Еволуција и профил

Биотехнологија се може дефинисати као примена биолошких система на техничке и индустријске процесе. Обухвата и традиционалне и генетски модификоване организме. Традиционална биотехнологија је резултат класичне хибридизације, парења или укрштања различитих организама за стварање нових организама који су вековима коришћени за производњу хлеба, пива, сира, соје, сакија, витамина, хибридних биљака и антибиотика. У новије време, различити организми су такође коришћени за третман отпадних вода, људске канализације и индустријског токсичног отпада.

Савремена биотехнологија комбинује принципе хемије и биолошких наука (молекуларна и ћелијска биологија, генетика, имунологија) са технолошким дисциплинама (инжењеринг, рачунарство) за производњу добара и услуга и за управљање животном средином. Савремена биотехнологија користи рестрикцијске ензиме да исече и налепи генетске информације, ДНК, из једног организма у други изван живих ћелија. Композитна ДНК се затим поново уводи у ћелије домаћина да би се утврдило да ли је жељена особина изражена. Добијена ћелија се назива пројектовани клон, рекомбинантни или генетски манипулисани организам (ГМО). „Модерна“ биотехнолошка индустрија рођена је 1961-1965 са разбијањем генетског кода и драматично је порасла од првих успешних експеримената клонирања ДНК 1972. године.

Од раних 1970-их, научници су схватили да је генетски инжењеринг изузетно моћна и обећавајућа технологија, али да постоје потенцијално озбиљни ризици које треба размотрити. Већ 1974. године научници су позвали на светски мораторијум на специфичне врсте експеримената како би проценили ризике и осмислили одговарајуће смернице за избегавање биолошких и еколошких опасности (Комитет за рекомбинантне ДНК молекуле, Национални савет за истраживање, Национална академија наука 1974. ). Неке од изражених забринутости укључивале су потенцијално „безање вектора који би могли покренути иреверзибилан процес, са потенцијалом за стварање проблема који су много пута већи од оних који произилазе из мноштва генетских рекомбинација које се јављају спонтано у природи“. Постојала је забринутост да би се „микроорганизми са трансплантираним генима могли показати опасним за човека или друге облике живота. Штета би могла настати ако измењена ћелија домаћина има конкурентску предност која би подстакла њен опстанак у некој ниши унутар екосистема” (НИХ 1976). Такође је било добро схваћено да ће лабораторијски радници бити „канаринци у руднику угља“ и да би требало покушати да се заштите радници као и околина од непознатих и потенцијално озбиљних опасности.

Међународна конференција у Асиломару, Калифорнија, одржана је у фебруару 1975. Њен извештај је садржао прве консензусне смернице засноване на биолошким и физичким стратегијама задржавања за контролу потенцијалних опасности предвиђених новом технологијом. Процењено је да одређени експерименти представљају тако озбиљне потенцијалне опасности да је конференција препоручила да се не спроводе у то време (НИХ 1976). Следећи рад је првобитно био забрањен:

• рад са ДНК из патогених организама и онкогена
• формирајући рекомбинанте који укључују гене токсина
• рад који би могао да прошири опсег домаћина биљних патогена
• увођење гена отпорности на лекове у организме за које се зна да их природно стекну и где би третман био угрожен
• намерно испуштање у животну средину (Фреифелдер 1978).

 

У Сједињеним Државама прве смернице Националног института за здравље (НИХГ) објављене су 1976. године, замењујући смернице Асиломара. Ови НИХГ су омогућили да се истраживање настави оцењивањем експеримената по класама опасности на основу ризика повезаних са ћелијом домаћином, векторским системима који транспортују гене у ћелије и генским уметцима, чиме се дозвољава или ограничава спровођење експеримената на основу процене ризика. Основна премиса НИХГ-а – да се обезбеди заштита радника, а тиме и безбедност заједнице – остаје на месту и данас (НИХ 1996). НИХГ се редовно ажурирају и еволуирали су у широко прихваћен стандард биотехнолошке праксе у САД. Усклађеност се захтева од институција које примају федерална средства, као и од многих локалних градских или градских уредби. НИХГ пружа једну основу за прописе у другим земљама широм света, укључујући Швајцарску (СЦБС 1995) и Јапан (Национални институт за здравље 1996).

Од 1976. године, НИХГ је проширен како би укључио разматрање задржавања и одобрења за нове технологије, укључујући велике производне погоне и предлоге за соматску генску терапију биљака, животиња и људи. Неки од првобитно забрањених експеримената сада су дозвољени уз посебно одобрење НИХ-а или уз посебне праксе задржавања.

Године 1986. Америчка канцеларија за науку и технологију (ОСТП) објавила је свој Координирани оквир за биотехнолошку регулативу. Он се бавио основним политичким питањем да ли су постојећи прописи адекватни за процену производа добијених од нових технологија и да ли су процеси прегледа за истраживање довољни да заштите јавност и животну средину. Америчке регулаторне и истраживачке агенције (Агенција за заштиту животне средине (ЕПА), Управа за храну и лекове (ФДА), Управа за безбедност и здравље на раду (ОСХА), НИХ, Министарство пољопривреде САД (УСДА) и Национална научна фондација (НСФ)) пристале су да регулишу производе, а не процесе, те да нови, посебни прописи нису били неопходни за заштиту радника, јавности или животне средине. Политика је успостављена да се регулаторни програми управљају на интегрисан и координисан начин, минимизирајући преклапање, и, колико је то могуће, одговорност за одобрење производа би била на једној агенцији. Агенције би координирале напоре усвајањем доследних дефиниција и коришћењем научних прегледа (процена ризика) упоредиве научне строгости (ОСХА 1984; ОСТП 1986).

НИХГ и Координирани оквир су обезбедили одговарајући степен објективне научне дискусије и учешћа јавности, што је резултирало растом америчке биотехнологије у индустрију вредну више милијарди долара. Пре 1970. године било је мање од 100 компанија укључених у све аспекте модерне биотехнологије. До 1977. године, још 125 фирми се придружило тиму; до 1983. додатна 381 компанија довела је до нивоа улагања приватног капитала на више од милијарду долара. До 1. индустрија је порасла на више од 1994 компанија (Масацхусеттс Биотецхнологи Цоунцил Цоммунити Релатионс Цоммиттее 1,230), а тржишна капитализација је већа од 1993 милијарди долара.

Запосленост у америчким биотехнолошким компанијама 1980. године била је око 700 људи; 1994. године отприлике 1,300 компанија запошљавало је више од 100,000 радника (Масацхусеттс Биотецхнологи Цоунцил Цоммунити Релатионс Цоммиттее 1993). Поред тога, постоји читава индустрија подршке која обезбеђује залихе (хемикалије, компоненте медија, ћелијске линије), опрему, инструменте и услуге (банкинг ћелија, валидација, калибрација) неопходне да би се обезбедио интегритет истраживања и производње.

Широм света постоји велики ниво забринутости и скептицизма у погледу безбедности науке и њених производа. Савет Европских заједница (Парламент Европских заједница 1987) развио је директиве за заштиту радника од ризика повезаних са изложеношћу биолошким средствима (Савет европских заједница 1990а) и за постављање контроле животне средине на експерименталне и комерцијалне активности укључујући намерно ослобађање. „Ослобађање“ укључује маркетинг производа који користе ГМО (Савет европских заједница 1990б; Ван Хоутен и Флеминг 1993). Стандарди и смернице које се односе на биотехнолошке производе у оквиру међународних и мултилатералних организација као што су Светска здравствена организација (СЗО), Међународна организација за стандарде (ИСО), Комисија Европске заједнице, Организација за храну и пољопривреду (ФАО) и Мрежа података о микробним сојевима су развијени ( ОСТП 1986).

Модерна биотехнолошка индустрија може се посматрати у смислу четири главна индустријска сектора, од којих сваки има лабораторијско, теренско и/или клиничко истраживање и развој (Р&Д) који подржава стварну производњу добара и услуга.

• биомедицинско-фармацеутске, биолошке и медицинске производе
• пољопривредна храна, трансгене рибе и животиње, биљке отпорне на болести и штеточине
• генетски побољшани индустријски производи као што су лимунска киселина, бутанол, ацетон, етанол и ензими детерџента (видети табелу 1)
• еколошки третман отпадних вода, деконтаминација индустријског отпада.

 

Табела 1. Микроорганизми од индустријског значаја

* Важно за савремену биотехнологију.

 

Биотехнолошки радници

Биотехнологија почиње у истраживачкој лабораторији и мултидисциплинарна је наука. Молекуларни и ћелијски биолози, имунолози, генетичари, хемичари протеина и пептида, биохемичари и биохемијски инжењери су најдиректније изложени стварним и потенцијалним опасностима технологије рекомбинантне ДНК (рДНК). Остали радници који могу бити мање директно изложени биолошким опасностима од рДНК укључују сервисно и помоћно особље као што су техничари за вентилацију и хлађење, пружаоци услуга калибрације и особље за домаћинство. У недавном истраживању практичара здравља и безбедности у индустрији, откривено је да директно и индиректно изложени радници чине око 30 до 40% укупне радне снаге у типичним комерцијалним биотехнолошким компанијама (Лее и Риан 1996). Биотехнолошка истраживања нису ограничена на „индустрију“; спроводи се иу академским, медицинским и државним институцијама.

Радници у биотехнолошким лабораторијама изложени су широком спектру опасних и токсичних хемикалија, рекомбинантним и нерекомбинантним или "дивљим" биолошким опасностима, патогенима који се преносе људском крвљу и зоонотским болестима, као и радиоактивним материјалима који се користе у експериментима за обележавање. Поред тога, мишићно-скелетни поремећаји и повреде које се понављају постају све више препознате као потенцијалне опасности за истраживаче због широке употребе рачунара и ручних микропипетора.

Оператери у производњи биотехнологије такође су изложени опасним хемикалијама, али не и разноликости коју видимо у окружењу истраживања. У зависности од производа и процеса, може доћи до излагања радионуклидима у производњи. Чак и на најнижем нивоу биолошке опасности, производни процеси биотехнологије су затворени системи и потенцијал за излагање рекомбинантним културама је низак, осим у случају несрећа. У биомедицинским производним објектима, примена тренутне добре производне праксе допуњује смернице о биолошкој безбедности ради заштите радника у погону. Главне опасности за производне раднике у операцијама добре праксе великих размера (ГЛСП) које укључују неопасне рекомбинантне организме укључују трауматске повреде мишићно-скелетног система (нпр. напрезање леђа и бол), термичке опекотине од парних водова и хемијске опекотине од киселина и каустика (фосфорна киселина). , натријум и калијум хидроксид) који се користе у процесу.

Здравствени радници, укључујући клиничке лабораторијске техничаре, изложени су векторима генске терапије, излучевинама и лабораторијским узорцима током давања лекова и неге пацијената укључених у ове експерименталне процедуре. Домаћице такође могу бити изложене. Заштита радника и животне средине су две обавезне експерименталне тачке које треба узети у обзир приликом подношења захтева НИХ-у за експерименте хумане генске терапије (НИХ 1996).

Пољопривредни радници могу бити изложени рекомбинантним производима, биљкама или животињама током примене пестицида, садње, жетве и прераде. Независно од потенцијалног биолошког ризика од излагања генетски измењеним биљкама и животињама, присутне су и традиционалне физичке опасности које укључују пољопривредну опрему и сточарство. Инжењерске контроле, ЛЗО, обука и медицински надзор се користе у складу са предвиђеним ризицима (Легаспи и Зенз 1994; Пратт и Маи 1994). ЛЗО укључујући комбинезоне, респираторе, рукавице, заштитне наочаре или капуљаче је важна за безбедност радника током примене, раста и бербе генетски модификованих биљака или организама у земљишту.

Процеси и опасности

У биотехнолошком процесу у биомедицинском сектору ћелије или организми, модификовани на специфичне начине да дају жељене производе, узгајају се у монокултурним биореакторима. У култури ћелија сисара, протеински производ се излучује из ћелија у околни хранљиви медијум, а различите методе хемијског одвајања (хроматографија величине или афинитета, електрофореза) могу се користити за хватање и пречишћавање производа. Где Есцхерицхиа цоли организми домаћини се користе у ферментацији, жељени производ се производи унутар ћелијске мембране и ћелије морају бити физички разбијене да би се производ прикупио. Излагање ендотоксину је потенцијална опасност од овог процеса. Често се антибиотици додају у медијум за производњу да би се побољшала производња жељеног производа или одржао селективни притисак на иначе нестабилне генетске производне елементе (плазмиде). Могућа је алергијска осетљивост на ове материјале. Генерално, ово су ризици излагања аеросолу.

Предвиђа се цурење и испуштање аеросола, а потенцијална изложеност се контролише на неколико начина. Пенетрације у посуде реактора су неопходне за обезбеђивање хранљивих материја и кисеоника, за ослобађање угљен-диоксида (ЦО₂) и за праћење и контролу система. Свака пенетрација мора бити затворена или филтрирана (0.2 микрона) да би се спречила контаминација културе. Филтрација издувних гасова такође штити раднике и околину у радном простору од аеросола који настају током култивисања или ферментације. У зависности од биолошког потенцијала система, валидирана биолошка инактивација течних ефлуента (обично топлотним, парним или хемијским методама) је стандардна пракса. Остале потенцијалне опасности у биотехнолошкој производњи су сличне онима у другим индустријама: бука, механичка заштита, опекотине од паре/топлоте, контакт са корозивним средствима и тако даље.

Ензими и индустријска ферментација су покривени на другим местима у овоме Енциклопедија и укључују процесе, опасности и контроле који су слични за генетски модификоване производне системе.

Традиционална пољопривреда зависи од развоја соја који користи традиционално укрштање сродних биљних врста. Велика предност биљака генетског инжењеринга је у томе што је време између генерација и број укрштања који је потребан за добијање жељене особине знатно смањен. Такође, тренутно непопуларно ослањање на хемијске пестициде и ђубрива (који доприносе загађењу отицањем) фаворизује технологију која ће потенцијално учинити ове примене непотребним.

Биотехнологија биљака укључује избор генетски савитљиве и/или финансијски значајне биљне врсте за модификације. Пошто биљне ћелије имају чврсте, целулозне ћелијске зидове, методе које се користе за пренос ДНК у биљне ћелије разликују се од оних које се користе за бактеријске и ћелијске линије сисара у биомедицинском сектору. Постоје две основне методе које се користе за увођење страног инжењеринга ДНК у биљне ћелије (Ватруд, Метз и Фисхофф 1996):

• пиштољ за честице испаљује ДНК у ћелију од интереса
• разоружани, нетумогени Агробацтериум тумефациенс вирус уноси генске касете у генетски материјал ћелије.

 

Дивљи тип Агробацтериум тумефациенс је природни биљни патоген који изазива туморе круне жучи код повређених биљака. Ови разоружани, пројектовани сојеви вектора не изазивају формирање тумора на биљкама.

После трансформације било којом методом, биљне ћелије се разблажују, постављају на плоче и узгајају на селективној подлози за културу ткива током релативно дугог периода (у поређењу са стопама раста бактерија) у коморама за раст биљака или инкубаторима. Биљке регенерисане из третираног ткива се пресађују у земљиште у затвореним коморама за раст ради даљег раста. Након достизања одговарајућег узраста испитују се на израженост жељених особина и потом гаје у пластеницима. Потребно је неколико генерација експеримената у стакленицима да би се проценила генетска стабилност особине од интереса и да би се створила потребна залиха семена за даље проучавање. Подаци о утицају на животну средину се такође прикупљају током ове фазе рада и достављају се са предлозима регулаторним агенцијама за одобрење пуштања на отворено поље.

Контроле: Пример Сједињених Држава

НИХГ (НИХ 1996) описује систематски приступ спречавању излагања радника и ослобађања рекомбинантних организама у животну средину. Свака институција (нпр. универзитет, болница или комерцијална лабораторија) је одговорна за безбедно спровођење истраживања рДНК иу складу са НИХГ. Ово се постиже кроз административни систем који дефинише одговорности и захтева свеобухватну процену ризика од стране образованих научника и службеника за биолошку безбедност, спровођење контроле изложености, програма медицинског надзора и планирања хитних случајева. Институционални комитет за биолошку безбедност (ИБЦ) обезбеђује механизме за преглед и одобравање експеримената у оквиру институције. У неким случајевима, потребно је одобрење самог НИХ Рекомбинантног саветодавног одбора (РАЦ).

Степен контроле зависи од озбиљности ризика и описан је у смислу ознака нивоа биолошке безбедности (БЛ) 1-4; БЛ1 је најмање рестриктиван, а БЛ4 највише. Смернице за задржавање су дате за истраживање, истраживање и развој великог обима (веће од 10 литара културе), производњу великих размера и експерименте на животињама и биљкама, како у великим тако и у малим размерама.

Додатак Г НИХГ (НИХ 1996) описује физичко задржавање у лабораторијској скали. БЛ1 је погодан за рад са агенсима који нису познати или имају минималну потенцијалну опасност за лабораторијско особље или околину. Лабораторија није одвојена од општих саобраћајних шема у згради. Радови се обављају на отвореним радним површинама. Нису потребни или се користе никакви посебни уређаји за задржавање. Лабораторијско особље је обучено за лабораторијске процедуре и надгледа га научник са општом обуком из микробиологије или сродних наука.

БЛ2 је погодан за рад који укључује агенсе умерене потенцијалне опасности по особље и животну средину. Приступ лабораторији је ограничен када се изводе радови, радници имају посебну обуку за руковање патогеним агенсима и руководе их компетентни научници, а рад који ствара аеросол се обавља у биолошким безбедним кабинетима или другој опреми за заштиту. Овај посао може захтевати медицински надзор или вакцинацију према потреби и коју одреди ИБЦ.

БЛ3 је применљив када се рад обавља са аутохтоним или егзотичним агенсима који могу изазвати озбиљне или потенцијално смртоносне болести као резултат излагања удисањем. Радници имају посебну обуку и надгледају их компетентни научници који имају искуства у раду са овим опасним агенсима. Све процедуре се изводе у условима заштите који захтевају посебан инжењеринг и ЛЗО.

БЛ4 је резервисан за најопасније и егзотичне агенсе који представљају висок индивидуални и друштвени ризик од болести опасних по живот. У свету постоји само неколико БЛ4 лабораторија.

Додатак К се бави физичким задржавањем за истраживачке или производне активности у запреминама већим од 10 л (великих размера). Као иу смерницама за мале размере, постоји хијерархија захтева за задржавање од најнижег до највећег потенцијала опасности: ГЛСП до БЛ3-Ларге-Сцале (БЛ3-ЛС).

