіңіру қабілеті зор, сондықтан оның 1м3 көлемі 400-500кг күкіртсутекті сіңіре алады. Оның үстіне активтелген көмір ауа қатысуымен күкіртсутекті тотықтыруда катализатор рөлін атқара алады. Бұл кезде күкіртсутектің тотығуы мына реакция бойынша жүреді:
2H2S+O2=2H2O+2S (13)
Бұл реакция 35-40°С өте тез жүреді. Ал, егер осы реакцияға аммиакты қатыстырса, мынандай реакция жүреді:
2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 (14)
Газ қоспасын күкіртсутектен толық тазарту мақсатында температураны 60°Стан асырмайды және су буын қолданады. Көмірге сіңірілген күкіртті бөліп алу үшін күкіртті аммоний ерітіндісін қолданады:
(NH4)2S+S=(NH4)2S (15)
Бұл қосылысты ыдыратқанда:
(NH4)2S--2NH3 H2S+S (16)
Қайтадан күкіртсутек және күкірт бөлінеді. Назар аударатын болсақ, бұл әдіс көп сатылы және оның соңынан тағы да зиянды күкіртсутек газы бөлінеді. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz