التطور والملف الشخصي

يمكن تعريف التكنولوجيا الحيوية على أنها تطبيق النظم البيولوجية على العمليات التقنية والصناعية. يشمل كلا من الكائنات الحية التقليدية والمهندسة وراثيا. التكنولوجيا الحيوية التقليدية هي نتيجة التهجين الكلاسيكي أو التزاوج أو التهجين للعديد من الكائنات الحية لإنشاء كائنات حية جديدة تم استخدامها لعدة قرون لإنتاج الخبز والبيرة والجبن وفول الصويا والساكي والفيتامينات والنباتات الهجينة والمضادات الحيوية. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام العديد من الكائنات الحية أيضًا لمعالجة مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي البشرية والنفايات الصناعية السامة.

تجمع التكنولوجيا الحيوية الحديثة بين مبادئ الكيمياء والعلوم البيولوجية (البيولوجيا الجزيئية والخلوية ، وعلم الوراثة ، وعلم المناعة) مع التخصصات التكنولوجية (الهندسة ، وعلوم الكمبيوتر) لإنتاج السلع والخدمات وللإدارة البيئية. تستخدم التكنولوجيا الحيوية الحديثة إنزيمات تقييدية لقص ولصق المعلومات الوراثية ، DNA ، من كائن حي إلى آخر خارج الخلايا الحية. ثم يتم إعادة إدخال الحمض النووي المركب في الخلايا المضيفة لتحديد ما إذا كان سيتم التعبير عن الصفة المرغوبة. تسمى الخلية الناتجة استنساخًا هندسيًا أو مؤتلفًا أو كائنًا تم التلاعب به جينيًا (GMO). نشأت صناعة التكنولوجيا الحيوية "الحديثة" في 1961-1965 مع كسر الشفرة الوراثية ونمت بشكل كبير منذ أول تجارب استنساخ الحمض النووي الناجحة في عام 1972.

منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي ، أدرك العلماء أن الهندسة الوراثية هي تقنية قوية للغاية وواعدة ، ولكن هناك مخاطر محتملة جسيمة يجب وضعها في الاعتبار. في وقت مبكر من عام 1970 ، دعا العلماء إلى وقف عالمي لأنواع محددة من التجارب من أجل تقييم المخاطر ووضع مبادئ توجيهية مناسبة لتجنب المخاطر البيولوجية والبيئية (لجنة جزيئات الحمض النووي المؤتلف ، المجلس القومي للبحوث ، الأكاديمية الوطنية للعلوم 1974 ). تضمنت بعض المخاوف التي تم الإعراب عنها "الهروب المحتمل للنواقل التي يمكن أن تبدأ عملية لا رجعة فيها ، مع احتمال خلق مشاكل أكبر بعدة مرات من تلك الناشئة عن العديد من عمليات إعادة التركيب الجيني التي تحدث تلقائيًا في الطبيعة". كانت هناك مخاوف من أن "الكائنات الحية الدقيقة ذات الجينات المزروعة يمكن أن تكون خطرة على الإنسان أو غيره من أشكال الحياة. يمكن أن ينتج الضرر إذا كانت الخلية المضيفة المعدلة تتمتع بميزة تنافسية من شأنها أن تعزز بقائها في مكان ما داخل النظام البيئي "(المعاهد الوطنية للصحة 1974). كان من المفهوم جيدًا أيضًا أن عمال المختبرات سيكونون "جزر الكناري في منجم الفحم" وينبغي بذل بعض المحاولات لحماية العمال وكذلك البيئة من المخاطر غير المعروفة والتي يحتمل أن تكون خطيرة.

عقد مؤتمر دولي في أسيلومار ، كاليفورنيا ، في فبراير 1975. احتوى تقريره على أول إرشادات إجماع تستند إلى استراتيجيات الاحتواء البيولوجي والفيزيائي للسيطرة على المخاطر المحتملة المتصورة من التكنولوجيا الجديدة. تم الحكم على بعض التجارب على أنها تشكل مخاطر محتملة جسيمة لدرجة أن المؤتمر أوصى بعدم إجرائها في ذلك الوقت (المعاهد الوطنية للصحة 1976). تم حظر العمل التالي في الأصل:

• العمل مع الحمض النووي من الكائنات المسببة للأمراض والجينات المسرطنة
• مكونة مواد مؤتلفة تتضمن جينات سامة
• العمل الذي قد يوسع نطاق المضيف من مسببات الأمراض النباتية
• إدخال الجينات المقاومة للأدوية في الكائنات الحية غير المعروف أنها تكتسبها بشكل طبيعي وحيث يكون العلاج عرضة للخطر
• إطلاق متعمد في البيئة (Freifelder 1978).

 

في الولايات المتحدة ، تم نشر أول إرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIHG) في عام 1976 ، لتحل محل إرشادات Asilomar. سمحت هذه NIHG للبحث بالمضي قدمًا من خلال تجارب التصنيف حسب فئات المخاطر استنادًا إلى المخاطر المرتبطة بالخلية المضيفة وأنظمة ناقلات الجينات التي تنقل الجينات إلى الخلايا وإدخالات الجينات ، مما يسمح بإجراء التجارب أو يقيدها بناءً على تقييم المخاطر. الفرضية الأساسية للمعاهد الوطنية للصحة - لتوفير حماية العمال ، وبالتالي ، سلامة المجتمع - لا تزال قائمة حتى يومنا هذا (المعاهد الوطنية للصحة 1996). يتم تحديث NIHG بانتظام وقد تطورت لتصبح معيارًا مقبولًا على نطاق واسع لممارسة التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة. مطلوب الامتثال من المؤسسات التي تتلقى تمويلًا فيدراليًا ، بالإضافة إلى العديد من قوانين المدينة أو البلدة المحلية. يوفر NIHG أساسًا واحدًا للوائح في البلدان الأخرى حول العالم ، بما في ذلك سويسرا (SCBS 1995) واليابان (المعهد الوطني للصحة 1996).

منذ عام 1976 ، تم توسيع NIHG لتشمل اعتبارات الاحتواء والموافقة على التقنيات الجديدة بما في ذلك مرافق الإنتاج على نطاق واسع ومقترحات العلاج الجيني الجسدي النباتي والحيواني والبشري. يُسمح الآن ببعض التجارب المحظورة في الأصل بموافقة محددة من المعاهد الوطنية للصحة أو بممارسات احتواء محددة.

في عام 1986 ، نشر مكتب الولايات المتحدة لسياسة العلوم والتكنولوجيا (OSTP) إطاره المنسق لتنظيم التكنولوجيا الحيوية. وتناولت مسألة السياسة الأساسية المتعلقة بما إذا كانت اللوائح الحالية كافية لتقييم المنتجات المشتقة من التكنولوجيات الجديدة وما إذا كانت عمليات المراجعة الخاصة بالبحوث كافية لحماية الجمهور والبيئة. وافقت الوكالات التنظيمية والبحثية الأمريكية (وكالة حماية البيئة (EPA) ، وإدارة الغذاء والدواء (FDA) ، وإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) ، والمعاهد الوطنية للصحة ، ووزارة الزراعة الأمريكية (USDA) والمؤسسة الوطنية للعلوم (NSF)) على تنظيم المنتجات ، وليس العمليات ، وأن اللوائح الخاصة الجديدة ليست ضرورية لحماية العمال أو الجمهور أو البيئة. تم وضع السياسة لتشغيل البرامج التنظيمية بطريقة متكاملة ومنسقة ، وتقليل التداخل ، وإلى أقصى حد ممكن ، تقع مسؤولية الموافقة على المنتج على عاتق وكالة واحدة. ستقوم الوكالات بتنسيق الجهود من خلال اعتماد تعريفات متسقة وباستخدام المراجعات العلمية (تقييمات المخاطر) ذات الدقة العلمية المماثلة (OSHA 1984 ؛ OSTP 1986).

قدمت NIHG والإطار المنسق درجة مناسبة من المناقشة العلمية الموضوعية والمشاركة العامة ، مما أدى إلى نمو التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة إلى صناعة بمليارات الدولارات. قبل عام 1970 ، كان هناك أقل من 100 شركة تعمل في جميع جوانب التكنولوجيا الحيوية الحديثة. بحلول عام 1977 ، انضمت 125 شركة أخرى إلى الرتب. بحلول عام 1983 ، رفعت 381 شركة أخرى مستوى استثمار رأس المال الخاص إلى أكثر من مليار دولار. بحلول عام 1 ، نمت الصناعة إلى أكثر من 1994 شركة (لجنة العلاقات المجتمعية بمجلس التكنولوجيا الحيوية في ماساتشوستس 1,230) ، وبلغت القيمة السوقية أكثر من 1993 مليارات دولار.

بلغ عدد العاملين في شركات التكنولوجيا الحيوية الأمريكية عام 1980 حوالي 700 شخص. في عام 1994 ، استخدمت ما يقرب من 1,300 شركة أكثر من 100,000 عامل (لجنة العلاقات المجتمعية بمجلس التكنولوجيا الحيوية في ماساتشوستس ، 1993). بالإضافة إلى ذلك ، هناك صناعة دعم كاملة توفر الإمدادات (المواد الكيميائية ومكونات الوسائط وخطوط الخلايا) والمعدات والأجهزة والخدمات (المصرفية الخلوية والتحقق من الصحة والمعايرة) اللازمة لضمان سلامة البحث والإنتاج.

كان هناك مستوى كبير من القلق والشك في جميع أنحاء العالم بشأن سلامة العلم ومنتجاته. وضع مجلس المجتمعات الأوروبية (برلمان الجماعات الأوروبية 1987) توجيهات لحماية العمال من المخاطر المرتبطة بالتعرض للبيولوجيا (مجلس المجتمعات الأوروبية 1990 أ) ووضع ضوابط بيئية على الأنشطة التجريبية والتجارية بما في ذلك الإطلاق المتعمد. يشمل "الإصدار" تسويق المنتجات باستخدام الكائنات المعدلة وراثيًا (مجلس المجتمعات الأوروبية 1990b ؛ Van Houten و Flemming 1993). تم تطوير المعايير والمبادئ التوجيهية المتعلقة بمنتجات التكنولوجيا الحيوية داخل المنظمات الدولية والمتعددة الأطراف مثل منظمة الصحة العالمية (WHO) ، ومنظمة المعايير الدولية (ISO) ، ولجنة المجتمع الأوروبي ، ومنظمة الأغذية والزراعة (الفاو) ، وشبكة بيانات السلالات الميكروبية ( OSTP 1986).

يمكن النظر إلى صناعة التكنولوجيا الحيوية الحديثة من حيث أربعة قطاعات صناعية رئيسية ، لكل منها مختبر و / أو ميداني و / أو بحث وتطوير سريري (R & D) يدعم الإنتاج الفعلي للسلع والخدمات.

• المستحضرات الصيدلانية الطبية الحيوية والبيولوجيا ومنتجات الأجهزة الطبية
• الأغذية الزراعية والأسماك والحيوانات المعدلة وراثيا والنباتات المقاومة للأمراض والآفات
• المنتجات الصناعية المحسنة وراثيا مثل حامض الستريك والبيوتانول والأسيتون والإيثانول وأنزيمات المنظفات (انظر الجدول 1)
• معالجة مياه الصرف الصحي البيئية ، إزالة التلوث من النفايات الصناعية.

 

الجدول 1. الكائنات الحية الدقيقة ذات الأهمية الصناعية

* مهم للتكنولوجيا الحيوية الحديثة.

 

عمال التكنولوجيا الحيوية

تبدأ التكنولوجيا الحيوية في مختبر البحث وهي علم متعدد التخصصات. يتعرض علماء الأحياء الجزيئية والخلوية وعلماء المناعة وعلماء الوراثة وكيميائيو البروتين والببتيد والكيمياء الحيوية ومهندسو الكيمياء الحيوية بشكل مباشر إلى المخاطر الحقيقية والمحتملة لتقنية الحمض النووي المؤتلف (rDNA). يشمل العمال الآخرون الذين قد يتعرضون بشكل أقل مباشرة للأخطار البيولوجية rDNA موظفي الخدمة والدعم مثل فنيي التهوية والتبريد ومقدمي خدمات المعايرة وموظفي التدبير المنزلي. في مسح حديث لممارسي الصحة والسلامة في الصناعة ، وجد أن العمال المعرضين بشكل مباشر وغير مباشر يشكلون حوالي 30 إلى 40 ٪ من إجمالي القوى العاملة في شركات التكنولوجيا الحيوية التجارية النموذجية (Lee and Ryan 1996). لا يقتصر البحث في مجال التكنولوجيا الحيوية على "الصناعة" ؛ يتم إجراؤها في المؤسسات الأكاديمية والطبية والحكومية أيضًا.

يتعرض عمال معمل التكنولوجيا الحيوية لمجموعة متنوعة من المواد الكيميائية الخطرة والسامة ، والمخاطر البيولوجية المؤتلفة وغير المؤتلفة أو "النوع البري" ، ومسببات الأمراض المنقولة بالدم البشري والأمراض الحيوانية المنشأ ، وكذلك المواد المشعة المستخدمة في تجارب وضع العلامات. بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت الاضطرابات العضلية الهيكلية وإصابات الإجهاد المتكررة معترف بها على نطاق واسع على أنها مخاطر محتملة للعاملين في مجال البحث بسبب الاستخدام المكثف لأجهزة الكمبيوتر والمصابيح الدقيقة اليدوية.

يتعرض مشغلو تصنيع التكنولوجيا الحيوية أيضًا للمواد الكيميائية الخطرة ، ولكن ليس التنوع الذي يراه المرء في إعداد البحث. اعتمادًا على المنتج والعملية ، قد يكون هناك تعرض للنويدات المشعة في التصنيع. حتى في أدنى مستوى من المخاطر البيولوجية ، فإن عمليات تصنيع التكنولوجيا الحيوية هي أنظمة مغلقة وإمكانية التعرض للمزارع المؤتلفة منخفضة ، باستثناء حالات الحوادث. في مرافق الإنتاج الطبي الحيوي ، يكمل تطبيق ممارسات التصنيع الجيدة الحالية إرشادات السلامة الحيوية لحماية العمال في أرضية المصنع. تشمل المخاطر الرئيسية التي يتعرض لها عمال التصنيع في عمليات الممارسة الجيدة واسعة النطاق (GLSP) التي تشمل الكائنات المؤتلفة غير الخطرة الإصابات العضلية الهيكلية الرضحية (مثل إجهاد الظهر وآلامه) ، والحروق الحرارية من خطوط البخار والحروق الكيميائية من الأحماض والمواد الكاوية (حمض الفوسفوريك) وهيدروكسيد الصوديوم والبوتاسيوم) المستخدم في العملية.

يتعرض العاملون في مجال الرعاية الصحية بما في ذلك فنيو المختبرات السريرية إلى نواقل العلاج الجيني والفضلات والعينات المعملية أثناء إدارة الأدوية ورعاية المرضى المسجلين في هذه الإجراءات التجريبية. قد تتعرض مدبرات المنزل أيضًا. العامل وحماية البيئة هما نقطتان تجريبيتان إلزاميتان يجب مراعاتهما عند تطبيق المعاهد الوطنية للصحة لتجارب العلاج الجيني البشري (المعاهد الوطنية للصحة 1996).

قد يتعرض العمال الزراعيون بشكل كبير للمنتجات أو النباتات أو الحيوانات المؤتلفة أثناء استخدام مبيدات الآفات والغرس والحصاد والمعالجة. بصرف النظر عن المخاطر البيولوجية المحتملة من التعرض للنباتات والحيوانات المعدلة وراثيًا ، فإن المخاطر المادية التقليدية التي تنطوي على معدات المزرعة وتربية الحيوانات موجودة أيضًا. يتم استخدام الضوابط الهندسية ومعدات الوقاية الشخصية والتدريب والإشراف الطبي بما يتناسب مع المخاطر المتوقعة (Legaspi and Zenz 1994 ؛ Pratt and May 1994). تعد معدات الوقاية الشخصية ، بما في ذلك بدلات القفز ، وأجهزة التنفس ، وقفازات المرافق ، والنظارات الواقية أو أغطية الرأس مهمة لسلامة العمال أثناء التطبيق والنمو والحصاد للنباتات المعدلة وراثيًا أو كائنات التربة.

العمليات والمخاطر

في عملية التكنولوجيا الحيوية في قطاع الطب الحيوي ، تُزرع الخلايا أو الكائنات الحية ، المعدلة بطرق محددة لإنتاج المنتجات المرغوبة ، في مفاعلات حيوية أحادية الزراعة. في مزرعة خلايا الثدييات ، يتم إفراز منتج البروتين من الخلايا إلى وسط المغذيات المحيط ، ويمكن استخدام مجموعة متنوعة من طرق الفصل الكيميائي (الحجم أو كروماتوجرافيا التقارب ، الرحلان الكهربي) لالتقاط المنتج وتنقيته. أين كولاي يتم استخدام الكائنات المضيفة في التخمير ، ويتم إنتاج المنتج المطلوب داخل غشاء الخلية ويجب أن يتم تمزيق الخلايا جسديًا من أجل حصاد المنتج. التعرض للسموم الداخلية هو خطر محتمل لهذه العملية. غالبًا ما يتم إضافة المضادات الحيوية إلى وسائط الإنتاج لتعزيز إنتاج المنتج المطلوب أو الحفاظ على الضغط الانتقائي على عناصر الإنتاج الوراثي غير المستقرة (البلازميدات). الحساسيات التحسسية لهذه المواد ممكنة. بشكل عام ، هذه هي مخاطر التعرض للهباء الجوي.

من المتوقع حدوث تسربات وانبعاثات الهباء الجوي ويتم التحكم في التعرض المحتمل بعدة طرق. تعتبر عمليات الاختراق في أوعية المفاعل ضرورية لتوفير العناصر الغذائية والأكسجين ، من أجل إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ولرصد ومراقبة النظام. يجب إغلاق أو تصفية كل اختراق (0.2 ميكرون) لمنع تلوث المزرعة. يعمل ترشيح غاز العادم أيضًا على حماية العمال والبيئة في منطقة العمل من الهباء الجوي المتولد أثناء الثقافة أو التخمير. اعتمادًا على إمكانات الخطر البيولوجي للنظام ، يعد التعطيل البيولوجي المعتمد للنفايات السائلة السائلة (عادةً عن طريق الحرارة أو البخار أو الطرق الكيميائية) ممارسة قياسية. تتشابه المخاطر المحتملة الأخرى في صناعة التكنولوجيا الحيوية مع تلك الموجودة في الصناعات الأخرى: الضوضاء ، والحماية الميكانيكية ، والحروق البخارية / الحرارية ، والتلامس مع المواد المسببة للتآكل وما إلى ذلك.

تمت تغطية الإنزيمات والتخمير الصناعي في مكان آخر من هذا موسوعة وتشمل العمليات والمخاطر والضوابط المماثلة لأنظمة الإنتاج المعدلة وراثيا.

تعتمد الزراعة التقليدية على تطوير السلالة التي تستخدم التهجين التقليدي للأنواع النباتية ذات الصلة. الميزة الكبرى لمحطات الهندسة الوراثية هي تقليل الوقت بين الأجيال وعدد التهجينات اللازمة للحصول على الصفة المرغوبة بشكل كبير. كما أن الاعتماد غير الشعبي حاليًا على مبيدات الآفات والأسمدة الكيماوية (التي تساهم في تلوث الجريان السطحي) يفضل التكنولوجيا التي من المحتمل أن تجعل هذه التطبيقات غير ضرورية.

تتضمن التقانة الحيوية للنباتات اختيار نوع نباتي مرن وراثيًا و / أو ذو أهمية مالية لإجراء تعديلات. نظرًا لأن الخلايا النباتية لها جدران خلايا سليلوز صلبة ، فإن الطرق المستخدمة لنقل الحمض النووي إلى الخلايا النباتية تختلف عن تلك المستخدمة في البكتيريا وخطوط الخلايا الثديية في قطاع الطب الحيوي. هناك طريقتان أساسيتان تستخدمان لإدخال الحمض النووي الهندسي الأجنبي في الخلايا النباتية (Watrud، Metz and Fishoff 1996):

• يطلق مسدس الجسيمات الحمض النووي في الخلية المعنية
• منزوع السلاح وغير مسبب للأورام الأورام الجرثومية يُدخل الفيروس أشرطة الجينات في المادة الوراثية للخلية.

 

النوع البري الأورام الجرثومية هو أحد مسببات الأمراض النباتية الطبيعية التي تسبب أورام المرارة التاجية في النباتات المصابة. لا تسبب سلالات الناقلات المنزوعة السلاح والمصممة هندسيًا تكوين ورم نباتي.

بعد التحول بأي من الطريقتين ، يتم تخفيف الخلايا النباتية وتغليفها وتنميتها على أوساط زراعة الأنسجة الانتقائية لفترة طويلة نسبيًا (مقارنة بمعدلات النمو البكتيري) في غرف نمو النبات أو الحضانات. يتم زرع النباتات التي تم تجديدها من الأنسجة المعالجة في التربة في غرف نمو مغلقة لمزيد من النمو. بعد بلوغ السن المناسب يتم فحصهم للتعبير عن الصفات المرغوبة ومن ثم زراعتهم في البيوت البلاستيكية. هناك حاجة إلى عدة أجيال من تجارب الدفيئة لتقييم الاستقرار الوراثي للسمة محل الاهتمام وتوليد مخزون البذور اللازم لمزيد من الدراسة. يتم أيضًا جمع بيانات التأثير البيئي خلال هذه المرحلة من العمل وتقديمها مع مقترحات للوكالات التنظيمية للموافقة على الإصدار التجريبي المفتوح.

الضوابط: مثال الولايات المتحدة

تصف NIHG (NIH 1996) نهجًا منهجيًا لمنع كل من تعرض العمال للكائنات المؤتلفة وإطلاقها في البيئة. كل مؤسسة (على سبيل المثال ، جامعة أو مستشفى أو مختبر تجاري) مسؤولة عن إجراء أبحاث الحمض النووي الريبي بأمان وبما يتوافق مع NIHG. يتم تحقيق ذلك من خلال نظام إداري يحدد المسؤوليات ويتطلب تقييمات شاملة للمخاطر من قبل العلماء المطلعين وموظفي السلامة الأحيائية ، وتنفيذ ضوابط التعرض وبرامج المراقبة الطبية والتخطيط للطوارئ. توفر لجنة السلامة الحيوية المؤسسية (IBC) آليات مراجعة التجارب والموافقة عليها داخل المؤسسة. في بعض الحالات ، يلزم الحصول على موافقة اللجنة الاستشارية المؤتلفة من المعاهد الوطنية للصحة (RAC) نفسها.

تعتمد درجة التحكم على شدة المخاطر ويتم وصفها من خلال تعيينات مستوى السلامة الحيوية (BL) 1-4 ؛ BL1 هو الأقل تقييدًا و BL4 هو الأكثر. يتم تقديم إرشادات الاحتواء للبحث ، البحث والتطوير على نطاق واسع (أكبر من 10 لترات من الثقافة) ، الإنتاج على نطاق واسع والتجارب الحيوانية والنباتية على نطاق واسع وصغير.

يصف الملحق G من NIHG (NIH 1996) الاحتواء المادي على نطاق المختبر. BL1 مناسب للعمل مع عوامل غير معروفة أو ذات خطر ضئيل محتمل على موظفي المختبر أو البيئة. لا يتم فصل المختبر عن أنماط المرور العامة في المبنى. يتم العمل على المناضد المفتوحة. لا توجد أجهزة احتواء خاصة مطلوبة أو مستخدمة. يتم تدريب موظفي المختبر على الإجراءات المخبرية ويشرف عليهم عالم حاصل على تدريب عام في علم الأحياء الدقيقة أو العلوم ذات الصلة.

BL2 مناسب للعمل الذي يتضمن عوامل ذات مخاطر محتملة متوسطة على الأفراد والبيئة. يكون الوصول إلى المختبر محدودًا عند إجراء العمل ، ويتمتع العمال بتدريب خاص في التعامل مع العوامل المسببة للأمراض ويتم توجيههم من قبل علماء أكفاء ، ويتم إجراء الأعمال التي تخلق الهباء الجوي في خزانات السلامة البيولوجية أو غيرها من معدات الاحتواء. قد يتطلب هذا العمل المراقبة الطبية أو التطعيمات حسب الاقتضاء والتي تحددها IBC.

BL3 قابل للتطبيق عند إجراء العمل مع عوامل أصلية أو غريبة قد تسبب مرضًا خطيرًا أو مميتًا نتيجة التعرض عن طريق الاستنشاق. العمال لديهم تدريب محدد ويشرف عليهم علماء أكفاء من ذوي الخبرة في التعامل مع هذه العوامل الخطرة. تتم جميع الإجراءات في ظل ظروف الاحتواء التي تتطلب هندسة خاصة ومعدات الوقاية الشخصية.

BL4 مخصص للعوامل الأكثر خطورة والأكثر غرابة التي تشكل خطرًا كبيرًا على الفرد والمجتمع من الإصابة بأمراض تهدد الحياة. لا يوجد سوى عدد قليل من مختبرات BL4 في العالم.

يتناول الملحق ك الاحتواء المادي لأنشطة البحث أو الإنتاج بأحجام أكبر من 10 لترات (مقياس كبير). كما هو الحال في الإرشادات صغيرة النطاق ، هناك تسلسل هرمي لمتطلبات الاحتواء من أدنى إلى أعلى احتمالية للمخاطر: GLSP إلى BL3-Large-Scale (BL3-LS).

يغطي NIHG ، الملحق P ، العمل مع النباتات على مستوى مقاعد البدلاء وغرفة النمو ومقياس الدفيئة. كما تشير المقدمة: "الغرض الرئيسي من احتواء النبات هو تجنب الانتقال غير المقصود لجينوم النبات المحتوي على الحمض النووي المؤتلف ، بما في ذلك المواد الوراثية النووية أو العضية أو إطلاق كائنات حية مشتقة من الحمض النووي المؤتلف مرتبطة بالنباتات. بشكل عام ، لا تشكل هذه الكائنات أي تهديد لصحة الإنسان أو الحيوانات العليا ، ما لم يتم تعديلها عمدا لهذا الغرض. ومع ذلك ، فإن الانتشار غير المقصود لممرض خطير من دفيئة إلى محصول زراعي محلي أو الإدخال غير المقصود وتكوين كائن حي في نظام بيئي جديد أمر ممكن "(المعاهد الوطنية للصحة 1996). في الولايات المتحدة ، تتحمل وكالة حماية البيئة (EPA) وخدمة فحص صحة الحيوان والنبات (APHIS) التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية مسؤولية مشتركة عن تقييم المخاطر ومراجعة البيانات التي تم إنشاؤها قبل منح الموافقة على اختبار الإطلاق الميداني (EPA 1996 ؛ Foudin and Gay 1995). يتم تقييم قضايا مثل الثبات والانتشار في الماء والهواء والتربة ، حسب أنواع الحشرات والحيوانات ، ووجود محاصيل أخرى مماثلة في المنطقة ، والاستقرار البيئي (حساسية الصقيع أو الحرارة) والمنافسة مع الأنواع المحلية - غالبًا ما يتم تقييمها أولاً في الدفيئة (ليبرمان وآخرون 1996).

تتراوح مستويات احتواء المصنع للمرافق والممارسات أيضًا من BL1 إلى BL4. تتضمن تجارب BL1 النموذجية الاستنساخ الذاتي. قد يتضمن BL2 نقل السمات من العامل الممرض إلى النبات المضيف. قد يتضمن BL3 تعبيرًا عن السموم أو عوامل خطرة على البيئة. يتم تحقيق حماية العمال في مختلف المستويات من خلال معدات الحماية الشخصية والضوابط الهندسية مثل الصوبات الزراعية والصوبات مع تدفق هواء اتجاهي وفلاتر هواء جسيمات عالية الكفاءة (HEPA) لمنع إطلاق حبوب اللقاح. اعتمادًا على المخاطر ، يمكن تحقيق الحماية البيئية والمجتمعية من العوامل التي يحتمل أن تكون خطرة عن طريق الضوابط البيولوجية. ومن الأمثلة على ذلك سمة حساسة لدرجة الحرارة أو سمة حساسية للأدوية أو متطلبات غذائية غير موجودة في الطبيعة.

مع زيادة المعرفة العلمية وتقدم التكنولوجيا ، كان من المتوقع أن تحتاج NIHG إلى المراجعة والمراجعة. على مدار العشرين عامًا الماضية ، اجتمع مركز الأنشطة الإقليمية للنظر في مقترحات التغييرات والموافقة عليها. على سبيل المثال ، لم تعد NIHG تصدر حظرًا شاملًا على الإطلاق المتعمد للكائنات المعدلة وراثيًا ؛ يُسمح بالإصدارات التجريبية الميدانية للمنتجات الزراعية وتجارب العلاج الجيني البشري في الظروف المناسبة وبعد تقييم المخاطر المناسب. كان أحد التعديلات المهمة جدًا على NIHG هو إنشاء فئة احتواء GLSP. خففت متطلبات احتواء "السلالات المؤتلفة غير المسببة للأمراض وغير السامة المشتقة من الكائنات المضيفة التي لها تاريخ ممتد من الاستخدام الآمن على نطاق واسع ، أو التي بنيت في قيود بيئية تسمح بالنمو الأمثل في بيئة واسعة النطاق ولكن محدودة البقاء على قيد الحياة دون عواقب وخيمة على البيئة "(المعاهد الوطنية للصحة 20). سمحت هذه الآلية للتكنولوجيا بالتقدم مع الاستمرار في النظر في احتياجات السلامة.

الضوابط: مثال الجماعة الأوروبية

في أبريل 1990 ، أصدرت الجماعة الأوروبية (EC) توجيهين بشأن الاستخدام المعزول والإطلاق المتعمد للكائنات المعدلة وراثيًا في البيئة. يتطلب كلا التوجيهين من الدول الأعضاء التأكد من اتخاذ جميع التدابير المناسبة لتجنب الآثار الضارة على صحة الإنسان أو البيئة ، ولا سيما من خلال جعل المستخدم يقيم جميع المخاطر ذات الصلة مقدمًا. في ألمانيا ، تم تمرير قانون التكنولوجيا الوراثية في عام 1990 جزئيًا استجابة لتوجيهات المفوضية الأوروبية ، ولكن أيضًا للاستجابة للحاجة إلى سلطة قانونية لبناء منشأة تجريبية لإنتاج الأنسولين المؤتلف (Reutsch and Broderick 1996). في سويسرا ، تستند اللوائح إلى NIHG بالولايات المتحدة ، وتوجيهات مجلس المفوضية الأوروبية والقانون الألماني بشأن تكنولوجيا الجينات. يتطلب السويسريون تسجيلًا سنويًا وتحديثات للتجارب للحكومة. بشكل عام ، تعتبر معايير الحمض النووي الريبي في أوروبا أكثر تقييدًا مما هي عليه في الولايات المتحدة ، وقد ساهم ذلك في قيام العديد من شركات الأدوية الأوروبية بنقل أبحاث الحمض النووي الريبي من بلدانهم الأصلية. ومع ذلك ، تسمح اللوائح السويسرية بفئة مستوى الأمان 4 على نطاق واسع ، وهو أمر غير مسموح به بموجب NIHG (SCBS 1995).

منتجات التكنولوجيا الحيوية

تتضمن بعض المنتجات البيولوجية والصيدلانية التي تم تصنيعها بنجاح بواسطة التقانات الحيوية للحمض النووي المؤتلف ما يلي: الأنسولين البشري؛ هرمون النمو البشري؛ لقاحات التهاب الكبد ألفا إنترفيرون. بيتا إنترفيرون. جاما انترفيرون. عامل تحفيز مستعمرة المحببات. منشط البلازمينوجين الأنسجة. عامل تحفيز مستعمرة الخلايا المحببة الضامة. IL2 ؛ إرثروبويتين. Crymax ، مبيد حشري لمكافحة اليرقات في الخضروات ؛ محاصيل الجوز والكروم ؛ طماطم Flavr Savr (TM) ؛ الكيموجين ، إنزيم يصنع الجبن ؛ ATIII (مضاد الثرومبين III) ، مشتق من حليب الماعز المعدل وراثيا المستخدم لمنع تجلط الدم في الجراحة ؛ يستخدم BST و PST (سوماتوتروبين الأبقار والخنازير) لزيادة إنتاج الحليب واللحوم.

المشاكل الصحية وأنماط المرض

هناك خمسة مخاطر صحية رئيسية ناتجة عن التعرض للكائنات الدقيقة أو منتجاتها في مجال التكنولوجيا الحيوية الصناعية:

• عدوى
• رد فعل على الذيفان الداخلي
• حساسية من الكائنات الحية الدقيقة
• رد فعل تحسسي للمنتج
• رد فعل سام لمنتج.

 

العدوى غير مرجحة لأن غير مسببات الأمراض تستخدم في معظم العمليات الصناعية. ومع ذلك ، فمن الممكن أن الكائنات الحية الدقيقة تعتبر غير ضارة مثل الزائفة و الرشاشيات الأنواع قد تسبب العدوى للأفراد الذين يعانون من نقص المناعة (Bennett 1990). يؤدي التعرض للذيفان الداخلي ، وهو أحد مكونات طبقة عديدات السكاريد الشحمية في جدار الخلية لجميع البكتيريا سالبة الجرام ، بتركيزات تزيد عن 300 نانوغرام / م 3 ، إلى ظهور أعراض عابرة تشبه أعراض الأنفلونزا (Balzer 1994). لقد عانى العاملون في العديد من الصناعات بما في ذلك الزراعة التقليدية والتكنولوجيا الحيوية من آثار التعرض للسموم الداخلية. تحدث تفاعلات الحساسية تجاه الكائنات الحية الدقيقة أو المنتج أيضًا في العديد من الصناعات. تم تشخيص الربو المهني في صناعة التكنولوجيا الحيوية لمجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة والمنتجات بما في ذلك الرشاشيات النيجر, البنسليوم النيابة. والبروتياز. لاحظت بعض الشركات حوادث في أكثر من 12 ٪ من القوى العاملة. يمكن أن تكون التفاعلات السامة متنوعة مثل الكائنات الحية والمنتجات. لقد ثبت أن التعرض للمضادات الحيوية يسبب تحولات في الفلورا الميكروبية في القناة الهضمية. من المعروف أن الفطريات قادرة على إنتاج السموم والمواد المسرطنة في ظل ظروف نمو معينة (Bennett 1990).

لمعالجة القلق من أن العمال المعرضين سيكونون أول من يطور أي آثار صحية ضارة محتملة من التكنولوجيا الجديدة ، كانت المراقبة الطبية لعمال الحمض النووي الريبي (rDNA) جزءًا من NIHG منذ بدايتها. لجان السلامة الأحيائية المؤسسية ، بالتشاور مع طبيب الصحة المهنية ، مكلفة بتحديد ، على أساس كل مشروع على حدة ، ما هي المراقبة الطبية المناسبة. اعتمادًا على هوية العامل المحدد ، وطبيعة الخطر البيولوجي ، والطرق المحتملة للتعرض وتوافر اللقاحات ، قد تشمل مكونات برنامج المراقبة الطبية التنسيب المسبق لفحوصات المتابعة الفيزيائية والدورية ، ولقاحات محددة ، ومحددة. تقييمات الحساسية والمرض ، المسوح المصلية والوبائية قبل التعرض.

يعتقد بينيت (1990) أنه من غير المحتمل أن تشكل الكائنات الحية الدقيقة المعدلة وراثيًا خطر الإصابة بالعدوى أو الحساسية أكثر من الكائن الأصلي ، ولكن قد تكون هناك مخاطر إضافية من المنتج الجديد ، أو الحمض النووي الريبي. يشير تقرير حديث إلى أن التعبير عن مسببات الحساسية من الجوز البرازيلي في فول الصويا المعدل وراثيًا قد يتسبب في آثار صحية غير متوقعة بين العمال والمستهلكين (Nordlee et al.1996). قد تكون المخاطر الجديدة الأخرى هي استخدام سلالات الخلايا الحيوانية التي تحتوي على جينات أو فيروسات غير معروفة أو غير مكتشفة قد تكون ضارة بالبشر.

من المهم أن نلاحظ أن المخاوف المبكرة المتعلقة بإنشاء أنواع متحولة خطرة وراثيًا أو السموم الفائقة لم تتحقق. وجدت منظمة الصحة العالمية أن التكنولوجيا الحيوية لا تنطوي على مخاطر تختلف عن الصناعات التحويلية الأخرى (Miller 1983) ، ووفقًا لـ Liberman و Ducatman و Fink (1990) ، "الإجماع الحالي هو أن المخاطر المحتملة لـ rDNA قد تم المبالغة فيها في البداية وأن تتشابه المخاطر المرتبطة بهذا البحث مع تلك المرتبطة بالكائن الحي ، والناقلات ، والحمض النووي ، والمذيبات ، والأجهزة الفيزيائية المستخدمة ". استنتجوا أن الكائنات الحية المهندسة لا بد أن يكون لها مخاطر ؛ ومع ذلك ، يمكن تعريف الاحتواء لتقليل التعرض.

من الصعب للغاية تحديد التعرض المهني الخاص بصناعة التكنولوجيا الحيوية. "التكنولوجيا الحيوية" ليست صناعة منفصلة برمز مميز للتصنيف الصناعي القياسي (SIC) ؛ بدلاً من ذلك ، يُنظر إليه على أنه عملية أو مجموعة أدوات مستخدمة في العديد من التطبيقات الصناعية. وبالتالي ، عند الإبلاغ عن الحوادث والتعرض ، يتم تضمين البيانات الخاصة بالحالات التي تشمل عمال التكنولوجيا الحيوية ضمن البيانات المتعلقة بجميع الحالات الأخرى التي تحدث في قطاع الصناعة المضيفة (على سبيل المثال ، الزراعة أو صناعة الأدوية أو الرعاية الصحية). علاوة على ذلك ، من المعروف أن حوادث وحوادث المختبرات لم يتم الإبلاغ عنها.

تم الإبلاغ عن عدد قليل من الأمراض على وجه التحديد بسبب تغير الحمض النووي وراثيًا ؛ ومع ذلك ، فهي غير معروفة. تم الإبلاغ عن إصابة موثقة واحدة على الأقل وانقلاب مصلي عندما عانى عامل من عصا إبرة ملوثة بنقل اللقاح المؤتلف (Openshaw et al.1991).

مشكلة سياسية

في الثمانينيات ظهرت أولى منتجات التكنولوجيا الحيوية في الولايات المتحدة وأوروبا. تمت الموافقة على استخدام الأنسولين المعدل وراثيًا في عام 1980 ، كما كان لقاحًا معدلاً وراثيًا ضد مرض الخنازير "النتوءات" (Sattelle 1982). ثبت أن سوماتوتروبين الأبقار المؤتلف (BST) يزيد من إنتاج حليب البقر ووزن ماشية اللحم. أثيرت مخاوف بشأن الصحة العامة وسلامة المنتجات وما إذا كانت اللوائح الحالية كافية لمعالجة هذه المخاوف في جميع المجالات المختلفة حيث يمكن تسويق منتجات التكنولوجيا الحيوية. توفر NIHG حماية العمال والبيئة خلال مراحل البحث والتطوير. سلامة المنتج وفعاليته ليست مسؤولية NIHG. في الولايات المتحدة ، من خلال الإطار المنسق ، يتم تقييم المخاطر المحتملة لمنتجات التكنولوجيا الحيوية من قبل الوكالة الأكثر ملاءمة (FDA أو EPA أو USDA).

يستمر الجدل حول سلامة الهندسة الوراثية ومنتجات التكنولوجيا الحيوية (Thomas and Myers 1993) ، خاصة فيما يتعلق بالتطبيقات الزراعية والأغذية للاستهلاك البشري. يرغب المستهلكون في بعض المناطق في وضع ملصقات على المنتجات لتحديد الأنواع الهجينة التقليدية وأيها مشتق من التكنولوجيا الحيوية. يرفض بعض مصنعي منتجات الألبان استخدام حليب الأبقار التي تتلقى BST. محظور في بعض البلدان (مثل سويسرا). اعتبرت إدارة الغذاء والدواء أن المنتجات آمنة ، ولكن هناك أيضًا مشكلات اقتصادية واجتماعية قد لا تكون مقبولة للجمهور. قد تؤدي تقنية BST بالفعل إلى عيب تنافسي للمزارع الصغيرة ، ومعظمها تدار عائليًا. على عكس التطبيقات الطبية حيث قد لا يكون هناك بديل للعلاج المهندسة وراثيا ، عندما تكون الأطعمة التقليدية متوفرة بكثرة ، فإن الجمهور يفضل التهجين التقليدي على الأطعمة المؤتلفة. ومع ذلك ، فإن البيئات القاسية ونقص الغذاء العالمي الحالي قد يغير هذا الموقف.

أعادت التطبيقات الحديثة للتكنولوجيا على صحة الإنسان والأمراض الموروثة إحياء المخاوف وخلقت قضايا أخلاقية واجتماعية جديدة. سينتج مشروع الجينوم البشري ، الذي بدأ في أوائل الثمانينيات ، خريطة فيزيائية وجينية للمادة الوراثية البشرية. ستزود هذه الخريطة الباحثين بمعلومات لمقارنة التعبير الجيني "الصحي أو الطبيعي" و "المريض" من أجل فهم أفضل للعيوب الجينية الأساسية والتنبؤ بها والإشارة إليها. أنتجت تقنيات الجينوم البشري اختبارات تشخيصية جديدة لمرض هنتنغتون والتليف الكيسي وسرطان الثدي والقولون. من المتوقع أن يصحح العلاج الجيني البشري الجسدي أو يحسن علاجات الأمراض الوراثية. يتم استخدام "بصمات" الحمض النووي عن طريق تحديد خريطة تعدد الأشكال من المواد الجينية كأدلة الطب الشرعي في حالات الاغتصاب والاختطاف والقتل. يمكن استخدامه لإثبات (أو تقنيًا دحض) الأبوة. يمكن استخدامه أيضًا في المجالات الأكثر إثارة للجدل ، مثل تقييم فرص الإصابة بالسرطان وأمراض القلب للتغطية التأمينية والعلاجات الوقائية أو كدليل في محاكم جرائم الحرب و "علامات" وراثية في الجيش.

على الرغم من أن العمل على تجارب الخط الجرثومي البشري (القابلة للانتقال من جيل إلى جيل) ممكن تقنيًا ، إلا أنه لم يتم النظر فيه للموافقة عليه في الولايات المتحدة بسبب الاعتبارات الاجتماعية والأخلاقية الجادة. ومع ذلك ، من المقرر عقد جلسات استماع عامة في الولايات المتحدة لإعادة فتح مناقشة علاج الخط الجرثومي البشري وتحسينات السمات المرغوبة غير المرتبطة بالأمراض.

أخيرًا ، بالإضافة إلى السلامة والقضايا الاجتماعية والأخلاقية ، لا تزال النظريات القانونية حول ملكية الجينات والحمض النووي والمسؤولية عن الاستخدام أو إساءة الاستخدام في تطور.

يجب اتباع الآثار طويلة المدى للإطلاق البيئي لمختلف العوامل. ستظهر قضايا الاحتواء البيولوجي الجديد ونطاق العائل للعمل الذي يتم التحكم فيه بعناية وبشكل مناسب في بيئة المختبر ، ولكن لا تعرف جميع الاحتمالات البيئية. قد تجد البلدان النامية ، حيث قد لا توجد خبرة علمية كافية و / أو وكالات تنظيمية ، نفسها إما غير راغبة أو غير قادرة على القيام بتقييم المخاطر على بيئتها الخاصة. يمكن أن يؤدي هذا إلى قيود غير ضرورية أو سياسة "الباب المفتوح" غير الحكيمة ، والتي يمكن أن يضر أي منها بالفائدة طويلة الأجل للبلد (Ho 1996).

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحذر مهم عند إدخال العوامل الزراعية المهندسة في بيئات جديدة حيث لا يوجد صقيع أو ضغوط احتواء طبيعية أخرى. هل سيتزاوج السكان الأصليون أو المبادلات الطبيعية للمعلومات الجينية مع العوامل المؤتلفة في البرية مما يؤدي إلى نقل الصفات المهندسة؟ هل هذه السمات مؤذية في العوامل الأخرى؟ ماذا سيكون التأثير على مسؤولي العلاج؟ هل ستحد ردود الفعل المناعية من الانتشار؟ هل العناصر الحية المهندسة قادرة على عبور حواجز الأنواع؟ هل يبقون في بيئة الصحاري والجبال والسهول والمدن؟

نبذة عامة

تطورت التكنولوجيا الحيوية الحديثة في الولايات المتحدة بموجب المبادئ التوجيهية المتفق عليها والقوانين المحلية منذ أوائل السبعينيات. لم يُظهر الفحص الدقيق أي سمات غير متوقعة لا يمكن السيطرة عليها يعبر عنها كائن حي مأشوب. إنها تقنية مفيدة ، والتي بدونها لم يكن من الممكن إجراء العديد من التحسينات الطبية القائمة على البروتينات العلاجية الطبيعية. في العديد من البلدان المتقدمة ، تعد التكنولوجيا الحيوية قوة اقتصادية رئيسية وقد نمت صناعة بأكملها حول ثورة التكنولوجيا الحيوية.

ترتبط القضايا الطبية للعاملين في مجال التكنولوجيا الحيوية بالمضيف المحدد ومخاطر الناقلات والحمض النووي والعمليات الفيزيائية التي يتم إجراؤها. حتى الآن كان من الممكن الوقاية من مرض العمال عن طريق الهندسة وممارسات العمل واللقاحات وضوابط الاحتواء البيولوجي الخاصة بالمخاطر كما تم تقييمها على أساس كل حالة على حدة. وقد تم وضع الهيكل الإداري لإجراء تقييمات المخاطر المحتملة لكل بروتوكول تجريبي جديد. ما إذا كان سجل تتبع السلامة هذا يستمر في الإطلاق البيئي لمجال المواد القابلة للحياة هو مسألة تقييم مستمر للمخاطر البيئية المحتملة - الثبات ، والانتشار ، والمبادلات الطبيعية ، وخصائص الخلية المضيفة ، وخصوصية نطاق المضيف لعوامل النقل المستخدمة ، وطبيعة إدخال الجين وهلم جرا. من المهم أخذ هذا في الاعتبار بالنسبة لجميع البيئات والأنواع المحتملة المتأثرة من أجل تقليل المفاجآت التي تحدثها الطبيعة في كثير من الأحيان.

 

الرجوع

مقتبس من الطبعة الثالثة "موسوعة الصحة والسلامة المهنية".

يمكن تعريف صناعة الألعاب النارية على أنها صناعة مواد نارية (ألعاب نارية) للترفيه ، وللاستخدامات الفنية والعسكرية في الإشارات والإضاءة ، وللاستخدام كمبيدات للآفات ولأغراض أخرى مختلفة. تحتوي هذه الأصناف على مواد نارية مصنوعة من مساحيق أو تركيبات عجينة يتم تشكيلها أو ضغطها أو ضغطها حسب الحاجة. عندما يتم إشعالها ، يتم إطلاق الطاقة التي تحتويها لإعطاء تأثيرات محددة ، مثل الإضاءة ، والتفجير ، والصفير ، والصراخ ، وتشكيل الدخان ، والاحتراق ، والدفع ، والاشتعال ، والتهيئة ، وإطلاق النار ، والتفكك. أهم مادة نارية لا تزال هي البودرة السوداء (البارود ، الذي يتكون من الفحم والكبريت ونترات البوتاسيوم) ، والذي يمكن استخدامه سائبًا للتفجير أو ضغطه للدفع أو إطلاق النار أو تخزينه بالفحم الخشبي كأساس.

العمليات

يجب أن تكون المواد الخام المستخدمة في صناعة الألعاب النارية نقية جدًا وخالية من جميع الشوائب الميكانيكية (وقبل كل شيء) خالية من المكونات الحمضية. ينطبق هذا أيضًا على المواد الفرعية مثل الورق ولوح اللصق والغراء. يسرد الجدول 1 المواد الخام الشائعة المستخدمة في تصنيع الألعاب النارية.

الجدول 1. المواد الخام المستخدمة في تصنيع الألعاب النارية

 

بعد تجفيفها وطحنها وغربلتها ، يتم وزن المواد الخام وخلطها في مبنى خاص. في السابق كانت تُخلط دائمًا يدويًا ولكن في المصانع الحديثة غالبًا ما تستخدم الخلاطات الميكانيكية. بعد الخلط ، يجب حفظ المواد في مباني تخزين خاصة لتجنب التراكم في غرف العمل. فقط الكميات المطلوبة لعمليات المعالجة الفعلية يجب أن تؤخذ من هذه المباني إلى غرف العمل.

قد تكون أغلفة المواد النارية من الورق أو اللوح أو المواد الاصطناعية أو المعدن. طريقة التعبئة تختلف. على سبيل المثال ، من أجل التفجير ، يتم سكب التركيبة بشكل فضفاض في علبة وإغلاقها ، بينما يتم سكبها في العلبة من أجل الدفع أو الإضاءة أو الصراخ أو الصفير ثم يتم ضغطها أو ضغطها وإغلاقها.

كان الضغط أو الضغط يتم في السابق بضربات من مطرقة على أداة "تثبيت" خشبية ، ولكن نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة في المنشآت الحديثة ؛ يتم استخدام مكابس هيدروليكية أو مكابس معينات دوارة بدلاً من ذلك. تتيح المكابس الهيدروليكية ضغط التركيبة في وقت واحد في عدد من الحالات.

غالبًا ما تتشكل مواد الإضاءة عندما تكون رطبة لتكوين نجوم ، ثم يتم تجفيفها ووضعها في علب للصواريخ والقنابل وما إلى ذلك. يجب تجفيف المواد الناتجة عن عملية رطبة جيدًا أو قد تشتعل تلقائيًا.

نظرًا لأنه من الصعب اشتعال العديد من المواد النارية عند ضغطها ، يتم تزويد أدوات الألعاب النارية المعنية بمكون وسيط أو أولية لضمان الاشتعال ؛ ثم يتم ختم القضية. يتم إشعال المادة من الخارج بمباراة سريعة ، أو بفتيل ، أو مكشطة ، أو أحيانًا بغطاء قرع.

المخاطر

من الواضح أن أهم المخاطر في الألعاب النارية هي الحريق والانفجار. بسبب قلة عدد الآلات المستخدمة ، تكون المخاطر الميكانيكية أقل أهمية ؛ إنها تشبه تلك الموجودة في الصناعات الأخرى.

تكون حساسية معظم المواد النارية من النوع الذي يمكن أن تشتعل بسهولة عن طريق الضربات والاحتكاك والشرر والحرارة في شكل فضفاض. أنها تشكل مخاطر الحريق والانفجار وتعتبر متفجرات. العديد من مواد الألعاب النارية لها التأثير الانفجاري للمتفجرات العادية ، ويكون العمال عرضة لحرق ملابسهم أو أجسادهم بواسطة صفائح من اللهب.

أثناء معالجة المواد السامة المستخدمة في الألعاب النارية (على سبيل المثال ، مركبات الرصاص والباريوم وخلات النحاس الزرنيخ) قد يكون هناك خطر صحي من استنشاق الغبار أثناء الوزن والخلط.

إجراءات السلامة والصحة

يجب استخدام الأشخاص الموثوق بهم فقط في تصنيع المواد النارية. لا يجوز تشغيل الشباب الذين تقل أعمارهم عن 18 عامًا. من الضروري وجود تعليمات وإشراف مناسبين على العمال.

قبل إجراء أي عملية تصنيع ، من المهم التأكد من حساسية المواد النارية للاحتكاك والصدمات والحرارة وأيضًا تأثيرها المتفجر. ستعتمد طبيعة عملية التصنيع والكميات المسموح بها في غرف العمل ومباني التخزين والتجفيف على هذه الخصائص.

يجب اتخاذ الاحتياطات الأساسية التالية عند تصنيع المواد والأغراض النارية:

• يجب أن تكون المباني في الجزء غير الخطير من التعهد (المكاتب وورش العمل ومناطق تناول الطعام وما إلى ذلك) بعيدة تمامًا عن تلك الموجودة في المناطق الخطرة.
• يجب أن تكون هناك مباني منفصلة للتصنيع والمعالجة والتخزين لعمليات التصنيع المختلفة في المناطق الخطرة ويجب أن تكون هذه المباني متباعدة بشكل جيد
• يجب تقسيم مباني المعالجة إلى غرف عمل منفصلة.
• يجب أن تكون كميات المواد النارية في مباني الخلط والمعالجة والتخزين والتجفيف محدودة.
• يجب أن يكون عدد العمال في غرف العمل المختلفة محدودًا.

 

يوصى بالمسافات التالية:

• بين المباني في المناطق الخطرة وتلك الموجودة في المناطق غير الخطرة ، على الأقل 30 مترًا
• بين مباني المعالجة المختلفة نفسها ، 15 م
• بين مباني الخلط والتجفيف والتخزين والمباني الأخرى ، 20 إلى 40 م حسب البناء وعدد العمال المتضررين
• بين مباني الخلط والتجفيف والتخزين المختلفة ، من 15 إلى 20 م.

 

يمكن تقليل المسافات بين أماكن العمل في ظروف مواتية وإذا تم بناء جدران واقية بينها.

يجب توفير مباني منفصلة للأغراض التالية: تخزين وتحضير المواد الخام ، الخلط ، تخزين التركيبات ، المعالجة (التعبئة ، الكبس أو الكبس) ، التجفيف ، التشطيب (اللصق ، الطلاء ، التغليف ، البارافين ، إلخ) ، التجفيف والتخزين الأصناف الجاهزة وتخزين البودرة السوداء.

يجب تخزين المواد الخام التالية في غرف معزولة: الكلورات والبيركلورات ، فوق كلورات الأمونيوم ؛ النترات والبيروكسيدات والمواد المؤكسدة الأخرى ؛ معادن خفيفة مواد قابلة للاشتعال سوائل قابلة للإشتعال؛ الفوسفور الأحمر النيتروسليلوز. يجب أن يبقى النيتروسليلوز رطبًا. يجب حماية مساحيق المعادن من الرطوبة والزيوت الدهنية والشحوم. يجب تخزين المؤكسدات بشكل منفصل عن المواد الأخرى.

تصميم المبنى

بالنسبة للخلط ، فإن المباني من نوع تنفيس الانفجار (ثلاثة جدران مقاومة ، وسقف مقاوم وجدار تنفيس واحد مصنوع من صفائح بلاستيكية) هي الأكثر ملاءمة. يُنصح بوجود جدار وقائي أمام جدار فتحة الانفجار. يجب عدم استخدام غرف خلط المواد المحتوية على الكلورات للمواد التي تحتوي على معادن أو كبريتيد الأنتيمون.

بالنسبة للتجفيف ، أثبتت المباني التي تحتوي على منطقة تهوية للانفجار والمباني المغطاة بالأرض والمزودة بجدار تنفيس عن الانفجار أنها مرضية. يجب أن تكون محاطة بجسر. في بيوت التجفيف ، يُنصح بدرجة حرارة الغرفة التي يتم التحكم فيها عند 50 درجة مئوية.

في مباني المعالجة ، يجب أن تكون هناك غرف منفصلة من أجل: التعبئة ؛ ضغط أو ضغط قطع و "خنق" وإغلاق القضايا ؛ مواد نارية مشكلة ومضغوطة باللك ؛ المواد النارية فتيلة؛ تخزين المواد النارية والمنتجات الوسيطة ؛ التعبئة؛ وتخزين المواد المعبأة. تم العثور على صف من المباني مع مناطق تهوية الانفجار ليكون الأفضل. يجب أن تتناسب قوة الجدران الوسيطة مع طبيعة وكمية المواد التي يتم مناولتها.

فيما يلي القواعد الأساسية للمباني التي تستخدم أو توجد فيها مواد قابلة للانفجار:

• يجب أن تكون المباني من طابق واحد ولا تحتوي على بدروم.
• يجب أن توفر أسطح الأسطح حماية كافية ضد انتشار الحريق.
• يجب أن تكون جدران الغرف ناعمة وقابلة للغسل.
• يجب أن يكون للأرضيات سطح مستوٍ أملس بدون فجوات. يجب أن تكون مصنوعة من مواد ناعمة مثل الزيلوليت والأسفلت الخالي من الرمل والمواد الاصطناعية. يجب عدم استخدام الأرضيات الخشبية العادية. يجب أن تكون أرضيات الغرف الخطرة موصلة للكهرباء ، ويجب على العاملين فيها ارتداء أحذية ذات نعال موصلة للكهرباء.
• يجب أن تفتح أبواب ونوافذ جميع المباني للخارج. يجب عدم غلق الأبواب خلال ساعات العمل.
• لا يجوز تسخين المباني بالنيران المكشوفة. لتسخين المباني الخطرة ، يجب استخدام الماء الساخن أو البخار منخفض الضغط أو الأنظمة الكهربائية المانعة لتسرب الغبار فقط. يجب أن تكون المشعات سلسة وسهلة التنظيف من جميع الجوانب: يجب عدم استخدام المشعات ذات الأنابيب المزودة بزعانف. ينصح بدرجة حرارة 115 درجة مئوية لأسطح التسخين والأنابيب.
• يجب أن تكون طاولات العمل والأرفف مصنوعة من مواد مقاومة للحريق أو من الخشب الصلب.
• يجب تنظيف غرف العمل والتخزين والتجفيف ومعداتها بانتظام بالمسح الرطب.
• يجب تخطيط أماكن العمل والمداخل وسبل الهروب بطريقة يمكن من خلالها إخلاء الغرف بسرعة.
• بقدر الإمكان ، يجب فصل أماكن العمل بجدران واقية.
• يجب تخزين المخزونات الضرورية بأمان.
• يجب أن تكون جميع المباني مجهزة بموصلات البرق.
• يحظر التدخين واللهب المكشوف وحمل أعواد الثقاب والولاعات داخل المباني.

 

معدات

يجب أن تحتوي المطابع الميكانيكية على حواجز أو حواجز واقية حتى لا يتعرض العمال للخطر في حالة اندلاع حريق ولا ينتشر الحريق إلى أماكن العمل المجاورة. إذا تم التعامل مع كميات كبيرة من المواد ، يجب أن تكون المطابع في غرف معزولة ويتم تشغيلها من الخارج. لا يجوز لأي شخص البقاء في غرفة الصحافة.

يجب توفير أجهزة إطفاء الحريق بكميات كافية ، مع تمييزها بشكل واضح وفحصها على فترات منتظمة. يجب أن تكون مناسبة لطبيعة المواد الموجودة. يجب استخدام طفايات الحريق من الفئة D في حرق مسحوق المعادن ، وليس الماء أو الرغوة أو المواد الكيميائية الجافة أو ثاني أكسيد الكربون. يوصى بالاستحمام والبطانيات الصوفية والبطانيات المقاومة للحريق لإطفاء الملابس المحترقة.

يجب أن يرتدي الأشخاص الذين يتلامسون مع المواد النارية أو المعرضين للخطر بسبب صفائح اللهب ملابس واقية مقاومة للحريق والحرارة. يجب إزالة الغبار عن الملابس يوميًا في مكان مخصص لغرض إزالة أي ملوثات.

يجب اتخاذ الإجراءات في التعهد بتقديم الإسعافات الأولية في حالة الحوادث.

المواد

يجب جمع النفايات الخطرة ذات الخصائص المختلفة بشكل منفصل. يجب تفريغ حاويات النفايات يوميا. حتى يتم تدميرها ، يجب حفظ النفايات المجمعة في مكان محمي على بعد 15 مترًا على الأقل من أي مبنى. يجب التعامل مع المنتجات المعيبة والمنتجات الوسيطة كقاعدة عامة كنفايات. يجب إعادة معالجتها فقط إذا كان القيام بذلك لا يسبب أي مخاطر.

عند معالجة المواد الضارة بالصحة ، يجب تجنب الاتصال المباشر بها. يجب استنفاد الغازات والأبخرة والأتربة الضارة بشكل فعال وآمن. إذا كانت أنظمة العادم غير كافية ، فيجب ارتداء معدات حماية الجهاز التنفسي. يجب توفير ملابس واقية مناسبة.

 

الرجوع

الملف العام

يبدأ تكرير البترول بتقطير أو تجزئة الزيوت الخام إلى مجموعات هيدروكربونية منفصلة. ترتبط المنتجات الناتجة ارتباطًا مباشرًا بخصائص النفط الخام الذي تتم معالجته. يتم تحويل معظم منتجات التقطير هذه إلى منتجات أكثر قابلية للاستخدام عن طريق تغيير هياكلها الفيزيائية والجزيئية من خلال عمليات التكسير والإصلاح وعمليات التحويل الأخرى. تخضع هذه المنتجات لاحقًا لعمليات معالجة وفصل مختلفة ، مثل الاستخراج والمعالجة المائية والتحلية ، من أجل إنتاج منتجات نهائية. في حين أن أبسط المصافي عادة ما تقتصر على التقطير الجوي والتقطير الفراغي ، فإن المصافي المتكاملة تتضمن التجزئة والتحويل والمعالجة والخلط مع مواد التشحيم والوقود الثقيل وتصنيع الأسفلت ؛ قد تشمل أيضًا معالجة البتروكيماويات.

أنتجت المصفاة الأولى ، التي افتتحت عام 1861 ، الكيروسين عن طريق التقطير الجوي البسيط. وشملت منتجاتها الثانوية القطران والنفتا. سرعان ما تم اكتشاف أنه يمكن إنتاج زيوت تشحيم عالية الجودة عن طريق تقطير البترول تحت التفريغ. ومع ذلك ، على مدار الثلاثين عامًا التالية ، كان الكيروسين هو المنتج الذي يريده المستهلكون أكثر من غيرهم. أهم حدثين غيرا هذا الوضع هما:

• اختراع الضوء الكهربائي مما قلل من الطلب على الكيروسين
• اختراع محرك الاحتراق الداخلي ، مما خلق طلبًا على وقود الديزل والبنزين (النافثا).

 

مع ظهور الإنتاج الضخم والحرب العالمية الأولى ، زاد عدد المركبات التي تعمل بالبنزين بشكل كبير ، ونما الطلب على البنزين وفقًا لذلك. ومع ذلك ، لا يمكن الحصول إلا على كمية معينة من البنزين من النفط الخام من خلال عمليات التقطير في الغلاف الجوي والفراغ. تم تطوير أول عملية تكسير حراري في عام 1913. أخضع التكسير الحراري الوقود الثقيل لكل من الضغط والحرارة الشديدة ، مما أدى فعليًا إلى تقسيم الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر ، مما ينتج عنه وقود إضافي ووقود مقطر. تم تطوير شكل متطور من التكسير الحراري ، تكسير اللزوجة ، في أواخر الثلاثينيات من القرن الماضي لإنتاج منتجات أكثر جاذبية وقيمة.

مع تطوير محركات البنزين ذات الضغط العالي ، كان هناك طلب على البنزين عالي الأوكتان مع خصائص مقاومة أفضل للخبط. وقد أدى إدخال عمليات التكسير التحفيزي والتعزيز في منتصف إلى أواخر الثلاثينيات من القرن الماضي إلى تلبية هذا الطلب من خلال توفير محاصيل محسّنة للبنزين وأرقام أوكتان أعلى. تم تطوير الألكلة ، وهي عملية تحفيزية أخرى ، في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي لإنتاج المزيد من بنزين الطيران عالي الأوكتان والمواد الأولية البتروكيماوية ، والمواد الأولية ، للمتفجرات والمطاط الصناعي. بعد ذلك ، تم تطوير الأزمرة التحفيزية لتحويل الهيدروكربونات لإنتاج كميات متزايدة من المواد الأولية الألكلة.

بعد الحرب العالمية الثانية ، تم إدخال عمليات إصلاح مختلفة أدت إلى تحسين جودة البنزين وإنتاجه ، وأنتجت منتجات عالية الجودة. تضمنت بعض هذه العناصر استخدام المحفزات و / أو الهيدروجين لتغيير الجزيئات وإزالة الكبريت. تم تطوير المحفزات المحسنة ، وطرق المعالجة مثل التكسير الهيدروجيني وإعادة التشكيل ، طوال الستينيات من القرن الماضي لزيادة إنتاجية البنزين وتحسين خصائص مقاومة الصدمات. أنتجت هذه العمليات التحفيزية أيضًا جزيئات ذات رابطة مزدوجة (الألكينات) ، تشكل أساس صناعة البتروكيماويات الحديثة.

تعتمد أعداد وأنواع العمليات المختلفة المستخدمة في المصافي الحديثة بشكل أساسي على طبيعة المواد الأولية الخام ومتطلبات المنتج النهائي. تتأثر العمليات أيضًا بالعوامل الاقتصادية بما في ذلك تكاليف الخام وقيم المنتج وتوافر المرافق والنقل. ويرد التسلسل الزمني لإدخال العمليات المختلفة في الجدول 1.

الجدول 1. ملخص لتاريخ معالجة التكرير

 

عمليات وعمليات التكرير الأساسية

يمكن تصنيف عمليات وعمليات تكرير البترول إلى المجالات الأساسية التالية: الفصل ، والتحويل ، والمعالجة ، والصياغة والمزج ، وعمليات التكرير المساعدة ، وعمليات التكرير غير العملية. انظر الشكل 1 للحصول على مخطط انسيابي مبسط.

الشكل 1. مخطط عملية الصقل

الانفصال. يتم فصل الزيت الخام ماديًا عن طريق التجزئة في أبراج التقطير الجوية والفراغية ، إلى مجموعات من جزيئات الهيدروكربون ذات نطاقات غليان مختلفة ، تسمى "كسور" أو "قطع".

تحويل. تشمل عمليات التحويل المستخدمة لتغيير حجم و / أو هيكل جزيئات الهيدروكربون:

• التحلل (الانقسام) عن طريق التكسير المائي والحراري والتحفيزي والتكويك وتكسير اللزوجة
• التوحيد (الدمج) من خلال الألكلة والبلمرة
• التغيير (إعادة الترتيب) مع الأزمرة وإعادة التشكيل التحفيزي
• العلاج.

 

منذ بداية التكرير ، تم استخدام طرق معالجة مختلفة لإزالة المواد غير الهيدروكربونية والشوائب والمكونات الأخرى التي تؤثر سلبًا على خصائص أداء المنتجات النهائية أو تقلل من كفاءة عمليات التحويل. يشمل العلاج كلاً من التفاعلات الكيميائية والفصل الفيزيائي ، مثل الذوبان أو الامتصاص أو الترسيب ، باستخدام مجموعة متنوعة ومزيج من العمليات. تشمل طرق العلاج إزالة أو فصل العطريات والنفثينات ، وكذلك إزالة الشوائب والملوثات غير المرغوب فيها. تستخدم مركبات وأحماض التحلية لإزالة الكبريت من النفط الخام قبل المعالجة ، ولمعالجة المنتجات أثناء وبعد المعالجة. تشمل طرق المعالجة الأخرى التحلية الخام ، والتحلية الكيميائية ، والمعالجة الحمضية ، والتلامس مع الطين ، وإزالة الكبريت بالهيدروجين ، وتكرير المذيبات ، والغسيل الكاوية ، والمعالجة المائية ، والتجفيف ، واستخراج المذيبات ، وإزالة شمع المذيبات.

التركيب والمزج هي عملية خلط ودمج أجزاء الهيدروكربون والمواد المضافة والمكونات الأخرى لإنتاج منتجات نهائية بخصائص أداء محددة مطلوبة.

عمليات التكرير المساعدة. تشمل عمليات المصفاة الأخرى المطلوبة لدعم معالجة الهيدروكربون استعادة النهايات الخفيفة ؛ تجريد المياه الحامضة النفايات الصلبة ومياه الصرف ومعالجة المياه المعالجة والتبريد ؛ إنتاج الهيدروجين استرداد الكبريت؛ ومعالجة الغازات الحمضية والذيلية. وظائف العملية الأخرى هي توفير المحفزات والكواشف والبخار والهواء والنيتروجين والأكسجين والهيدروجين وغازات الوقود.

مرافق المصفاة غير المعالجة. تحتوي جميع المصافي على العديد من المرافق والوظائف والمعدات والأنظمة التي تدعم عمليات معالجة الهيدروكربون. عمليات الدعم النموذجية هي توليد الحرارة والطاقة ؛ حركة المنتج تخزين الخزان الشحن والمناولة؛ مشاعل وأنظمة الإغاثة. أفران وسخانات أجهزة الإنذار وأجهزة الاستشعار. وأخذ العينات والاختبار والتفتيش. تشمل المرافق والأنظمة غير العملية مكافحة الحرائق وأنظمة المياه والحماية وضبط الضوضاء والتلوث والمختبرات وغرف التحكم والمستودعات والصيانة والمرافق الإدارية.

أهم منتجات تكرير النفط الخام

تطور تكرير البترول بشكل مستمر استجابة لطلب المستهلكين المتغير لمنتجات أفضل ومختلفة. كان مطلب العملية الأصلي هو إنتاج الكيروسين كمصدر أرخص وأفضل للوقود للإضاءة من زيت الحوت. أدى تطوير محرك الاحتراق الداخلي إلى إنتاج البنزين والبنزين ووقود الديزل. أدى تطور الطائرة إلى ظهور الحاجة إلى البنزين عالي الأوكتان ووقود الطائرات ، وهو شكل متطور من منتج التكرير الأصلي ، وهو الكيروسين. تنتج مصافي التكرير الحالية مجموعة متنوعة من المنتجات ، بما في ذلك العديد من المنتجات التي تستخدم كمواد وسيطة لعمليات التكسير وتصنيع مواد التشحيم ، ولصناعة البتروكيماويات. يمكن تصنيف هذه المنتجات على نطاق واسع على أنها وقود ومواد أولية للبتروكيماويات ومذيبات وزيوت معالجة ومواد تشحيم ومنتجات خاصة مثل الشمع والأسفلت وفحم الكوك. (انظر الجدول 2.)

الجدول 2. المنتجات الرئيسية لتكرير النفط الخام

ثاني أكسيد الكبريت

عادةً ما يحتوي غاز المداخن الناتج عن احتراق الوقود الذي يحتوي على نسبة عالية من الكبريت على مستويات عالية من ثاني أكسيد الكبريت ، والذي يتم إزالته عادةً عن طريق تنقية المياه.

المواد الكاوية

تضاف المواد الكاوية إلى مياه التحلية لمعادلة الأحماض وتقليل التآكل. تضاف المواد الكاوية أيضًا إلى الخام المحلى لتقليل كمية الكلوريدات المسببة للتآكل في الأجزاء العلوية من البرج. يتم استخدامها في عمليات معالجة المصفاة لإزالة الملوثات من تيارات الهيدروكربون.

أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون

يحتوي غاز المداخن على ما يصل إلى 200 جزء في المليون من أكسيد النيتريك ، والذي يتفاعل ببطء مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد النيتروجين. لا تتم إزالة أكسيد النيتريك عن طريق غسل الماء ، ويمكن أن يذوب ثاني أكسيد النيتروجين في الماء لتكوين حمض النيتريك والنتريك. عادةً ما يحتوي غاز المداخن على كمية قليلة من أول أكسيد الكربون ، ما لم يكن الاحتراق غير طبيعي.

كبريتيد الهيدروجين

يوجد كبريتيد الهيدروجين بشكل طبيعي في معظم الزيوت الخام ويتشكل أيضًا أثناء المعالجة عن طريق تحلل مركبات الكبريت غير المستقرة. كبريتيد الهيدروجين غاز شديد السمية وعديم اللون وقابل للاشتعال وهو أثقل من الهواء وقابل للذوبان في الماء. لها رائحة بيضة فاسدة يمكن تمييزها بتركيزات أقل بكثير من حد التعرض المنخفض للغاية. لا يمكن الاعتماد على هذه الرائحة لتقديم تحذير مناسب حيث يتم إزالة حساسية الحواس فور التعرض لها. مطلوب أجهزة كشف خاصة لتنبيه العمال إلى وجود كبريتيد الهيدروجين ، ويجب استخدام حماية الجهاز التنفسي المناسبة في وجود الغاز. سيؤدي التعرض لمستويات منخفضة من كبريتيد الهيدروجين إلى حدوث تهيج ودوخة وصداع ، بينما يؤدي التعرض لمستويات تزيد عن الحدود الموصوفة إلى اكتئاب الجهاز العصبي والموت في النهاية.

ماء حامض

المياه الحامضة هي مياه معالجة تحتوي على كبريتيد الهيدروجين والأمونيا والفينولات والهيدروكربونات ومركبات الكبريت منخفضة الوزن الجزيئي. يتم إنتاج الماء الحامض عن طريق فصل أجزاء الهيدروكربون بالبخار أثناء التقطير ، أو محفز التجديد ، أو فصل بخار كبريتيد الهيدروجين أثناء المعالجة بالهيدروجين والتشطيب بالهيدروجين. تتولد المياه الحامضة أيضًا عن طريق إضافة الماء إلى عمليات امتصاص كبريتيد الهيدروجين والأمونيا.

حامض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك

يستخدم حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك كمحفزات في عمليات الألكلة. يستخدم حمض الكبريتيك أيضًا في بعض عمليات المعالجة.

محفزات صلبة

يتم استخدام عدد من المحفزات الصلبة المختلفة في العديد من الأشكال والأشكال ، من الكريات إلى الكريات الحبيبية إلى الغبار ، المصنوعة من مواد مختلفة ولها تركيبات مختلفة ، في عمليات التكرير. تُستخدم محفزات الحبيبات المبثوقة في وحدات الطبقة الثابتة والمتحركة ، بينما تستخدم عمليات طبقة الموائع محفزات جسيمية كروية دقيقة. المحفزات المستخدمة في العمليات التي تزيل الكبريت مشربة بالكوبالت أو النيكل أو الموليبدينوم. تستخدم وحدات التكسير محفزات ذات وظيفة حمضية ، مثل الطين الطبيعي وألومينا السيليكا والزيوليت الاصطناعية. تستخدم محفزات الوظيفة الحمضية المشربة بالبلاتين أو المعادن النبيلة الأخرى في الأزمرة وإعادة التشكيل. تتطلب المحفزات المستخدمة معالجة خاصة وحماية من التعرضات ، حيث قد تحتوي على معادن أو زيوت عطرية أو مركبات عطرية متعددة الحلقات مسببة للسرطان أو مواد خطرة أخرى ، وقد تكون أيضًا قابلة للاشتعال.

الوقود

منتجات الوقود الرئيسية هي غاز البترول المسال والبنزين والكيروسين ووقود الطائرات ووقود الديزل وزيت التدفئة وزيوت الوقود المتبقية.

غاز البترول المسال (LPG)، والتي تتكون من مخاليط من الهيدروكربونات البرافينية والأوليفينية مثل البروبان والبيوتان ، يتم إنتاجها لاستخدامها كوقود ، ويتم تخزينها ومعالجتها كسوائل تحت الضغط. يحتوي غاز البترول المسال على نقاط غليان تتراوح من -74 درجة مئوية إلى
38 درجة مئوية ، عديم اللون ، والأبخرة أثقل من الهواء وقابلة للاشتعال للغاية. الصفات المهمة من منظور الصحة والسلامة المهنية لغاز البترول المسال هي ضغط البخار والتحكم في الملوثات.

الغازولين. أهم منتج للتكرير هو بنزين المحرك ، وهو مزيج من كسور الهيدروكربونات منخفضة الغليان نسبيًا ، بما في ذلك إعادة التكوين ، والألكيلات ، والنفتا الأليفاتية (النافثا الخفيفة المستقيمة) ، والنفتا العطرية (النافثا المتشققة الحرارية والمحفزة) والمواد المضافة. تحتوي مخزونات مزج البنزين على نقاط غليان تتراوح من درجات الحرارة المحيطة إلى حوالي 204 درجة مئوية ، ونقطة اشتعال أقل من -40 درجة مئوية. الصفات الحرجة للبنزين هي رقم الأوكتان (مضاد للطرق) ، والتطاير (بدء التشغيل وقفل البخار) وضغط البخار (التحكم البيئي). تستخدم المواد المضافة لتحسين أداء البنزين وتوفير الحماية ضد الأكسدة وتكوين الصدأ. بنزين الطيران هو منتج عالي الأوكتان ، ممزوج خصيصًا لأداء جيد على ارتفاعات عالية.

تترا إيثيل الرصاص (TEL) ورباعي ميثيل الرصاص (TML) هي إضافات بنزين تعمل على تحسين تصنيفات الأوكتان والأداء المضاد للطرق. في محاولة للحد من الرصاص في انبعاثات عوادم السيارات ، لم تعد هذه المواد المضافة شائعة الاستخدام ، باستثناء بنزين الطائرات.

يتم استخدام إيثيل الإيثر الثلاثي (ETBE) والميثيل الثلاثي إيثر البيوتيل (MTBE) والمركبات الأخرى المؤكسدة بدلاً من TEL و TML لتحسين أداء البنزين الخالي من الرصاص المضاد للطرق وتقليل انبعاثات أول أكسيد الكربون.

وقود الطائرات والكيروسين. الكيروسين هو خليط من البارافينات والنفثين مع أقل من 20٪ من المواد العطرية. لديها نقطة وميض أعلى من 38 درجة مئوية ونطاق غليان يتراوح من 160 درجة مئوية إلى 288 درجة مئوية ، وتستخدم للإضاءة والتدفئة والمذيبات والمزج في وقود الديزل. وقود الطائرات هو منتج من نواتج التقطير من الكيروسين ، وتتمثل صفاته الحرجة في نقطة التجمد ، ونقطة الاشتعال ، ونقطة الدخان. يبلغ مدى غليان وقود الطائرات التجارية حوالي 191 درجة مئوية إلى 274 درجة مئوية ، ووقود الطائرات العسكرية من 55 درجة مئوية إلى 288 درجة مئوية.

الوقود المقطر. وقود الديزل وزيوت التدفئة المنزلية عبارة عن خليط فاتح اللون من البارافينات والنفثينات والعطريات ، وقد يحتوي على كميات معتدلة من الأوليفينات. تحتوي أنواع الوقود المقطر على نقاط اشتعال أعلى من 60 درجة مئوية ونطاقات غليان تتراوح من حوالي 163 درجة مئوية إلى 371 درجة مئوية ، وغالبًا ما تتم إزالة الكبريت منها بالهيدروجين لتحسين الاستقرار. الوقود المقطر قابل للاشتعال وعند تسخينه قد ينبعث أبخرة يمكن أن تشكل مخاليط قابلة للاشتعال بالهواء. تشمل الصفات المرغوبة المطلوبة لوقود التقطير نقاط الوميض والصب الخاضعة للرقابة ، والاحتراق النظيف ، وعدم تكوين الرواسب في صهاريج التخزين ، وتصنيف مناسب لوقود الديزل سيتان لبدء التشغيل والاحتراق بشكل جيد.

الوقود المتبقي. تستخدم العديد من السفن والمنشآت التجارية والصناعية أنواع الوقود المتبقية أو مجموعات من الوقود المتبقي ونواتج التقطير ، من أجل الطاقة والتدفئة والمعالجة. الوقود المتبقي ذو لون غامق ومزيج سائل شديد اللزوجة من جزيئات الهيدروكربون الكبيرة ، مع نقاط وميض أعلى من 121 درجة مئوية ونقاط غليان عالية. المواصفات الحاسمة للوقود المتبقي هي اللزوجة ومحتوى الكبريت المنخفض (للتحكم البيئي).

اعتبارات الصحة والسلامة

الخطر الأساسي على السلامة لغاز البترول المسال والبنزين هو الحريق. تسمح التقلبات العالية والقابلية العالية للاشتعال للمنتجات ذات درجة الغليان المنخفضة للأبخرة بالتبخر بسهولة في الهواء وتشكيل خلائط قابلة للاشتعال يمكن اشتعالها بسهولة. هذا خطر معترف به ويتطلب احتياطات تخزين واحتواء ومعالجة محددة ، وتدابير أمان لضمان التحكم في انبعاثات الأبخرة ومصادر الاشتعال بحيث لا تحدث الحرائق. يجب التعامل مع أنواع الوقود الأقل تطايرًا ، مثل الكيروسين ووقود الديزل ، بعناية لمنع الانسكابات والاشتعال المحتمل ، حيث إن أبخرتها قابلة للاحتراق أيضًا عند مزجها مع الهواء في النطاق القابل للاشتعال. عند العمل في أجواء تحتوي على أبخرة وقود ، غالبًا ما يتم تقييد تركيزات أبخرة المنتجات شديدة التقلب والقابلة للاشتعال في الهواء بما لا يزيد عن 10٪ من الحدود الدنيا القابلة للاشتعال (LFL) ، وتركيزات أبخرة المنتج الأقل تطايرًا وقابلة للاشتعال بما لا يزيد عن 20 ٪ LFL ، اعتمادًا على لوائح الشركة والحكومة المعمول بها ، من أجل تقليل مخاطر الاشتعال.

على الرغم من أن مستويات بخار البنزين في مخاليط الهواء عادة ما يتم الحفاظ عليها أقل من 10٪ من LFL لأغراض السلامة ، فإن هذا التركيز أعلى بكثير من حدود التعرض التي يجب ملاحظتها لأسباب صحية. عند الاستنشاق ، يمكن أن تتسبب كميات صغيرة من بخار البنزين في الهواء ، والتي تقل كثيرًا عن الحد الأدنى القابل للاشتعال ، في حدوث تهيج وصداع ودوار ، بينما يمكن أن يتسبب استنشاق تركيزات أكبر في فقدان الوعي والموت في النهاية. قد تكون الآثار الصحية طويلة المدى ممكنة أيضًا. يحتوي البنزين على البنزين ، على سبيل المثال ، مادة مسرطنة معروفة بحدود التعرض المسموح بها لبضعة أجزاء فقط في المليون. لذلك ، حتى العمل في أجواء بخار البنزين بمستويات أقل من 10٪ LFL يتطلب احتياطات النظافة الصناعية المناسبة ، مثل حماية الجهاز التنفسي أو تهوية العادم المحلي.

في الماضي ، احتوت العديد من الجازولين على إضافات تيترا-إيثيل أو رباعي ميثيل ألكى مضاد للخبط ، وهي مواد سامة وتشكل أخطارًا خطيرة لامتصاص الرصاص عن طريق ملامسة الجلد أو الاستنشاق. يجب تهوية الخزانات أو الأوعية التي تحتوي على البنزين المحتوي على الرصاص في أي وقت أثناء استخدامها ، وتنظيفها جيدًا ، واختبارها باستخدام جهاز اختبار خاص "الرصاص في الهواء" واعتمادها لتكون خالية من الرصاص لضمان أن العمال يمكنهم الدخول دون استخدام أنفسهم. احتواء أو تزويد معدات هواء التنفس ، على الرغم من أن مستويات الأكسجين طبيعية وأن الخزانات تحتوي الآن على البنزين الخالي من الرصاص أو غيرها من المنتجات.

الأجزاء البترولية الغازية ومنتجات الوقود الأكثر تطايرًا لها تأثير مخدر خفيف ، بشكل عام في نسبة عكسية إلى الوزن الجزيئي. تنتج أنواع الوقود السائل ذات نقطة الغليان المنخفضة ، مثل البنزين والكيروسين ، التهابًا رئويًا كيميائيًا شديدًا في حالة استنشاقها ، ويجب عدم شفطها عن طريق الفم أو تناولها عن طريق الخطأ. قد توجد أيضًا الغازات والأبخرة بتركيزات عالية بما يكفي لتحل محل الأكسجين (في الهواء) دون مستويات التنفس الطبيعية. عادة ما يتم الحفاظ على تركيزات البخار أقل من حدود التعرض ومستويات الأكسجين في نطاقات التنفس العادية ، عن طريق التطهير أو التهوية.

تحتوي نواتج التقطير المتشققة على كميات صغيرة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان (PAHs) ؛ لذلك ، يجب أن يكون التعرض محدودًا. قد يتطور التهاب الجلد أيضًا من التعرض للبنزين والكيروسين والوقود المقطر ، حيث يميلون إلى إزالة الدهون من الجلد. يتم تحقيق الوقاية من خلال استخدام معدات الحماية الشخصية أو الكريمات الحاجزة أو تقليل الاتصال والممارسات الصحية الجيدة ، مثل الغسيل بالماء الدافئ والصابون بدلاً من تنظيف اليدين بالبنزين أو الكيروسين أو المذيبات. يعاني بعض الأشخاص من حساسية جلدية تجاه الأصباغ المستخدمة في تلوين البنزين ومنتجات التقطير الأخرى.

تحتوي زيوت الوقود المتبقية على آثار من المعادن وقد تحتوي على كبريتيد الهيدروجين ، وهو مادة شديدة السمية. يحتوي الوقود المتبقي الذي يحتوي على مخزون عالي من التكسير يغلي فوق 370 درجة مئوية على الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان. يجب تجنب التعرض المتكرر للوقود المتبقي بدون حماية شخصية مناسبة ، خاصة عند فتح الخزانات والأوعية ، حيث قد ينبعث غاز كبريتيد الهيدروجين.

المواد الأولية البتروكيماوية

العديد من المنتجات المشتقة من تكرير النفط الخام ، مثل الإيثيلين والبروبيلين والبوتادين ، عبارة عن هيدروكربونات أوليفينية مشتقة من عمليات تكسير المصفاة ، وهي مخصصة للاستخدام في صناعة البتروكيماويات كمواد وسيطة لإنتاج اللدائن والأمونيا والمطاط الصناعي والجليكول و حالا.

المذيبات البترولية

يتم إنتاج مجموعة متنوعة من المركبات النقية ، بما في ذلك البنزين والتولوين والزيلين والهكسان والهبتان ، التي يتم التحكم في نقاط غليانها وتكوينها الهيدروكربوني عن كثب ، لاستخدامها كمذيبات. يمكن تصنيف المذيبات على أنها عطرية أو غير عطرية ، حسب تركيبها. يتم تحديد استخدامها كمخففات الطلاء ، وسوائل التنظيف الجاف ، ومزيلات الشحوم ، والمذيبات الصناعية ومبيدات الآفات وما إلى ذلك ، بشكل عام من خلال نقاط الاشتعال الخاصة بها ، والتي تختلف من أقل بكثير من -18 درجة مئوية إلى أكثر من 60 درجة مئوية.

تتشابه المخاطر المرتبطة بالمذيبات مع تلك الخاصة بالوقود من حيث أن المذيبات ذات نقطة الاشتعال السفلية قابلة للاشتعال وأن أبخرتها ، عند مزجها مع الهواء في النطاق القابل للاشتعال ، تكون قابلة للاشتعال. عادة ما يكون للمذيبات العطرية سمية أكثر من المذيبات غير العطرية.

زيوت المعالجة

تشتمل زيوت العمليات على نطاق الغليان العالي ، وتيارات نواتج التقطير التفريغية أو الغلاف الجوي المباشر ، وتلك التي يتم إنتاجها عن طريق التكسير التحفيزي أو الحراري. تستخدم هذه المخاليط المعقدة ، التي تحتوي على جزيئات هيدروكربون بارافينية كبيرة ونفثينية وعطرية مع أكثر من 15 ذرة كربون ، كمواد أولية للتكسير أو تصنيع مواد التشحيم. تتميز زيوت المعالجة بلزوجة عالية نسبيًا ، وتتراوح نقاط الغليان من 260 درجة مئوية إلى 538 درجة مئوية ، ونقاط الاشتعال فوق 121 درجة مئوية.

تعمل زيوت العمليات على تهيج الجلد وتحتوي على تركيزات عالية من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات بالإضافة إلى مركبات الكبريت والنيتروجين والأكسجين. يجب تجنب استنشاق الأبخرة والضباب ، ويجب التحكم في تعرض الجلد باستخدام الحماية الشخصية والممارسات الصحية الجيدة.

مواد التشحيم والشحوم

يتم إنتاج مخزون قاعدة زيوت التشحيم من خلال عمليات تكرير خاصة لتلبية متطلبات المستهلك المحددة. مواد التشحيم الأساسية عبارة عن خليط من الزيوت البرافينية والنفثينية والعطرية ذات لون فاتح إلى متوسط ​​، ومنخفض التطاير ، ومتوسط ​​إلى عالي اللزوجة ، وتتراوح درجة الغليان من 371 درجة مئوية إلى 538 درجة مئوية. يتم مزج المواد المضافة ، مثل مزيلات الاستحلاب ومضادات الأكسدة ومحسنات اللزوجة ، في مخزون قاعدة زيت التشحيم لتوفير الخصائص المطلوبة لزيوت المحركات والتوربينات والزيوت الهيدروليكية والشحوم الصناعية ومواد التشحيم وزيوت التروس وزيوت القطع. الجودة الأكثر أهمية لمخزون قاعدة زيت التشحيم هي مؤشر اللزوجة العالية ، مما يوفر تغيرًا أقل في اللزوجة تحت درجات حرارة متفاوتة. قد تكون هذه الخاصية موجودة في مخزون تغذية النفط الخام أو يتم الحصول عليها من خلال استخدام إضافات مُحسِّن لمؤشر اللزوجة. يتم إضافة المنظفات لتعليق أي حمأة تتشكل أثناء استخدام الزيت.

الشحوم عبارة عن خليط من زيوت التزليق والصابون المعدني مع إضافة مواد ذات أغراض خاصة مثل الأسبستوس والجرافيت والموليبدينوم والسيليكون والتلك لتوفير العزل أو التزليق. زيوت القطع والمعالجة المعدنية هي زيوت تشحيم مع إضافات خاصة مثل الكلور والكبريت ومضافات الأحماض الدهنية التي تتفاعل تحت الحرارة لتوفير التزليق والحماية لأدوات القطع. تضاف المستحلبات وعوامل الوقاية من البكتيريا إلى زيوت القطع القابلة للذوبان في الماء.

على الرغم من أن زيوت التزليق في حد ذاتها غير مزعجة وذات سمية قليلة ، إلا أن المواد المضافة قد تحدث مخاطر. يجب على المستخدمين الرجوع إلى معلومات بيانات سلامة المواد الخاصة بالموردين لتحديد مخاطر المواد المضافة وزيوت التشحيم وزيوت القطع والشحوم. يتمثل الخطر الأساسي لزيوت التشحيم في التهاب الجلد ، والذي يمكن السيطرة عليه عادةً عن طريق استخدام معدات الوقاية الشخصية جنبًا إلى جنب مع الممارسات الصحية السليمة. من حين لآخر ، قد يطور العمال حساسية تجاه زيوت القطع أو مواد التشحيم التي ستتطلب إعادة التعيين في وظيفة لا يمكن أن يحدث فيها الاتصال. هناك بعض المخاوف بشأن التعرض المسرطنة للضباب الناتج عن القطع النافثين وزيوت المغزل الخفيف ، والتي يمكن التحكم فيها عن طريق الاستبدال أو الضوابط الهندسية أو الحماية الشخصية. تتشابه مخاطر التعرض للشحوم مع مخاطر زيت التشحيم ، مع إضافة أي مخاطر ناتجة عن مواد التشحيم أو المواد المضافة. تمت مناقشة معظم هذه المخاطر في مكان آخر في هذا موسوعة.

المنتجات الخاصة

شمع يستخدم لحماية المنتجات الغذائية ؛ في الطلاءات كعنصر في منتجات أخرى مثل مستحضرات التجميل وتلميع الأحذية والشموع.

الكبريت يتم إنتاجه نتيجة لتكرير البترول. يتم تخزينه إما كسائل ساخن أو مصهور في خزانات مغلقة أو كمادة صلبة في حاويات أو في الهواء الطلق.

فحم الكوك هو كربون نقي تقريبًا ، مع استخدامات متنوعة من الأقطاب الكهربائية إلى قوالب الفحم ، اعتمادًا على خصائصه الفيزيائية الناتجة عن عملية التكويك.

أسفلت، التي تستخدم بشكل أساسي لرصف الطرق ومواد التسقيف ، يجب أن تكون خاملة لمعظم المواد الكيميائية والظروف الجوية.

تكون الشمع والأسفلت صلبة في درجات الحرارة المحيطة ، وهناك حاجة إلى درجات حرارة أعلى للتخزين والمناولة والنقل ، مع ما ينتج عن ذلك من مخاطر حدوث حروق. يتم تكرير شمع البترول بدرجة عالية لدرجة أنه لا يمثل عادة أي مخاطر. يمكن أن يؤدي ملامسة الجلد بالشمع إلى انسداد المسام ، والتي يمكن السيطرة عليها من خلال الممارسات الصحية السليمة. يمكن التحكم في التعرض لكبريتيد الهيدروجين عند فتح خزانات الإسفلت والكبريت المنصهر باستخدام أدوات التحكم الهندسية المناسبة أو حماية الجهاز التنفسي. الكبريت قابل للاشتعال بسهولة في درجات حرارة مرتفعة. تمت مناقشة الأسفلت في مكان آخر في موسوعة.

عمليات تكرير البترول

تكرير الهيدروكربون هو استخدام المواد الكيميائية والمحفزات والحرارة والضغط لفصل ودمج الأنواع الأساسية من جزيئات الهيدروكربون الموجودة بشكل طبيعي في النفط الخام في مجموعات من الجزيئات المتشابهة. تعيد عملية التكرير أيضًا ترتيب الهياكل وأنماط الترابط للجزيئات الأساسية في جزيئات ومركبات هيدروكربونية مختلفة ومرغوبة أكثر. يعتبر نوع الهيدروكربون (البارافيني أو النفثيني أو العطري) أكثر من المركبات الكيميائية المحددة الموجودة ، هو العامل الأكثر أهمية في عملية التكرير.

في جميع أنحاء المصفاة ، هناك حاجة إلى إجراءات التشغيل وممارسات العمل الآمنة واستخدام الملابس والمعدات الواقية الشخصية المناسبة ، بما في ذلك حماية الجهاز التنفسي المعتمدة ، للتعرض للحرائق والمواد الكيميائية والجسيمات والحرارة والضوضاء وأثناء عمليات العملية وأخذ العينات والتفتيش والتحول و أنشطة الصيانة. نظرًا لأن معظم عمليات المصفاة مستمرة ويتم احتواء تيارات العملية في أوعية وأنابيب مغلقة ، فهناك احتمال محدود للتعرض. ومع ذلك ، فإن احتمال نشوب حريق موجود لأنه على الرغم من أن عمليات المصفاة عمليات مغلقة ، في حالة حدوث تسرب أو إطلاق لسائل الهيدروكربون أو البخار أو الغاز ، فإن السخانات والأفران والمبادلات الحرارية في جميع أنحاء وحدات المعالجة هي مصادر للاشتعال.

المعالجة المسبقة للزيت الخام

تحلية

غالبًا ما يحتوي الزيت الخام على الماء والأملاح غير العضوية والمواد الصلبة العالقة والمعادن النزرة القابلة للذوبان في الماء. تتمثل الخطوة الأولى في عملية التكرير في إزالة هذه الملوثات عن طريق التحلية (التجفيف) من أجل تقليل تآكل المعدات وانسدادها وقاذوراتها ، ولمنع تسمم المحفزات في وحدات المعالجة. التحلية الكيميائية والفصل الكهروستاتيكي والتصفية هي ثلاث طرق نموذجية لتحلية الزيت الخام. في التحلية الكيميائية ، يضاف الماء والمواد الكيميائية الخافضة للتوتر السطحي (مزيلات الاستحلاب) إلى الزيت الخام ، ويتم تسخينها بحيث تذوب الأملاح والشوائب الأخرى في الماء أو تلتصق بالماء ، ثم تُحفظ في خزان حيث تستقر. تستخدم التحلية الكهربائية شحنة كهروستاتيكية عالية الجهد لتركيز كريات الماء المعلقة في الجزء السفلي من خزان الترسيب. تتم إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي فقط عندما يحتوي الزيت الخام على كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة. تتضمن العملية الثالثة الأقل شيوعًا ترشيح النفط الخام الساخن باستخدام التراب الدياتومي كوسيط ترشيح.

في التحلية الكيميائية والإلكتروستاتيكية ، يتم تسخين المواد الخام الخام إلى ما بين 66 درجة مئوية و 177 درجة مئوية ، لتقليل اللزوجة والتوتر السطحي لتسهيل عملية الخلط وفصل المياه. درجة الحرارة محدودة بضغط بخار المادة الخام للنفط الخام. كلتا الطريقتين لتحلية المياه مستمرة. يمكن إضافة مادة كاوية أو حمض لضبط الأس الهيدروجيني لغسيل الماء ، وإضافة الأمونيا لتقليل التآكل. يتم تصريف مياه الصرف ، مع الملوثات ، من قاع خزان الترسيب إلى مرفق معالجة مياه الصرف الصحي. يتم سحب الزيت الخام المحلى باستمرار من أعلى خزانات الترسيب وإرساله إلى برج التقطير الخام الجوي (التجزئة). (انظر الشكل 2.)

الشكل 2. عملية التحلية (المعالجة المسبقة)

يؤدي عدم كفاية التحلية إلى تلوث أنابيب السخان والمبادلات الحرارية في جميع وحدات معالجة المصفاة ، مما يحد من تدفق المنتج ونقل الحرارة ، ويؤدي إلى حدوث أعطال بسبب زيادة الضغوط ودرجات الحرارة. سيؤدي الضغط الزائد على وحدة التحلية إلى حدوث عطل.

كما يتسبب التآكل ، الذي يحدث بسبب وجود كبريتيد الهيدروجين وكلوريد الهيدروجين وأحماض النفثينيك (العضوية) وغيرها من الملوثات في الزيت الخام ، في تعطل المعدات. يحدث التآكل عندما يتم ترطيب الأملاح المتعادلة (كلوريد الأمونيوم والكبريتيدات) بالماء المكثف. نظرًا لأن تحلية المياه عملية مغلقة ، فهناك احتمال ضئيل للتعرض للنفط الخام أو المواد الكيميائية للعملية ، ما لم يحدث تسرب أو تسرب. قد يحدث حريق نتيجة للتسرب في السخانات ، مما يسمح بإطلاق مكونات النفط الخام منخفضة نقطة الغليان.

هناك احتمالية للتعرض للأمونيا ومزيلات استحلاب كيميائية جافة ومواد كاوية و / أو أحماض أثناء التحلية. عند استخدام درجات حرارة تشغيل مرتفعة عند تحلية الزيوت الخام الحامضة ، سيكون كبريتيد الهيدروجين موجودًا. اعتمادًا على المواد الخام الخام والمواد الكيميائية المستخدمة في المعالجة ، ستحتوي مياه الصرف على كميات متفاوتة من الكلوريدات والكبريتيدات والبيكربونات والأمونيا والهيدروكربونات والفينول والمواد الصلبة العالقة. إذا تم استخدام التراب الدياتومي في الترشيح ، فيجب تقليل التعرض أو التحكم فيه نظرًا لأن التراب الدياتومي يمكن أن يحتوي على السيليكا بحجم جسيم دقيق للغاية ، مما يجعله خطرًا محتملًا على الجهاز التنفسي.

عمليات فصل الزيت الخام

تتمثل الخطوة الأولى في تكرير البترول في تجزئة النفط الخام في أبراج التقطير الجوية والفراغية. يتم فصل النفط الخام المسخن ماديًا إلى أجزاء مختلفة ، أو قطعات مباشرة ، متمايزة بنطاقات محددة لدرجة الغليان وتصنف ، بترتيب تقليل التقلب ، مثل الغازات ، ونواتج التقطير الخفيفة ، ونواتج التقطير الوسطى ، وزيوت الغاز ، والمخلفات. يعمل التجزيء لأن التدرج في درجة الحرارة من أسفل إلى أعلى برج التقطير يتسبب في تكثف مكونات نقطة الغليان الأعلى أولاً ، بينما ترتفع الأجزاء ذات نقطة الغليان المنخفضة أعلى في البرج قبل أن تتكثف. داخل البرج ، تمتزج الأبخرة المتصاعدة والسوائل الهابطة (الارتجاع) عند مستويات حيث يكون لديهم تكوينات في حالة اتزان مع بعضها البعض. توجد صواني خاصة في هذه المستويات (أو المراحل) التي تزيل جزءًا من السائل الذي يتكثف في كل مستوى. في وحدة خام نموذجية من مرحلتين ، فإن برج الغلاف الجوي ، الذي ينتج كسورًا ضوئية ونواتج التقطير ، يتبعه على الفور برج تفريغ يقوم بمعالجة المخلفات الجوية. بعد التقطير ، يكون عدد قليل فقط من الهيدروكربونات مناسبًا للاستخدام كمنتجات نهائية دون مزيد من المعالجة.

التقطير الجوي

في أبراج التقطير الجوي ، يتم تسخين المواد الخام الخام المحلاة مسبقًا باستخدام حرارة المعالجة المستعادة. يتدفق بعد ذلك إلى سخان شحن خام يعمل مباشرة ، حيث يتم تغذيته في عمود التقطير العمودي فوق القاع مباشرةً عند ضغوط أعلى قليلاً من الغلاف الجوي وعند درجات حرارة من 343 درجة مئوية إلى 371 درجة مئوية ، لتجنب التكسير الحراري غير المرغوب فيه عند درجات حرارة أعلى . تنتشر الأجزاء الأخف (نقطة الغليان السفلية) في الجزء العلوي من البرج ، ويتم سحبها باستمرار وتوجيهها إلى وحدات أخرى لمزيد من المعالجة والمعالجة والمزج والتوزيع.

تتم إزالة الكسور ذات أدنى نقاط الغليان ، مثل غاز الوقود والنفتا الخفيف ، من أعلى البرج بواسطة خط علوي على شكل أبخرة. النفتا ، أو البنزين المباشر ، مأخوذ من الجزء العلوي من البرج كتيار علوي. تُستخدم هذه المنتجات كمواد أولية للبتروكيماويات ومُحسِّن ومخزون لمزج البنزين ومذيبات وغاز البترول المسال.

تتم إزالة أجزاء نطاق الغليان المتوسط ​​، بما في ذلك زيت الغاز والنفتا الثقيلة ونواتج التقطير ، من القسم الأوسط من البرج كتيارات جانبية. يتم إرسالها إلى عمليات الإنهاء لاستخدامها كالكيروسين ووقود الديزل وزيت الوقود ووقود الطائرات ومخزون التكسير التحفيزي ومخزون الخلط. يتم تجريد بعض هذه الأجزاء السائلة من نهاياتها الفاتحة ، والتي يتم إرجاعها إلى البرج كتيارات ارتداد متدفقة إلى أسفل.

الأجزاء الثقيلة ذات نقطة الغليان الأعلى (تسمى البقايا ، القيعان أو الخام العلوي) التي تتكثف أو تبقى في الجزء السفلي من البرج ، وتستخدم لزيت الوقود ، وتصنيع البيتومين أو تكسير المواد الخام ، أو يتم توجيهها إلى سخان وإلى داخل برج التقطير الفراغي لمزيد من التجزئة. (انظر الشكل 3 والشكل 4.)

الشكل 3. عملية التقطير الجوي

الشكل 4. رسم تخطيطي لعملية التقطير في الغلاف الجوي

تقطير فراغي

توفر أبراج التقطير الفراغي الضغط المنخفض المطلوب لمنع التكسير الحراري عند تقطير المخلفات ، أو النفط الخام العلوي ، من برج الغلاف الجوي عند درجات حرارة أعلى. تختلف التصميمات الداخلية لبعض أبراج التفريغ عن أبراج الغلاف الجوي في استخدام منصات التعبئة العشوائية والمزيلات للرطوبة بدلاً من الصواني. يمكن أيضًا استخدام الأبراج ذات القطر الأكبر للحفاظ على السرعات منخفضة. قد ينتج برج تفريغ نموذجي في المرحلة الأولى زيوت غاز ومخزون قاعدة زيت تشحيم وبقايا ثقيلة لإزالة الأسفلت من البروبان. يعمل برج المرحلة الثانية ، الذي يعمل في فراغ أقل ، على تقطير الفائض من البرج الجوي الذي لا يستخدم في معالجة مخزون التشحيم ، والفراغات الفائضة من برج التفريغ الأول غير المستخدم لإزالة الأسفلت.

تُستخدم أبراج التفريغ عادةً لفصل المواد الأولية للتكسير الحفزي عن المخلفات الزائدة. يمكن أيضًا إرسال قيعان برج التفريغ إلى وحدة التكويك ، واستخدامها كمواد تشحيم أو مخزون أسفلت أو إزالة الكبريت ومزجها في زيت وقود منخفض الكبريت. (انظر الشكل 5 والشكل 6.)

الشكل 5. عملية التقطير الفراغي

الشكل 6. رسم تخطيطي لعملية التقطير الفراغي

أعمدة التقطير

يوجد داخل المصافي العديد من أبراج التقطير الأصغر ، التي تسمى الأعمدة ، المصممة لفصل المنتجات المحددة والفريدة من نوعها ، والتي تعمل جميعها على نفس مبادئ أبراج الغلاف الجوي. على سبيل المثال ، مزيل البروبان عبارة عن عمود صغير مصمم لفصل البروبان عن الأيزوبيوتان والمكونات الثقيلة. يتم استخدام عمود آخر أكبر لفصل إيثيل البنزين والزيلين. تستخدم أبراج "الفقاعات" الصغيرة ، التي تسمى أجهزة التعري ، البخار لإزالة كميات ضئيلة من المنتجات الخفيفة (البنزين) من تدفقات المنتجات الثقيلة.

يجب الحفاظ على درجات حرارة التحكم والضغوط والارتجاع ضمن معايير التشغيل لمنع حدوث التشقق الحراري داخل أبراج التقطير. يتم توفير أنظمة الإغاثة لأنه قد تحدث رحلات في الضغط أو درجة الحرارة أو مستويات السائل في حالة فشل أجهزة التحكم الآلي. تتم مراقبة العمليات من أجل منع دخول النفط الخام إلى شحنة الإصلاح. قد تحتوي المواد الأولية الخام على كميات ملحوظة من الماء المعلق والتي تنفصل أثناء بدء التشغيل وتستقر ، جنبًا إلى جنب مع الماء المتبقي في البرج نتيجة التطهير بالبخار ، في قاع البرج. قد يسخن هذا الماء إلى درجة الغليان ويحدث انفجارًا فوريًا بالتبخير عند ملامسته للزيت في الوحدة.

مبادل التسخين المسبق ، فرن التسخين المسبق ومبادل القيعان ، برج الغلاف الجوي وفرن التفريغ ، برج التفريغ والأجزاء العلوية معرضة للتآكل من حمض الهيدروكلوريك (HCl) وكبريتيد الهيدروجين (H₂S) والماء ومركبات الكبريت والأحماض العضوية. عند معالجة الخام الحامض ، يمكن أن يحدث تآكل شديد في كل من الأبراج الجوية وأبراج التفريغ حيث تتجاوز درجات حرارة المعدن 232 درجة مئوية ، وفي أنابيب الفرن. ويت إتش₂سوف يتسبب S أيضًا في حدوث تشققات في الفولاذ. عند معالجة الخامات عالية النيتروجين ، تتشكل أكاسيد النيتروجين ، التي تآكل الفولاذ عند تبريدها إلى درجات حرارة منخفضة في وجود الماء ، في غازات مداخن الأفران.

تستخدم المواد الكيميائية للتحكم في التآكل بواسطة حمض الهيدروكلوريك المنتج في وحدات التقطير. يمكن حقن الأمونيا في التيار العلوي قبل التكثيف الأولي ، و / أو يمكن حقن محلول قلوي بعناية في تغذية الزيت الخام الساخن. إذا لم يتم حقن كمية كافية من ماء الغسيل ، يمكن أن تتشكل رواسب من كلوريد الأمونيوم ، مما يسبب تآكلًا خطيرًا.

التقطير في الغلاف الجوي والفراغ هما عمليتان مغلقتان ، ويكون التعرض لهما ضئيلاً. عند معالجة الخامات الحامضة (عالية الكبريت) ، قد يكون هناك تعرض محتمل لكبريتيد الهيدروجين في مبادل التسخين المسبق والفرن ومنطقة وميض البرج والنظام العلوي وفرن التفريغ والبرج ومبادل القاع. تحتوي جميع الزيوت الخام ومنتجات التقطير على مركبات عطرية عالية الغليان ، بما في ذلك الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان. يمكن أن يؤدي التعرض قصير المدى لتركيزات عالية من بخار النافتا إلى الصداع والغثيان والدوار ، ويمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد إلى فقدان الوعي. يوجد البنزين في النفثا العطرية ، ويجب أن يكون التعرض محدودًا. قد يحتوي جهاز إزالة الهكسان على كميات كبيرة من الهكسان الطبيعي ، مما قد يؤثر على الجهاز العصبي. قد يكون كلوريد الهيدروجين موجودًا في مبادل التسخين المسبق ، والمناطق العلوية للبرج والنهايات العلوية. قد تحتوي مياه الصرف الصحي على كبريتيدات قابلة للذوبان في الماء بتركيزات عالية ومركبات أخرى قابلة للذوبان في الماء ، مثل الأمونيا والكلوريدات والفينول والميركابتان ، اعتمادًا على المواد الخام الخام والمواد الكيميائية المعالجة.

عمليات تحويل الزيت الخام

عمليات التحويل ، مثل التكسير والجمع وإعادة الترتيب ، تغير حجم وهيكل جزيئات الهيدروكربون من أجل تحويل الكسور إلى منتجات مرغوبة أكثر. (انظر الجدول 3.)

الجدول 3. نظرة عامة على عمليات تكرير البترول

 

يتم إنشاء عدد من جزيئات الهيدروكربون التي لا توجد عادة في النفط الخام ولكنها مهمة لعملية التكرير كنتيجة للتحويل. الأوليفينات (الألكينات ، ثنائي الأوليفينات والألكينات) عبارة عن جزيئات هيدروكربونية غير مشبعة من النوع ذي السلسلة أو الحلقة مع رابطة مزدوجة واحدة على الأقل. تتشكل عادة عن طريق التكسير الحراري والحفاز ونادراً ما تحدث بشكل طبيعي في النفط الخام غير المعالج.

الألكينات هي جزيئات سلسلة مستقيمة بالصيغة C_nH_n تحتوي على رابط مزدوج واحد على الأقل (غير مشبع) في السلسلة. أبسط جزيء ألكين هو الإيثيلين أحادي أوليفين ، مع ذرتين من الكربون ، مرتبطة برابطة مزدوجة ، وأربع ذرات هيدروجين. ثنائي أوليفينات (تحتوي على رابطتين مزدوجتين) ، مثل 1,2،1,3-بوتادين و XNUMX،XNUMX-بوتادين ، والألكينات (التي تحتوي على رابطة ثلاثية) ، مثل الأسيتيلين ، تحدث في C₅ وكسور أخف من التكسير. تعتبر الأوليفينات أكثر تفاعلًا من البارافينات أو النفثينات ، وتتحد بسهولة مع عناصر أخرى مثل الهيدروجين والكلور والبروم.

عمليات التكسير

بعد التقطير ، يتم استخدام عمليات التكرير اللاحقة لتغيير الهياكل الجزيئية للكسور لإنشاء منتجات مرغوبة أكثر. تتمثل إحدى هذه العمليات في تكسير أو تكسير (أو تشقق) الأجزاء البترولية الثقيلة ذات درجة الغليان الأعلى إلى منتجات أكثر قيمة مثل الهيدروكربونات الغازية ومخزون مزج البنزين وزيت الغاز وزيت الوقود. أثناء العملية ، تتحد بعض الجزيئات (تتبلمر) لتكوين جزيئات أكبر. الأنواع الأساسية للتكسير هي التكسير الحراري والتكسير التحفيزي والتكسير المائي.

عمليات التكسير الحراري

عمليات التكسير الحراري ، التي تم تطويرها في عام 1913 ، تستخدم الوقود المقطر الحراري والزيوت الثقيلة تحت الضغط في براميل كبيرة حتى تتشقق (تنقسم) إلى جزيئات أصغر ذات خصائص مقاومة أفضل للطرق. هذه الطريقة المبكرة ، التي أنتجت كميات كبيرة من فحم الكوك الصلب غير المرغوب فيه ، تطورت إلى عمليات تكسير حراري حديثة بما في ذلك تكسير اللزوجة والتكسير بالبخار وفحم الكوك.

تكسير اللزوجة

تكسير اللزوجة هو شكل معتدل من التكسير الحراري الذي يقلل من نقطة صب بقايا الشمع ويقلل بشكل كبير من لزوجة المواد الخام دون التأثير على نطاق نقطة الغليان. ما تبقى من برج التقطير الجوي يتشقق بشكل معتدل في سخان تحت الضغط الجوي. ثم يتم إخماده بزيت الغاز البارد للتحكم في التكسير الزائد ، ويومض في برج التقطير. يتم تفريغ بقايا القطران المتشققة حراريًا ، والتي تتراكم في الجزء السفلي من برج التجزئة ، في جهاز نزع وإعادة تدوير ناتج التقطير. (انظر الشكل 7.)

الشكل 7. عملية Visbreaking

تكسير البخار

ينتج التكسير بالبخار أوليفينات عن طريق التكسير الحراري لمواد التغذية لجزيء الهيدروكربون الكبير عند ضغوط أعلى بقليل من الغلاف الجوي وعند درجات حرارة عالية جدًا. يتم خلط المتبقي من التكسير بالبخار مع الوقود الثقيل. عادةً ما تحتوي النفتا الناتجة عن التكسير بالبخار على البنزين ، والذي يتم استخراجه قبل المعالجة بالهيدروجين.

فحم الكوك

التكويك هو شكل حاد من أشكال التكسير الحراري يستخدم للحصول على بنزين مباشر (كوكر نافتا) وكسور نواتج التقطير المتوسطة المختلفة المستخدمة كمواد أولية للتكسير التحفيزي. تقلل هذه العملية الهيدروجين تمامًا من جزيء الهيدروكربون ، بحيث تكون البقايا شكلًا من الكربون النقي تقريبًا يسمى فحم الكوك. عمليتا التكوي الأكثر شيوعًا هما التكويك المتأخر والتكويك المستمر (التلامس أو السائل) ، والتي ، اعتمادًا على آلية التفاعل والوقت ودرجة الحرارة والمواد الخام الخام ، تنتج ثلاثة أنواع من فحم الكوك - الإسفنج ، قرص العسل وفحم الكوك بالإبرة. (انظر الشكل 8.)

الشكل 8. عملية التكويك

• تأخر فحم الكوك. في التكويك المتأخر ، يتم أولاً شحن المادة الأولية إلى مجزئ لفصل الهيدروكربونات الأخف ، ثم يتم دمجه مع زيت إعادة التدوير الثقيل. يتم تغذية المواد الخام الثقيلة إلى فرن التكويك وتسخينها إلى درجات حرارة عالية عند ضغوط منخفضة لمنع التكويك المبكر في أنابيب التسخين ، مما ينتج عنه تبخير جزئي وتكسير خفيف. يتم ضخ خليط السائل / البخار من المدفأة إلى براميل كوكر واحدة أو أكثر ، حيث يتم الاحتفاظ بالمواد الساخنة لمدة 24 ساعة تقريبًا (متأخرة) عند ضغوط منخفضة حتى تتشقق إلى منتجات أخف. بعد أن يصل فحم الكوك إلى مستوى محدد مسبقًا في أسطوانة واحدة ، يتم تحويل التدفق إلى أسطوانة أخرى للحفاظ على التشغيل المستمر. يتم إرجاع البخار من البراميل إلى المجزئ لفصل الغاز والنفتا وزيوت الغاز ، وإعادة تدوير الهيدروكربونات الأثقل من خلال الفرن. يتم تبخير الأسطوانة الممتلئة بالبخار لإخراج الهيدروكربونات غير المتشققة ، وتبريدها عن طريق حقن الماء وفكها ميكانيكيًا بواسطة مثقاب يرتفع من أسفل الأسطوانة ، أو هيدروليكيًا عن طريق تكسير طبقة الكوك بمياه ذات ضغط عالٍ يتم إخراجها من قاطع دوار.
• فحم الكوك المستمر. التكويك المستمر (التلامس أو السائل) هو عملية طبقة متحركة تعمل عند ضغوط منخفضة ودرجات حرارة أعلى من فحم الكوك المتأخر. في التكويك المستمر ، يحدث التكسير الحراري باستخدام الحرارة المنقولة من جزيئات الكوك المعاد تدويرها الساخنة إلى المواد الخام في خلاط نصف قطري ، يسمى مفاعل. يتم أخذ الغازات والأبخرة من المفاعل ، ويتم إخمادها لوقف المزيد من التفاعل وتجزئتها. يدخل فحم الكوك المتفاعل إلى أسطوانة تصاعدية ويرفع إلى وحدة تغذية ومصنف حيث تتم إزالة جزيئات الكوك الأكبر. يتم إسقاط فحم الكوك المتبقي في التسخين المسبق للمفاعل لإعادة التدوير باستخدام المواد الأولية. تتم العملية تلقائيًا من حيث أن هناك تدفقًا مستمرًا لفحم الكوك والمواد الأولية ، ويحدث فحم الكوك في كل من المفاعل وفي أسطوانة زيادة التيار.

 

اعتبارات الصحة والسلامة

في فحم الكوك ، يجب التحكم في درجة الحرارة ضمن مسافة قريبة ، حيث أن درجات الحرارة المرتفعة ستنتج فحم الكوك الذي يصعب قطعه من البرميل. على العكس من ذلك ، فإن درجات الحرارة المنخفضة للغاية سوف ينتج عنها محتوى إسفلتي مرتفع. في حالة خروج درجات حرارة فحم الكوك عن السيطرة ، يمكن أن يحدث تفاعل طارد للحرارة.

في التكسير الحراري عند معالجة الخامات الحامضة ، يمكن أن يحدث التآكل حيث تتراوح درجات حرارة المعدن بين 232 درجة مئوية و 482 درجة مئوية. يبدو أن فحم الكوك يشكل طبقة واقية على المعدن فوق 482 درجة مئوية. ومع ذلك ، يحدث تآكل كبريتيد الهيدروجين عندما لا يتم التحكم في درجات الحرارة بشكل صحيح فوق 482 درجة مئوية. الجزء السفلي من البرج والمبادلات ذات درجة الحرارة العالية والفرن وبراميل النقع معرضة للتآكل. تؤدي التغيرات الحرارية المستمرة إلى انتفاخ وتشقق قذائف أسطوانة الكوك.

يتم استخدام حقن الماء أو البخار لمنع تراكم فحم الكوك في أنابيب فرن التكويك المتأخرة. يجب تصريف الماء بالكامل من وحدة التكويك ، حتى لا يتسبب في حدوث انفجار عند إعادة الشحن بفحم الكوك الساخن. في حالات الطوارئ ، هناك حاجة إلى وسائل بديلة للخروج من منصة العمل فوق براميل فحم الكوك.

قد تحدث الحروق عند التعامل مع فحم الكوك الساخن ، أو من البخار في حالة تسرب خط البخار ، أو من الماء الساخن أو فحم الكوك الساخن أو الملاط الساخن الذي يمكن طرده عند فتح فحم الكوك. توجد إمكانية للتعرض للنفتا العطرية المحتوية على البنزين وكبريتيد الهيدروجين وغازات أول أكسيد الكربون ، وتتبع كميات من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المرتبطة بعمليات فحم الكوك. قد تكون المياه الحامضة شديدة القلوية وتحتوي على زيت وكبريتيدات وأمونيا وفينول. عندما يتم نقل فحم الكوك كملاط ، فقد يحدث استنفاد الأكسجين في الأماكن الضيقة مثل صوامع التخزين ، لأن الكربون الرطب يمتص الأكسجين.

عمليات التكسير التحفيزي

يعمل التكسير التحفيزي على تفتيت الهيدروكربونات المعقدة إلى جزيئات أبسط من أجل زيادة جودة وكمية المنتجات الأخف وزناً والأكثر تفضيلاً وتقليل كمية المخلفات. تتعرض الهيدروكربونات الثقيلة في درجات حرارة عالية وضغط منخفض للمحفزات التي تعزز التفاعلات الكيميائية. تعيد هذه العملية ترتيب البنية الجزيئية ، وتحويل المواد الأولية الهيدروكربونية الثقيلة إلى أجزاء أخف مثل الكيروسين والبنزين وغاز البترول المسال وزيت التدفئة والمواد الأولية البتروكيماوية (انظر الشكل 9 والشكل 10). يعتمد اختيار المحفز على مزيج من أكبر تفاعل ممكن وأفضل مقاومة للتآكل. المحفزات المستخدمة في وحدات التكسير بالتكرير عبارة عن مواد صلبة (زيوليت ، هيدروسيليكات الألومنيوم ، طين البنتونيت المعالج ، تراب فولر ، البوكسيت وألومينا السيليكا) والتي تكون على شكل مساحيق أو خرزات أو كريات أو مواد مشكلة تسمى البثق.

الشكل 9. عملية التكسير التحفيزي

الشكل 10. رسم تخطيطي لعملية التكسير التحفيزي

هناك ثلاث وظائف أساسية في جميع عمليات التكسير التحفيزي:

• التفاعل - المادة الأولية تتفاعل مع المحفز وتتشقق في هيدروكربونات مختلفة.
• التجديد - يتم إعادة تنشيط المحفز بحرق فحم الكوك.
• التجزئة - يتم فصل تيار الهيدروكربون المتصدع إلى منتجات مختلفة.

 

عمليات التكسير التحفيزي مرنة للغاية ويمكن تعديل معلمات التشغيل لتلبية الطلب المتغير على المنتج. الأنواع الثلاثة الأساسية لعمليات التكسير التحفيزي هي:

• التكسير التحفيزي للسوائل (FCC)
• التكسير التحفيزي للسرير المتحرك
• التكسير التحفيزي الحراري (TCC).

 

التكسير التحفيزي للسوائل

تحتوي المفرقعات التحفيزية ذات القاعدة المميعة على قسم محفز (رافع ومفاعل ومولد) وقسم تجزئة ، يعمل كلاهما معًا كوحدة معالجة متكاملة. تستخدم لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) محفزًا مسحوقًا ناعمًا ، معلقًا في بخار الزيت أو الغاز ، والذي يعمل بمثابة سائل. يحدث التكسير في أنبوب التغذية (الناهض) حيث يتدفق خليط المحفز والهيدروكربونات عبر المفاعل.

تمزج عملية التكسير التحفيزي المائع شحنة هيدروكربونية مسخنة مسبقًا مع محفز متجدد ساخن عند دخولها إلى الصاعد المؤدي إلى المفاعل. تتحد الشحنة مع الزيت المعاد تدويره داخل المصعد ، ويتم تبخيرها وترفعها إلى درجة حرارة المفاعل بواسطة المحفز الساخن. عندما ينتقل الخليط إلى أعلى المفاعل ، تتكسر الشحنة عند ضغط منخفض. يستمر هذا التكسير حتى يتم فصل أبخرة الزيت عن المحفز في أعاصير المفاعل. يدخل تيار المنتج الناتج إلى عمود حيث يتم فصله إلى كسور ، مع توجيه بعض الزيت الثقيل مرة أخرى إلى الناهض كزيت معاد تدويره.

يتم تجديد المحفز المستهلك لإزالة فحم الكوك الذي يتجمع على المحفز أثناء العملية. يتدفق المحفز المستهلك عبر فاصل المحفز إلى المجدد حيث يمتزج مع الهواء المسخن مسبقًا ، مما يحرق معظم رواسب الكوك. تمت إضافة محفز جديد وإزالة المحفز البالي لتحسين عملية التكسير.

التكسير التحفيزي للسرير المتحرك

يشبه التكسير التحفيزي بالطبقة المتحركة التكسير التحفيزي للسوائل ؛ ومع ذلك ، يكون المحفز على شكل كريات بدلاً من مسحوق ناعم. تتحرك الكريات باستمرار عن طريق الناقل أو أنابيب الرفع الهوائية إلى قادوس التخزين في الجزء العلوي من الوحدة ، ثم تتدفق إلى الأسفل عن طريق الجاذبية عبر المفاعل إلى المجدد. يتم عزل المجدد والقادوس عن المفاعل بواسطة موانع التسرب البخارية. يتم فصل المنتج المكسور إلى غاز معاد تدويره ، وزيت ، وزيت مصفى ، ونواتج تقطير ، ونفتا ، وغاز رطب.

التكسير التحفيزي الحراري

في التكسير التحفيزي بالحرارة ، يتدفق خام التغذية المسخن مسبقًا بالجاذبية عبر طبقة المفاعل الحفاز. يتم فصل الأبخرة عن المحفز وإرسالها إلى برج تجزئة. يتم تجديد المحفز المستهلك وتبريده وإعادة تدويره ، ويتم إرسال غاز المداخن الناتج عن التجديد إلى غلاية أول أكسيد الكربون لاستعادة الحرارة.

اعتبارات الصحة والسلامة

يجب إجراء أخذ عينات واختبار المواد الأولية والمنتج وتدفقات إعادة التدوير بشكل منتظم للتأكد من أن عملية التكسير تعمل على النحو المنشود وأنه لم تدخل أي ملوثات في مجرى العملية. يمكن أن تتسبب المواد المسببة للتآكل أو الترسبات في المواد الأولية في إتلاف ضواغط الغاز. عند معالجة الخام الحامض ، يمكن توقع حدوث تآكل حيث تكون درجات الحرارة أقل
482 درجة مئوية. يحدث التآكل في مكان وجود كل من مراحل السائل والبخار وفي المناطق المعرضة للتبريد المحلي ، مثل الفوهات ودعامات المنصة. عند معالجة المواد الأولية عالية النيتروجين ، قد يؤدي التعرض للأمونيا والسيانيد إلى تعريض معدات الصلب الكربوني في نظام FCC العلوي للتآكل أو التكسير أو نفطة الهيدروجين ، والتي يمكن تقليلها عن طريق الغسيل بالماء أو عن طريق مثبطات التآكل. يمكن استخدام الغسل المائي لحماية المكثفات العلوية في العمود الرئيسي المعرضة للقاذورات من هيدرو كبريتيد الأمونيوم.

يجب فحص المعدات الحرجة ، بما في ذلك المضخات والضواغط والأفران والمبادلات الحرارية. يجب أن تشمل عمليات التفتيش التحقق من التسربات الناتجة عن التآكل أو الأعطال الأخرى مثل تراكم المحفز على الموسعات ، وفحم الكوك في خطوط التغذية العلوية من بقايا المواد الخام ، وظروف التشغيل الأخرى غير العادية.

يمكن أن تسبب الهيدروكربونات السائلة في المحفز أو دخول تيار هواء الاحتراق الساخن تفاعلات طاردة للحرارة. في بعض العمليات ، يجب توخي الحذر لضمان عدم وجود التركيزات المتفجرة لغبار المحفز أثناء إعادة الشحن أو التخلص. عند تفريغ محفز فحم الكوك ، توجد احتمالية لحدوث حرائق كبريتيد الحديد. سوف يشتعل كبريتيد الحديد تلقائيًا عند تعرضه للهواء ، وبالتالي يحتاج إلى ترطيبه بالماء لمنعه من أن يصبح مصدر اشتعال للأبخرة. قد يتم تبريد المحفز المكوّن إلى أقل من 49 درجة مئوية قبل الإغراق من المفاعل ، أو يتم تفريغه أولاً في حاويات يتم تطهيرها باستخدام النيتروجين الخامل ثم تبريده قبل المزيد من المناولة.

توجد إمكانية التعرض لسوائل أو أبخرة هيدروكربونية شديدة السخونة أثناء عملية أخذ العينات أو في حالة حدوث تسرب أو إطلاق. بالإضافة إلى ذلك ، قد يحدث التعرض للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان والنفتا العطرية المحتوية على البنزين والغازات الحامضة (غاز الوقود من عمليات مثل التكسير التحفيزي والمعالجة بالهيدروجين التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون) وكبريتيد الهيدروجين و / أو غاز أول أكسيد الكربون أثناء إطلاق منتج أو بخار. قد يحدث التكوين غير المقصود لكربونيل النيكل عالي السمية في عمليات التكسير التي تستخدم محفزات النيكل مع احتمالية حدوث تعرضات خطرة.

يشتمل تجديد المحفز على الفصل بالبخار والتخلص منه ، مما يؤدي إلى التعرض المحتمل لتيارات نفايات السوائل التي قد تحتوي على كميات متفاوتة من المياه الحامضة ، والهيدروكربون ، والفينول ، والأمونيا ، وكبريتيد الهيدروجين ، والميركابتان ، ومواد أخرى ، اعتمادًا على المواد الأولية ، والخامات والعمليات. هناك حاجة إلى ممارسات العمل الآمن واستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة عند التعامل مع المحفز المستهلك ، أو إعادة شحن المحفز ، أو في حالة حدوث تسرب أو إطلاق.

عملية التكسير بالهيدروجين

التكسير الهيدروجيني هو عملية من مرحلتين تجمع بين التكسير التحفيزي والهدرجة ، حيث يتم تكسير أجزاء ناتج التقطير في وجود الهيدروجين ومحفزات خاصة لإنتاج المزيد من المنتجات المرغوبة. يتميز التكسير بالهيدروجين بميزة على التكسير التحفيزي حيث يمكن معالجة المواد الأولية عالية الكبريت دون إزالة الكبريت مسبقًا. في هذه العملية ، يتم تحويل المواد الأولية العطرية الثقيلة إلى منتجات أخف تحت ضغوط عالية جدًا ودرجات حرارة عالية نسبيًا. عندما تحتوي المادة الأولية على نسبة عالية من البارافيني ، فإن الهيدروجين يمنع تكوين الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، ويقلل من تكوين القطران ، ويمنع تراكم فحم الكوك على المحفز. ينتج التكسير الهيدروجيني كميات كبيرة نسبيًا من الأيزوبيوتان لمواد وسيطة الألكلة ويسبب أيضًا أزمرة للتحكم في نقطة الانسكاب والتحكم في نقطة الدخان ، وكلاهما مهم في وقود الطائرات عالي الجودة.

في المرحلة الأولى ، يتم خلط المواد الأولية مع الهيدروجين المعاد تدويره ، ثم يتم تسخينها وإرسالها إلى المفاعل الأولي ، حيث يتم تحويل كمية كبيرة من المادة الأولية إلى نواتج التقطير المتوسطة. يتم تحويل مركبات الكبريت والنيتروجين بواسطة محفز في مفاعل المرحلة الأولية إلى كبريتيد الهيدروجين والأمونيا. يتم تسخين المتبقي وإرساله إلى فاصل عالي الضغط ، حيث تتم إزالة الغازات الغنية بالهيدروجين وإعادة تدويرها. يتم تجريد الهيدروكربونات المتبقية أو تنقيتها لإزالة كبريتيد الهيدروجين والأمونيا والغازات الخفيفة ، والتي يتم تجميعها في مجمع ، حيث يتم فصل البنزين عن الغازات الحامضة.

يتم خلط الهيدروكربونات السائلة المنزوعة من المفاعل الأولي مع الهيدروجين وإرسالها إلى مفاعل المرحلة الثانية ، حيث يتم تكسيرها إلى مخزون مزج عالي الجودة من البنزين ووقود الطائرات ونواتج التقطير. تمر هذه المنتجات بسلسلة من أجهزة الفصل ذات الضغط المرتفع والمنخفض لإزالة الغازات المعاد تدويرها. يتم تثبيت الهيدروكربونات السائلة وتقسيمها وتجريدها ، مع استخدام منتجات النفتا الخفيفة من وحدة التكسير الهيدروجيني لمزج البنزين بينما يتم إعادة تدوير النفثا الأثقل أو إرسالها إلى وحدة الإصلاح التحفيزي. (انظر الشكل 11.)

الشكل 11. عملية التكسير بالهيدروجين

اعتبارات الصحة والسلامة

يعد فحص واختبار أجهزة تنفيس السلامة أمرًا مهمًا نظرًا للضغوط العالية جدًا في هذه العملية. هناك حاجة إلى التحكم المناسب في العملية للحماية من انسداد طبقات المفاعل. نظرًا لدرجات حرارة التشغيل ووجود الهيدروجين ، يجب الحفاظ على محتوى كبريتيد الهيدروجين في المواد الخام عند الحد الأدنى من أجل تقليل احتمالية حدوث تآكل شديد. يجب أيضًا مراعاة التآكل بواسطة ثاني أكسيد الكربون الرطب في مناطق التكثيف. عند معالجة المواد الأولية عالية النيتروجين ، تشكل الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين هيدروكبريتيد الأمونيوم ، مما يسبب تآكلًا خطيرًا عند درجات حرارة أقل من نقطة ندى الماء. هيدرو كبريتيد الأمونيوم موجود أيضًا في تجريد المياه الحامضة. نظرًا لأن وحدة التكسير الهيدروجيني تعمل في ضغوط ودرجات حرارة عالية جدًا ، فإن التحكم في كل من تسرب الهيدروكربون وإطلاقات الهيدروجين أمر مهم لمنع الحرائق.

نظرًا لأن هذه عملية مغلقة ، فإن التعرضات تكون في حدها الأدنى في ظل ظروف التشغيل العادية. هناك احتمالية للتعرض للنافثا الأليفاتية المحتوية على البنزين ، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان ، وانبعاثات غاز الهيدروكربون والبخار ، والغاز الغني بالهيدروجين وغاز كبريتيد الهيدروجين نتيجة للتسربات عالية الضغط. قد يتم إطلاق كميات كبيرة من أول أكسيد الكربون أثناء تجديد المحفز وتغييره. ينتج عن الفصل والتجديد بالبخار المحفز تيارات نفايات تحتوي على الماء الحامض والأمونيا. هناك حاجة إلى ممارسات العمل الآمنة ومعدات الحماية الشخصية المناسبة عند التعامل مع المحفز المستهلك. في بعض العمليات ، يلزم توخي الحذر للتأكد من أن التركيزات المتفجرة للغبار الحفَّاز لا تتشكل أثناء إعادة الشحن. يتطلب تفريغ المحفز المكوك احتياطات خاصة لمنع الحرائق الناتجة عن كبريتيد الحديد. يجب تبريد المحفز المكوّن إلى أقل من 49 درجة مئوية قبل الإغراق ، أو وضعه في حاويات مملوءة بالنيتروجين حتى يبرد.

الجمع بين العمليات

عمليتان متحدتان ، البلمرة و ألكلة، تستخدم لربط الجزيئات الصغيرة التي تعاني من نقص الهيدروجين ، والتي تسمى الأوليفينات ، من التكسير الحراري والتحفيزي ، من أجل إنتاج المزيد من مخزونات مزج البنزين المرغوبة.

التبلمر

البلمرة هي عملية الجمع بين اثنين أو أكثر من الجزيئات العضوية غير المشبعة (الأوليفينات) لتكوين جزيء واحد أثقل مع نفس العناصر بنفس نسبة الجزيء الأصلي. يحول الأوليفينات الغازية ، مثل الإيثيلين والبروبيلين والبوتيلين المحولة بوحدات التكسير الحراري والسوائل إلى جزيئات أثقل وأكثر تعقيدًا وذات أوكتان أعلى ، بما في ذلك النافتا والمواد الأولية البتروكيماوية. تتم معالجة خام التغذية الأوليفين مسبقًا لإزالة مركبات الكبريت والمواد الأخرى غير المرغوب فيها ، ثم يتم تمريرها فوق محفز الفوسفور ، وعادة ما يكون محفزًا صلبًا أو حمض الفوسفوريك السائل ، حيث يحدث تفاعل بوليمري طارد للحرارة. وهذا يتطلب استخدام مياه التبريد وحقن المواد الأولية الباردة في المفاعل للتحكم في درجات الحرارة عند الضغوط المختلفة. يُزال الحمض الموجود في السوائل بالغسيل بمادة كاوية ، ويتم تجزئة السوائل ، وإعادة تدوير المحفز الحمضي. يتم تجزئة البخار لإزالة البيوتانات ومعادلته لإزالة آثار الحمض. (انظر الشكل 12.)

الشكل 12. عملية البلمرة

سيحدث تآكل شديد ، مما يؤدي إلى تعطل المعدات ، في حالة ملامسة الماء لحمض الفوسفوريك ، كما هو الحال أثناء الغسيل بالماء عند الإغلاق. قد يحدث التآكل أيضًا في مشعبات الأنابيب ، والمراجل ، والمبادلات وغيرها من المواقع التي قد يترسب فيها الحمض. هناك احتمالية للتعرض للغسيل الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم) ، وحمض الفوسفوريك المستخدم في العملية أو الذي يتم غسله أثناء عمليات التحول ، ولغبار المحفز. توجد احتمالية لحدوث تفاعل طارد للحرارة غير متحكم فيه في حالة حدوث فقدان لمياه التبريد.

الألكلة

تجمع الألكلة جزيئات الأوليفينات الناتجة عن التكسير التحفيزي مع جزيئات الأيزوبارافينات من أجل زيادة حجم وأوكتان مزيج البنزين. سوف تتفاعل الأوليفينات مع الأيزوبرافينات في وجود محفز عالي النشاط ، عادةً حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروفلوريك (أو كلوريد الألومنيوم) لتكوين جزيء برافيني طويل التفرع ، يسمى ألكيلات (iso-octane) ، بجودة استثنائية مضادة للخبط. ثم يتم فصل الألكلة وتجزئتها. درجات حرارة التفاعل المنخفضة نسبيًا من 10 درجة مئوية إلى 16 درجة مئوية لحمض الكبريتيك ، 27 درجة مئوية إلى 0 درجة مئوية لحمض الهيدروفلوريك (HF) و 0 درجة مئوية لكلوريد الألومنيوم ، يتم التحكم فيها وصيانتها عن طريق التبريد. (انظر الشكل 13.)

الشكل 13. عملية الألكلة

ألكلة حامض الكبريتيك. في وحدات ألكلة حمض الكبريتيك من النوع المتسلسل ، المواد الأولية ، بما في ذلك البروبيلين ، والبيوتيلين ، والأميلين ، والأيزوبيوتان الطازج ، تدخل المفاعل ، حيث تتلامس مع محفز حمض الكبريتيك. ينقسم المفاعل إلى مناطق ، مع تغذية الأوليفينات من خلال الموزعين إلى كل منطقة ، ويتدفق حمض الكبريتيك والأيزوبيوتانات عبر الحواجز من منطقة إلى أخرى. تتم إزالة حرارة التفاعل عن طريق تبخر الأيزوبيوتان. تتم إزالة غاز الأيزوبيوتان من أعلى المفاعل ، وتبريده وإعادة تدويره ، مع توجيه جزء منه إلى برج إزالة البروبان. تتم تسوية المتبقي من المفاعل ، ويزال حامض الكبريتيك من قاع الوعاء ويعاد تدويره. تُستخدم أجهزة تنقية الغاز الكاوية و / أو المياه لإزالة كميات صغيرة من الحمض من تيار العملية ، والتي تنتقل بعد ذلك إلى برج إزالة البوتان. يتم إعادة تدوير مادة الإيزوبيوتان العلوية المبتدئة ، ويتم فصل الهيدروكربونات المتبقية في برج إعادة التشغيل و / أو إرسالها إلى المزج.

ألكلة حمض الهيدروفلوريك. هناك نوعان من عمليات ألكلة حمض الهيدروفلوريك: Phillips و UOP. في عملية فيليبس ، يتم تجفيف المواد الأولية من الأوليفين والأيزوبيوتان وتغذيتها في وحدة مفاعل / وحدة ترسيب. يتم شحن الهيدروكربون من منطقة الترسيب إلى المجزئ الرئيسي. يذهب المجزيء الرئيسي إلى جهاز إزالة البروبان. يذهب البروبان ، الذي يحتوي على كميات ضئيلة من حمض الهيدروفلوريك (HF) ، إلى جهاز نزع HF ، ثم يتم إزالته بشكل محفز للفلور ومعالجته وإرساله إلى التخزين. يتم سحب الأيزوبيوتان من المجزيء الرئيسي وإعادة تدويره إلى المفاعل / المستوطن ، ويتم إرسال الألكيلات من قاع المجزئ الرئيسي إلى جهاز التقسيم.

تستخدم عملية UOP مفاعلين مع مستوطنين منفصلين. يتم شحن نصف خام التغذية المجفف إلى المفاعل الأول ، جنبًا إلى جنب مع إعادة التدوير وتكوين الأيزوبيوتان ، ثم إلى مستقره ، حيث يتم إعادة تدوير الحمض وشحن الهيدروكربون إلى المفاعل الثاني. يذهب النصف الآخر من المادة الأولية إلى المفاعل الثاني ، مع إعادة تدوير حمض المستقر وشحن الهيدروكربونات إلى المجزئ الرئيسي. تتشابه المعالجة اللاحقة مع Phillips من حيث أن الحمل الزائد من المجزء الرئيسي يذهب إلى مزيل البروبان ، ويتم إعادة تدوير الأيزوبيوتان ويتم إرسال الألكيلات إلى جهاز التقسيم.

اعتبارات الصحة والسلامة

حمض الكبريتيك وحمض الهيدروفلوريك مواد كيميائية خطرة ، والرعاية أثناء توصيل وتفريغ الحمض أمر ضروري. هناك حاجة للحفاظ على تركيزات حامض الكبريتيك من 85 إلى 95٪ للتشغيل الجيد ولتقليل التآكل. لمنع التآكل من حمض الهيدروفلوريك ، يجب الحفاظ على تركيزات الحمض داخل وحدة المعالجة أعلى من 65٪ والرطوبة أقل من 4٪. يحدث بعض التآكل والقاذورات في وحدات حامض الكبريتيك من تحلل استرات حامض الكبريتيك ، أو عند إضافة مادة كاوية للمعادلة. يمكن إزالة هذه الإسترات بمعالجة الأحماض الطازجة وغسلها بالماء الساخن.

يمكن أن تحدث الاضطرابات بسبب فقدان الماء المبرد اللازم للحفاظ على درجات حرارة العملية. يجب إبقاء الضغط على مياه التبريد والجانب البخاري للمبادلات أقل من الضغط الأدنى على جانب الخدمة الحمضية لمنع تلوث المياه. يمكن توجيه الفتحات إلى أجهزة غسل رماد الصودا لتحييد غاز فلوريد الهيدروجين أو أبخرة حمض الهيدروفلوريك قبل إطلاقه. يمكن توفير حواجز وتصريف وعزل لاحتواء وحدة المعالجة بحيث يمكن معادلة النفايات السائلة قبل إطلاقها في نظام الصرف الصحي.

يجب تفريغ وحدات حمض الهيدروفلوريك جيدًا وتنظيفها كيميائيًا قبل عمليات التحول والدخول ، لإزالة جميع آثار فلوريد الحديد وحمض الهيدروفلوريك. بعد الإغلاق ، حيث تم استخدام الماء ، يجب تجفيف الوحدة تمامًا قبل إدخال حمض الهيدروفلوريك. تعتبر التسريبات أو الانسكابات أو الإطلاقات التي تحتوي على حمض الهيدروفلوريك أو الهيدروكربونات المحتوية على حمض الهيدروفلوريك شديدة الخطورة. تعتبر الاحتياطات ضرورية لضمان التعامل مع المعدات والمواد التي لامست الحمض بعناية وتنظيفها جيدًا قبل مغادرتها منطقة المعالجة أو المصفاة. غالبًا ما يتم توفير أحواض الغسل الغاطسة لتحييد المعدات التي لامست حمض الهيدروفلوريك.

هناك احتمالية لحدوث تعرضات خطيرة وخطيرة للسموم في حالة حدوث تسرب أو انسكاب أو انبعاث. سيؤدي التلامس المباشر مع حمض الكبريتيك أو الهيدروفلوريك إلى تلف شديد في الجلد والعين ، كما أن استنشاق الضباب الحمضي أو أبخرة الهيدروكربونات التي تحتوي على حمض سوف يسبب تهيجًا شديدًا وتلفًا للجهاز التنفسي. يجب استخدام تدابير التأهب الاحترازية للطوارئ ، ويجب توفير الحماية المناسبة للمخاطر المحتملة والمناطق التي يحتمل أن تتأثر. هناك حاجة إلى ممارسات العمل الآمنة ومعدات الحماية الشخصية المناسبة للجلد والجهاز التنفسي عند وجود تعرضات محتملة لأحماض الهيدروفلوريك والكبريتيك أثناء العمليات العادية ، مثل مقاييس القراءة والتفتيش وأخذ العينات ، وكذلك أثناء الاستجابة لحالات الطوارئ ، وأنشطة الصيانة والتحول. يجب أن تكون هناك إجراءات للتأكد من أن المعدات والملابس الواقية التي يتم ارتداؤها في أنشطة حامض الكبريتيك أو حمض الهيدروفلوريك ، بما في ذلك البدلات الواقية الكيميائية وأغطية الرأس والأحذية والقفازات وأدوات حماية الوجه والعين ومعدات حماية الجهاز التنفسي ، يتم تنظيفها جيدًا وتطهيرها قبل إعادة إصدارها.

عمليات إعادة الترتيب

الإصلاح التحفيزي و الأزمرة هي عمليات تعيد ترتيب جزيئات الهيدروكربون لإنتاج منتجات بخصائص مختلفة. بعد التكسير ، تتطلب بعض تدفقات البنزين ، على الرغم من الحجم الجزيئي الصحيح ، مزيدًا من المعالجة لتحسين أدائها ، لأنها تفتقر إلى بعض الصفات ، مثل رقم الأوكتان أو محتوى الكبريت. ينتج عن إعادة تشكيل الهيدروجين (البخار) هيدروجين إضافي لاستخدامه في معالجة الهدرجة.

الإصلاح التحفيزي

عمليات الإصلاح التحفيزية تحول النفثا الثقيلة منخفضة الأوكتان إلى هيدروكربونات عطرية لمواد أولية بتروكيماوية ومكونات بنزين عالية الأوكتان ، تسمى يعيد تشكيل ، عن طريق إعادة الترتيب الجزيئي أو نزع الهيدروجين. اعتمادًا على المواد الأولية والعوامل الحفازة ، يمكن إنتاج إعادة التشكيل بتركيزات عالية جدًا من التولوين والبنزين والزيلين والعطريات الأخرى المفيدة في مزج البنزين ومعالجة البتروكيماويات. يتم فصل الهيدروجين ، وهو منتج ثانوي هام ، من إعادة التكوين لإعادة التدوير واستخدامه في عمليات أخرى. المنتج الناتج يعتمد على درجة حرارة المفاعل وضغطه ، المحفز المستخدم ومعدل إعادة تدوير الهيدروجين. تعمل بعض المصلحات التحفيزية عند ضغط منخفض والبعض الآخر يعمل بضغط مرتفع. تقوم بعض أنظمة إعادة التشكيل التحفيزي بتجديد المحفز بشكل مستمر ، وبعض المرافق تقوم بتجديد جميع المفاعلات أثناء فترات التحول ، بينما يأخذ البعض الآخر مفاعلًا واحدًا في وقت توقف عن التيار لتجديد المحفز.

في الإصلاح التحفيزي ، تتم معالجة المادة الخام النافتا مسبقًا بالهيدروجين لإزالة الملوثات مثل مركبات الكلور والكبريت والنيتروجين ، والتي يمكن أن تسمم المحفز. يتم وميض المنتج وتجزئته في أبراج حيث تتم إزالة الملوثات والغازات المتبقية. يتم إرسال خام التغذية النافثا المنزوع الكبريت إلى جهاز الإصلاح الحفزي ، حيث يتم تسخينه إلى بخار ويمرر عبر مفاعل بطبقة ثابتة من محفز ثنائي المعدن أو معدني يحتوي على كمية صغيرة من البلاتين أو الموليبدينوم أو الرينيوم أو المعادن النبيلة الأخرى. التفاعلان الأساسيان اللذان يحدثان هما إنتاج مواد عطرية عالية الأوكتان عن طريق إزالة الهيدروجين من جزيئات المادة الأولية ، وتحويل البارافينات العادية إلى سلسلة متفرعة أو أيزوبارافينات.

في وضع المنصات ، يتم دمج المادة الأولية التي لم تتم إزالة الكبريت منها بالهيدروجين مع الغاز المعاد تدويره وتمريرها أولاً على محفز أقل تكلفة. يتم تحويل أي شوائب متبقية إلى كبريتيد الهيدروجين والأمونيا ، وتتم إزالتها قبل أن يمر التيار فوق محفز البلاتين. تتم إعادة تدوير البخار الغني بالهيدروجين لتثبيط التفاعلات التي قد تسمم المحفز. يتم فصل ناتج المفاعل إلى سائل مُعاد تكوينه ، والذي يتم إرساله إلى برج تجريد ، وغاز يتم ضغطه وإعادة تدويره. (انظر الشكل 14.)

الشكل 14. عملية الإصلاح التحفيزي

هناك حاجة إلى إجراءات التشغيل للتحكم في النقاط الساخنة أثناء بدء التشغيل. يجب الحرص على عدم كسر أو سحق المحفز عند تحميل الأسِرَّة ، حيث إن الغرامات الصغيرة سوف تسد شاشات الإصلاح. هناك حاجة إلى احتياطات ضد الغبار عند تجديد أو استبدال المحفز. قد تحدث انبعاثات صغيرة من أول أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين أثناء تجديد المحفز.

يجب مراعاة الغسل المائي عند حدوث تلوث في المثبتات بسبب تكوين كلوريد الأمونيوم وأملاح الحديد. قد يتشكل كلوريد الأمونيوم في مبادلات ما قبل المعالجة ويسبب التآكل والقاذورات. قد يشكل كلوريد الهيدروجين ، الناتج عن هدرجة مركبات الكلور ، أحماض أو ملح كلوريد الأمونيوم. توجد احتمالية للتعرض للنفتا الأليفاتية والعطرية وغاز العملية الغني بالهيدروجين وكبريتيد الهيدروجين والبنزين في حالة حدوث تسرب أو إطلاق.

الأزمرة

الأيزوميرات يحول n-البوتان ، n-البنتان و n- الهكسان في الأيزو بارافينات الخاصة بهم. بعض مكونات البارافين العادية ذات السلسلة المستقيمة في النافتا الخفيفة ذات الجري المستقيم منخفضة في الأوكتان. يمكن تحويلها إلى أيزومرات متفرعة السلسلة عالية الأوكتان عن طريق إعادة ترتيب الروابط بين الذرات ، دون تغيير عدد الذرات أو أنواعها. تشبه الأزمرة الإصلاح الحفزي من حيث إعادة ترتيب جزيئات الهيدروكربون ، ولكن على عكس إعادة التشكيل التحفيزي ، فإن الأزمرة تقوم فقط بتحويل البارافينات العادية إلى أيزو بارافينات. تستخدم الأزمرة محفزًا مختلفًا عن إعادة التشكيل التحفيزي.

عمليتا الأزمرة المتميزتان هما البيوتان (C₄) والبنتان / الهكسان. (ج₅/C₆).

البيوتان (سي₄) تنتج الأزمرة مادة أولية للألكلة. تستخدم عملية درجات الحرارة المنخفضة كلوريد الألومنيوم عالي النشط أو محفز كلوريد الهيدروجين بدون سخانات مشتعلة ، لأزمرة n-البوتان. يضاف خام التغذية المعالج والمسخن مسبقًا إلى تيار إعادة التدوير ، ويخلط مع HCl ويمرر عبر المفاعل (انظر الشكل 15).

الشكل 15. أزمرة C4

تستخدم أزمرة البنتان / الهكسان لزيادة رقم الأوكتان عن طريق التحويل n-البنتان و nالهكسان. في عملية أزمرة نموذجية للبنتان / الهكسان ، يتم خلط المواد الأولية المجففة والمزالة الكبريتية بكمية صغيرة من الكلوريد العضوي والهيدروجين المعاد تدويره ، ثم يتم تسخينه إلى درجة حرارة المفاعل. ثم يتم تمريره فوق محفز معدني مدعوم في المفاعل الأول ، حيث يتم هدرجة البنزين والأوليفينات. يذهب العلف بعد ذلك إلى مفاعل الأزمرة ، حيث يتم إيزومرة البارافينات بشكل تحفيزي إلى أيزوبارافينات ، ويتم تبريدها وتمريرها إلى فاصل. يتم إعادة تدوير غاز الفاصل والهيدروجين مع هيدروجين المكياج. يتم تحييد السائل بمواد قلوية وإرساله إلى عمود نزع ، حيث يتم استرداد كلوريد الهيدروجين وإعادة تدويره. (انظر الشكل 16.)

الشكل 16. عملية الأيزومرة

إذا لم يتم تجفيف المواد الأولية تمامًا وإزالة الكبريت منها ، فإن هناك احتمالًا لتكوين الحمض ، مما يؤدي إلى تسمم المحفز وتآكل المعدن. يجب عدم السماح بدخول الماء أو البخار إلى المناطق التي يوجد بها كلوريد الهيدروجين. هناك حاجة إلى الاحتياطات لمنع دخول حمض الهيدروكلوريك إلى المجاري والمصارف. هناك احتمالية للتعرض لأبخرة وسوائل النفتا الأليفاتية والأليفاتية ، بالإضافة إلى غاز المعالجة الغني بالهيدروجين ، وحمض الهيدروكلوريك وكلوريد الهيدروجين ، والغبار عند استخدام محفز صلب.

إنتاج الهيدروجين (إعادة التشكيل بالبخار)

هناك حاجة إلى الهيدروجين عالي النقاء (95 إلى 99٪) لإزالة الكبريت بالهيدروجين والهدرجة والتكسير الهيدروجيني والعمليات البتروكيماوية. إذا لم يتم إنتاج كمية كافية من الهيدروجين كمنتجات ثانوية لعمليات التكرير لتلبية الطلب الإجمالي للمصفاة ، فإن تصنيع الهيدروجين الإضافي مطلوب.

في عملية إعادة تشكيل بخار الهيدروجين ، يتم خلط الغازات المنزوعة الكبريت مع بخار شديد السخونة وإعادة تشكيلها في أنابيب تحتوي على محفز قاعدة نيكل. يتم تبريد الغاز المعاد تشكيله ، والذي يتكون من البخار والهيدروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، ويمرر عبر محولات حيث يتفاعل أول أكسيد الكربون مع البخار لتكوين الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. يتم تنقية ثاني أكسيد الكربون بمحلول أمين ويتم تنفيسه في الغلاف الجوي عند إعادة تنشيط المحاليل عن طريق التسخين. يتم تحويل أي أول أكسيد كربون متبقي في تيار المنتج إلى ميثان. (انظر الشكل 17.)

الشكل 17. عملية إصلاح البخار

يجب إجراء عمليات الفحص والاختبار عند وجود احتمال لفشل الصمام بسبب الملوثات في الهيدروجين. يجب التحكم في عمليات النقل من أجهزة غسل الغاز الكاوية لمنع التآكل في أجهزة التسخين المسبق ومنع الكلوريدات من المواد الأولية أو نظام البخار من دخول أنابيب إعادة التشكيل وتلويث المحفز. يمكن أن ينتج التعرض عن تلوث المكثفات بمواد المعالجة مثل المواد الكاوية والمركبات الأمينية ، ومن الهيدروجين الزائد وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. توجد احتمالية لحدوث حروق من الغازات الساخنة والبخار شديد السخونة في حالة حدوث إطلاق.

عمليات تكرير متنوعة

مواد التشحيم الأساسية وعمليات الشمع

يتم تكرير زيوت التشحيم والشموع من أجزاء مختلفة من التقطير الجوي والفراغ. مع اختراع التقطير الفراغي ، تم اكتشاف أن المخلفات الشمعية صنعت مادة تشحيم أفضل من أي من الدهون الحيوانية التي كانت مستخدمة في ذلك الوقت ، والتي كانت بداية لتقنية تكرير زيوت التشحيم الهيدروكربونية الحديثة ، والتي كان هدفها الأساسي إزالة المنتجات غير المرغوب فيها ، مثل الأسفلت والمواد العطرية المسلفنة والشمع البارافيني والأيزو البرافيني من الأجزاء المتبقية من أجل إنتاج مواد تشحيم عالية الجودة. يتم ذلك من خلال سلسلة من العمليات بما في ذلك إزالة الأسفلت واستخلاص المذيبات والفصل وعمليات المعالجة مثل إزالة الشمع والتلميع بالهيدروجين. (انظر الشكل 18)

الشكل 18. زيت التشحيم وعملية تصنيع الشمع

في معالجة الاستخلاص ، يتم إزالة الأسفلت من البروبان الخام المخفض من وحدة التفريغ ويتم دمجه مع مواد أولية لزيت التشحيم المباشر ، ويتم تسخينه مسبقًا واستخراجه بالمذيب لإنتاج مادة أولية تسمى رافينات. في عملية الاستخلاص النموذجية التي تستخدم الفينول كمذيب ، يتم خلط المادة الأولية مع الفينول في قسم المعالجة عند درجات حرارة أقل من 204 درجة مئوية. ثم يتم فصل الفينول من رافينات وإعادة تدويرها. يمكن بعد ذلك إخضاع الكفاف لعملية استخلاص أخرى تستخدم فورفورال لفصل المركبات العطرية عن الهيدروكربونات غير العطرية ، مما ينتج رافينات ذات لون أفتح مع مؤشر لزوجة محسّن وأكسدة واستقرار حراري.

قد تخضع رافينات Dewaxed أيضًا لمزيد من المعالجة لتحسين جودة المخزون الأساسي. تستخدم مواد الامتصاص الصلصالية لإزالة الجزيئات غير المستقرة ذات اللون الداكن من مخزون قاعدة زيوت التشحيم. عملية بديلة ، التزييت بالهيدروجين ، تمرر رافينات الهيدروجينات الساخنة المزالة الشمع والهيدروجين من خلال محفز يغير قليلاً البنية الجزيئية ، مما ينتج عنه زيت أفتح لونًا بخصائص محسنة. يتم بعد ذلك خلط مخزون قاعدة زيت التشحيم المعالج و / أو مركب مع إضافات لتلبية الخصائص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة لزيوت المحركات ومواد التشحيم الصناعية وزيوت الأشغال المعدنية.

النوعان المتميزان من الشمع المشتق من النفط الخام هما شمع البارافين المنتج من نواتج التقطير والشمع الجريزوفولفين المصنوع من المخزونات المتبقية. يحتوي رافينات وحدة الاستخراج على كمية كبيرة من الشمع ، والتي يمكن إزالتها عن طريق الاستخلاص بالمذيب والتبلور. يتم خلط رافينات مع مذيب ، مثل البروبان وميثيل إيثيل كيتون (MEK) وخليط التولوين أو ميثيل أيزوبوتيل كيتون (MIBK) ، ويتم تبريده مسبقًا في مبادلات حرارية. يتم الوصول إلى درجة حرارة التبلور عن طريق تبخر البروبان في المبرد وخزانات تغذية المرشح. تتم إزالة الشمع باستمرار بواسطة المرشحات وغسل المذيب البارد لاستعادة الزيت المحتجز. يتم استخلاص المذيب من رافينات إزالة الشمع عن طريق الوميض والنزع بالبخار ، وإعادة تدويره.

يسخن الشمع بمذيب ساخن ويبرد ويصفى ويغسل نهائيًا لإزالة كل آثار الزيت. قبل استخدام الشمع ، قد يتم صقله بالماء لتحسين رائحته والقضاء على جميع آثار العطريات بحيث يمكن استخدام الشمع في معالجة الطعام. يمكن معالجة رافينات إزالة الشمع ، والتي تحتوي على كميات صغيرة من البارافينات والنفثينات وبعض المواد العطرية ، لاستخدامها كمخزون أساسي لزيوت التشحيم.

يعد التحكم في درجة الحرارة العالية أمرًا مهمًا لمنع تآكل الفينول. يمكن للشمع أن يسد شبكات الصرف الصحي أو تصريف الزيت ويتداخل مع معالجة مياه الصرف الصحي. توجد احتمالية للتعرض لمذيبات العملية مثل الفينول والبروبان وميثيل إيثيل كيتون وخليط التولوين أو ميثيل أيزوبوتيل كيتون. يعتبر استنشاق الغازات والأبخرة الهيدروكربونية والنفتا العطرية المحتوية على البنزين وكبريتيد الهيدروجين وغاز المعالجة الغني بالهيدروجين من المخاطر.

معالجة الأسفلت

بعد عمليات التقطير الأولية ، يعتبر الأسفلت جزءًا من المادة المتبقية التي تتطلب مزيدًا من المعالجة لنقل الخصائص التي يتطلبها استخدامه النهائي. يتم إنتاج الأسفلت لمواد التسقيف عن طريق نفخ الهواء. يتم تسخين المتبقي في أنبوب لا يزال حتى نقطة وميضه تقريبًا ويتم شحنه إلى برج النفخ حيث يتم حقن الهواء الساخن لفترة زمنية محددة مسبقًا. يشكل ذوبان الهيدروجين في الأسفلت كبريتيد الهيدروجين ، وتنتج الأكسدة ثاني أكسيد الكبريت. يستخدم البخار لتغطية الجزء العلوي من البرج لحصر الملوثات ، ويتم تمريره عبر جهاز تنقية لتكثيف الهيدروكربونات.

يستخدم التقطير الفراغي بشكل عام لإنتاج الأسفلت القطران للطرق. يتم تسخين المتبقي وشحنه إلى عمود حيث يتم تطبيق التفريغ لمنع التشقق.

سيحتوي البخار المكثف الناتج عن عمليات الإسفلت المختلفة على كميات ضئيلة من الهيدروكربونات. يمكن أن يؤدي أي اضطراب في الفراغ إلى دخول الهواء الجوي والنار لاحقًا. في إنتاج الأسفلت ، يمكن أن يؤدي رفع درجة حرارة قاع برج التفريغ لتحسين الكفاءة إلى توليد غاز الميثان عن طريق التكسير الحراري. ينتج عن هذا أبخرة في صهاريج تخزين الأسفلت والتي تكون في نطاق الاشتعال ، ولكن لا يمكن اكتشافها عن طريق اختبار الوميض. يمكن أن يؤدي نفخ الهواء إلى تكوين بعض المركبات العطرية متعددة النوى (مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات). قد يحتوي البخار المكثف من عملية نفخ الأسفلت بالهواء على ملوثات مختلفة.

عمليات تحلية ومعالجة الهيدروكربونات

تتطلب العديد من المنتجات ، مثل النفتات الحرارية الناتجة عن تكسير اللزوجة أو فحم الكوك أو التكسير الحراري ، والنفتات عالية الكبريت ونواتج التقطير الناتجة عن تقطير الزيت الخام ، معالجة لاستخدامها في مزيج البنزين وزيت الوقود. قد تحتوي منتجات التقطير ، بما في ذلك الكيروسين ونواتج التقطير الأخرى ، على كميات ضئيلة من المواد العطرية ، وقد تحتوي مخزونات النفثينات وزيوت التشحيم على الشمع. تتم إزالة هذه المواد غير المرغوب فيها إما في مراحل التكرير الوسيطة أو قبل إرسال المنتجات إلى المزج والتخزين مباشرةً ، عن طريق عمليات التكرير مثل استخلاص المذيبات وإزالة شمع المذيبات. يجب تجفيف وتحلية مجموعة متنوعة من المنتجات الوسيطة والنهائية ، بما في ذلك نواتج التقطير الوسطى والبنزين والكيروسين ووقود الطائرات والغازات الحامضة.

تتم المعالجة إما في مرحلة وسيطة في عملية التكرير أو قبل إرسال المنتجات النهائية إلى المزج والتخزين. تزيل المعالجة الملوثات من الزيت ، مثل المركبات العضوية المحتوية على الكبريت والنيتروجين والأكسجين والمعادن الذائبة والأملاح غير العضوية والأملاح القابلة للذوبان المذابة في الماء المستحلب. تشمل مواد المعالجة الأحماض والمذيبات والقلويات وعوامل الأكسدة والامتزاز. تُستخدم المعالجات الحمضية لتحسين الرائحة واللون والخصائص الأخرى لمخزون قاعدة التشحيم ، ولمنع التآكل والتلوث بالمحفزات ، ولتحسين استقرار المنتج. يتم حرق كبريتيد الهيدروجين الذي يتم إزالته من الغاز الحامض "الجاف" بواسطة عامل ماص (ثنائي إيثانول أمين) ، ويستخدم كوقود أو يتحول إلى كبريت. يعتمد نوع المعالجة والعوامل على المواد الخام الخام والعمليات الوسيطة ومواصفات المنتج النهائي.

عمليات المعالجة بالمذيبات

الاستخلاص بالمذيبات يفصل العطريات والنفثينات والشوائب من تدفقات المنتج عن طريق الذوبان أو الترسيب. يمنع الاستخلاص بالمذيبات التآكل ، ويحمي المحفز في العمليات اللاحقة ويحسن المنتجات النهائية عن طريق إزالة الهيدروكربونات العطرية غير المشبعة من مواد التشحيم ومخزونات الشحوم.

يتم تجفيف المواد الخام وتعريضها لمعالجة المذيبات ذات التيار المعاكس المستمر. في عملية واحدة ، يتم غسل المواد الأولية بسائل تكون فيه المواد المراد إزالتها أكثر قابلية للذوبان مقارنة بالمنتج الناتج المرغوب. في عملية أخرى ، تتم إضافة مذيبات مختارة ، مما يتسبب في ترسب الشوائب خارج المنتج. يتم فصل المذيب من تيار المنتج عن طريق التسخين أو التبخير أو التجزئة ، مع إزالة الكميات النزرة المتبقية لاحقًا من الصفائح بواسطة الفصل بالبخار أو الوميض الفراغي. يمكن استخدام الترسيب الكهربائي لفصل المركبات غير العضوية. ثم يتم تجديد المذيب لاستخدامه مرة أخرى في العملية.

تشتمل المواد الكيميائية النموذجية المستخدمة في عملية الاستخلاص على مجموعة متنوعة من الأحماض والقلويات والمذيبات ، بما في ذلك الفينول والفيرفورال ، فضلاً عن العوامل المؤكسدة وعوامل الامتزاز. في عملية الامتزاز ، تجمع المواد الصلبة شديدة المسامية جزيئات سائلة على أسطحها. يعتمد اختيار العمليات المحددة والعوامل الكيميائية على طبيعة المادة الأولية التي تتم معالجتها ، والملوثات الموجودة ومتطلبات المنتج النهائي. (انظر الشكل 19.)

الشكل 19. عملية الاستخلاص بالمذيبات

إزالة الشمع بالمذيبات يزيل الشمع من نواتج التقطير أو مخزون الأساس المتبقي ، ويمكن استخدامه في أي مرحلة من عملية التكرير. في إزالة الشمع بالمذيبات ، يتم تبريد المواد الأولية الشمعية عن طريق المبادل الحراري والتبريد ، ويضاف المذيب للمساعدة في تطوير البلورات التي تتم إزالتها عن طريق الترشيح الفراغي. يتم وميض الزيت والمذيب منزوع الشمع من الشمع وتجريدهما ، ويمر الشمع عبر مستقر ماء وجزء مذيب وبرج فلاش. (انظر الشكل 20).

الشكل 20. عملية إزالة الشمع بالمذيبات

إزالة الأسفلت بالمذيبات يفصل بين أجزاء الزيت الثقيل لإنتاج زيت تشحيم ثقيل ، ومواد أولية للتكسير التحفيزي ، وأسفلت. يتم ضخ المواد الأولية والبروبان السائل (أو الهكسان) إلى برج الاستخراج في مخاليط ودرجات حرارة وضغوط يتم التحكم فيها بدقة. يحدث الفصل في موصل القرص الدوار ، بناءً على الاختلافات في قابلية الذوبان. ثم يتم تبخير المنتجات وتجريد البخار لاستعادة البروبان لإعادة تدويره. يزيل إزالة الأسفلت بالمذيبات أيضًا مركبات الكبريت والنيتروجين والمعادن وبقايا الكربون والبارافينات من المواد الأولية. (انظر الشكل 21.)

الشكل 21. عملية إزالة الأسفلت بالمذيبات

اعتبارات الصحة والسلامة.

في إزالة الشمع بالمذيبات ، سيؤدي تعطيل الفراغ إلى حدوث خطر حريق محتمل من خلال السماح للهواء بالدخول إلى الوحدة. توجد احتمالية للتعرض لأبخرة المذيبات لإزالة الشمع ، وهي خليط من MEK والتولوين. على الرغم من أن الاستخلاص بالمذيبات عملية مغلقة ، إلا أن هناك تعرضًا محتملاً لمركبات الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المسببة للسرطان في زيوت المعالجة ومذيبات الاستخلاص مثل الفينول ، والفورفورال ، والجليكول ، ومايكروسوفت ، والأمينات ، والمواد الكيميائية الأخرى أثناء المناولة والعمليات.

يتطلب إزالة الأسفلت تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة والضغط لتجنب الانزعاج. بالإضافة إلى ذلك ، قد تتسبب الرطوبة أو المذيبات الزائدة أو انخفاض درجة حرارة التشغيل في حدوث رغوة تؤثر على التحكم في درجة حرارة المنتج وقد تؤدي إلى حدوث اضطراب. ملامسة تيارات الزيت الساخن تسبب حروقًا في الجلد. توجد احتمالية للتعرض لتيارات الزيت الساخن التي تحتوي على مركبات عطرية متعددة الحلقات مسرطنة وبروبان وبروبان مسال وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت.

عمليات المعالجة المائية

تُستخدم المعالجة المائية لإزالة حوالي 90٪ من الملوثات ، بما في ذلك النيتروجين والكبريت والمعادن والهيدروكربونات غير المشبعة (الأوليفينات) ، من أجزاء البترول السائلة مثل البنزين المباشر. تشبه المعالجة الهيدروجينية التكسير بالهيدروجين حيث يتم استخدام كل من الهيدروجين والمحفز لإثراء محتوى الهيدروجين في خام التغذية الأوليفين. ومع ذلك ، فإن درجة التشبع ليست كبيرة مثل تلك التي تحققت في التكسير الهيدروجيني. عادة ، تتم المعالجة بالهيدروجين قبل عمليات مثل إعادة التشكيل التحفيزي ، بحيث لا يتلوث المحفز بمادة وسيطة غير معالجة. تُستخدم المعالجة بالهيدروجين أيضًا قبل التكسير التحفيزي لتقليل الكبريت وتحسين إنتاجية المنتج ، ولترقية أجزاء البترول المقطرة المتوسطة إلى الكيروسين النهائي ووقود الديزل وزيوت وقود التدفئة.

تختلف عمليات المعالجة بالهيدروجين اعتمادًا على المواد الأولية والعوامل الحفازة. إزالة الكبريت المائي يزيل الكبريت من الكيروسين ، ويقلل من المواد العطرية وخصائص تكوين الصمغ ، ويشبع أي أوليفينات. التشكيل الهيدروجيني هو عملية نزع الهيدروجين المستخدمة لاستعادة الهيدروجين الزائد وإنتاج بنزين عالي الأوكتان. يتم مزج المنتجات المعالجة بالهيدروجين أو استخدامها كمادة وسيطة محفزة لإعادة التكوين.

In نزع الكبريت الهيدروجيني التحفيزي، يتم نزع الهواء من خام التغذية ، ويخلط مع الهيدروجين ، ويتم تسخينه مسبقًا وشحنه تحت ضغط عالٍ من خلال مفاعل حفزي بطبقة ثابتة. يتم فصل الهيدروجين وإعادة تدويره واستقرار المنتج في عمود متجرد حيث تتم إزالة نهايات الضوء.

خلال هذه العملية ، يتم تحويل مركبات الكبريت والنيتروجين الموجودة في المواد الخام إلى كبريتيد الهيدروجين (H₂S) والأمونيا (NH₃). تتم إزالة كبريتيد الهيدروجين المتبقي والأمونيا إما عن طريق الفصل بالبخار ، عن طريق فاصل الضغط العالي والمنخفض أو بغسل الأمين الذي يستعيد كبريتيد الهيدروجين في تيار عالي التركيز مناسب للتحويل إلى عنصر كبريت. (انظر الشكل 22 والشكل 23.)

الشكل 22. عملية نزع الكبريت بالهيدروجين

الشكل 23. رسم تخطيطي لعملية نزع الكبريت بالهيدروجين

في المعالجة بالهيدروجين ، يجب التحكم بدقة في محتوى كبريتيد الهيدروجين في المادة الخام للحد الأدنى لتقليل التآكل. قد يتشكل كلوريد الهيدروجين ويتكثف في صورة حمض هيدروكلوريك في الأجزاء ذات درجة الحرارة المنخفضة من الوحدة. قد يتكون هيدرو كبريتيد الأمونيوم في وحدات عالية الضغط وعالية الحرارة. في حالة الإطلاق ، هناك احتمال للتعرض لأبخرة النفثا العطرية التي تحتوي على البنزين أو كبريتيد الهيدروجين أو غاز الهيدروجين ، أو للأمونيا في حالة حدوث تسرب للمياه الحامضة أو الانسكاب. قد يكون الفينول موجودًا أيضًا في حالة معالجة المواد الأولية عالية نقطة الغليان.

سيؤدي وقت التلامس المفرط و / أو درجة الحرارة إلى فحم الكوك في الوحدة. يجب اتخاذ الاحتياطات عند تفريغ المحفز المكوك من الوحدة لمنع حرائق كبريتيد الحديد. يجب تبريد المحفز المكوّن إلى أقل من 49 درجة مئوية قبل إزالته ، أو تفريغه في حاويات مملوءة بالنيتروجين حيث يمكن تبريده قبل المزيد من المناولة. يمكن استخدام إضافات خاصة مضادة للرغوة لمنع التسمم بالمحفز من السيليكون المرحل في المواد الأولية المستخدمة في التكويك.

عمليات التحلية والمعالجة الأخرى

تستخدم عمليات المعالجة والتجفيف والتحلية لإزالة الشوائب من مخزون الخلط. (انظر الشكل 24.)

الشكل 24: عمليات التحلية والمعالجة

تستخدم عمليات التحلية الهواء أو الأكسجين. إذا دخل الأكسجين الزائد في هذه العمليات ، فمن الممكن أن يحدث حريق في المستوطن بسبب توليد الكهرباء الساكنة. هناك احتمالية للتعرض لكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت والمواد الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم) والمواد الكاوية المستهلكة والمحفزات المستهلكة (Merox) وغبار المحفز وعوامل التحلية (كربونات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم).

مصانع الأمين (معالجة الغازات الحمضية)

يجب معالجة الغاز الحامض (غاز الوقود الناتج عن عمليات مثل التكسير التحفيزي والمعالجة بالهيدروجين ، والذي يحتوي على كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون) قبل استخدامه كوقود للتكرير. تعمل مصانع الأمين على إزالة الملوثات الحمضية من الغازات الحامضة وتيارات الهيدروكربون. في مصانع الأمين ، يتم شحن تيارات الغاز والهيدروكربونات السائلة التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون و / أو كبريتيد الهيدروجين إلى برج امتصاص الغاز أو موصل سائل ، حيث يتم امتصاص الملوثات الحمضية عن طريق محاليل أمين متعاكسة - أحادي إيثانول أمين (MEA) ، ثنائي إيثانول أمين (DEA) أو ميثيل ديثانولامين (MDEA). يتم إزالة الغاز أو السائل المنزوع من الهواء ، ويتم إرسال الأمين إلى المجدد. في المجدد ، يتم تجريد المكونات الحمضية بواسطة الحرارة وإعادة الغليان ، ويتم التخلص منها ، بينما يتم إعادة تدوير الأمين.

من أجل تقليل التآكل ، يجب وضع ممارسات التشغيل المناسبة ، كما يجب التحكم في درجة حرارة قاع وحدة إعادة التوليد ودرجات حرارة إعادة الغلاية. يجب إبقاء الأكسجين خارج النظام لمنع أكسدة الأمين. هناك احتمالية للتعرض لمركبات الأمين (مثل MEA و DEA و MDEA) وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.

التحلية والتجفيف

يعالج التحلية (إزالة المركابتان) مركبات الكبريت (كبريتيد الهيدروجين ، الثيوفين والميركابتان) لتحسين استقرار اللون والرائحة والأكسدة ، وتقليل تركيزات ثاني أكسيد الكربون في البنزين. تتم إزالة بعض المركابتان عن طريق جعل المنتج يتلامس مع المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الماء (مثل حمض الكبريتيك) التي تتفاعل مع المركابتان. يمكن استخدام السائل الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم) أو المركبات الأمينية (ثنائي إيثانول أمين) أو التحلية المحفزة ذات الطبقة الثابتة لتحويل المركابتان إلى ثاني كبريتيدات أقل قابلية للاعتراض.

يتم تجفيف المنتج (إزالة الماء) عن طريق امتصاص الماء ، مع أو بدون عوامل امتصاص. بعض العمليات جافة وتحلية في وقت واحد عن طريق الامتزاز على المناخل الجزيئية.

استرداد الكبريت

يزيل استخلاص الكبريت كبريتيد الهيدروجين من الغازات الحامضة وتيارات الهيدروكربون. تقوم عملية Clause بتحويل كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت عنصري من خلال استخدام التفاعلات الحرارية والحفازة. بعد حرق كبريتيد الهيدروجين في ظل ظروف خاضعة للرقابة ، تزيل الأواني القابلة للنزع الماء والهيدروكربونات من تيارات غاز التغذية ، والتي يتم تعريضها بعد ذلك لمحفز لاستعادة الكبريت الإضافي. يتم تكثيف بخار الكبريت الناتج عن الاحتراق والتحويل واستعادته.

معالجة غاز الذيل

يتم استخدام كل من الأكسدة والاختزال لمعالجة الغاز المتخلف من وحدات استخلاص الكبريت ، اعتمادًا على تكوين الغاز وعلى اقتصاديات المصفاة. تحرق عمليات الأكسدة غاز الذيل لتحويل جميع مركبات الكبريت إلى ثاني أكسيد الكبريت ، وتحول عمليات الاختزال مركبات الكبريت إلى كبريتيد الهيدروجين.

تنقية كبريتيد الهيدروجين

غسل كبريتيد الهيدروجين هو عملية معالجة أولية للمواد الخام الهيدروكربونية المستخدمة لمنع تسمم المحفز. اعتمادًا على المادة الأولية وطبيعة الملوثات ، ستختلف طرق إزالة الكبريت من امتصاص الفحم المنشط بدرجات الحرارة المحيطة إلى الهدرجة التحفيزية عالية الحرارة تليها معالجة أكسيد الزنك.

محطات الغاز المشبع وغير المشبع

يتم إرسال المواد الأولية من وحدات التكرير المختلفة إلى مصانع معالجة الغاز ، حيث تتم إزالة البيوتانات والبيوتين لاستخدامها كمواد أولية للألكلة ، ويتم إرسال المكونات الأثقل إلى مزج البنزين ، ويتم استرداد البروبان لغاز البترول المسال وإزالة البروبيلين لاستخدامه في البتروكيماويات.

محطات الغاز المشبع مكونات منفصلة من غازات التكرير ، بما في ذلك البيوتان للألكلة ، البنتانات لمزج البنزين ، غاز البترول المسال للوقود والإيثان للبتروكيماويات. هناك عمليتان مختلفتان للغاز المشبع: تجزئة الامتصاص أو التجزئة المستقيمة. في تجزئة الامتصاص ، يتم تغذية الغازات والسوائل من وحدات مختلفة إلى ماص / مزيل إيثانيزر حيث C₂ والكسور الأخف يتم فصلها عن طريق امتصاص الزيت الخالي من الدهون وإزالتها لاستخدامها كغاز وقود أو تغذية بتروكيماوية. يتم تجريد الأجزاء الثقيلة المتبقية وإرسالها إلى جهاز إزالة البوتان ، ويتم إعادة تدوير الزيت الخالي من الدهن مرة أخرى إلى جهاز الامتصاص / مزيل الإيثانيزر. ج₃/C₄ يتم فصله عن البنتانات في جهاز إزالة البوتان ، وينظف لإزالة كبريتيد الهيدروجين ، ويغذى إلى جهاز تقطيع لفصل البروبان والبيوتان. يتم التخلص من مرحلة الامتصاص في مصانع التجزئة. تعتمد عمليات الغاز المشبع على المواد الأولية والطلب على المنتج.

يحدث التآكل من وجود كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ومركبات أخرى نتيجة للمعالجة المسبقة. يجب تجفيف التيارات المحتوية على الأمونيا قبل المعالجة. تستخدم المضافات المضادة للقاذورات في زيت الامتصاص لحماية المبادلات الحرارية. تستخدم مثبطات التآكل للتحكم في التآكل في الأنظمة العلوية. توجد احتمالية للتعرض لكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وهيدروكسيد الصوديوم و MEA و DEA و MDEA ليتم ترحيله من المعالجة المسبقة.

محطات الغاز Unsat استعادة الهيدروكربونات الخفيفة من تدفقات الغاز الرطب من المفرقعات التحفيزية والمراكمات العلوية المؤجلة أو مستقبلات التجزئة. في عملية نموذجية ، يتم ضغط الغازات الرطبة ومعالجتها بالأمين لإزالة كبريتيد الهيدروجين إما قبل أو بعد دخول ماص مجزأ ، حيث تمتزج في تدفق متزامن من البنزين منزوع الدهن. يتم فصل الكسور الخفيفة بالحرارة في مرجل إعادة الغلي ، مع إرسال الغاز الخارج إلى جهاز امتصاص إسفنجي ويتم إرسال القيعان إلى جهاز إزالة البوتان. يتم إعادة تدوير جزء من الهيدروكربون المبتدأ ، ويذهب الرصيد إلى جهاز تقطيع للفصل. تذهب الغازات العلوية إلى آلة إزالة البروب لاستخدامها كمادة وسيطة لوحدة الألكلة. (انظر الشكل 25.)

الشكل 25. عملية محطة الغاز Unsat

يمكن أن يحدث التآكل من كبريتيد الهيدروجين والسيانيد الرطب في محطات الغاز غير المشبعة التي تتعامل مع المواد الأولية للجنة الاتصالات الفيدرالية. من الممكن حدوث تآكل من كبريتيد الهيدروجين والترسبات في أقسام الضغط العالي لضواغط الغاز من مركبات الأمونيوم عندما تكون المواد الأولية من التكويك المتأخر أو TCC. توجد احتمالية للتعرض لكبريتيد الهيدروجين والمركبات الأمينية مثل MEA و DEA و MDEA.

عمليات مزج المخزون الأساسي من البنزين والوقود المقطر وزيوت التشحيم

المزج هو الخليط الفيزيائي لعدد من أجزاء الهيدروكربون السائلة المختلفة لإنتاج منتجات نهائية بخصائص مرغوبة محددة. يمكن مزج المنتجات في خط واحد من خلال نظام متشعب أو دفعة ممزوجة في صهاريج وأوعية. يتم تحقيق المزج المباشر للبنزين ونواتج التقطير ووقود الطائرات وزيوت التشحيم عن طريق حقن كميات متناسبة من كل مكون في التيار الرئيسي حيث يعزز الاضطراب الخلط الشامل.

• البنزين عبارة عن مزيج من إعادة التكوين ، والألكيلات ، والبنزين المباشر ، والبنزين الحراري والتكسير التحفيزي ، وبنزين التكويك ، والبيوتان ، والإضافات المناسبة.
• زيت الوقود ووقود الديزل عبارة عن مزيج من نواتج التقطير وزيوت الدورة ، وقد يكون وقود الطائرات نواتج تقطير مباشرة أو مخلوط بالنافثا.
• زيوت التشحيم هي مزيج من مخزون أساسي مكرر
• يتم خلط الأسفلت من مخازن متبقية مختلفة حسب الاستخدام المقصود.

 

غالبًا ما يتم خلط المواد المضافة مع البنزين ووقود المحركات أثناء المزج أو بعده لتوفير خصائص محددة غير متأصلة في الهيدروكربونات البترولية. تشمل هذه الإضافات معززات الأوكتان ، والعوامل المضادة للطرق ، ومضادات الأكسدة ، ومثبطات اللثة ، ومثبطات الرغوة ، ومثبطات الصدأ ، ومنظفات الكربوريتور (الكربون) ، والمنظفات لتنظيف الحاقن ، وعطور الديزل ، والأصباغ الملونة ، ومضادات الاستاتيكية ، ومؤكسدات البنزين مثل الميثانول والإيثانول والميثيل ثلاثي بوتيل الإيثر ، ومثبطات التنشيط المعدنية وغيرها.

تتطلب عمليات المزج على دفعات وفي خط الإنتاج ضوابط صارمة للحفاظ على جودة المنتج المطلوبة. يجب تنظيف الانسكابات وإصلاح التسربات لتجنب الانزلاق والسقوط. يجب التعامل مع الإضافات الموجودة في البراميل والأكياس بشكل صحيح لتجنب الإجهاد والتعرض. توجد إمكانية ملامسة المضافات الخطرة والمواد الكيميائية والبنزين وغيرها من المواد أثناء الخلط ، وهناك حاجة إلى أدوات التحكم الهندسية المناسبة ومعدات الحماية الشخصية والنظافة المناسبة لتقليل التعرض.

عمليات المصفاة المساعدة

تشمل العمليات المساعدة التي تدعم عمليات المصفاة تلك التي توفر حرارة وتبريد العملية ؛ توفير تخفيف الضغط ؛ التحكم في انبعاثات الهواء جمع ومعالجة مياه الصرف الصحي ؛ توفير المرافق مثل الطاقة والبخار والهواء والغازات النباتية ؛ وضخ المياه المعالجة وتخزينها ومعالجتها وتبريدها.

معالجة مياه الصرف الصحي

تشتمل مياه الصرف الصحي في المصفاة على البخار المكثف ، ومياه الفصل ، والمحاليل الكاوية المستهلكة ، وبرج التبريد ، وتفجير الغلاية ، ومياه الغسيل ، ومياه معادلة النفايات القلوية والحمضية ، والمياه الأخرى المرتبطة بالعملية. تحتوي مياه الصرف الصحي عادةً على الهيدروكربونات والمواد المذابة والمواد الصلبة العالقة والفينولات والأمونيا والكبريتيدات والمركبات الأخرى. تُستخدم معالجة مياه الصرف لمياه المعالجة ومياه الجريان السطحي ومياه الصرف الصحي قبل تصريفها. قد تتطلب هذه العلاجات تصاريح ، أو يجب أن يكون هناك إعادة تدوير.

توجد احتمالية لحدوث حريق في حالة وصول الأبخرة الناتجة عن مياه الصرف المحتوية على الهيدروكربونات إلى مصدر الاشتعال أثناء عملية المعالجة. توجد احتمالية للتعرض لمختلف المواد الكيميائية ومنتجات النفايات أثناء عملية أخذ العينات والتفتيش والصيانة والتحول.

المعالجة

المعالجة المسبقة هي الفصل الأولي للهيدروكربونات والمواد الصلبة من مياه الصرف. تُستخدم فواصل API وألواح الاعتراض وبرك الترسيب لإزالة الهيدروكربونات المعلقة والحمأة الزيتية والمواد الصلبة عن طريق فصل الجاذبية والقشط والترشيح. يتم تحييد مياه الصرف الحمضية باستخدام الأمونيا أو الجير أو رماد الصودا. تتم معالجة مياه الصرف القلوية بحمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك أو غاز المداخن الغني بثاني أكسيد الكربون أو الكبريت. يتم أولاً تسخين بعض مستحلبات الزيت في الماء للمساعدة في فصل الزيت عن الماء. يعتمد فصل الجاذبية على الجاذبية النوعية المختلفة للماء وكريات الزيت غير القابلة للامتزاج ، والتي تسمح للزيت الحر بالتخلص من سطح مياه الصرف.

تجريد المياه الحامضة

يتم إنتاج المياه المحتوية على الكبريتيدات ، والتي تسمى المياه الحامضة ، في عمليات التكسير التحفيزي والمعالجة المائية ، وكلما يتم تكثيف البخار في وجود غازات تحتوي على كبريتيد الهيدروجين.

يستخدم التقشير في مياه الصرف المحتوية على الكبريتيدات و / أو الأمونيا ، ويستخدم الاستخلاص بالمذيبات لإزالة الفينولات من مياه الصرف. قد تتطلب مياه الصرف التي سيتم إعادة تدويرها التبريد لإزالة الحرارة و / أو الأكسدة عن طريق الرش أو نزع الهواء لإزالة أي الفينولات والنترات والأمونيا المتبقية.

العلاج الثانوي

بعد المعالجة المسبقة ، تتم إزالة المواد الصلبة العالقة بالترسيب أو التعويم بالهواء. يتم غربلة أو ترشيح مياه الصرف ذات المستويات المنخفضة من المواد الصلبة ، ويمكن إضافة عوامل التلبد للمساعدة في الفصل. تُستخدم مواد ذات خصائص امتصاص عالية في المرشحات ذات القاعدة الثابتة أو تُضاف إلى مياه الصرف لتكوين ملاط ​​يتم إزالته عن طريق الترسيب أو الترشيح. تؤدي عمليات المعالجة الثانوية إلى تدهور وتأكسد المواد العضوية القابلة للذوبان بيولوجيًا عن طريق استخدام الحمأة المنشطة أو البحيرات غير المهواة أو المهواة أو طرق الترشيح المتقطرة أو المعالجات اللاهوائية. يتم استخدام طرق معالجة إضافية لإزالة الزيوت والمواد الكيميائية من مياه الصرف الصحي.

العلاج العالي

تزيل المعالجات الثلاثية ملوثات معينة من أجل تلبية متطلبات التصريف التنظيمية. تشمل هذه العلاجات المعالجة بالكلور ، والأوزون ، والتبادل الأيوني ، والتناضح العكسي ، وامتصاص الكربون المنشط ، وغيرها. قد ينتشر الأكسجين المضغوط في مجاري مياه الصرف لأكسدة مواد كيميائية معينة أو لتلبية متطلبات محتوى الأكسجين التنظيمية.

أبراج التبريد

تعمل أبراج التبريد على إزالة الحرارة من مياه المعالجة عن طريق التبخر ونقل الحرارة الكامن بين الماء الساخن والهواء. نوعان من الأبراج هما الجريان المعاكس والجريان المتقاطع.

• في التبريد بالتدفق المعاكس ، يتم ضخ المياه الساخنة إلى السقيفة العلوية والسماح لها بالسقوط من خلال البرج. توجد العديد من الشرائح ، أو فوهات الرش ، على طول البرج لتشتيت تدفق المياه والمساعدة في التبريد. في نفس الوقت ، يدخل الهواء إلى قاع البرج ، مما يؤدي إلى تدفق متزامن للهواء ضد الماء. تحتوي أبراج السحب المستحثة على مراوح عند مخرج الهواء. تحتوي أبراج السحب القسري على مراوح أو نافخات عند مدخل الهواء.
• تقدم الأبراج المتقاطعة تدفق الهواء بزاوية قائمة لتدفق المياه في جميع أنحاء الهيكل.

 

يجب معالجة مياه التبريد المعاد تدويرها لإزالة الشوائب وأي هيدروكربونات مذابة. الشوائب في مياه التبريد يمكن أن تتآكل وتتلف الأنابيب والمبادلات الحرارية ، ويمكن أن تترسب القشور من الأملاح الذائبة على الأنابيب ، ويمكن أن تتلف أبراج التبريد الخشبية بسبب الكائنات الحية الدقيقة.

يمكن أن تتلوث مياه أبراج التبريد بمواد المعالجة والمنتجات الثانوية ، بما في ذلك ثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ، مع التعرض الناتج. هناك احتمالية للتعرض للمواد الكيميائية لمعالجة المياه أو لكبريتيد الهيدروجين عند معالجة مياه الصرف بالاقتران مع أبراج التبريد. لأن الماء مشبع بالأكسجين من تبريده بالهواء ، تزداد فرص التآكل. تتمثل إحدى وسائل منع التآكل في إضافة مادة إلى مياه التبريد تشكل طبقة واقية على الأنابيب والأسطح المعدنية الأخرى.

عندما تتلوث مياه التبريد بالهيدروكربونات ، يمكن أن تتبخر الأبخرة القابلة للاشتعال في هواء التفريغ. في حالة وجود مصدر إشعال أو برق ، فقد تبدأ الحرائق. توجد مخاطر الحريق عندما تكون هناك مناطق جافة نسبيًا في أبراج التبريد ذات السحب الناجم عن البناء القابل للاشتعال. يمكن أن يؤدي فقدان الطاقة عن مراوح أبراج التبريد أو مضخات المياه إلى عواقب وخيمة في عمليات العملية.

توليد البخار

يتم إنتاج البخار من خلال عمليات السخان والمراجل في محطات توليد البخار المركزية وفي وحدات المعالجة المختلفة ، باستخدام الحرارة من غاز المداخن أو مصادر أخرى. تشمل أنظمة توليد البخار:

• السخانات (الأفران) مع مواقدها ونظام هواء الاحتراق
• أنظمة السحب أو الضغط لإزالة غاز المداخن من الفرن ، ونفاخات السخام ، وأنظمة الهواء المضغوط التي تغلق الفتحات لمنع غاز المداخن من التسرب
• غلايات ، تتكون من عدد من الأنابيب التي تحمل خليط الماء / البخار عبر الفرن لتوفير أقصى قدر من نقل الحرارة (تعمل هذه الأنابيب بين براميل توزيع البخار في الجزء العلوي من الغلاية وأسطوانات تجميع المياه في قاع الغلاية)
• براميل البخار لتجميع البخار وتوجيهه إلى جهاز التسخين قبل دخوله في نظام توزيع البخار.

 

العملية الأكثر خطورة في توليد البخار هي بدء تشغيل السخان. يمكن أن يتراكم مزيج قابل للاشتعال من الغاز والهواء نتيجة فقد اللهب عند موقد واحد أو أكثر أثناء انطفاء الضوء. إجراءات بدء التشغيل المحددة مطلوبة لكل نوع مختلف من الوحدات ، بما في ذلك التطهير قبل إطفاء الضوء وإجراءات الطوارئ في حالة حدوث اختلال أو فقدان لهب الموقد. إذا كان الماء المغذي منخفضًا وكانت الغلايات جافة ، فسوف ترتفع درجة حرارة الأنابيب وتفشل. سيتم نقل المياه الزائدة إلى نظام توزيع البخار ، مما يتسبب في تلف التوربينات. يجب أن تحتوي الغلايات على أنظمة تفريغ مستمرة أو متقطعة لإزالة المياه من براميل البخار والحد من تراكم الترسبات الكلسية على ريش التوربينات وأنابيب التسخين. يجب توخي الحذر حتى لا ترتفع درجة حرارة جهاز التسخين الزائد أثناء بدء التشغيل والإغلاق. يجب توفير مصادر وقود بديلة في حالة فقد غاز الوقود بسبب إغلاق وحدة المصفاة أو الطوارئ.

وقود السخان

يمكن استخدام أي نوع أو أي مجموعة من أنواع الوقود ، بما في ذلك غاز التكرير والغاز الطبيعي وزيت الوقود والفحم المسحوق في السخانات. يتم جمع الغازات المنبعثة من المصفاة من وحدات المعالجة ودمجها مع الغاز الطبيعي وغاز البترول المسال في أسطوانة موازنة غاز الوقود. يوفر أسطوانة التوازن ضغطًا ثابتًا للنظام ، ووقودًا مستقرًا إلى حد ما للمحتوى من وحدة حرارية بريطانية (طاقة) ، وفصلًا تلقائيًا للسوائل المعلقة في أبخرة الغاز ، وتمنع انتقال الرخويات الكبيرة من المكثفات إلى نظام التوزيع.

عادة ما يكون زيت الوقود مزيجًا من زيت التكرير الخام والمخلفات المتشققة والمتشققة ، ممزوجة بمنتجات أخرى. يوفر نظام زيت الوقود الوقود لمعالجة سخانات الوحدة ومولدات البخار في درجات الحرارة والضغط المطلوبة. يتم تسخين زيت الوقود إلى درجة حرارة الضخ ، ويتم امتصاصه من خلال مصفاة شفط خشن ، ثم يتم ضخه إلى سخان للتحكم في درجة الحرارة ثم من خلال مصفاة شبكية دقيقة قبل حرقه. تستخدم الأواني القابلة للنزع ، المتوفرة في وحدات المعالجة ، لإزالة السوائل من غاز الوقود قبل الاحتراق.

في أحد الأمثلة على توليد حرارة وحدة المعالجة ، تستعيد غلايات أول أكسيد الكربون (CO) الحرارة في وحدات التكسير التحفيزي حيث يتم حرق أول أكسيد الكربون في غاز المداخن لإكمال الاحتراق. في العمليات الأخرى ، تستخدم وحدات استرداد الحرارة المهدرة الحرارة من غاز المداخن لتكوين البخار.

توزيع البخار

يتولد البخار عادة عن طريق السخانات والغلايات مجتمعة في وحدة واحدة. يترك البخار الغلايات عند أعلى ضغط تتطلبه وحدات المعالجة أو المولد الكهربائي. ثم يتم تقليل ضغط البخار في التوربينات التي تقود مضخات العملية والضواغط. عند استخدام بخار المصفاة أيضًا لتشغيل مولدات التوربينات البخارية لإنتاج الكهرباء ، يجب إنتاج البخار عند ضغط أعلى بكثير من الضغط المطلوب لبخار العملية. يتكون نظام توزيع البخار من صمامات ووصلات وأنابيب ووصلات مناسبة لضغط البخار المنقول. يتم تكثيف معظم البخار المستخدم في المصفاة إلى الماء في المبادلات الحرارية وإعادة استخدامه كمياه تغذية للغلايات ، أو يتم تصريفه لمعالجة مياه الصرف الصحي.

تغذية البخار

يعتبر إمداد مياه التغذية جزءًا مهمًا من توليد البخار. يجب أن يكون هناك دائمًا العديد من الأرطال من الماء التي تدخل نظام توليد البخار حيث أن هناك أرطالًا من البخار تتركه. يجب أن تكون المياه المستخدمة في توليد البخار خالية من الملوثات ، بما في ذلك المعادن والشوائب الذائبة ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بالنظام أو تؤثر على التشغيل. المواد المعلقة مثل الطمي ومياه الصرف الصحي والنفط ، والتي تشكل قشورًا وحمأة ، يتم تخثرها أو ترشيحها خارج الماء. تتم إزالة الغازات المذابة ، وخاصة ثاني أكسيد الكربون والأكسجين التي تسبب تآكل الغلايات ، عن طريق إزالة الهواء والمعالجة. تعالج المعادن الذائبة مثل الأملاح المعدنية والكالسيوم والكربونات ، التي تسبب القشور والتآكل ورواسب ريش التوربينات ، بالجير أو رماد الصودا لترسيبها خارج الماء. اعتمادًا على خصائصها ، يمكن معالجة مياه تغذية الغلايات الخام بالتصفية ، والترسيب ، والترشيح ، والتبادل الأيوني ، وإزالة التهوية ، والمعالجة الداخلية. يجب أيضًا معالجة مياه التبريد المعاد تدويرها لإزالة الهيدروكربونات والملوثات الأخرى.

سخانات المعالجة والمبادلات الحرارية والمبردات

تقوم السخانات والمبادلات الحرارية بالتسخين المسبق للمواد الأولية في أبراج التقطير وفي عمليات التكرير إلى درجات حرارة التفاعل. يأتي الجزء الأكبر من الحرارة المقدمة إلى وحدات المعالجة من السخانات المشتعلة الموجودة في وحدات التسخين الأولي للخام ووحدات إعادة التسخين ، وسخانات التكويك ومراجل إعادة الغلي ذات الأعمدة الكبيرة ، والتي تغذيها المصفاة أو الغاز الطبيعي ، ونواتج التقطير والزيوت المتبقية. عادة ما يتم تصميم السخانات لعمليات معالجة محددة ، ومعظمها إما تصميمات أسطوانية رأسية أو من النوع الصندوقي. تستخدم المبادلات الحرارية إما البخار أو الهيدروكربون الساخن ، المنقولة من جزء آخر من العملية ، لإدخال الحرارة.

تتم إزالة الحرارة أيضًا من بعض العمليات عن طريق مبادلات الهواء والماء ، ومراوح الزعانف ، ومبردات الغاز والسائل والمكثفات العلوية ، أو عن طريق نقل الحرارة إلى أنظمة أخرى. تم تصميم نظام التبريد بضغط البخار الميكانيكي الأساسي لخدمة واحدة أو أكثر من وحدات المعالجة ، ويتضمن مبخرًا وضاغطًا ومكثفًا وأدوات تحكم وأنابيب. المبردات الشائعة هي الماء أو خليط الكحول / الماء أو محاليل الجليكول المختلفة.

مطلوب وسيلة لتوفير تيار كاف أو تطهير بالبخار لتقليل فرصة الانفجارات عند إشعال الحرائق في أفران السخان. بدء التشغيل وإجراءات الطوارئ المحددة مطلوبة لكل نوع من أنواع الوحدات. إذا اصطدم الحريق بمراوح الزعانف ، فقد يحدث عطل بسبب السخونة الزائدة. إذا تسرب المنتج القابل للاشتعال من المبادل الحراري أو المبرد بسبب تسرب ، فقد يحدث حريق.

يجب توخي الحذر لضمان إزالة جميع الضغط من أنابيب التسخين قبل إزالة أي سدادات رأسية أو تركيب. يجب مراعاة توفير تخفيف الضغط في أنظمة أنابيب المبادل الحراري في حالة انسدادها وهي ممتلئة بالسائل. إذا فشلت أدوات التحكم ، فقد تحدث تغيرات في درجة الحرارة والضغط على جانبي المبادل الحراري. إذا فشلت أنابيب المبادل الحراري وكان ضغط العملية أكبر من ضغط السخان ، يمكن أن يدخل المنتج إلى المدفأة مع عواقب المصب. إذا كان الضغط أقل ، يمكن أن يدخل تيار السخان في تيار مائع العملية. في حالة حدوث فقدان للدوران في مبردات السوائل أو الغاز ، يمكن أن تؤثر درجة حرارة المنتج المتزايدة على العمليات النهائية ، مما يتطلب تخفيف الضغط.

اعتمادًا على الوقود وتشغيل العملية وتصميم الوحدة ، هناك احتمال للتعرض لكبريتيد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والهيدروكربونات وحمأة مياه تغذية الغلايات البخارية والمواد الكيميائية لمعالجة المياه. يجب تجنب ملامسة الجلد لتفجير الغلاية التي قد تحتوي على مركبات فينولية. من الممكن التعرض للحرارة المشعة والبخار المفرط والهيدروكربونات الساخنة.

أنظمة تخفيف الضغط والشعلة

تشمل الضوابط الهندسية التي يتم دمجها في العمليات تقليل تركيزات البخار القابل للاشتعال عن طريق التهوية والتخفيف والتخميد. يستخدم الضغط للحفاظ على غرف التحكم أعلى من الضغط الجوي من أجل تقليل إمكانية دخول الأبخرة. يتم توفير أنظمة تخفيف الضغط للتحكم في الأبخرة والسوائل التي يتم إطلاقها بواسطة أجهزة تخفيف الضغط وعمليات التفريغ. تخفيف الضغط هو تحرير تلقائي مخطط له عندما يصل ضغط التشغيل إلى مستوى محدد مسبقًا. يشير التفجير عادةً إلى الإطلاق المتعمد للمواد ، مثل عمليات التفجير من بدء تشغيل وحدة المعالجة ، وتفجير الأفران ، والإغلاق ، وحالات الطوارئ. خفض ضغط البخار هو إزالة سريعة للأبخرة من أوعية الضغط في حالة الطوارئ. يمكن تحقيق ذلك عن طريق استخدام قرص تمزق ، يتم ضبطه عادةً عند ضغط أعلى من صمام التنفيس.

صمامات تنفيس الأمان

صمامات تنفيس الأمان ، تستخدم للتحكم في الهواء والبخار والغاز وبخار الهيدروكربون وضغوط السائل ، تفتح بما يتناسب مع زيادة الضغط عن ضغط التشغيل العادي. صممت صمامات الأمان بشكل أساسي لإطلاق كميات كبيرة من البخار ، وعادة ما تنفتح بكامل طاقتها. يزيد الضغط الزائد اللازم لفتح صمامات تصريف السوائل ، حيث لا يلزم تفريغ كميات كبيرة ، مع رفع الصمام بسبب زيادة مقاومة الزنبرك. تُستخدم صمامات تحرير الأمان التي يتم تشغيلها بشكل تجريبي ، بسعة تصل إلى ستة أضعاف سعة صمامات التنفيس العادية ، حيث يلزم إحكام إحكام الغلق وتفريغ كميات أكبر. عادة ما يتم ضخ السوائل غير المتطايرة إلى أنظمة فصل الزيت / الماء والاستعادة ، ويتم إرسال السوائل المتطايرة إلى الوحدات التي تعمل بضغط منخفض.

مشاعل

يشتمل نظام إطلاق الضغط والتوهج المغلق النموذجي على صمامات وخطوط تنفيس من وحدات المعالجة لتجميع التصريفات ، وبراميل قابلة للنزع لفصل الأبخرة والسوائل ، وموانع التسرب و / أو غاز التطهير لحماية ارتجاع الفلاش باك ونظام إشعال وإشعال ، والذي يحرق الأبخرة إذا لا يُسمح بالتصريف المباشر في الغلاف الجوي. يمكن حقن البخار في طرف التوهج لتقليل الدخان المرئي.

يجب عدم السماح بتصريف السوائل في نظام التخلص من البخار. يجب أن تكون براميل التوهج والمشاعل كبيرة بما يكفي للتعامل مع التفجيرات الطارئة ، وتتطلب البراميل الراحة في حالة الضغط الزائد. يتم توفير صمامات تنفيس الضغط حيث توجد احتمالية للضغط الزائد في عمليات المصفاة ، على سبيل المثال نتيجة للأسباب التالية:

• فقدان مياه التبريد ، مما قد يؤدي إلى انخفاض الضغط المتزايد بشكل كبير في المكثفات ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الضغط في وحدة المعالجة
• زيادة التبخر والضغط السريع من حقن سائل بدرجة غليان منخفضة ، بما في ذلك الماء ، في وعاء معالجة يعمل عند درجات حرارة أعلى
• تمدد البخار والضغط الزائد الناتج بسبب ارتفاع درجة حرارة بخار العملية أو السخانات المعطوبة أو الحريق
• فشل التحكم الآلي ، المنافذ المغلقة ، فشل المبادل الحراري ، إلخ.
• انفجار داخلي ، تفاعل كيميائي ، تمدد حراري ، غازات متراكمة ، إلخ.
• فقدان الارتجاع ، مما يؤدي إلى ارتفاع الضغط في أبراج التقطير.

نظرًا لأن كمية الارتجاع تؤثر على حجم الأبخرة الخارجة من برج التقطير ، فإن فقدان الحجم يؤدي إلى انخفاض الضغط في المكثفات وارتفاع الضغط في أبراج التقطير.

الصيانة مهمة لأن الصمامات مطلوبة لتعمل بشكل صحيح. تتضمن مشكلات تشغيل الصمام الشائعة ما يلي:

• فشل في الفتح عند الضغط المحدد بسبب انسداد مدخل أو مخرج الصمام أو بسبب التآكل ، مما يمنع التشغيل السليم لحامل الأقراص والموجهات
• عدم الاستقرار بعد الفتح بسبب القاذورات أو التآكل أو الرواسب على المقعد أو الأجزاء المتحركة ، أو بسبب المواد الصلبة في تيار الغاز التي تقطع قرص الصمام
• الفتح المبكر والثرثرة ، نظرًا لأن ضغط التشغيل قريب جدًا من نقطة ضبط الصمام.

 

Utilities

مياه . اعتمادًا على الموقع وموارد المجتمع ، قد تعتمد المصافي على إمدادات المياه العامة للشرب ومعالجة المياه أو قد تضطر إلى ضخ ومعالجة مياه الشرب الخاصة بها. قد يشمل العلاج مجموعة واسعة من المتطلبات ، من التحلية إلى الترشيح والكلور والاختبار.

مياه المجاري. أيضًا ، اعتمادًا على توافر محطات المعالجة المجتمعية أو الخاصة خارج الموقع ، قد يتعين على المصافي توفير التصاريح وجمع ومعالجة وتصريف نفاياتها الصحية.

الطاقة الكهربائية. تستقبل المصافي الكهرباء من مصادر خارجية أو تنتج بمفردها باستخدام مولدات كهربائية تعمل بتوربينات بخارية أو بمحركات غازية. يتم تصنيف المناطق حسب نوع الحماية الكهربائية المطلوبة لمنع شرارة من اشتعال أبخرة أو احتواء انفجار داخل المعدات الكهربائية. تحتوي المحطات الفرعية الكهربائية ، التي توجد عادة في مناطق غير مصنفة ، بعيدًا عن مصادر بخار الهيدروكربون القابل للاشتعال أو رذاذ الماء في أبراج التبريد ، على محولات وقواطع دوائر ومفاتيح دائرة تغذية. تقوم المحطات الفرعية بتغذية محطات التوزيع بالطاقة داخل مناطق وحدة المعالجة. يمكن أن تقع محطات التوزيع في مناطق مصنفة بشرط استيفاء متطلبات التصنيف الكهربائي. عادةً ما تستخدم محطات التوزيع محولًا مملوءًا بالسوائل مزودًا بجهاز فصل مملوء بالزيت أو للهواء.

يجب تنفيذ احتياطات السلامة الكهربائية العادية ، بما في ذلك القاعدة الجافة وعلامات التحذير من "الجهد العالي" والحماية من الصدمات الكهربائية. يجب أن يكون الموظفون على دراية بإجراءات العمل الآمن للكهرباء في المصفاة. يجب تنفيذ الإغلاق / الوسم وغير ذلك من ممارسات العمل الآمنة المناسبة لمنع التنشيط أثناء تنفيذ العمل على المعدات الكهربائية عالية الجهد. قد تحدث حالات التعرض الخطرة عند العمل حول المحولات والمفاتيح التي تحتوي على سائل عازل يتطلب احتياطات خاصة للتعامل. تتم مناقشة هذه الموضوعات بشكل كامل في مكان آخر في هذا موسوعة.

عمليات التوربينات والغاز وضواغط الهواء

ضواغط الهواء والغاز

تم تصميم أنظمة تهوية عادم المصفاة وإمداد الهواء لالتقاط أو تخفيف الغازات والأبخرة والأتربة والأبخرة التي قد تلوث أماكن العمل أو الغلاف الجوي الخارجي. يتم استعادة الملوثات الملتقطة إذا كان ذلك ممكنًا ، أو يتم توجيهها إلى أنظمة التخلص بعد تنظيفها أو حرقها. تشمل أنظمة إمداد الهواء الضواغط والمبردات وأجهزة استقبال الهواء ومجففات الهواء وأجهزة التحكم وأنابيب التوزيع. تستخدم المنافيخ أيضًا لتوفير الهواء لعمليات معينة. يتم توفير هواء المحطة لتشغيل الأدوات التي تعمل بالهواء ، وتجديد المحفز ، وسخانات المعالجة ، وتصفية الهواء بالبخار ، وأكسدة المياه الحامضة ، وتحلية البنزين ، ونفخ الأسفلت ، واستخدامات أخرى. يتم توفير هواء الجهاز للاستخدام في الأدوات وأجهزة التحكم التي تعمل بالهواء المضغوط ومحركات الهواء ووصلات التطهير. يتم توفير غاز النبات ، مثل النيتروجين ، للأوعية الخاملة واستخدامات أخرى. يتم استخدام كل من الضواغط الترددية والطاردة المركزية للغاز والهواء المضغوط.

يجب وضع ضواغط الهواء بحيث لا يأخذ الامتصاص أبخرة قابلة للاشتعال أو غازات أكالة. هناك احتمال نشوب حريق في حالة حدوث تسرب في ضواغط الغاز. هناك حاجة إلى براميل خروج المغلوب لمنع اندفاعات السوائل من دخول ضواغط الغاز. إذا كانت الغازات ملوثة بمواد صلبة ، يلزم وجود مصافي. سيؤثر فشل الضوابط الأوتوماتيكية في الضاغط على العمليات. إذا كان من المحتمل أن يكون الضغط الأقصى أكبر من الضاغط أو ضغط تصميم معدات المعالجة ، فيجب توفير تخفيف الضغط. الحراسة ضرورية للأجزاء المتحركة المكشوفة في الضواغط. يجب تصنيف مباني الضاغط كهربائياً بشكل صحيح ، ووضع أحكام للتهوية المناسبة.

عندما يتم استخدام هواء المحطة كدعم لهواء الجهاز ، يجب أن تكون الوصلات البينية في بداية نظام تجفيف الهواء للأداة لمنع تلوث الأدوات بالرطوبة. قد تكون هناك حاجة إلى مصادر بديلة لإمداد الهواء للأجهزة ، مثل استخدام النيتروجين ، في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو تعطل الضاغط. تطبيق الإجراءات الوقائية المناسبة بحيث لا يتم استخدام الغاز وهواء المصنع وهواء الجهاز كمصدر للتنفس أو للضغط على أنظمة مياه الشرب.

توربينات

عادة ما تعمل التوربينات بالغاز أو البخار وتستخدم لتشغيل المضخات والضواغط والمنافخ ومعدات معالجة المصفاة الأخرى. يدخل البخار التوربينات في درجات حرارة وضغوط عالية ، ويتمدد عبر الشفرات الدوارة ويدفعها أثناء توجيهه بواسطة ريش ثابتة.

تحتاج التوربينات البخارية المستخدمة في العادم الذي يعمل تحت التفريغ إلى صمام تنفيس أمان على جانب التفريغ للحماية وللحفاظ على البخار في حالة فشل التفريغ. عندما يكون ضغط التشغيل الأقصى أكبر من الضغط التصميمي ، تحتاج التوربينات البخارية إلى أجهزة تنفيس. يجب الأخذ في الاعتبار توفير أجهزة التحكم وأجهزة التحكم في السرعة الزائدة على التوربينات.

المضخات والأنابيب والصمامات

تستخدم مضخات الطرد المركزي والإزاحة الإيجابية (الترددية) لنقل الهيدروكربونات ومعالجة المياه ومياه الحرائق ومياه الصرف في جميع أنحاء المصفاة. يتم تشغيل المضخات بواسطة محركات كهربائية أو توربينات بخارية أو محركات احتراق داخلي.

تقوم أنظمة أنابيب العمليات والمرافق بتوزيع الهيدروكربونات والبخار والماء ومنتجات أخرى في جميع أنحاء المنشأة. يتم قياسها وتصنيعها من مواد تعتمد على نوع الخدمة والضغط ودرجة الحرارة وطبيعة المنتجات. توجد وصلات تنفيس ، وتصريف ، وعينات على الأنابيب ، بالإضافة إلى أحكام للتقطيع. يتم استخدام أنواع مختلفة من الصمامات ، بما في ذلك صمامات البوابة ، والصمامات الالتفافية ، والصمامات الكروية والصمامات الكروية ، وصمامات السدادة ، وصمامات الكتلة وصمامات النزف ، وصمامات الفحص ، اعتمادًا على الغرض من التشغيل. يمكن تشغيل هذه الصمامات يدويًا أو تلقائيًا.

يجب أن تكون الصمامات والأجهزة التي تتطلب خدمة أو عملًا آخر متاحة على مستوى الصف أو من منصة تشغيل. يمكن استخدام الصمامات التي يتم التحكم فيها عن بعد وصمامات الحريق وصمامات العزل للحد من فقد المنتج في خطوط امتصاص المضخة في حالة حدوث تسرب أو نشوب حريق. قد يتم توفير وصلات فتحات التشغيل والصرف بصمامات كتلة مزدوجة ، أو صمام كتلة وسدادة أو شفة مسدودة للحماية من الإطلاقات. اعتمادًا على المنتج والخدمة ، قد تكون هناك حاجة إلى منع التدفق العكسي من خط التفريغ. قد يتم وضع مخصصات لتوسيع خط الأنابيب وتغييرات الحركة ودرجة الحرارة لتجنب التمزق. يمكن للمضخات التي تعمل بتدفق منخفض أو بدون تدفق أن ترتفع درجة حرارتها وتمزق. قد يؤدي فشل أدوات التحكم الأوتوماتيكية في المضخة إلى حدوث انحراف في ضغط العملية ودرجة الحرارة. يجب توفير تخفيف الضغط في أنابيب التفريغ في الأماكن التي يمكن أن تتعرض فيها المضخات للضغط الزائد.

تخزين الخزان

تُستخدم صهاريج التخزين في الغلاف الجوي وخزانات الضغط في جميع أنحاء المصفاة لتخزين الخام والهيدروكربونات الوسيطة (تلك المستخدمة في المعالجة) والمنتجات النهائية ، سواء السوائل أو الغازات. كما يتم توفير خزانات لمياه الحريق ومياه المعالجة والمعالجة والأحماض والهواء والهيدروجين والمواد المضافة والمواد الكيميائية الأخرى. يعتمد نوع الخزانات وبناؤها وسعتها وموقعها على استخدامها وطبيعة المواد المخزنة وضغط البخار ونقاط الاشتعال ونقاط صب المواد المخزنة. تُستخدم العديد من أنواع الخزانات في المصافي ، أبسطها هي الخزانات الموجودة فوق سطح الأرض وذات السقف المخروطي لتخزين السوائل القابلة للاحتراق (غير المتطايرة) مثل وقود الديزل وزيوت الوقود وزيوت التشحيم. الخزانات المفتوحة والمغطاة (الداخلية) ذات السقف العائم ، والتي تخزن السوائل القابلة للاشتعال (المتطايرة) مثل البنزين والزيت الخام ، تقيد مقدار المسافة بين الجزء العلوي من المنتج وسقف الخزان من أجل الحفاظ على البخار الغني الغلاف الجوي لمنع الاشتعال.

توجد احتمالية نشوب حريق في حالة امتلاء صهاريج تخزين الهيدروكربونات بشكل زائد أو حدوث تسريبات تسمح للسائل والأبخرة بالهروب والوصول إلى مصادر الاشتعال. يجب أن تضع المصافي إجراءات القياس اليدوي واستلام المنتجات للتحكم في فرط الملء أو توفير التحكم الآلي في التدفق وأنظمة الإشارات على الخزانات. قد تكون الخزانات مجهزة بأنظمة حماية من حرائق المياه الرغوية الثابتة أو شبه الثابتة. يمكن توفير الصمامات التي يتم التحكم فيها عن بعد وصمامات العزل وصمامات الحريق في الخزانات لضخها أو إغلاقها في حالة نشوب حريق داخل الخزان أو في سد الخزان أو منطقة التخزين. تُستخدم برامج تنفيس الخزانات والتنظيف ودخول الأماكن المحصورة للتحكم في العمل داخل الخزانات ، وتُستخدم أنظمة تصاريح العمل الساخن للتحكم في مصادر الإشعال في صهاريج التخزين وحولها.

المناولة والشحن والنقل

يعتبر تحميل الغازات والهيدروكربونات السائلة في خطوط الأنابيب وعربات الصهاريج والشاحنات الصهريجية والسفن البحرية والصنادل للنقل إلى المحطات والمستهلكين عملية التكرير النهائية. تعتبر خصائص المنتج واحتياجات التوزيع ومتطلبات الشحن والوقاية من الحرائق وحماية البيئة ومعايير التشغيل مهمة عند تصميم الأحواض البحرية ورفوف التحميل ومشعبات خطوط الأنابيب. يجب وضع إجراءات التشغيل والموافقة عليها من قبل الشاحن والمتلقي ، والحفاظ على الاتصالات أثناء نقل المنتج. قد تكون الشاحنات الصهريجية وعربات صهاريج السكك الحديدية محملة من الأعلى أو من الأسفل. يتطلب تحميل وتفريغ غاز البترول المسال (LPG) اعتبارات خاصة بالإضافة إلى اعتبارات الهيدروكربونات السائلة. عند الاقتضاء ، يجب توفير أنظمة استرداد البخار في رفوف التحميل والأرصفة البحرية.

قد تكون هناك حاجة إلى ممارسات العمل الآمنة ومعدات الحماية الشخصية المناسبة عند التحميل أو التفريغ ، أو تنظيف الانسكابات أو التسربات ، أو عند القياس أو التفتيش أو أخذ العينات أو أداء أنشطة الصيانة في مرافق التحميل أو أنظمة استرداد البخار. يجب إيقاف التسليم أو تحويل مساره في حالة الطوارئ مثل ملء شاحنة صهريجية أو حجرة صهريجية.

يتم استخدام عدد من المواد الكيميائية الخطرة والسامة المختلفة في المصافي ، وتتنوع من كميات صغيرة من كواشف الاختبار المستخدمة في المختبرات إلى كميات كبيرة من حمض الكبريتيك وأحماض الهيدروفلوريك المستخدمة في المعالجة القلوية. يجب استلام هذه المواد الكيميائية وتخزينها والتعامل معها بشكل صحيح. توفر الشركات المصنعة للمواد الكيميائية معلومات سلامة المواد التي يمكن أن تستخدمها المصافي لتطوير إجراءات السلامة والضوابط الهندسية ومتطلبات الحماية الشخصية وإجراءات الاستجابة للطوارئ للتعامل مع المواد الكيميائية.

تعتمد طبيعة الخطر في مرافق التحميل والتفريغ على المنتجات التي يتم تحميلها والمنتجات التي تم نقلها مسبقًا في عربة الصهريج أو شاحنة الصهريج أو السفينة البحرية. الترابط يعادل الشحنة الكهربائية بين رف التحميل والشاحنة الصهريجية أو عربة الصهريج. يمنع التأريض تدفق التيارات الشاردة في منشآت تحميل الشاحنات والسكك الحديدية. يتم استخدام الفلنجات العازلة في توصيلات أنابيب الأحواض البحرية لمنع تراكم وتفريغ الكهرباء الساكنة. يتم تثبيت مانعات اللهب في رف التحميل وخطوط استعادة البخار البحري لمنع ارتجاع الفلاش باك. في حالة السماح بتحميل المفتاح ، يجب إنشاء واتباع إجراءات آمنة.

يجب توفير أنظمة الإغلاق الأوتوماتيكي أو اليدوي عند رؤوس الإمداد في أرفف التحميل العلوي والسفلي والأرصفة البحرية في حالة حدوث تسرب أو امتلاء. قد تكون هناك حاجة إلى حماية ضد السقوط ، مثل القضبان اليدوية ، للأرصفة ورفوف التحميل العلوي. يمكن توفير أنظمة الصرف والاستعادة في رفوف التحميل لتصريف العواصف وفي الأرصفة ولمعالجة الانسكابات والتسربات. يجب اتخاذ الاحتياطات في منشآت تحميل غاز البترول المسال حتى لا تفرط في التحميل أو تزيد الضغط على عربات الصهريج والشاحنات.

الأنشطة والمرافق المساندة للمصفاة

هناك حاجة لعدد من المرافق والأنشطة والبرامج المختلفة ، لكل منها متطلبات السلامة والصحة الخاصة به ، لدعم عمليات المصفاة اعتمادًا على موقع المصفاة والموارد المتاحة.

الأنشطة الإدارية

هناك حاجة إلى مجموعة متنوعة من أنشطة الدعم الإداري ، اعتمادًا على فلسفة شركة التكرير وتوافر الخدمات المجتمعية ، لضمان استمرار تشغيل المصفاة. إن الوظيفة التي تتحكم في حركة النفط إلى المصفاة وداخلها وخارجها هي وظيفة فريدة للمصافي. يمكن تقسيم الوظائف الإدارية على النحو التالي. العملية اليومية لوحدات المعالجة هي وظيفة العمليات. وظيفة أخرى هي المسؤولة عن التأكد من أن الترتيبات قد تم إجراؤها من أجل الإمداد المستمر للنفط الخام. تشمل الأنشطة الوظيفية الأخرى الخدمات الطبية (كل من الرعاية الصحية الطارئة والمستمرة) ، والخدمات الغذائية ، والخدمات الهندسية ، وخدمات الحراسة والوظائف الإدارية والتنظيمية الروتينية الشائعة في معظم الصناعات ، مثل المحاسبة والمشتريات والعلاقات الإنسانية وما إلى ذلك. وظيفة التدريب في المصفاة مسؤولة عن تدريب المشرف والموظف على المهارات والحرف اليدوية بما في ذلك التدريب الأولي والتجديد والعلاجي ، وتوجيه الموظفين والمقاولين والتدريب في الاستجابة لحالات الطوارئ وممارسات وإجراءات العمل الآمنة.

البناء والصيانة

يعتمد التشغيل الآمن المستمر للمصافي على إنشاء وتنفيذ برامج وإجراءات للصيانة الدورية والصيانة الوقائية ، وضمان الاستبدال عند الضرورة. دورات، حيث سيتم إغلاق المصفاة بأكملها أو وحدات المعالجة بأكملها لإجمالي المعدات بشكل عام والاستبدال في وقت واحد ، هو نوع من برامج الصيانة الوقائية الفريدة لصناعة العملية. تعتبر أنشطة السلامة الميكانيكية ، مثل الفحص والإصلاح والاختبار والاعتماد للصمامات وأجهزة الإغاثة ، والتي تعد جزءًا من برنامج إدارة سلامة العمليات ، مهمة لاستمرار التشغيل الآمن للمصفاة ، وكذلك أوامر أعمال الصيانة من أجل استمرار فعالية برنامج المصفاة "إدارة التغيير". تتحكم برامج تصاريح العمل في العمل الساخن والعمل الآمن ، مثل العزل والإغلاق والدخول إلى الأماكن الضيقة. محلات الصيانة والأجهزة لها أغراض تشمل:

• عمل دقيق ودقيق لاختبار وصيانة ومعايرة عناصر التحكم في عمليات المصفاة والأدوات وأجهزة الكمبيوتر
• لحام
• إصلاح المعدات والإصلاح الشامل
• صيانة المركبات
• النجارة وهلم جرا.

 

تعتمد السلامة والصحة في البناء والصيانة على بعض البرامج التالية.

العزلة

غالبًا ما تتطلب الصيانة والإصلاح والاستبدال الآمن للمعدات داخل وحدات المعالجة عزل الخزانات والأوعية والخطوط من أجل منع احتمال دخول السوائل أو الأبخرة القابلة للاشتعال إلى منطقة يتم فيها تنفيذ العمل الساخن. يتم تحقيق العزل عادة عن طريق فصل وإغلاق كل الأنابيب المؤدية إلى أو من الوعاء ؛ تعمية الأنبوب أو طمسه عند وصلة قريبة من الخزان أو الوعاء ؛ أو إغلاق مجموعة مزدوجة من صمامات الكتلة على الأنابيب ، إذا تم توفيرها ، وفتح صمام نازف بين الصمامين المغلقين.

تأمين / تاجوت

تمنع برامج القفل والوسم التنشيط غير المقصود للمعدات الكهربائية أو الميكانيكية أو الهيدروليكية أو التي تعمل بالطاقة الهوائية أثناء الإصلاح أو الصيانة. يجب أن يكون قاطع الدائرة الكهربائية أو المفتاح الرئيسي مغلقًا أو مميزًا في جميع المعدات التي تعمل بالكهرباء واختبارها للتأكد من عدم قابليتها للتشغيل ، قبل بدء العمل. يجب فصل الطاقة عن المعدات الميكانيكية الهيدروليكية والهوائية وأن يكون مصدر طاقتها مغلقًا أو موسومًا قبل بدء العمل. يجب أيضًا إغلاق خطوط إغلاق الصمام التي يتم العمل عليها ، أو المعزولة ، أو تمييزها لمنع الفتح غير المصرح به.

المعادن

يتم استخدام علم المعادن لضمان استمرار قوة وسلامة الخطوط والأوعية والخزانات والمفاعلات التي تتعرض للتآكل من الأحماض والمواد المسببة للتآكل والمياه الحامضة والغازات والمواد الكيميائية الأخرى الناتجة عن استخدام النفط الخام واستخدامها في معالجة النفط الخام. يتم استخدام طرق الاختبار غير المتلفة في جميع أنحاء المصفاة لاكتشاف التآكل والتآكل المفرطين قبل حدوث الفشل. مطلوب احتياطات السلامة المناسبة لمنع التعرض المفرط للعمال الذين يتعاملون أو يتعرضون لمعدات الاختبار الإشعاعي والأصباغ والمواد الكيميائية.

المخازن

لا تخزن المستودعات الأجزاء والمواد والمعدات اللازمة لعمليات المصفاة المستمرة فحسب ، بل تخزن أيضًا المواد الكيميائية المعبأة والمواد المضافة المستخدمة في الصيانة والمعالجة والمزج. قد تحتفظ المستودعات أيضًا بإمدادات الملابس والمعدات الواقية الشخصية المطلوبة بما في ذلك القبعات الصلبة والقفازات والمآزر وحماية العين والوجه وحماية الجهاز التنفسي والأحذية الآمنة وغير المنفذة والملابس المقاومة للهب والملابس الواقية من الأحماض. يلزم التخزين والفصل المناسبين للسوائل القابلة للاشتعال والقابلة للاشتعال والمواد الكيميائية الخطرة لمنع الانسكابات والحرائق وخلط المنتجات غير المتوافقة.

المختبرات

المختبرات مسؤولة عن تحديد قيم وتناسق الزيوت الخام قبل المعالجة ، وكذلك إجراء الاختبارات المطلوبة لمراقبة جودة المنتج النهائي. يجب تدريب العاملين في المختبر على التعرف على المخاطر الكامنة في مناولة وخلط المواد الكيميائية السامة والسوائل القابلة للاشتعال ، وتوفير الحماية لأنفسهم وللآخرين.

السلامة والصحة البيئية والمهنية

أنشطة دعم المصفاة الهامة الأخرى هي السلامة والوقاية من الحرائق والحماية منها وحماية البيئة والصحة الصناعية. يمكن توفيرها كوظائف منفصلة أو دمجها في عمليات المصفاة. غالبًا ما تكون أنشطة السلامة والتأهب والاستجابة للطوارئ والوقاية من الحرائق والحماية منها مسئولية نفس الوظيفة داخل المصفاة.

تشارك وظيفة السلامة في برامج إدارة سلامة العمليات كجزء من مراجعة التصميم ومراجعة ما قبل البناء ومراجعة البناء وفرق مراجعة ما قبل البدء. تساعد السلامة في كثير من الأحيان في عملية تأهيل المقاول ، ومراجعة أنشطة المقاول والتحقيق في الحوادث التي تشمل الموظفين والمقاولين. قد يكون موظفو السلامة مسؤولين عن الإشراف على الأنشطة المطلوبة للحصول على تصريح مثل دخول الأماكن المحصورة والعمل الساخن ، والتحقق من توافر واستعداد طفايات الحريق المحمولة ، ومرافق إزالة التلوث ، ودش السلامة ، ومحطات غسل العيون ، وأجهزة الكشف الثابتة والإنذارات ، والطوارئ جهاز تنفس قائم بذاته يوضع في مواقع استراتيجية في حالة انبعاث غازات سامة.

برامج السلامة. عادة ما تكون وظيفة سلامة المصفاة مسؤولة عن تطوير وإدارة برامج السلامة والوقاية من الحوادث المختلفة ، بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر ، ما يلي:

• بناء التصميم ومراجعات السلامة قبل بدء التشغيل
• التحقيق والإبلاغ عن الحوادث والحوادث وشيكة الوقوع
• خطط الاستعداد للطوارئ وبرامج الاستجابة
• برنامج سلامة المقاول
• ممارسات وإجراءات العمل الآمنة
• تأمين / تاجوت
• دخول حيز محصور وخامل
• سقالة
• برنامج السلامة الكهربائية وتأريض المعدات وحماية الأعطال
• الة حراسة
• علامات وإخطارات السلامة
• أنظمة العمل على الساخن والعمل الآمن وتصاريح الدخول.

 

فرق الاطفاء. قد تكون فرق إطفاء المصفاة والمستجيبون للطوارئ أعضاء متفرغين في الألوية ؛ موظفو المصفاة المعينون ، مثل المشغلين وموظفي الصيانة المدربين والمكلفين بالاستجابة بالإضافة إلى واجباتهم العادية ؛ أو مزيج من الاثنين معا. إلى جانب الحرائق ، تستجيب الكتائب تقليديًا لحوادث المصفاة الأخرى مثل إطلاق الأحماض أو الغازات والإنقاذ من السفن أو الخزانات والانسكابات وما إلى ذلك. قد تكون وظيفة الحماية من الحرائق مسؤولة عن فحص واختبار أجهزة الكشف عن الحرائق والإشارات وأنظمة ومعدات الحماية من الحرائق الثابتة والمحمولة ، بما في ذلك شاحنات الإطفاء ومضخات الحريق وخطوط مياه الحريق والصنابير والخراطيم والفوهات.

تختلف مكافحة حرائق المصافي عن مكافحة الحرائق العادية لأنه بدلاً من إطفاءها ، يُفضل في كثير من الأحيان السماح لبعض الحرائق بالاستمرار في الاشتعال. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع كل نوع من أنواع الهيدروكربون السائل والغاز والبخار بخصائص كيميائية فريدة للحريق يجب فهمها تمامًا من أجل التحكم في حرائقها بشكل أفضل. على سبيل المثال ، فإن إطفاء حريق بخار الهيدروكربون دون إيقاف إطلاق البخار أولاً ، لن يؤدي إلا إلى إنشاء سحابة غاز بخار مستمرة مع احتمال إعادة الاشتعال والانفجار. يجب التعامل مع الحرائق في الخزانات التي تحتوي على النفط الخام والمخلفات الثقيلة بتقنيات محددة لمكافحة الحرائق لتجنب احتمال حدوث انفجار أو غليان الخزان.

غالبًا ما يتم إطفاء حرائق الهيدروكربون عن طريق إيقاف تدفق المنتج والسماح للحريق بالاحتراق أثناء استخدام مياه التبريد لحماية المعدات والخزانات والأوعية المجاورة من التعرض للحرارة. تم تصميم العديد من أنظمة الحماية من الحرائق الثابتة لهذا الغرض المحدد. تتطلب مكافحة الحرائق في وحدات المعالجة تحت الضغط اهتمامًا خاصًا وتدريبًا ، لا سيما عند استخدام محفزات مثل حمض الهيدروفلوريك. يمكن استخدام المواد الكيميائية الخاصة بمكافحة الحرائق ، مثل المسحوق الجاف ومحاليل المياه الرغوية ، لإطفاء حرائق الهيدروكربون والتحكم في انبعاثات البخار.

التأهب للطوارئ. تحتاج المصافي إلى تطوير وتنفيذ خطط الاستجابة للطوارئ لعدد من المواقف المحتملة المختلفة ، بما في ذلك الانفجارات والحرائق والإطلاقات وعمليات الإنقاذ. يجب أن تتضمن خطط الطوارئ استخدام المساعدة الخارجية ، بما في ذلك المقاولين ، والمساعدة الحكومية والمتبادلة ، فضلاً عن توافر الإمدادات والمعدات الخاصة ، مثل رغوة مكافحة الحرائق واحتواء الانسكاب ومواد الامتصاص.

اختبار الغاز والبخار

يتم إجراء مراقبة الغاز والجسيمات والبخار وأخذ العينات والاختبار في المصافي لضمان إمكانية أداء العمل بأمان ويمكن تشغيل العمليات دون التعرضات السامة أو الخطرة أو الانفجارات أو الحرائق. يتم إجراء اختبار الغلاف الجوي باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات والتقنيات لقياس محتوى الأكسجين وأبخرة الهيدروكربون والغازات ، ولتحديد مستويات التعرض الخطرة والسمية. يجب معايرة الأدوات وتعديلها بشكل صحيح قبل استخدامها ، من قبل أشخاص مؤهلين ، لضمان قياسات دقيقة ويمكن الاعتماد عليها. اعتمادًا على موقع العمل ، والمخاطر المحتملة ونوع العمل الذي يتم إجراؤه ، يمكن إجراء الاختبار وأخذ العينات والمراقبة قبل بدء العمل ، أو على فترات زمنية محددة أثناء العمل ، أو بشكل مستمر طوال مسار العمل.

عند إنشاء إجراءات المصفاة لأخذ العينات واختبار الأجواء القابلة للاشتعال والخاملة والسامة ، ينبغي النظر في استخدام معدات الحماية الشخصية ، بما في ذلك حماية الجهاز التنفسي المناسبة. وتجدر الإشارة إلى أن أجهزة التنفس من نوع العلبة غير مناسبة للأجواء التي تعاني من نقص الأكسجين. يجب أن تعتمد متطلبات الاختبار على درجة الخطر التي قد تكون موجودة في حالة فشل الجهاز.

يمكن إجراء اختبار المواد التالية باستخدام معدات محمولة أو أجهزة ثابتة:

أكسجين. تعمل عدادات الغاز القابل للاحتراق عن طريق حرق عينة دقيقة من الغلاف الجوي قيد الاختبار. من أجل الحصول على قراءة دقيقة للغاز القابل للاحتراق ، يجب أن يتواجد في الغلاف الجوي ما لا يقل عن 10٪ و 25٪ كحد أقصى من الأكسجين. يتم تحديد كمية الأكسجين الموجودة في الغلاف الجوي باستخدام مقياس الأكسجين قبل أو في نفس الوقت باستخدام مقياس الغاز القابل للاحتراق. يعد اختبار الأكسجين أمرًا ضروريًا عند العمل في أماكن محصورة أو مغلقة ، حيث يتطلب الدخول بدون حماية الجهاز التنفسي (بشرط عدم وجود تعرضات سامة) تركيزات طبيعية من الأكسجين في هواء التنفس تقارب 21٪. تُستخدم عدادات الأكسجين أيضًا لقياس كمية الأكسجين الموجودة في المساحات الخاملة ، للتأكد من عدم وجود ما يكفي لدعم الاحتراق أثناء العمل الساخن أو العمليات الأخرى.

أبخرة الهيدروكربون والغازات. "العمل الساخن" هو العمل الذي يخلق مصدرًا للاشتعال ، مثل اللحام والقطع والطحن وتنظيف الانفجار وتشغيل محرك احتراق داخلي وما إلى ذلك ، في منطقة يوجد فيها احتمال التعرض للأبخرة والغازات القابلة للاشتعال. من أجل إجراء العمل الساخن بأمان ، يتم استخدام أدوات تعرف باسم عدادات الغاز القابل للاحتراق لاختبار الغلاف الجوي للأبخرة الهيدروكربونية. سوف تحترق أبخرة الهيدروكربون أو الغازات فقط عند مزجها مع الهواء (الأكسجين) بنسب معينة وإشعالها. إذا لم يكن هناك بخار كافٍ في الهواء ، يُقال إن الخليط "خفيف جدًا بحيث لا يحترق" ، وإذا كان هناك الكثير من البخار (القليل جدًا من الأكسجين) ، فإن الخليط يكون "غنيًا جدًا بحيث لا يحترق". تسمى النسب المحددة "الحدود العلوية والسفلية القابلة للاشتعال" ويتم التعبير عنها كنسبة مئوية من حجم البخار في الهواء. لكل جزيء أو خليط هيدروكربوني حدود قابلية مختلفة للاشتعال ، تتراوح عادةً من حوالي 1 إلى 10٪ بخار في الهواء. بخار الجازولين ، على سبيل المثال ، له حد أقل قابلية للاشتعال يبلغ 1.4٪ وحد أعلى قابل للاشتعال يبلغ 7.6٪.

أجواء سامة. تستخدم الأدوات الخاصة لقياس مستويات الغازات والأبخرة والجسيمات السامة والخطرة التي قد تكون موجودة في الغلاف الجوي حيث يعمل الناس. تُستخدم هذه القياسات لتحديد مستوى ونوع الحماية المطلوبة ، والتي قد تختلف من التهوية الكاملة واستبدال الغلاف الجوي إلى استخدام معدات الحماية التنفسية والشخصية من قبل الأشخاص العاملين في المنطقة. تتضمن أمثلة التعرضات الخطرة والسامة التي يمكن العثور عليها في المصافي الأسبستوس والبنزين وكبريتيد الهيدروجين والكلور وثاني أكسيد الكربون وحمض الكبريتيك والهيدروفلوريك والأمينات والفينول وغيرها.

برامج الصحة والسلامة

أساس الصحة الصناعية في المصفاة هو برنامج ضوابط إدارية وهندسية يغطي تعرض المنشأة للمواد الكيميائية السامة والخطرة ، وسلامة المختبرات والنظافة ، وبيئة العمل والمراقبة الطبية.

تضع الهيئات والشركات التنظيمية قيودًا على التعرض للمواد الكيميائية السامة والخطرة المختلفة. تقوم وظيفة حفظ الصحة المهنية بإجراء المراقبة وأخذ العينات لقياس تعرض الموظفين للمواد والمواد الكيميائية الخطرة والسامة. قد يقوم خبراء حفظ الصحة الصناعية بتطوير أو التوصية بالضوابط الهندسية أو ممارسات العمل الوقائية أو استبدال المنتج أو الملابس والمعدات الواقية الشخصية أو تدابير بديلة للحماية أو تقليل التعرض.

البرامج الطبية. تتطلب المصافي عادةً تعيين مسبق وفحوصات طبية دورية لتحديد قدرة الموظف على أداء العمل في البداية وبعد ذلك ، والتأكد من أن متطلبات العمل المستمرة والتعرضات لن تعرض صحة الموظف أو سلامته للخطر.

الحماية الشخصية. يجب أن تغطي برامج الحماية الشخصية حالات التعرض النموذجية لمصفاة النفط ، مثل الضوضاء والأسبستوس والعزل والنفايات الخطرة وكبريتيد الهيدروجين والبنزين والمواد الكيميائية للعملية بما في ذلك المواد الكاوية وفلوريد الهيدروجين وحمض الكبريتيك وما إلى ذلك. قد تحدد الصحة الصناعية معدات الحماية الشخصية المناسبة لاستخدامها في حالات التعرض المختلفة ، بما في ذلك الضغط السلبي وأجهزة التنفس المزودة بالهواء وحماية السمع والعين والجلد.

سلامة المنتج. يغطي الوعي بسلامة المنتج معرفة مخاطر المواد الكيميائية والمواد التي يوجد احتمال التعرض لها في مكان العمل ، وما هي الإجراءات التي يجب اتخاذها في حالة حدوث التعرض عن طريق الابتلاع أو الاستنشاق أو ملامسة الجلد. يتم إجراء دراسات السمية للنفط الخام وتيارات المصفاة والمواد الكيميائية للعملية والمنتجات النهائية والمنتجات الجديدة المقترحة لتحديد الآثار المحتملة للتعرض على كل من الموظفين والمستهلكين. تُستخدم البيانات لتطوير المعلومات الصحية المتعلقة بحدود التعرض المسموح بها أو الكميات المقبولة من المواد الخطرة في المنتجات. يتم توزيع هذه المعلومات عادةً عن طريق صحائف بيانات سلامة المواد (MSDSs) أو مستندات مماثلة ، ويتم تدريب الموظفين أو تعليمهم بشأن مخاطر المواد في مكان العمل.

حماية البيئة

تعتبر حماية البيئة اعتبارًا مهمًا في عمليات المصفاة بسبب متطلبات الامتثال التنظيمي والحاجة إلى الحفاظ على أسعار النفط وتكاليفه المتزايدة. تنتج مصافي النفط مجموعة واسعة من انبعاثات الهواء والماء التي يمكن أن تكون خطرة على البيئة. بعض هذه الملوثات في النفط الخام الأصلي ، في حين أن البعض الآخر ناتج عن عمليات وعمليات المصفاة. تشمل انبعاثات الهواء كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون (انظر الجدول 2). تحتوي مياه الصرف عادةً على الهيدروكربونات والمواد المذابة والمواد الصلبة العالقة والفينولات والأمونيا والكبريتيدات والأحماض والقلويات وغيرها من الملوثات. هناك أيضًا خطر حدوث انسكابات وتسريبات عرضية لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية القابلة للاشتعال و / أو السامة.

تشمل الضوابط الموضوعة لاحتواء إطلاق السوائل والبخار وتقليل تكاليف التشغيل ما يلي:

• الحفاظ على الطاقة. تتضمن عناصر التحكم التحكم في تسرب البخار وبرامج استعادة المكثفات للحفاظ على الطاقة وزيادة الكفاءة.
• تلوث المياه. تشمل الضوابط معالجة مياه الصرف في أجهزة الفصل API ومنشآت المعالجة اللاحقة ، وتجميع مياه الأمطار والاحتفاظ بها ومعالجتها وبرامج احتواء ومكافحة الانسكاب.
• تلوث الهواء. نظرًا لأن المصافي تعمل بشكل مستمر ، فمن المهم اكتشاف التسرب ، لا سيما في وصلات الصمامات والأنابيب. تشمل الضوابط الحد من انبعاثات بخار الهيدروكربون وإطلاقاته في الغلاف الجوي ، وصمام التكرير وبرامج إحكام التركيب ، وأختام الخزانات ذات السقف العائم وبرامج احتواء البخار ، واستعادة البخار لمنشآت التحميل والتفريغ وخزانات التهوية والسفن.
• تلوث الأرض. يتم منع تسرب النفط من تلوث التربة وتلوث المياه الجوفية باستخدام السدود وتوفير الصرف لمناطق احتواء محددة ومحمية. يمكن منع التلوث الناجم عن الانسكاب داخل مناطق السد من خلال استخدام تدابير احتواء ثانوية ، مثل بطانات بلاستيكية غير منفذة أو من الطين.
• استجابة الانسكاب. يجب على المصافي تطوير وتنفيذ برامج للاستجابة لانسكابات النفط الخام والمواد الكيميائية والمنتجات النهائية ، على الأرض والمياه. قد تعتمد هذه البرامج على موظفين مدربين أو وكالات خارجية ومقاولين للاستجابة لحالة الطوارئ. يجب تضمين نوع وكمية وتوافر إمدادات ومعدات تنظيف الانسكاب والاستعادة ، سواء في الموقع أو عند الطلب ، في خطة الاستعداد.

 

الرجوع

---

التعريفات

تستخدم هذه المصطلحات بشكل متكرر في صناعة الأدوية:

البيولوجية هي اللقاحات البكتيرية والفيروسية ، والمستضدات ، ومضادات السموم والمنتجات المماثلة ، والأمصال ، والبلازما ومشتقات الدم الأخرى لحماية أو علاج البشر والحيوانات.

السائبة هي مواد دوائية فعالة تُستخدم لتصنيع منتجات على شكل جرعات ، أو معالجة علف حيواني طبي ، أو أدوية وصفة طبية.

وكلاء التشخيص تساعد في تشخيص الأمراض والاضطرابات لدى الإنسان والحيوان. قد تكون عوامل التشخيص عبارة عن مواد كيميائية غير عضوية لفحص الجهاز الهضمي ، ومواد كيميائية عضوية لتصور الدورة الدموية والكبد والمركبات المشعة لقياس وظيفة الجهاز العضوي.

المخدرات هي مواد ذات خصائص دوائية نشطة في الإنسان والحيوان. تتراكم الأدوية مع مواد أخرى ، مثل المستلزمات الصيدلانية ، لإنتاج منتج طبي.

الأدوية الأخلاقية هي عوامل بيولوجية وكيميائية لمنع أو تشخيص أو علاج الأمراض والاضطرابات لدى البشر أو الحيوانات. يتم الاستغناء عن هذه المنتجات بوصفة أو موافقة طبيب أو صيدلية أو اختصاصي بيطري.

سواغ هي مكونات خاملة يتم دمجها مع مواد دوائية لإنشاء منتج في شكل جرعات. قد تؤثر السواغات على معدل الامتصاص والذوبان والتمثيل الغذائي والتوزيع في البشر أو الحيوانات.

الأدوية التي لا تستلزم وصفة طبية هي منتجات دوائية تُباع في متجر بيع بالتجزئة أو صيدلية ولا تتطلب وصفة طبية أو موافقة طبيب أو صيدلية أو اختصاصي بيطري.

صيدلية هو فن وعلم تحضير الأدوية وصرفها للوقاية من الأمراض أو الاضطرابات لدى الإنسان والحيوان أو تشخيصها أو علاجها.

الدوائية هي دراسة عمليات التمثيل الغذائي المتعلقة بامتصاص وتوزيع وتحول أحيائي والقضاء على دواء ما في الإنسان أو الحيوان.

الدوائية هي دراسة تأثير الدواء فيما يتعلق بتركيبه الكيميائي ، وموقع عمله ، والعواقب البيوكيميائية والفسيولوجية على الإنسان والحيوان.

---

 

صناعة المستحضرات الصيدلانية هي عنصر مهم في أنظمة الرعاية الصحية في جميع أنحاء العالم ؛ وهي تتألف من العديد من المنظمات العامة والخاصة التي تكتشف وتطور وتصنع وتسوق الأدوية الخاصة بصحة الإنسان والحيوان (Gennaro 1990). تعتمد صناعة الأدوية في المقام الأول على البحث العلمي والتطوير (R & D) للأدوية التي تمنع أو تعالج الأمراض والاضطرابات. تعرض المواد الدوائية مجموعة واسعة من النشاط الدوائي والخصائص السمية (هاردمان ، جيلمان وليمبيرد 1996 ؛ رينولدز 1989). تعمل التطورات العلمية والتكنولوجية الحديثة على تسريع اكتشاف وتطوير الأدوية المبتكرة مع تحسين النشاط العلاجي وتقليل الآثار الجانبية. يعمل علماء الأحياء الجزيئية والكيميائيون الطبيون والصيادلة على تحسين فوائد الأدوية من خلال زيادة الفاعلية والنوعية. تخلق هذه التطورات مخاوف جديدة لحماية صحة وسلامة العاملين في صناعة الأدوية (Agius 1989؛ Naumann et al. 1996؛ Sargent and Kirk 1988؛ Teichman، Fallon and Brandt-Rauf 1988).

تؤثر العديد من العوامل العلمية والاجتماعية والاقتصادية الديناميكية على صناعة الأدوية. تعمل بعض شركات الأدوية في الأسواق الوطنية والمتعددة الجنسيات. لذلك ، تخضع أنشطتهم للتشريعات واللوائح والسياسات المتعلقة بتطوير الأدوية والموافقة عليها والتصنيع ومراقبة الجودة والتسويق والمبيعات (Spilker 1994). يؤثر الأكاديميون والحكوميون وعلماء الصناعة والأطباء الممارسون والصيادلة وكذلك الجمهور على صناعة الأدوية. قد يصف مقدمو الرعاية الصحية (على سبيل المثال ، الأطباء وأطباء الأسنان والممرضات والصيادلة والأطباء البيطريون) في المستشفيات والعيادات والصيدليات والعيادات الخاصة الأدوية أو التوصية بكيفية الاستغناء عنها. تتأثر اللوائح الحكومية وسياسات الرعاية الصحية المتعلقة بالمستحضرات الصيدلانية بالجماعات العامة ومجموعات المناصرة والمصالح الخاصة. تتفاعل هذه العوامل المعقدة للتأثير على اكتشاف الأدوية وتطويرها وتصنيعها وتسويقها وبيعها.

إن صناعة المستحضرات الصيدلانية مدفوعة إلى حد كبير بالاكتشاف العلمي والتطوير ، إلى جانب الخبرة السريرية والسمية (انظر الشكل 1). توجد اختلافات كبيرة بين المنظمات الكبيرة التي تشارك في مجموعة واسعة من اكتشاف الأدوية وتطويرها والتصنيع ومراقبة الجودة والتسويق والمبيعات والمنظمات الأصغر التي تركز على جانب معين. تشارك معظم شركات الأدوية متعددة الجنسيات في كل هذه الأنشطة ؛ ومع ذلك ، قد يتخصصون في جانب واحد بناءً على عوامل السوق المحلية. تقوم المؤسسات الأكاديمية والعامة والخاصة بإجراء بحث علمي لاكتشاف الأدوية الجديدة وتطويرها. أصبحت صناعة التكنولوجيا الحيوية مساهماً رئيسياً في البحوث الصيدلانية المبتكرة (Swarbick and Boylan 1996). في كثير من الأحيان ، يتم تشكيل اتفاقيات تعاون بين المنظمات البحثية وشركات الأدوية الكبيرة لاستكشاف إمكانات المواد الدوائية الجديدة.

الشكل 1. تطوير الأدوية في صناعة الأدوية

العديد من البلدان لديها حماية قانونية محددة للأدوية المسجلة الملكية وعمليات التصنيع ، والمعروفة باسم حقوق الملكية الفكرية. في الحالات التي تكون فيها الحماية القانونية محدودة أو غير موجودة ، تتخصص بعض الشركات في تصنيع وتسويق الأدوية الجنيسة (Medical Economics Co. 1995). تتطلب صناعة الأدوية مبالغ كبيرة من الاستثمار الرأسمالي بسبب ارتفاع النفقات المرتبطة بالبحث والتطوير ، والموافقة التنظيمية ، والتصنيع ، وضمان الجودة والتحكم فيها ، والتسويق والمبيعات (Spilker 1994). العديد من البلدان لديها لوائح حكومية واسعة النطاق تؤثر على تطوير واعتماد الأدوية للبيع التجاري. هذه البلدان لديها متطلبات صارمة لممارسات التصنيع الجيدة لضمان سلامة عمليات تصنيع الأدوية وجودة وسلامة وفعالية المنتجات الصيدلانية (Gennaro 1990).

تؤثر التجارة الدولية والمحلية ، فضلاً عن السياسات والممارسات الضريبية والمالية ، على كيفية عمل صناعة الأدوية داخل البلد (Swarbick and Boylan 1996). توجد اختلافات كبيرة بين البلدان المتقدمة والبلدان النامية ، فيما يتعلق باحتياجاتها من المواد الصيدلانية. في البلدان النامية ، حيث ينتشر سوء التغذية والأمراض المعدية ، هناك حاجة ماسة للمكملات الغذائية والفيتامينات والأدوية المضادة للعدوى. في البلدان المتقدمة ، حيث الأمراض المرتبطة بالشيخوخة وأمراض معينة هي المخاوف الصحية الأولية ، هناك طلب أكبر على أدوية القلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي المركزي والجهاز الهضمي والأمعاء ومضادات العدوى والسكري والعلاج الكيميائي.

تشترك عقاقير صحة الإنسان والحيوان في أنشطة البحث والتطوير وعمليات التصنيع المماثلة ؛ ومع ذلك ، لديهم فوائد وآليات علاجية فريدة للموافقة عليها وتوزيعها وتسويقها وبيعها (Swarbick and Boylan 1996). يقوم الأطباء البيطريون بإدارة الأدوية للسيطرة على الأمراض المعدية والكائنات الطفيلية في الحيوانات الزراعية والحيوانات الأليفة. تستخدم اللقاحات والأدوية المضادة للعدوى والطفيليات بشكل شائع لهذا الغرض. تستخدم المكملات الغذائية والمضادات الحيوية والهرمونات على نطاق واسع في الزراعة الحديثة لتعزيز نمو وصحة حيوانات المزرعة. غالبًا ما يكون البحث والتطوير في المستحضرات الصيدلانية لصحة الإنسان والحيوان متحالفين ، بسبب الاحتياجات المتزامنة للسيطرة على العوامل المعدية والأمراض.

الكيماويات الصناعية الخطرة والمواد ذات الصلة بالمخدرات

تم اكتشاف العديد من العوامل البيولوجية والكيميائية المختلفة وتطويرها واستخدامها في صناعة الأدوية (Hardman، Gilman and Limbird 1996؛ Reynolds 1989). تتشابه بعض عمليات التصنيع في الصناعات الدوائية والكيميائية الحيوية والصناعات الكيماوية العضوية الاصطناعية ؛ ومع ذلك ، فإن التنوع الأكبر ، والنطاق الأصغر والتطبيقات المحددة في صناعة المستحضرات الصيدلانية فريدة من نوعها. نظرًا لأن الغرض الأساسي هو إنتاج مواد طبية ذات نشاط دوائي ، فإن العديد من العوامل في البحث والتطوير الصيدلاني والتصنيع تكون خطرة على العمال. يجب تنفيذ تدابير الرقابة المناسبة لحماية العمال من المواد الكيميائية الصناعية والمواد الدوائية أثناء العديد من عمليات البحث والتطوير والتصنيع ومراقبة الجودة (منظمة العمل الدولية 1983 ؛ Naumann et al. 1996 ؛ Teichman و Fallon و Brandt-Rauf 1988).

تستخدم صناعة الأدوية العوامل البيولوجية (مثل البكتيريا والفيروسات) في العديد من التطبيقات الخاصة ، مثل إنتاج اللقاح وعمليات التخمير واشتقاق المنتجات القائمة على الدم والتكنولوجيا الحيوية. لا يتم تناول العوامل البيولوجية في هذا الملف الشخصي نظرًا لتطبيقاتها الصيدلانية الفريدة ، ولكن هناك مراجع أخرى متاحة بسهولة (Swarbick and Boylan 1996). يمكن تصنيف العوامل الكيميائية على أنها مواد كيميائية صناعية ومواد مرتبطة بالمخدرات (Gennaro 1990). قد تكون هذه مواد خام أو مواد وسيطة أو منتجات تامة الصنع. تنشأ المواقف الخاصة عندما يتم استخدام المواد الكيميائية الصناعية أو المواد الدوائية في البحث والتطوير المختبري ، وفحوصات ضمان الجودة والتحكم ، والهندسة والصيانة ، أو عندما يتم إنشاؤها كمنتجات ثانوية أو نفايات.

المواد الكيميائية الصناعية

تستخدم المواد الكيميائية الصناعية في البحث عن المواد الدوائية الفعالة وتطويرها وتصنيع المواد السائبة والمنتجات الصيدلانية الجاهزة. المواد الكيميائية العضوية وغير العضوية هي مواد خام ، تعمل كمواد متفاعلة وكواشف ومحفزات ومذيبات. يتم تحديد استخدام المواد الكيميائية الصناعية من خلال عملية التصنيع والعمليات. قد تكون العديد من هذه المواد خطرة على العمال. نظرًا لأن تعرض العمال للمواد الكيميائية الصناعية قد يكون خطيرًا ، فقد تم تحديد حدود التعرض المهني ، مثل القيم الحدية (TLVs) من قبل المنظمات الحكومية والتقنية والمهنية (ACGIH 1995).

المواد ذات الصلة بالمخدرات

يمكن تصنيف المواد الفعالة دوائيًا على أنها منتجات طبيعية وأدوية اصطناعية. يتم اشتقاق المنتجات الطبيعية من مصادر نباتية وحيوانية ، بينما يتم إنتاج الأدوية الاصطناعية بواسطة تقنيات ميكروبيولوجية وكيميائية. تعتبر المضادات الحيوية وهرمونات الستيرويد والببتيد والفيتامينات والإنزيمات والبروستاجلاندين والفيرومونات من المنتجات الطبيعية المهمة. يركز البحث العلمي بشكل متزايد على العقاقير الاصطناعية بسبب التطورات العلمية الحديثة في البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية والصيدلة وتكنولوجيا الكمبيوتر. يسرد الجدول 1 العوامل الصيدلانية الرئيسية.

الجدول 1. الفئات الرئيسية للعوامل الصيدلانية

 

يتم الجمع بين المواد الدوائية الفعالة والمواد الخاملة أثناء التصنيع الدوائي لإنتاج أشكال جرعات من المنتجات الطبية (مثل الأقراص والكبسولات والسوائل والمساحيق والكريمات والمراهم) (Gennaro 1990). يمكن تصنيف الأدوية حسب عملية تصنيعها وفوائدها العلاجية (وكالة حماية البيئة 1995). تُعطى الأدوية طبيًا بوسائل موصوفة بدقة (على سبيل المثال ، عن طريق الفم ، والحقن ، والجلد) والجرعات ، في حين قد يتعرض العمال لمواد مخدرة عن طريق استنشاق الغبار أو الأبخرة المنقولة بالهواء عن غير قصد أو ابتلاع الأطعمة أو المشروبات الملوثة عن طريق الخطأ. تم وضع حدود التعرض المهني (OELs) من قبل علماء السموم وخبراء حفظ الصحة المهنية لتقديم إرشادات حول الحد من تعرض العمال للمواد الدوائية (Naumann et al.1996؛ Sargent and Kirk 1988).

المستلزمات الصيدلانية (على سبيل المثال ، مواد رابطة ، مواد مالئة ، منكهات وعوامل تستكثر ، مواد حافظة ومضادات أكسدة) يتم مزجها مع مواد دوائية فعالة ، مما يوفر الخصائص الفيزيائية والصيدلانية المرغوبة في منتجات شكل الجرعات (Gennaro 1990). العديد من الضروريات الصيدلانية ليس لها قيمة علاجية أو لها قيمة علاجية محدودة وهي غير خطرة نسبيًا على العمال أثناء عمليات تطوير الأدوية وتصنيعها. هذه المواد هي مضادات الأكسدة والمواد الحافظة ، عوامل التلوين ، المنكهة والمخففة ، المستحلبات والعوامل المعلقة ، قواعد المرهم ، المذيبات الصيدلانية والسواغات.

العمليات الصيدلانية والمخاطر ذات الصلة وتدابير التحكم في مكان العمل

يمكن تصنيف عمليات تصنيع الأدوية على أنها الإنتاج الأساسي لمواد المخدرات السائبة و التصنيع الصيدلاني للمنتجات على شكل جرعات. يوضح الشكل 2 عملية التصنيع.

الشكل 2. عملية التصنيع في صناعة الأدوية

قد يستخدم الإنتاج الأساسي لمواد العقاقير السائبة ثلاثة أنواع رئيسية من العمليات: التخمير ، والتخليق الكيميائي العضوي ، والعمليات البيولوجية و استخراج طبيعي (ثيودور وماكجين 1992). قد تكون عمليات التصنيع هذه عبارة عن دفعة منفصلة أو مستمرة أو مزيج من هذه العمليات. يتم إنتاج المضادات الحيوية والستيرويدات والفيتامينات عن طريق التخمير ، بينما يتم إنتاج العديد من المواد الدوائية الجديدة عن طريق التخليق العضوي. تاريخيا ، كانت معظم المواد الدوائية مشتقة من مصادر طبيعية مثل النباتات والحيوانات والفطريات والكائنات الحية الأخرى. الأدوية الطبيعية متنوعة دوائياً ويصعب إنتاجها تجارياً بسبب كيميائها المعقدة وفاعليتها المحدودة.

تخمير

التخمير هو عملية كيميائية حيوية تستخدم كائنات دقيقة وتقنيات ميكروبيولوجية مختارة لإنتاج منتج كيميائي. تتضمن عمليات التخمير الدفعي ثلاث خطوات أساسية: تلقيح و تحضير البذور والتخميرو استعادة المنتج or عزل (ثيودور وماكجين 1992). يتم إعطاء رسم تخطيطي لعملية التخمير في الشكل 3. يبدأ تحضير اللقاح بعينة بوغ من سلالة ميكروبية. يتم استنبات السلالة وتنقيتها وتنميتها بشكل انتقائي باستخدام مجموعة من التقنيات الميكروبيولوجية لإنتاج المنتج المطلوب. يتم تنشيط جراثيم السلالة الميكروبية بالماء والمواد المغذية في الظروف الدافئة. تُزرع خلايا المستنبت من خلال سلسلة من ألواح الآجار وأنابيب الاختبار والدوارق في ظل ظروف بيئية خاضعة للرقابة لإنشاء تعليق كثيف.

الشكل 3. رسم تخطيطي لعملية التخمير

يتم نقل الخلايا إلى ملف خزان البذور لمزيد من النمو. خزان البذور عبارة عن وعاء تخمير صغير مصمم لتحسين نمو اللقاح. يتم شحن الخلايا من خزان البذور إلى إنتاج معقم بالبخار مخمر. تُضاف المغذيات المعقمة والمياه النقية إلى الوعاء لبدء التخمير. أثناء التخمير الهوائي ، يتم تسخين محتويات المخمر وتقليبها وتهويتها بواسطة أنبوب مثقوب أو ضئيل، والحفاظ على معدل تدفق الهواء ودرجة الحرارة الأمثل. بعد اكتمال التفاعلات الكيميائية الحيوية ، يتم ترشيح مرق التخمير لإزالة الكائنات الحية الدقيقة ، أو فطرية. يتم استرداد منتج الدواء ، الذي قد يكون موجودًا في المرشح أو داخل الميسليا ، من خلال خطوات مختلفة ، مثل استخلاص المذيبات والترسيب والتبادل الأيوني والامتصاص.

يمكن استرجاع المذيبات المستخدمة في استخلاص المنتج (الجدول 2) بشكل عام ؛ ومع ذلك ، تبقى أجزاء صغيرة في مياه الصرف الناتجة عن العملية ، اعتمادًا على قابليتها للذوبان وتصميم معدات العملية. الترسيب طريقة لفصل المنتج الدوائي عن المرق المائي. يتم ترشيح منتج الدواء من المرق واستخراجه من المخلفات الصلبة. يعتبر النحاس والزنك من عوامل الترسيب الشائعة في هذه العملية. يزيل التبادل الأيوني أو الامتزاز المنتج من المرق عن طريق التفاعل الكيميائي مع المواد الصلبة ، مثل الراتنجات أو الكربون المنشط. يتم استرداد منتج الدواء من المرحلة الصلبة بواسطة مذيب يمكن استعادته عن طريق التبخر.

الجدول 2. المذيبات المستخدمة في صناعة المستحضرات الصيدلانية

المصدر: وكالة حماية البيئة 1995.

صحة العامل وسلامته

قد تكون هناك مخاطر على سلامة العمال من خلال تحريك أجزاء الماكينة والمعدات ؛ بخار عالي الضغط ، ماء ساخن ، أسطح ساخنة وبيئات عمل ساخنة ؛ المواد الكيميائية المسببة للتآكل والتهيج. المناولة اليدوية الثقيلة للمواد والمعدات ؛ ومستويات ضوضاء عالية. قد يحدث تعرض العمال لأبخرة المذيبات عند استعادة المنتجات أو عزلها. قد ينتج تعرض العمال للمذيبات من معدات الترشيح غير المحتوية والانبعاثات المتسربة لمضخات التسريب والصمامات والمحطات المتشعبة أثناء خطوات الاستخراج والتنقية. نظرًا لأن عزل ونمو الكائنات الحية الدقيقة ضروريان للتخمير ، يتم تقليل المخاطر البيولوجية عن طريق استخدام الميكروبات غير المسببة للأمراض ، والحفاظ على معدات العملية المغلقة ومعالجة المرق المستهلك قبل تصريفه.

بشكل عام ، تكون مخاوف سلامة العملية أقل أهمية أثناء التخمير منها أثناء عمليات التخليق العضوي ، حيث يعتمد التخمير بشكل أساسي على الكيمياء المائية ويتطلب احتواء العملية أثناء تحضير البذور والتخمير. قد تنشأ مخاطر الحريق والانفجار أثناء الاستخراج بالمذيبات ؛ ومع ذلك ، يتم تقليل قابلية المذيبات للاشتعال عن طريق التخفيف بالماء في خطوات الترشيح والاستعادة. تحدث مخاطر السلامة (مثل الحروق الحرارية والحروق) بسبب الكميات الكبيرة من البخار المضغوط والماء الساخن المرتبط بعمليات التخمير.

التوليف الكيميائي

تستخدم عمليات التخليق الكيميائي مواد كيميائية عضوية وغير عضوية في عمليات مجمعة لإنتاج مواد دوائية بخصائص فيزيائية ودوائية فريدة. عادة ، يتم إجراء سلسلة من التفاعلات الكيميائية في مفاعلات متعددة الأغراض ويتم عزل المنتجات عن طريق الاستخراج والتبلور والترشيح (Kroschwitz 1992). عادة ما يتم تجفيف المنتجات النهائية وطحنها وخلطها. مصانع التخليق العضوية ومعدات المعالجة والمرافق قابلة للمقارنة في الصناعات الدوائية والكيماوية الدقيقة. يرد رسم تخطيطي لعملية التوليف العضوي في الشكل 4.

الشكل 4. رسم تخطيطي لعملية التوليف العضوي

أصبحت الكيمياء الصيدلانية معقدة بشكل متزايد مع المعالجة متعددة الخطوات ، حيث يصبح المنتج من خطوة واحدة مادة بداية للخطوة التالية ، حتى يتم تصنيع منتج الدواء النهائي. قد يتم نقل المواد الكيميائية السائبة التي هي وسيطة من المنتج النهائي بين مصانع التخليق العضوي لمختلف الاعتبارات التقنية والمالية والقانونية. يتم إنتاج معظم المركبات الوسيطة والمنتجات في سلسلة من التفاعلات الدفعية على أ حملة أساس. تعمل عمليات التصنيع لفترات زمنية منفصلة ، قبل تغيير المواد والمعدات والمرافق استعدادًا لعملية جديدة. تم تصميم العديد من مصانع التخليق العضوي في صناعة المستحضرات الصيدلانية لتعظيم مرونتها التشغيلية ، نظرًا لتنوع وتعقيد الكيمياء الطبية الحديثة. يتم تحقيق ذلك من خلال إنشاء المرافق وتركيب معدات العمليات التي يمكن تعديلها لعمليات التصنيع الجديدة ، بالإضافة إلى متطلبات المرافق الخاصة بهم.

مفاعلات متعددة الأغراض هي معدات المعالجة الأساسية في عمليات التخليق الكيميائي (انظر الشكل 5). وهي عبارة عن أوعية ضغط مقواة ببطانات من سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ أو الزجاج أو المعدن. تحدد طبيعة التفاعلات الكيميائية والخصائص الفيزيائية للمواد (على سبيل المثال ، التفاعلية ، المسببة للتآكل ، القابلة للاشتعال) تصميم المفاعلات وخصائصها وبنائها. تحتوي المفاعلات متعددة الأغراض على أغلفة خارجية وملفات داخلية مملوءة بمياه التبريد أو البخار أو المواد الكيميائية ذات خصائص نقل الحرارة الخاصة. يتم تسخين غلاف المفاعل أو تبريده ، بناءً على متطلبات التفاعلات الكيميائية. تحتوي المفاعلات متعددة الأغراض على محرضات وحواجز والعديد من المداخل والمنافذ التي تربطها بأوعية المعالجة الأخرى والمعدات والإمدادات الكيميائية السائبة. يتم تثبيت أدوات استشعار درجة الحرارة والضغط والوزن لقياس والتحكم في العملية الكيميائية في المفاعل. يمكن تشغيل المفاعلات تحت ضغوط عالية أو فراغات منخفضة ، اعتمادًا على تصميمها الهندسي وميزاتها ومتطلبات كيمياء العملية.

الشكل 5. رسم تخطيطي لمفاعل كيميائي في التخليق العضوي

المبادلات الحرارية يتم توصيلها بالمفاعلات لتسخين أو تبريد التفاعل وأبخرة المذيبات المكثفة عند تسخينها فوق نقطة الغليان ، مما يؤدي إلى ارتداد أو إعادة تدوير الأبخرة المكثفة. يمكن توصيل أجهزة التحكم في تلوث الهواء (على سبيل المثال ، أجهزة الغسل وأجهزة الارتطام) بفتحات العادم على أوعية العملية ، مما يقلل انبعاثات الغاز والبخار والغبار (وكالة حماية البيئة ، 1993). قد يتم إطلاق المذيبات المتطايرة والمواد الكيميائية السامة في مكان العمل أو الغلاف الجوي ، ما لم يتم التحكم فيها أثناء التفاعل بواسطة المبادلات الحرارية أو أجهزة التحكم في الهواء. يصعب تكثيف أو امتصاص أو امتصاص بعض المذيبات (انظر الجدول 2) والمواد المتفاعلة في أجهزة التحكم في الهواء (مثل كلوريد الميثيلين والكلوروفورم) بسبب خواصها الكيميائية والفيزيائية.

 

يتم استرداد المنتجات الكيماوية السائبة أو عزلها عن طريق عمليات الفصل والتنقية والترشيح. عادة ، يتم تضمين هذه المنتجات في الخمور الأم ، كمواد صلبة مذابة أو معلقة في خليط مذيب. يمكن نقل السوائل الأم بين أوعية أو معدات المعالجة في أنابيب أو خراطيم مؤقتة أو دائمة ، عن طريق المضخات أو الغازات الخاملة المضغوطة أو الفراغ أو الجاذبية. يعد نقل المواد مصدر قلق بسبب معدلات التفاعل ودرجات الحرارة أو الضغوط الحرجة وخصائص معدات المعالجة واحتمال حدوث تسرب وانسكاب. يلزم اتخاذ احتياطات خاصة لتقليل الكهرباء الساكنة عند استخدام أو توليد غازات وسوائل قابلة للاشتعال. شحن السوائل القابلة للاشتعال من خلال الغمر أنابيب الغطس و التأريض و الرابطة المواد الموصلة والصيانة أجواء خاملة تقلل معدات المعالجة الداخلية من مخاطر نشوب حريق أو انفجار (Crowl and Louvar 1990).

صحة العامل وسلامته

تطرح عمليات التوليف العديد من مخاطر صحة العمال وسلامتهم. وهي تشمل مخاطر السلامة من نقل أجزاء الماكينة والمعدات والأنابيب المضغوطة ؛ المناولة اليدوية الثقيلة للمواد والمعدات ؛ البخار والسوائل الساخنة والأسطح الساخنة وبيئات العمل الساخنة ؛ الأماكن الضيقة ومصادر الطاقة الخطرة (مثل الكهرباء) ؛ ومستويات ضوضاء عالية.

قد تنجم المخاطر الصحية الحادة والمزمنة عن تعرض العمال للمواد الكيميائية الخطرة أثناء عمليات التخليق. يمكن للمواد الكيميائية ذات الآثار الصحية الحادة أن تلحق الضرر بالعيون والجلد ، أو تكون مسببة للتآكل أو تهيج أنسجة الجسم ، أو تسبب الحساسية أو ردود الفعل التحسسية أو الخانقات يسبب الاختناق أو نقص الأكسجين. قد تتسبب المواد الكيميائية ذات الآثار الصحية المزمنة في الإصابة بالسرطان أو تلف الكبد أو الكلى أو الرئتين أو تؤثر على الجهاز العصبي أو الغدد الصماء أو الجهاز التناسلي أو غيره من الأعضاء. يمكن السيطرة على مخاطر الصحة والسلامة من خلال تنفيذ تدابير التحكم المناسبة (على سبيل المثال ، تعديلات العملية ، والضوابط الهندسية ، والممارسات الإدارية ، ومعدات الحماية الشخصية والجهاز التنفسي).

قد تخلق تفاعلات التخليق العضوي مخاطر كبيرة على سلامة العمليات من المواد شديدة الخطورة أو الحرائق أو الانفجار أو التفاعلات الكيميائية غير الخاضعة للرقابة والتي تؤثر على المجتمع المحيط بالمصنع. يمكن أن تكون سلامة العملية معقدة للغاية في التخليق العضوي. يتم تناولها بعدة طرق: من خلال فحص ديناميكيات التفاعلات الكيميائية ، وخصائص المواد شديدة الخطورة ، وتصميم وتشغيل وصيانة المعدات والمرافق ، وتدريب موظفي التشغيل والهندسة ، والاستعداد للطوارئ والاستجابة للمنشأة والمجتمع المحلي. يتوفر التوجيه الفني بشأن تحليل مخاطر العمليات وأنشطة الإدارة لتقليل مخاطر عمليات التخليق الكيميائي (Crowl and Louvar 1990؛ Kroschwitz 1992).

الاستخراج البيولوجي والطبيعي

يمكن معالجة كميات كبيرة من المواد الطبيعية ، مثل المواد النباتية والحيوانية ، لاستخراج المواد الفعالة دوائيا (Gennaro 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). في كل خطوة من خطوات العملية ، يتم تقليل أحجام المواد من خلال سلسلة من العمليات على دفعات ، حتى يتم الحصول على منتج الدواء النهائي. عادة ، يتم تنفيذ العمليات في حملات تستمر بضعة أسابيع ، حتى يتم الحصول على الكمية المطلوبة من المنتج النهائي. تستخدم المذيبات لإزالة الدهون والزيوت غير القابلة للذوبان ، وبالتالي استخراج مادة الدواء النهائية. يمكن تعديل الرقم الهيدروجيني (الحموضة) لمحلول الاستخلاص ومنتجات النفايات عن طريق تحييدها باستخدام الأحماض والقواعد القوية. غالبًا ما تعمل المركبات المعدنية كعوامل ترسيب ، ومركبات الفينول كمطهرات.

صحة العامل وسلامته

قد يصاب بعض العمال بالحساسية و / أو تهيج الجلد من التعامل مع نباتات معينة. قد تكون المواد الحيوانية ملوثة بالكائنات المعدية ما لم يتم اتخاذ الاحتياطات المناسبة. قد يتعرض العمال للمذيبات والمواد الكيميائية المسببة للتآكل أثناء عمليات الاستخراج البيولوجية والطبيعية. تحدث مخاطر الحريق والانفجار عن طريق تخزين السوائل القابلة للاشتعال ومناولتها ومعالجتها واستعادتها. تحريك الأجزاء الميكانيكية البخار الساخن والماء والأسطح وأماكن العمل ؛ ومستويات الضوضاء العالية من المخاطر على سلامة العمال.

غالبًا ما يتم تقليل مشكلات سلامة العمليات بسبب الكميات الكبيرة من المواد النباتية أو الحيوانية ، وحجم أنشطة الاستخراج بالمذيبات على نطاق أصغر. قد تحدث مخاطر الحرائق والانفجارات ، وتعرض العمال للمذيبات أو المواد الكيميائية المسببة للتآكل أو المهيجة أثناء عمليات الاستخراج والاستعادة ، اعتمادًا على الكيمياء المحددة واحتواء معدات العملية.

التصنيع الدوائي للأشكال الصيدلانية

يتم تحويل المواد الدوائية إلى منتجات على شكل جرعات قبل صرفها أو إعطائها للإنسان أو الحيوان. يتم خلط المواد الدوائية الفعالة مع المستلزمات الصيدلانية ، مثل المواد اللاصقة والحشوات وعوامل النكهة والكتلة والمواد الحافظة ومضادات الأكسدة. يمكن تجفيف هذه المكونات وطحنها وخلطها وضغطها وتحبيبها لتحقيق الخصائص المرغوبة قبل تصنيعها كتصنيع نهائي. الأقراص والكبسولات هي أشكال جرعات فموية شائعة جدًا ؛ شكل شائع آخر هو السوائل المعقمة للحقن أو تطبيق طب العيون. يوضح الشكل 6 عمليات الوحدة النمطية لتصنيع المنتجات الصيدلانية على شكل جرعات.

الشكل 6. التصنيع الدوائي للمنتجات التي في شكل جرعات

يمكن ضغط الخلطات الصيدلانية عن طريق التحبيب الرطب أو الضغط المباشر أو الكبح للحصول على الخصائص الفيزيائية المرغوبة ، قبل تركيبها كمنتج دوائي نهائي. في التحبيب الرطب، يتم ترطيب المكونات النشطة والسواغات بمحلول مائي أو مذيب لإنتاج حبيبات دورة ذات أحجام جسيمات مكبرة. يتم تجفيف الحبيبات وخلطها مع مواد التشحيم (على سبيل المثال ، ستيرات المغنيسيوم) ، المفككات أو مواد رابطة ، ثم يتم ضغطها في أقراص. خلال ضغط مباشر، يحتوي القالب المعدني على كمية محسوبة من مزيج الدواء بينما تضغط المثقاب على الجهاز اللوحي. الأدوية غير المستقرة بدرجة كافية للتحبيب الرطب أو التي لا يمكن ضغطها مباشرة يتم تثبيطها. الضرب or التحبيب الجاف يمزج ويضغط الأقراص الكبيرة نسبيًا التي يتم طحنها وفرزها إلى حجم الشبكة المطلوب ، ثم إعادة ضغطها في القرص النهائي. يمكن أيضًا إنتاج المواد المخلوطة والحبيبية في شكل كبسولة. يتم تجفيف كبسولات الجيلاتين الصلبة وتشذيبها وتعبئتها وربطها في آلات تعبئة الكبسولات.

يمكن إنتاج السوائل كحلول معقمة للحقن في الجسم أو إعطائها للعينين ؛ السوائل والمعلقات والشراب عن طريق الفم ؛ وصبغات للتطبيق على الجلد (جينارو 1990). يلزم وجود ظروف بيئية عالية التحكم ومعدات معالجة محتواة ومواد خام منقية لتصنيع السوائل المعقمة لمنع التلوث الميكروبيولوجي والجسيمات (Cole 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). يجب تنظيف وصيانة مرافق المرافق (مثل التهوية والبخار والماء) ومعدات المعالجة وأسطح أماكن العمل لمنع التلوث وتقليله. يتم استخدام الماء في درجات حرارة وضغوط عالية لتدمير البكتيريا والملوثات الأخرى وترشيحها من إمدادات المياه المعقمة عند عمل محاليل الحقن. حقني يتم حقن السوائل عن طريق الحقن داخل الأدمة أو العضل أو الوريد في الجسم. يتم تعقيم هذه السوائل بالحرارة الجافة أو الرطبة تحت ضغط عالٍ باستخدام مرشحات تحافظ على البكتيريا. على الرغم من أن المحاليل السائلة للاستخدام الفموي أو الموضعي لا تتطلب التعقيم ، إلا أنه يجب تعقيم المحاليل التي يتم إعطاؤها للعين (العيون). يتم تحضير السوائل الفموية عن طريق خلط مواد الدواء الفعالة مع مذيب أو مادة حافظة لتثبيط العفن ونمو البكتيريا. يتم إنتاج المعلقات السائلة والمستحلبات بواسطة المطاحن الغروانية والمجانسات ، على التوالي. يتم تحضير الكريمات والمراهم عن طريق مزج أو تركيب المكونات النشطة مع الفازلين أو الشحوم الثقيلة أو المطريات قبل تعبئتها في أنابيب معدنية أو بلاستيكية.

صحة العامل وسلامته

تنشأ مخاطر صحة العمال وسلامتهم أثناء تصنيع المستحضرات الصيدلانية عن طريق تحريك أجزاء الماكينة (على سبيل المثال ، التروس المكشوفة والأحزمة والأعمدة) ومصادر الطاقة الخطرة (على سبيل المثال ، الكهربائية ، الهوائية ، الحرارية ، إلخ) ؛ المناولة اليدوية للمواد والمعدات ؛ بخار عالي الضغط وماء ساخن وأسطح ساخنة ؛ السوائل القابلة للاشتعال والتآكل. ومستويات ضوضاء عالية. قد يحدث تعرض العمال للغبار المتطاير في الهواء أثناء عمليات التوزيع والتجفيف والطحن والمزج. يعد التعرض للمنتجات الصيدلانية مصدر قلق خاص عند التعامل مع المخاليط التي تحتوي على نسب عالية من المواد الدوائية الفعالة أو معالجتها. قد تؤدي عمليات التحبيب الرطب والتركيب والطلاء إلى تعرض العمال بشكل كبير لأبخرة المذيبات.

تتعلق قضايا سلامة العمليات بشكل أساسي بمخاطر نشوب حريق أو انفجار أثناء التصنيع الصيدلاني لأشكال الجرعات. تستخدم العديد من هذه العمليات (مثل التحبيب والمزج والتركيب والتجفيف) سوائل قابلة للاشتعال ، والتي قد تخلق أجواء قابلة للاشتعال أو قابلة للانفجار. نظرًا لأن بعض غبار الأدوية شديدة الانفجار ، يجب فحص خصائصها الفيزيائية قبل معالجتها. يعد تجفيف طبقة السوائل ، والطحن ، والضغط البطيء مصدر قلق خاص عندما تشتمل على مواد قابلة للانفجار. تقلل الإجراءات الهندسية وممارسات العمل الآمنة من مخاطر الغبار المتفجر والسوائل القابلة للاشتعال (على سبيل المثال ، المعدات والمرافق الكهربائية المانعة للبخار والغبار ، وتأريض المعدات وربطها ، والحاويات محكمة الغلق مع تخفيف الضغط والأجواء الخاملة).

تدابير الرقابة

الوقاية والحماية من الحرائق والانفجارات ؛ عملية احتواء المواد الخطرة ومخاطر الماكينة ومستويات الضوضاء العالية ؛ التخفيف وتهوية العادم المحلي (LEV) ؛ استخدام أجهزة التنفس (على سبيل المثال ، أقنعة الغبار والبخار العضوي ، وفي بعض الحالات ، أجهزة التنفس التي تعمل بالطاقة أو الأقنعة والبدلات التي يتم تزويدها بالهواء) ومعدات الحماية الشخصية (PPE) ؛ وتدريب العمال على مخاطر مكان العمل وممارسات العمل الآمنة هي تدابير للتحكم في مكان العمل قابلة للتطبيق خلال جميع عمليات التصنيع الصيدلانية المختلفة الموضحة أدناه. تتضمن القضايا المحددة استبدال المواد الأقل خطورة كلما أمكن ذلك أثناء تطوير الأدوية وتصنيعها. كما أن تقليل عمليات نقل المواد ، وأنشطة المعالجة وأخذ العينات غير المختومة أو المفتوحة ، تقلل من احتمالية تعرض العمال.

يمكن للتصميم الهندسي وخصائص المرافق والمرافق ومعدات العمليات أن يمنع التلوث البيئي ويقلل من تعرض العمال للمواد الخطرة. تعمل مرافق تصنيع الأدوية الحديثة ومعدات العمليات على تقليل المخاطر البيئية والصحية والسلامة من خلال منع التلوث وتحسين احتواء المخاطر. تتحقق أهداف صحة العمال وسلامتهم وضبط الجودة من خلال تحسين عزل واحتواء ونظافة المنشآت الصيدلانية ومعدات العمليات. إن منع تعرض العمال للمواد الخطرة والمنتجات الصيدلانية متوافق للغاية مع الحاجة المتزامنة لمنع العمال من تلويث المواد الخام والمنتجات النهائية عن طريق الخطأ. تعتبر إجراءات العمل الآمن وممارسات التصنيع الجيدة من الأنشطة التكميلية.

قضايا تصميم المرافق وهندسة العمليات

يؤثر التصميم الهندسي وخصائص المنشآت الصيدلانية ومعدات العمليات على صحة العمال وسلامتهم. تؤثر مواد البناء ومعدات العمليات وممارسات التدبير المنزلي بشكل كبير على نظافة مكان العمل. تتحكم أنظمة التخفيف وأنظمة تهوية العادم المحلي في الأبخرة المنفلتة وانبعاثات الغبار أثناء عمليات التصنيع. هناك حاجة إلى تدابير الوقاية والحماية من الحرائق والانفجارات (على سبيل المثال ، المعدات والمرافق الكهربائية المانعة للبخار والغبار ، وأنظمة الإطفاء ، وكاشفات الحريق والدخان وإنذارات الطوارئ) عند وجود سوائل وأبخرة قابلة للاشتعال. يتم تركيب أنظمة التخزين والمناولة (على سبيل المثال ، أوعية التخزين والحاويات المحمولة والمضخات والأنابيب) لنقل السوائل داخل مرافق تصنيع الأدوية. يمكن مناولة المواد الصلبة الخطرة ومعالجتها في معدات وأوعية مغلقة ، وحاويات سوائب فردية (IBCs) وبراميل وأكياس محكمة الغلق. إن عزل أو احتواء المرافق ومعدات العمليات والمواد الخطرة يعزز صحة العمال وسلامتهم. يتم التحكم في المخاطر الميكانيكية عن طريق تركيب حواجز واقية على أجزاء الماكينة المتحركة.

قد يتم التحكم في معدات ومرافق العملية بوسائل يدوية أو آلية. في المصانع اليدوية ، مشغلي المواد الكيميائية قراءة الأدوات ومعدات عملية التحكم والمرافق بالقرب من معدات العملية. في المصانع المؤتمتة ، يتم التحكم في معدات العملية والمرافق وأجهزة التحكم بواسطة أنظمة موزعة ، مما يسمح بتشغيلها من مكان بعيد مثل غرفة التحكم. غالبًا ما يتم استخدام العمليات اليدوية عند شحن المواد أو نقلها ، وتفريغ المنتجات وتعبئتها وعند إجراء الصيانة أو ظهور ظروف غير روتينية. يجب إعداد التعليمات المكتوبة لوصفها إجراءات التشغيل القياسية وكذلك مخاطر صحة العمال وسلامتهم وتدابير التحكم.

التحقق من ضوابط مكان العمل

يتم تقييم تدابير التحكم في مكان العمل بشكل دوري لحماية العمال من مخاطر الصحة والسلامة وتقليل التلوث البيئي. يتم التحقق من صحة العديد من عمليات التصنيع وقطع المعدات في صناعة الأدوية لضمان جودة المنتجات (Cole 1990 ؛ Gennaro 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). يمكن تنفيذ ممارسات تحقق مماثلة لتدابير التحكم في مكان العمل للتأكد من أنها فعالة وموثوقة. بشكل دوري ، يتم مراجعة تعليمات العملية وممارسات العمل الآمنة. تحدد أنشطة الصيانة الوقائية متى قد تفشل المعدات العملية والهندسية ، وبالتالي تجنب حدوث المشكلات. يقوم التدريب والإشراف بإعلام العمال وتثقيفهم حول المخاطر البيئية والصحية والسلامة ، وتعزيز ممارسات العمل الآمنة واستخدام أجهزة التنفس الصناعي ومعدات الحماية الشخصية. تدرس برامج التفتيش ما إذا كان يتم الحفاظ على ظروف مكان العمل الآمنة وممارسات العمل. وهذا يشمل فحص أجهزة التنفس والتأكد من اختيارها ، وارتداءها وصيانتها بشكل صحيح من قبل العمال. تقوم برامج المراجعة بمراجعة أنظمة الإدارة لتحديد وتقييم ومراقبة المخاطر البيئية والصحية والسلامة.

عمليات الوحدات الصيدلانية

الوزن والاستغناء

يعتبر وزن وتوزيع المواد الصلبة والسوائل نشاطًا شائعًا جدًا في جميع أنحاء صناعة الأدوية (Gennaro 1990). عادةً ما يقوم العمال بتوزيع المواد عن طريق غسل المواد الصلبة يدويًا وصب السوائل أو ضخها. غالبًا ما يتم إجراء الوزن والتوزيع في المستودع أثناء إنتاج المواد الكيميائية السائبة أو في الصيدلية أثناء تصنيع شكل الجرعات الصيدلانية. نظرًا لاحتمالية الانسكابات والتسريبات والانبعاثات المتسربة أثناء الوزن والتوزيع ، فإن تدابير التحكم المناسبة في مكان العمل ضرورية لحماية العمال. يجب إجراء عملية الوزن والتوزيع في منطقة عمل مقسمة مع تخفيف التهوية الجيدة. يجب أن تكون أسطح العمل في المناطق التي يتم فيها وزن المواد وصرفها ملساء ومختومة ، مما يسمح بتنظيفها بالشكل المناسب. تمنع تهوية العادم المحلي المزودة بغطاء خلفي أو شفاطات جانبية إطلاق ملوثات الهواء عند وزن وتوزيع المواد الصلبة المتربة أو السوائل المتطايرة (كول 1990). قد يتطلب وزن وتوزيع المواد شديدة السمية إجراءات تحكم إضافية مثل أغطية التهوية الصفائحية أو أجهزة العزل (مثل علب القفازات أو أكياس القفازات) (Naumann et al. 1996).

شحن وتفريغ المواد الصلبة والسوائل

كثيرًا ما يتم شحن المواد الصلبة والسوائل وتفريغها من الحاويات ومعدات المعالجة في عمليات تصنيع الأدوية (Gennaro 1990). غالبًا ما يتم شحن وتفريغ المواد يدويًا بواسطة العمال ؛ ومع ذلك ، يتم استخدام طرق أخرى (على سبيل المثال ، الجاذبية ، أنظمة النقل الميكانيكية أو الهوائية). تمنع معدات المعالجة المحتواة وأنظمة النقل والضوابط الهندسية تعرض العمال أثناء شحن وتفريغ المواد شديدة الخطورة. يعمل شحن الجاذبية من الحاويات المغلقة وأنظمة التفريغ والضغط والضخ على التخلص من الانبعاثات المتسربة أثناء عمليات الشحن والتفريغ. تلتقط تهوية العادم المحلي ذات المداخل ذات الحواف الغبار والأبخرة المنفلتة التي يتم إطلاقها في نقاط التحويل المفتوحة.

فصل السوائل

يتم فصل السوائل بناءً على خصائصها الفيزيائية (مثل الكثافة والذوبان والامتزاج) (Kroschwitz 1992). يتم إجراء عمليات فصل السوائل بشكل شائع أثناء عمليات الإنتاج الكيميائي السائب وعمليات تصنيع الأدوية. يجب نقل السوائل الخطرة ومعالجتها وفصلها في أوعية مغلقة وأنظمة أنابيب لتقليل تعرض العمال لانسكاب السوائل والأبخرة المحمولة في الهواء. يجب وضع غسالات العين ودش الأمان بالقرب من العمليات التي يتم فيها نقل السوائل الخطرة أو معالجتها أو فصلها. هناك حاجة إلى تدابير التحكم في الانسكاب والوقاية والحماية من الحرائق والانفجارات عند استخدام السوائل القابلة للاشتعال.

نقل السوائل

غالبًا ما يتم نقل السوائل بين أوعية التخزين والحاويات ومعدات المعالجة أثناء عمليات تصنيع الأدوية. من الناحية المثالية ، تم تصميم عمليات المنشأة والتصنيع لتقليل الحاجة إلى نقل المواد الخطرة ، وبالتالي تقليل فرصة الانسكاب وتعرض العمال. يمكن نقل السوائل بين أوعية العملية والمعدات من خلال محطات متعددة، المناطق التي توجد بها العديد من حواف الأنابيب بالقرب من بعضها (Kroschwitz 1992). هذا يسمح بإجراء اتصالات مؤقتة بين أنظمة الأنابيب. قد تحدث الانسكابات والتسربات وانبعاثات البخار في المحطات المتشعبة ؛ لذلك هناك حاجة إلى حشوات مناسبة وموانع تسرب محكمة على الخراطيم والأنابيب لمنع التلوث البيئي والإطلاقات في مكان العمل. تلتقط أنظمة الصرف ذات الخزانات أو الأحواض المغلقة السوائل المنسكبة حتى يمكن استعادتها واستعادتها. تعتبر الأوعية والحاويات وأنظمة الأنابيب محكمة الغلق مرغوبة للغاية عند نقل كميات كبيرة من السوائل. يجب اتخاذ احتياطات خاصة عند استخدام الغازات الخاملة للضغط على خطوط النقل أو معدات المعالجة ، حيث قد يؤدي ذلك إلى زيادة إطلاق المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) وملوثات الهواء الخطرة. إعادة تدوير أو تكثيف غازات وأبخرة العادم يقلل من تلوث الهواء.

تصفية

يتم فصل المواد الصلبة والسوائل أثناء عمليات الترشيح. تتميز المرشحات بتصميمات وميزات مختلفة مع اختلاف في احتواء السوائل والأبخرة والتحكم فيها (Kroschwitz 1992 ؛ Perry 1984). عند استخدام المرشحات المفتوحة للمواد الخطرة ، قد يتعرض العمال للسوائل والمواد الصلبة الرطبة والأبخرة والرذاذ أثناء عمليات التحميل والتفريغ. يمكن استخدام معدات المعالجة المغلقة لفلترة المواد شديدة الخطورة ، وتقليل انبعاثات البخار ومنع تعرض العمال (انظر الشكل 7). يجب إجراء الترشيح في المناطق الخاضعة للتحكم في الانسكاب والتخفيف الجيد وعوادم تهوية العادم المحلي. يمكن استنفاد أبخرة المذيبات المتطايرة من خلال الفتحات الموجودة في معدات المعالجة محكمة الغلق والتحكم فيها بواسطة أجهزة انبعاثات الهواء (مثل المكثفات وأجهزة الغسل والممتزات).

الشكل 7. مرشح الماسة

يضاعف

يتم خلط المواد الصلبة والسوائل في عمليات التركيب لإنتاج المحاليل والمعلقات والأشربة والمراهم والمعاجين. يوصى باستخدام معدات المعالجة وأنظمة النقل المحتوية عند تركيب المواد شديدة الخطورة (Kroschwitz 1992 ؛ Perry 1984). قد تكون عوامل التخزين والمنظفات ومبيدات الجراثيم التي تعمل على التحييد والتنظيف والمبيدات الحيوية خطرة على العمال. يقلل غسول العين والاستحمام الآمن من الإصابات ، إذا لامس العمال عن طريق الخطأ مواد أكالة أو مزعجة. بسبب الأسطح الرطبة في مناطق التركيب ، يحتاج العمال إلى الحماية من المخاطر الكهربائية للمعدات والمرافق. تحدث المخاطر الحرارية بسبب البخار والماء الساخن أثناء أنشطة التركيب والتنظيف. يتم منع إصابات العمال من الحروق والسقوط عن طريق تركيب عازل على الأسطح الساخنة والحفاظ على أرضيات جافة غير قابلة للانزلاق.

الشكل 8. آلة تحبيب بخار عالية

الرقم مفقود

تحبيب

يتم تحبيب المواد الصلبة الجافة والرطبة لتغيير خصائصها الفيزيائية. تتميز أجهزة التحبيب بتصميمات وميزات مختلفة مع اختلاف في الاحتواء والتحكم في المخاطر الميكانيكية والأتربة والأبخرة المحمولة جواً (Perry 1984 ؛ Swarbick and Boylan 1996). يمكن تنفيس المحببات المغلقة لأجهزة التحكم في الهواء ، مما يقلل من انبعاثات أبخرة المذيبات أو الغبار إلى مكان العمل والجو (انظر الشكل 8). تنشأ مخاوف من التعامل مع المواد عند تحميل وتفريغ أجهزة التحبيب. تساعد المعدات الميكانيكية (مثل المنصات المرتفعة وطاولات الرفع ورافعات البليت) العمال على أداء المهام اليدوية الثقيلة. هناك حاجة لغسل العين والاستحمام الآمن ، إذا لامس العمال عن طريق الخطأ مذيبات أو غبارًا مزعجًا.

الشكل 9. مجفف فراغ دوار

الرقم مفقود

اﻟﺘﺠﻔﻴﻒ

يتم تجفيف الماء أو المذيبات الصلبة الرطبة أثناء العديد من عمليات التصنيع الدوائي. تتميز المجففات بتصميمات وميزات مختلفة مع اختلاف في الاحتواء والتحكم في الأبخرة والغبار (انظر الشكل 9). قد تخلق أبخرة المذيبات القابلة للاشتعال والغبار المتفجر المحمول جواً أجواء قابلة للاشتعال أو قابلة للانفجار ؛ تنفيس التنفيس عن الانفجار مهم بشكل خاص في المجففات المحتواة. يقلل التخفيف وتهوية العادم من مخاطر نشوب حريق أو انفجار ، بالإضافة إلى التحكم في تعرض العمال لأبخرة المذيبات عند التعامل مع الكعك الرطب ، أو للغبار المحمول في الهواء عند تفريغ المنتجات المجففة. قد يتم التعامل مع المواد الثقيلة عند تحميل أو تفريغ صواني أو حاويات أو حاويات المجفف (انظر الشكل 10). تساعد المعدات الميكانيكية (على سبيل المثال ، رافعات الأسطوانات والمصاعد ومنصات العمل) في هذه المهام اليدوية. يجب وضع غسالات العين ودش السلامة في مكان قريب ، في حالة ملامسة العمال للمذيبات والغبار عن طريق الخطأ.

الشكل 10. مجفف رف فراغ

الرقم مفقود

الطحن

يتم طحن المواد الصلبة الجافة لتغيير خصائصها الجسيمية وإنتاج مساحيق تتدفق بحرية. تتمتع المطاحن بتصميمات وميزات مختلفة مع اختلاف في الاحتواء والتحكم في المخاطر الميكانيكية والغبار المحمول جواً (Kroschwitz 1992 ؛ Perry 1984). قبل طحن المواد ، يجب مراجعة أو اختبار خصائصها الفيزيائية ومخاطرها. تتضمن إجراءات الوقاية والحماية من الانفجارات تركيب معدات ومرافق كهربائية مانعة للغبار ، ومعدات وملحقات للتأريض والترابط للتخلص من الشرر الكهروستاتيكي ، وتركيب صمامات تنفيس الأمان في المطاحن المغلقة ، وإنشاء ألواح تخفيف الانفجار في الجدران. قد تكون هذه التدابير ضرورية بسبب انفجار بعض المواد الدوائية والسواغات ، وارتفاع مستويات الغبار والطاقات المرتبطة بعمليات الطحن.

مزج

يتم خلط المواد الصلبة الجافة لإنتاج مخاليط متجانسة. تتميز الخلاطات بتصميمات وميزات مختلفة مع احتواء متفاوت والتحكم في المخاطر الميكانيكية والغبار المحمول جواً (Kroschwitz 1992 ؛ Perry 1984). قد يتعرض العمال للمواد الدوائية والسواغات والخلطات عند تحميل وتفريغ معدات الخلط. يقلل تهوية العادم المنخفض مع مداخل ذات حواف انبعاثات الغبار المتسربة أثناء الخلط. قد يكون من الضروري التعامل مع المواد الثقيلة عند شحن وتفريغ المواد الصلبة من الخلاطات. تقلل المعدات الميكانيكية (على سبيل المثال ، منصات العمل والرافعات ورافعات الأسطوانة ورافعات البليت) من المتطلبات المادية لمناولة المواد الثقيلة.

ضغط

يتم ضغط المواد الصلبة الجافة أو دفعها لضغطها ، وتغيير خصائص الجسيمات. تتميز معدات الضغط بتصميمات وميزات مختلفة مع احتواء متفاوت والتحكم في المخاطر الميكانيكية والغبار المحمول جواً (Gennaro 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). قد تشكل معدات الضغط مخاطر ميكانيكية خطيرة إذا لم تكن محمية بشكل كافٍ. يمكن أيضًا إنتاج مستويات ضوضاء عالية من خلال عمليات الضغط والتباطؤ. إن إحاطة مصادر التأثير ، وعزل المعدات الاهتزازية ، وتناوب العمال واستخدام أجهزة حماية السمع (على سبيل المثال ، واقيات الأذن والسدادات) تقلل من تأثير التعرض للضوضاء.

الشكل 11. مكبس الأقراص المزود بقادوس تحميل وجهاز التقاط الغبار اللولبي لاستعادة المنتج

الرقم مفقود

التصنيع على شكل جرعات صلبة

الأقراص والكبسولات هي أكثر أشكال الجرعات الفموية شيوعًا. تحتوي الأقراص المضغوطة أو المقولبة على مخاليط من المواد الدوائية والسواغات. قد تكون هذه الأقراص غير مطلية أو مغلفة بمخاليط مذيبة أو محاليل مائية. الكبسولات عبارة عن قذائف جيلاتينية ناعمة أو صلبة. تتميز مكابس الأقراص (انظر الشكل 11) ، ومعدات طلاء الأقراص ، وآلات تعبئة الكبسولات بتصميمات وميزات مختلفة مع احتواء متفاوت والتحكم في المخاطر الميكانيكية والغبار المحمول جواً (Cole 1990). قد يتعرض العمال لأبخرة المذيبات عند رش أقراص الطلاء. تم احتواء معدات طلاء الأقراص الحديثة بشكل كبير ؛ ومع ذلك ، يمكن تركيب تهوية العادم المحلي في أحواض طلاء مفتوحة قديمة للتحكم في أبخرة المذيبات المنفلتة. يمكن تنفيس معدات طلاء الأقراص في أجهزة انبعاث الهواء للتحكم في المركبات العضوية المتطايرة من العملية (انظر الشكل 12). كلما أمكن ، يجب إعادة استخدام المذيبات المستعادة بالعملية أو المخاليط المائية التي تحل محل مخاليط المذيبات لطلاء الأقراص. مكابس الأقراص الحديثة وآلات تعبئة الكبسولات محاطة بألواح متشابكة ، مما يقلل من مخاطر الأجزاء سريعة الحركة ومستويات الضوضاء العالية وانبعاثات الغبار أثناء تشغيلها. يمكن لأجهزة حماية السمع أن تقلل من تعرض العمال للضوضاء أثناء عمليات الجهاز اللوحي والكبسولة.

الشكل 12. آلة طلاء الأقراص

الرقم مفقود

التصنيع المعقم

يتم تصنيع المنتجات المعقمة في مصانع الأدوية ذات التصميم المعياري (انظر الشكل 13) ، ومكان العمل النظيف وأسطح المعدات ، وأنظمة التهوية المفلترة عالية الكفاءة (HEPA) (Cole 1990؛ Gennaro 1990). تتشابه مبادئ وممارسات التحكم في التلوث في تصنيع السوائل المعقمة مع تلك الموجودة في صناعة الإلكترونيات الدقيقة. يرتدي العمال ملابس واقية لمنعهم من تلويث المنتجات أثناء عمليات التصنيع المعقمة. تشمل التقنيات الصيدلانية المعقمة للتحكم في التلوث منتجات التجفيف بالتجميد ، واستخدام مبيدات الجراثيم السائلة وغازات التعقيم ، وتركيب تهوية التدفق الصفحي ، وعزل الوحدات بضغوط الهواء التفاضلية وتحتوي على معدات التصنيع والتعبئة.

الشكل 13. رسم تخطيطي لمنشأة تصنيع السوائل المعقمة

تحدث المخاطر الكيميائية عن طريق مبيدات الجراثيم السامة (مثل الفورمالديهايد والغلوتارالدهيد) وغازات التعقيم (مثل أكسيد الإيثيلين). كلما أمكن ، يجب اختيار عوامل أقل خطورة (مثل الكحوليات ومركبات الأمونيوم). يمكن إجراء تعقيم المواد الخام والمعدات بواسطة بخار عالي الضغط أو غازات سامة (مثل مخاليط غاز أكسيد الإيثيلين المخفف) (Swarbick and Boylan 1996). يمكن وضع أوعية التعقيم في مناطق منفصلة بها أجهزة وأنظمة تحكم عن بعد ، وهواء غير معاد تدويره وعادم تهوية العادم لاستخراج انبعاثات الغازات السامة. يجب تدريب العمال على تعليمات التشغيل القياسية وممارسات العمل الآمنة والاستجابة المناسبة للطوارئ. يجب إخلاء غرف تعقيم الغاز بالكامل تحت التفريغ وتطهيرها بالهواء لتقليل انبعاثات مكان العمل المنفلتة قبل إزالة البضائع المعقمة. يمكن تنفيس انبعاثات الغاز من غرف التعقيم إلى أجهزة التحكم في الهواء (على سبيل المثال ، امتزاز الكربون أو المحولات الحفازة) لتقليل انبعاثات الغلاف الجوي. يقيس رصد الصحة المهنية تعرض العمال لمبيدات الجراثيم الكيميائية وغازات التعقيم ، مما يساعد على تقييم مدى كفاية تدابير المكافحة. تشمل مخاطر السلامة البخار عالي الضغط والماء الساخن ، وتحريك أجزاء الماكينة في معدات الغسيل والتعبئة والسد والتعبئة ومستويات الضوضاء العالية والمهام اليدوية المتكررة.

أنشطة التنظيف والصيانة

قد تحدث المهام غير الروتينية عند تنظيف وإصلاح وصيانة المعدات والمرافق وأماكن العمل. على الرغم من احتمال ظهور مخاطر فريدة أثناء المهام غير الروتينية ، إلا أن هناك مخاوف متكررة تتعلق بالصحة والسلامة. قد تكون أسطح العمل والمعدات ملوثة بمواد خطرة ومواد دوائية ، مما يتطلب تنظيفها قبل أن يقوم العمال غير المحميين بأعمال الصيانة أو الصيانة. يتم التنظيف عن طريق غسل السوائل أو مسحها وكنس الأتربة أو كنسها بالمكنسة الكهربائية. لا يُنصح بالكنس الجاف ونفخ المواد الصلبة بالهواء المضغوط ، لأنها تخلق تعرض العمال العالي للغبار المحمول بالهواء. يقلل المسح المبلل والكنس من تعرض العمال للغبار أثناء أنشطة التنظيف. قد تكون هناك حاجة إلى المكانس الكهربائية المزودة بفلاتر HEPA عند تنظيف المواد الخطرة والأدوية عالية الفعالية. قد تكون هناك حاجة إلى معدات مقاومة للانفجار ومواد موصلة في أنظمة التفريغ للغبار المتفجر. تقلل غسالات العين والاستحمام الآمن ومعدات الحماية الشخصية من تأثير ملامسة العمال العرضي للمنظفات وسوائل التنظيف المسببة للتآكل والمزعجة.

قد يلزم إطلاق أو التحكم في الطاقة الميكانيكية أو الكهربائية أو الهوائية أو الحرارية الخطرة قبل صيانة المعدات والمرافق أو إصلاحها أو صيانتها. قد يؤدي العمال المتعاقدون مهام إنتاجية أو هندسية خاصة في مصانع الأدوية دون تدريب كافٍ على احتياطات السلامة. يعد الإشراف الدقيق على العمال المتعاقدين أمرًا مهمًا ، لذا فهم لا ينتهكون قواعد السلامة أو يؤدون عملًا يتسبب في نشوب حريق أو انفجار أو غير ذلك من المخاطر الصحية الخطيرة. يلزم وجود برامج أمان خاصة للمقاولين عند العمل مع المواد شديدة الخطورة (على سبيل المثال ، المواد السامة أو التفاعلية أو القابلة للاشتعال أو المتفجرة) والعمليات (على سبيل المثال ، طاردة للحرارة أو الضغط العالي) في منشآت تصنيع الأدوية بكميات كبيرة وعلى شكل جرعات.

التعبئة والتغليف

يتم تنفيذ عمليات تغليف الأدوية بسلسلة من الآلات المتكاملة والمهام اليدوية المتكررة (Gennaro 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). يمكن تعبئة المنتجات النهائية على شكل جرعات في العديد من أنواع الحاويات المختلفة (على سبيل المثال ، الزجاجات البلاستيكية أو الزجاجية ، عبوات رقائق الفويل ، الأكياس أو الأكياس ، الأنابيب والقوارير المعقمة). تملأ المعدات الميكانيكية ، الأغطية ، الملصقات ، الصناديق الكرتونية وتعبئ المنتجات النهائية في حاويات الشحن. يستلزم قرب العمال من معدات التغليف حماية الحاجز على أجزاء الماكينة المتحركة ومفاتيح التحكم التي يمكن الوصول إليها وكابلات التوقف في حالات الطوارئ وتدريب الموظفين على مخاطر الماكينة وممارسات العمل الآمنة. يقلل إحاطة وعزل المعدات من مستويات الصوت والاهتزاز في مناطق التعبئة والتغليف. يقلل استخدام أجهزة حماية السمع (مثل واقيات الأذن والسدادات) من تعرض العمال للضوضاء. يعزز التصميم الصناعي الجيد إنتاجية الموظفين وراحتهم وسلامتهم ، من خلال معالجة المخاطر المريحة من أوضاع الجسم السيئة ، والتعامل مع المواد والمهام المتكررة للغاية.

عمليات المختبر

العمليات المختبرية في صناعة الأدوية متنوعة. قد تشكل مخاطر بيولوجية وكيميائية وفيزيائية ، اعتمادًا على العوامل المحددة والعمليات والمعدات وممارسات العمل المستخدمة. توجد فروق رئيسية بين المختبرات التي تجري البحث العلمي وتطوير المنتجات والعمليات وتلك التي تقيم أنشطة ضمان الجودة والرقابة (Swarbick and Boylan 1996). يجوز لعمال المختبر إجراء بحث علمي لاكتشاف المواد الدوائية ، أو تطوير عمليات التصنيع للمنتجات الكيميائية السائبة والمنتجات الجرعية أو تحليل المواد الخام ، والوسائط والمنتجات النهائية. يجب تقييم الأنشطة المعملية بشكل فردي ، على الرغم من أن الممارسات المعملية الجيدة تنطبق على العديد من المواقف (National Research Council 1981). المسؤوليات المحددة بوضوح ، والتدريب والمعلومات ، وممارسات العمل الآمنة وتدابير التحكم وخطط الاستجابة للطوارئ هي وسائل مهمة لإدارة المخاطر البيئية والصحية والسلامة بشكل فعال.

يتم تقليل مخاطر الصحة والسلامة للمواد القابلة للاشتعال والسامة عن طريق تقليل مخزوناتها في المختبرات وتخزينها في خزانات منفصلة. يمكن إجراء فحوصات وعمليات المختبر التي قد تطلق ملوثات الهواء في أغطية دخان العادم المهواة لحماية العمال. توفر أغطية السلامة البيولوجية التدفق الصفحي إلى أسفل وإلى الداخل ، مما يمنع إطلاق الكائنات الحية الدقيقة (Gennaro 1990 ؛ Swarbick and Boylan 1996). يصف تدريب العمال ومعلوماتهم مخاطر العمل في المختبر وممارسات العمل الآمنة والاستجابة المناسبة للطوارئ للحرائق والانسكابات. يجب عدم تناول الأطعمة والمشروبات في مناطق المعامل. يتم تعزيز سلامة المختبر من خلال مطالبة المشرفين بالموافقة على العمليات شديدة الخطورة وإدارتها. الممارسات المعملية الجيدة تفصل وتعالج وتتخلص من النفايات البيولوجية والكيميائية. غالبًا ما يتم اعتماد المخاطر المادية (مثل الإشعاع ومصادر الطاقة الكهرومغناطيسية) وتشغيلها ، وفقًا للوائح محددة.

مخاطر الصحة والسلامة العامة

بيئة العمل ومناولة المواد

تتراوح المواد التي يتم شحنها وتخزينها ومعالجتها ومعالجتها وتعبئتها في صناعة الأدوية من كميات كبيرة من المواد الخام إلى عبوات صغيرة تحتوي على منتجات صيدلانية. يتم شحن المواد الخام لإنتاج المواد الكيميائية السائبة في حاويات سائبة (على سبيل المثال ، شاحنات صهريجية ، وعربات السكك الحديدية) ، وبراميل معدنية وألياف ، وورق مقوى وأكياس بلاستيكية. يستخدم الإنتاج الصيدلاني كميات أقل من المواد الخام بسبب انخفاض حجم العمليات. تساعد أجهزة مناولة المواد (على سبيل المثال ، شاحنات الرافعة الشوكية ، ورافعات البليت ، ورافعات التفريغ ، ورافعات الأسطوانة) في مناولة المواد أثناء عمليات التخزين والإنتاج. قد يؤدي العمل اليدوي الثقيل إلى مخاطر مريحة عند نقل المواد والمعدات في حالة عدم توفر الأجهزة الميكانيكية. تقلل ممارسات الهندسة الصناعية وإدارة المرافق الجيدة من الإصابات الناجمة عن مناولة المواد عن طريق تحسين تصميم وخصائص المعدات ومكان العمل وتقليل حجم ووزن الحاويات (كول 1990). تعمل تدابير التحكم الهندسية (على سبيل المثال ، التصميم المريح للأدوات والمواد والمعدات) والممارسات الإدارية (على سبيل المثال ، العمال المتناوبون ، وتوفير تدريب العمال) على تقليل مخاطر إصابات الصدمات المتراكمة أثناء عمليات الإنتاج والتعبئة المتكررة للغاية.

حراسة الآلة والتحكم في الطاقة الخطرة

تتسبب أجزاء الماكينة المتحركة غير المحمية في معدات تصنيع وتعبئة المستحضرات الصيدلانية في مخاطر ميكانيكية. قد يؤدي تعريض "نقاط السحق والقرص" في المعدات المفتوحة إلى إصابة العمال بشكل خطير. تتفاقم المخاطر الميكانيكية بسبب الأعداد الكبيرة والتصميمات المختلفة للمعدات وظروف مكان العمل المزدحمة والتفاعلات المتكررة بين العمال والمعدات. تعتبر الحراس المتشابكة ومفاتيح التحكم وأجهزة التوقف في حالات الطوارئ وتدريب المشغل وسائل مهمة لتقليل المخاطر الميكانيكية. قد يعلق الشعر الرخو أو الملابس ذات الأكمام الطويلة أو المجوهرات أو الأشياء الأخرى في المعدات. تحدد أنشطة الفحص والإصلاح الروتينية المخاطر الميكانيكية وتتحكم فيها أثناء عمليات الإنتاج والتعبئة. يجب إطلاق أو التحكم في الطاقة الكهربائية والهوائية والحرارية الخطرة قبل العمل على المعدات والمرافق النشطة. العمال محميون من مصادر الطاقة الخطرة من خلال تنفيذ إجراءات الإغلاق / tagout.

التعرض للضوضاء

قد ينتج عن تصنيع المعدات والمرافق مستويات عالية من الصوت (مثل الهواء المضغوط ومصادر التفريغ وأنظمة التهوية). نظرًا للتصميم المغلق لوحدات أماكن العمل الصيدلانية ، غالبًا ما يكون العمال بالقرب من الآلات أثناء عمليات التصنيع والتعبئة. يلاحظ العمال ويتفاعلون مع معدات الإنتاج والتعبئة ، مما يزيد من تعرضهم للضوضاء. تعمل الأساليب الهندسية على تقليل مستويات الصوت عن طريق تعديل مصادر الضوضاء وإحاطةها وتثبيطها. يقلل تناوب الموظفين واستخدام الأجهزة الواقية للسمع (على سبيل المثال ، واقيات الأذن والمقابس) من تعرض العمال لمستويات عالية من الضوضاء. تحدد برامج الحفاظ على السمع الشاملة مصادر الضوضاء ، وتقليل مستويات الصوت في مكان العمل ، وتدريب العمال على مخاطر التعرض للضوضاء والاستخدام السليم لأجهزة حماية السمع. تقوم مراقبة الضوضاء والمراقبة الطبية (أي قياس السمع) بتقييم تعرض العمال للضوضاء وما ينتج عنها من فقدان السمع. يساعد ذلك في تحديد مشاكل الضوضاء وتقييم مدى كفاية الإجراءات التصحيحية.

بخار المذيبات والتعرضات المركبة القوية

قد تنشأ مخاوف خاصة عندما يتعرض العمال لأبخرة المذيبات السامة والأدوية القوية مثل الغبار المحمول في الهواء. قد يحدث تعرض العمال لأبخرة المذيبات والمركبات القوية أثناء عمليات التصنيع المختلفة ، والتي يجب تحديدها وتقييمها والتحكم فيها لضمان حماية العمال. الضوابط الهندسية هي الوسيلة المفضلة للسيطرة على هذه التعرضات ، بسبب فعاليتها وموثوقيتها المتأصلة (Cole 1990 ؛ Naumann et al.1996). تمنع معدات العمليات المغلقة وأنظمة مناولة المواد تعرض العمال ، بينما تكمل تهوية العادم المحلي ومعدات الوقاية الشخصية هذه التدابير. هناك حاجة إلى زيادة احتواء المرفق والعملية للتحكم في المذيبات شديدة السمية (مثل البنزين والهيدروكربونات المكلورة والكيتونات) والمركبات القوية. هناك حاجة إلى أجهزة التنفس بالضغط الإيجابي (على سبيل المثال ، تنقية الهواء التي تعمل بالطاقة وتزويد الهواء) ومعدات الحماية الشخصية عند التعامل مع المذيبات عالية السمية والمركبات القوية ومعالجتها. يتم طرح مخاوف خاصة من خلال العمليات التي يتم فيها توليد مستويات عالية من أبخرة المذيبات (على سبيل المثال ، التركيب والتحبيب وطلاء الأقراص) والغبار (على سبيل المثال ، التجفيف والطحن والمزج). تعد الخزانات وغرف الاستحمام وممارسات التطهير والممارسات الصحية الجيدة (مثل الغسيل والاستحمام) ضرورية لمنع أو تقليل آثار تعرض العمال داخل وخارج مكان العمل.

إدارة سلامة العمليات

يتم تنفيذ برامج سلامة العمليات في صناعة المستحضرات الصيدلانية بسبب الكيمياء المعقدة والمواد الخطرة والعمليات في التصنيع الكيميائي السائب (Crowl and Louvar 1990). يمكن استخدام المواد والعمليات شديدة الخطورة في تفاعلات التركيب العضوي متعددة الخطوات لإنتاج مادة الدواء المطلوبة. يجب تقييم الديناميكا الحرارية والحركية لهذه التفاعلات الكيميائية ، لأنها قد تشتمل على مواد شديدة السمية والتفاعلية ، وأجهزة lachrymators ومركبات قابلة للاشتعال أو قابلة للانفجار.

تتضمن إدارة سلامة العمليات إجراء اختبار المخاطر المادية للمواد والتفاعلات ، وإجراء دراسات تحليل المخاطر لمراجعة كيمياء العملية والممارسات الهندسية ، وفحص الصيانة الوقائية والسلامة الميكانيكية لمعدات العملية والمرافق ، وتنفيذ تدريب العمال وتطوير تعليمات التشغيل وإجراءات الاستجابة للطوارئ . تشمل الميزات الهندسية الخاصة لسلامة العمليات اختيار الأوعية المناسبة المصنفة للضغط ، وتركيب أنظمة العزل والقمع ، وتوفير تنفيس الضغط باستخدام خزانات الصيد. تتشابه ممارسات إدارة سلامة العمليات في الصناعات الدوائية والكيميائية عند تصنيع المستحضرات الصيدلانية السائبة كمواد كيميائية عضوية متخصصة (Crowl and Louvar 1990 ؛ Kroschwitz 1992).

القضايا البيئية

لكل من عمليات تصنيع الأدوية المختلفة قضايا بيئية خاصة بها ، كما هو موضح أدناه.

تخمير

ينتج عن التخمر كميات كبيرة من النفايات الصلبة التي تحتوي على الفطريات وكعكات الترشيح المستهلك (وكالة حماية البيئة 1995 ؛ ثيودور وماكجين 1992). تحتوي كعكات الفلتر على الفطريات ووسائط الترشيح وكميات صغيرة من العناصر الغذائية والوسيطة والمنتجات المتبقية. عادةً ما تكون هذه النفايات الصلبة غير خطرة ، ولكنها قد تحتوي على مذيبات وكميات صغيرة من المواد الكيميائية المتبقية اعتمادًا على الكيمياء المحددة لعملية التخمير. قد تحدث مشاكل بيئية إذا أصيبت مجموعات التخمير بعاثة فيروسية تهاجم الكائنات الحية الدقيقة في عملية التخمير. على الرغم من ندرة عدوى العاثيات ، إلا أنها تخلق مشكلة بيئية كبيرة عن طريق إنتاج كميات كبيرة من مرق النفايات.

يحتوي مرق التخمير المستهلك على السكريات والنشويات والبروتينات والنيتروجين والفوسفات والعناصر الغذائية الأخرى ذات الحاجة العالية للأكسجين الكيميائي الحيوي (BOD) ، والطلب الكيميائي للأكسجين (COD) وإجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) مع قيم pH تتراوح من 4 إلى 8. يمكن لمرق التخمير يتم معالجتها بواسطة أنظمة مياه الصرف الصحي الميكروبيولوجية ، بعد معادلة التدفق لتعزيز التشغيل المستقر لنظام المعالجة. يحافظ البخار والكميات الصغيرة من المواد الكيميائية الصناعية (مثل الفينولات والمنظفات والمطهرات) على عقم المعدات والمنتجات أثناء التخمير. يتم استنفاد كميات كبيرة من الهواء الرطب من المخمرات التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون والروائح التي يمكن معالجتها قبل انبعاثها إلى الغلاف الجوي.

التوليف العضوي

تعتبر نفايات التخليق الكيميائي معقدة بسبب تنوع المواد الخطرة والتفاعلات وعمليات الوحدة (Kroschwitz 1992 ؛ Theodore and McGuinn 1992). قد تولد عمليات التخليق العضوي أحماض وقواعد وسوائل مائية أو مذيبات وسيانيدات ونفايات معدنية في صورة سائلة أو ملاط. قد تشمل النفايات الصلبة كعكات الترشيح المحتوية على أملاح غير عضوية ، ومنتجات ثانوية عضوية ، ومركبات معدنية. عادة ما يتم استرداد مذيبات النفايات في التخليق العضوي عن طريق التقطير والاستخلاص. هذا يسمح بإعادة استخدام المذيبات من خلال عمليات أخرى ويقلل من حجم النفايات الخطرة السائلة التي سيتم التخلص منها. بقايا من التقطير (لا يزال القيعان) تحتاج إلى العلاج قبل التخلص منها. تشمل أنظمة المعالجة النموذجية التقشير بالبخار لإزالة المذيبات ، تليها المعالجة الميكروبيولوجية للمواد العضوية الأخرى. يجب التحكم في انبعاثات المواد العضوية والخطرة المتطايرة أثناء عمليات التخليق العضوي عن طريق أجهزة التحكم في تلوث الهواء (مثل المكثفات وأجهزة الغسل وأجهزة ارتطام الفنتوري).

قد تحتوي مياه الصرف الناتجة عن عمليات التخليق على سوائل مائية ، وماء غسيل ، وتصريفات من المضخات ، وأجهزة غسل الغاز وأنظمة التبريد ، وتسريبات وانسكابات هاربة (وكالة حماية البيئة 1995). قد تحتوي مياه الصرف هذه على العديد من المواد العضوية وغير العضوية بتركيبات كيميائية مختلفة وسميات وقابلية للتحلل البيولوجي. قد توجد كميات ضئيلة من المواد الخام والمذيبات والمنتجات الثانوية في السوائل الأم المائية من التبلور وطبقات الغسيل من عمليات الاستخراج وتنظيف المعدات. هذه المياه العادمة عالية في BOD و COD و TSS ، وتتفاوت قيم الحموضة أو القلوية وقيم الأس الهيدروجيني من 1 إلى 11.

الاستخراج البيولوجي والطبيعي

المواد الخام المستنفدة والمذيبات ومياه الغسيل والانسكابات هي المصادر الأساسية للنفايات الصلبة والسائلة (Theodore and McGuinn 1992). قد توجد مواد كيميائية عضوية وغير عضوية كمخلفات في تيارات النفايات هذه. عادةً ما تحتوي مياه الصرف الصحي على نسبة منخفضة من BOD و COD و TSS ، مع قيم pH متعادلة نسبيًا تتراوح من 6 إلى 8.

التصنيع الدوائي للأشكال الصيدلانية

ينتج عن التصنيع الدوائي للمنتجات الجرعية نفايات صلبة وسائلة أثناء التنظيف والتعقيم ، ومن التسربات والانسكابات والمنتجات المرفوضة (Theodore and McGuinn 1992). تولد عمليات التجفيف والطحن والمزج انبعاثات غبار في الغلاف الجوي ومنفعلة. يمكن التحكم في هذه الانبعاثات وإعادة تدويرها لتصنيع منتجات على شكل جرعات ؛ ومع ذلك ، قد تمنع ممارسات مراقبة الجودة هذا في حالة وجود مخلفات أخرى. عند استخدام المذيبات أثناء التحبيب الرطب والتركيب وطلاء الأقراص ، يمكن إطلاق المركبات العضوية المتطايرة وملوثات الهواء الخطرة في الغلاف الجوي أو في مكان العمل كعملية أو انبعاثات هاربة. قد تحتوي مياه الصرف الصحي على أملاح غير عضوية وسكريات وشراب وآثار مواد دوائية. عادةً ما تحتوي مياه الصرف هذه على نسبة منخفضة من BOD و COD و TSS ، مع قيم pH متعادلة. قد تكون بعض الأدوية المضادة للطفيليات أو المضادة للعدوى للإنسان والحيوان سامة للكائنات المائية ، مما يتطلب معالجة خاصة للنفايات السائلة.

منع التلوث البيئي

تقليل المخلفات ومنع التلوث

تقلل الممارسات الهندسية والإدارية الجيدة من التأثير البيئي للإنتاج الكيميائي بالجملة وعمليات تصنيع الأدوية. يستخدم منع التلوث تعديل العمليات والمعدات ، وإعادة التدوير واستعادة المواد والحفاظ على التدبير المنزلي الجيد وممارسات التشغيل (Theodore and McGuinn 1992). تعزز هذه الأنشطة إدارة القضايا البيئية ، وكذلك صحة العمال وسلامتهم.

تعديلات العملية

يمكن تعديل العمليات لإعادة صياغة المنتجات باستخدام مواد أقل خطورة أو ثابتة أو تغيير عمليات التصنيع لتقليل انبعاثات الهواء والنفايات السائلة والنفايات الصلبة. يعد تقليل كمية وسمية النفايات أمرًا حكيمًا ، لأنه يحسن كفاءة عمليات التصنيع ويقلل من تكاليف وآثار التخلص من النفايات. قد تحد لوائح الموافقة على الأدوية الحكومية من قدرة شركات تصنيع الأدوية على تغيير المواد الخطرة وعمليات التصنيع والمعدات والمرافق (Spilker 1994). يجب على مصنعي الأدوية توقع الآثار البيئية والصحية والمتعلقة بالسلامة عند اختيار المواد الخطرة وتصميم عملية التصنيع في مرحلة مبكرة. يصبح من الصعب بشكل متزايد إجراء تغييرات خلال المراحل اللاحقة من تطوير الدواء والموافقة التنظيمية ، دون ضياع كبير للوقت والنفقات.

من المرغوب جدًا تطوير عمليات التصنيع باستخدام مذيبات أقل خطورة. يفضل أسيتات الإيثيل والكحول والأسيتون على المذيبات عالية السمية مثل البنزين والكلوروفورم وثلاثي كلورو إيثيلين. كلما كان ذلك ممكنًا ، يجب تجنب بعض المواد نظرًا لخصائصها الفيزيائية أو سميتها البيئية أو ثباتها في البيئة (مثل المعادن الثقيلة وكلوريد الميثيلين) (Crowl and Louvar 1990). يؤدي استبدال الغسولات المائية بالمذيبات أثناء الترشيح في الإنتاج الكيميائي السائب إلى تقليل النفايات السائلة وانبعاثات البخار. أيضًا ، يؤدي استبدال المحاليل القائمة على المذيبات بالمذيبات أثناء طلاء الأقراص إلى تقليل المخاوف البيئية والصحية والسلامة. يتم تعزيز منع التلوث من خلال تحسين وأتمتة معدات العمليات ، بالإضافة إلى إجراء المعايرة الروتينية والخدمة والصيانة الوقائية. يؤدي تحسين تفاعلات التخليق العضوي إلى زيادة غلة المنتج ، وغالبًا ما يقلل من توليد النفايات. تتسبب أنظمة التحكم في درجة الحرارة والضغط والمواد غير الصحيحة أو غير الفعالة في تفاعلات كيميائية غير فعالة ، مما ينتج عنه نفايات غازية وسائلة وصلبة إضافية.

فيما يلي أمثلة على تعديلات العملية في إنتاج الأدوية بكميات كبيرة (Theodore and McGuinn 1992):

• قلل كميات المواد الخطرة المستخدمة إلى الحد الأدنى واختر المواد التي يمكن التحكم في نفاياتها واستعادتها وإعادة تدويرها ، كلما أمكن ذلك.
• تطوير وتركيب أنظمة لإعادة تدوير المواد الخام (مثل المذيبات) والمواد الوسيطة والنفايات ومواد المرافق (مثل مياه التبريد وسوائل نقل الحرارة ومواد التشحيم ومكثفات البخار).
• فحص المواد المتفاعلة والمذيبات والمحفزات لتحسين كفاءة التفاعلات الكيميائية.
• تعديل تصميم وخصائص معدات المعالجة لتقليل التلوث والنفايات.
• تحسين العمليات لتعظيم إنتاجية المنتج والخصائص المرغوبة ، والقضاء على المعالجة الإضافية (على سبيل المثال ، إعادة التبلور والتجفيف والطحن).
• ضع في اعتبارك استخدام معدات متعددة الأغراض (مثل المفاعلات والمرشحات والمجففات) لتقليل التلوث والنفايات أثناء عمليات النقل والتنظيف وخطوات المعالجة الإضافية.
• استخدام الأدوات المناسبة وأنظمة التحكم الآلي وبرامج الكمبيوتر لزيادة كفاءة العمليات وتقليل التلوث والنفايات.

 

استعادة الموارد وإعادة التدوير

يستخدم استرداد الموارد منتجات النفايات واستصلاح المواد أثناء المعالجة عن طريق فصل شوائب النفايات عن المواد المرغوبة. يمكن إضافة النفايات الصلبة الناتجة عن التخمير (على سبيل المثال ، الفطريات) إلى الأعلاف الحيوانية كمكمل غذائي أو كمكيفات للتربة وأسمدة. يمكن استعادة الأملاح غير العضوية من السوائل الكيميائية المنتجة أثناء عمليات التخليق العضوي. غالبًا ما يتم إعادة تدوير المذيبات المستنفدة عن طريق الفصل والتقطير. تعمل أجهزة التحكم في انبعاثات الهواء (على سبيل المثال ، المكثفات ومعدات الضغط والتبريد) على تقليل انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة إلى الغلاف الجوي بشكل كبير (وكالة حماية البيئة 1993). تلتقط هذه الأجهزة أبخرة المذيبات عن طريق التكثيف ، مما يتيح إعادة استخدام المذيبات كمواد خام أو لتنظيف الأوعية والمعدات. تعمل أجهزة تنقية الغاز على معادلة أو امتصاص الغازات والأبخرة الحمضية والكاوية والقابلة للذوبان ، مما يؤدي إلى تفريغ نفاياتها السائلة في أنظمة معالجة النفايات.

يمكن إعادة استخدام المذيبات المعاد تدويرها كوسائط لإجراء التفاعلات والاستخلاص وعمليات التنظيف. لا ينبغي خلط الأنواع المختلفة من المذيبات ، لأن هذا يقلل من قدرتها على إعادة التدوير. يجب فصل بعض المذيبات أثناء المعالجة (على سبيل المثال ، المذيبات المكلورة وغير المكلورة ، الأليفاتية والعطرية ، المائية والقابلة للاشتعال). يتم استخلاص المواد الصلبة المذابة والمعلقة أو فصلها عن المذيبات ، قبل استعادة المذيبات. يحدد التحليل المختبري تكوين وخصائص مذيبات النفايات والمواد الخام المعاد تدويرها. يتم تطوير العديد من تقنيات منع النفايات الجديدة والتحكم فيها للنفايات الصلبة والسائلة والغازية.

التدبير المنزلي العام وممارسات التشغيل

تعمل إجراءات التشغيل المكتوبة وتعليمات التعامل مع المواد وممارسات إدارة النفايات على تقليل توليد النفايات وتحسين معالجتها (Theodore and McGuinn 1992). تحدد ممارسات التشغيل والتدبير المنزلي الجيدة مسؤوليات محددة لتوليد النفايات ومعالجتها ومعالجتها. يزيد تدريب طاقم التشغيل والإشراف عليهم من قدرتهم على تحسين عمليات التصنيع وإدارة النفايات الفعالة والمحافظة عليها. ينبغي تدريب العمال على مخاطر ممارسات إدارة النفايات والوسائل المناسبة للاستجابة لحالات الانسكاب والتسرب والانبعاثات المتسربة. يجب أن يتطرق تدريب العمال إلى التعامل مع المواد أو تنظيفها أو إبطال مفعولها وارتداء أجهزة التنفس الصناعي ومعدات الحماية الشخصية. تعمل أجهزة الكشف عن الانسكاب والتسرب على منع التلوث عن طريق المراقبة الدورية لمعدات الإنتاج والمرافق ، وتحديد الانبعاثات والتسريبات المتسربة والسيطرة عليها. يمكن دمج هذه الأنشطة بنجاح مع ممارسات الصيانة الوقائية لتنظيف ومعايرة واستبدال وإصلاح المعدات التي تسبب التلوث.

تعليمات مكتوبة تصف إجراءات التشغيل العادية ، بالإضافة إلى إجراءات بدء التشغيل والإغلاق والطوارئ ، تمنع التلوث وتقليل المخاطر على صحة العمال وسلامتهم. تقلل الإدارة الحذرة لقوائم جرد المواد من الشراء المفرط للمواد الخام وتوليد النفايات. يمكن أن تساعد أنظمة الكمبيوتر في الإدارة الفعالة لعمليات المصنع وممارسات الصيانة وقوائم جرد المواد. يمكن تركيب أنظمة الوزن والمراقبة والإنذار الأوتوماتيكية لتحسين إدارة المواد والمعدات (على سبيل المثال ، صهاريج التخزين ومعدات المعالجة وأنظمة معالجة النفايات). غالبًا ما تزيد الأجهزة الحديثة وأنظمة التحكم من إنتاجية العمليات ، مما يقلل من التلوث ومخاطر الصحة والسلامة. تقوم برامج منع التلوث الشاملة بفحص جميع النفايات المتولدة في المنشأة وفحص الخيارات للتخلص منها أو تقليلها أو معالجتها. تدرس عمليات التدقيق البيئي نقاط القوة والضعف في برامج منع التلوث وإدارة النفايات ، وتسعى إلى تحسين أدائها.

 

الرجوع