НИХГ, Додатак П, покрива рад са биљкама на нивоу клупе, коморе за раст и стакленика. Као што се у уводу примећује: „Основна сврха задржавања биљака је да се избегне ненамерни пренос биљног генома који садржи рекомбинантну ДНК, укључујући наследни материјал нуклеарног или органеле или ослобађање организама добијених из рекомбинантне ДНК повезаних са биљкама. Генерално, ови организми не представљају претњу по здравље људи или виших животиња, осим ако су намерно модификовани у ту сврху. Међутим, могуће је ненамерно ширење озбиљног патогена из стакленика на локални пољопривредни усев или ненамерно уношење и успостављање организма у новом екосистему” (НИХ 1996). У Сједињеним Државама, ЕПА и УСДА Служба за инспекцију здравља животиња и биљака (АПХИС) су заједнички одговорни за процену ризика и за преглед података прикупљених пре давања одобрења за тестирање на терену (ЕПА 1996; Фоудин и Гаи 1995). Питања као што су постојаност и ширење у води, ваздуху и земљишту, од стране инсеката и животињских врста, присуство других сличних усева у области, стабилност животне средине (осетљивост на мраз или топлоту) и конкуренција са аутохтоним врстама се процењују – често прво у стакленику (Либерман ет ал. 1996).

Нивои задржавања биљака за објекте и праксе такође се крећу од БЛ1 до БЛ4. Типични БЛ1 експерименти укључују само-клонирање. БЛ2 може укључивати пренос особина са патогена на биљку домаћина. БЛ3 може укључивати експресију токсина или агенсе опасне по животну средину. Заштита радника се постиже на различитим нивоима помоћу ЛЗО и инжењерских контрола као што су стакленици и надстрешнице са усмереним протоком ваздуха и високоефикасним филтерима за честице ваздуха (ХЕПА) за спречавање ослобађања полена. У зависности од ризика, заштита животне средине и заједнице од потенцијално опасних агенаса може се постићи биолошким контролама. Примери су особина осетљива на температуру, особина осетљивости на лекове или нутритивни захтеви који нису присутни у природи.

Како се научно знање повећавало и технологија напредовала, очекивало се да ће НИХГ-у бити потребна ревизија и ревизија. Током последњих 20 година, РАЦ се састајао да размотри и одобри предлоге за промене. На пример, НИХГ више не издаје опште забране намерног ослобађања генетски модификованих организама; пуштање пољопривредних производа на терен и експерименти са хуманом генском терапијом су дозвољени у одговарајућим околностима и након одговарајуће процене ризика. Једна веома значајна измена НИХГ-а била је стварање ГЛСП категорије задржавања. Он је ублажио захтеве за задржавање „непатогених, нетоксичних рекомбинантних сојева који потичу од организама домаћина који имају дугу историју безбедне употребе великих размера, или који имају уграђена ограничења животне средине која дозвољавају оптималан раст у окружењу великих размера, али ограничено преживљавање без штетних последица по животну средину“ (НИХ 1991). Овај механизам је омогућио да технологија напредује уз истовремено разматрање сигурносних потреба.

Контроле: Пример Европске заједнице

У априлу 1990. Европска заједница (ЕЗ) је донела две директиве о ограниченој употреби и намерном пуштању ГМО у животну средину. Обе директиве захтевају од држава чланица да обезбеде предузимање свих одговарајућих мера како би се избегли негативни утицаји на здравље људи или животну средину, посебно тако што ће корисник унапред проценити све релевантне ризике. У Немачкој је Закон о генетској технологији усвојен 1990. делимично као одговор на директиве ЕЗ, али и као одговор на потребу за правним овлашћењима за изградњу постројења за производњу рекомбинантног инсулина у пробном раду (Реутсцх и Бродерицк 1996). У Швајцарској су прописи засновани на НИХГ САД, директивама Савета ЕК и немачком закону о генској технологији. Швајцарци од владе захтевају годишњу регистрацију и ажурирање експеримената. Генерално, стандарди рДНК у Европи су рестриктивнији него у САД, и то је допринело да многе европске фармацеутске компаније пребаце истраживање рДНК из својих матичних земаља. Међутим, швајцарски прописи дозвољавају категорију 4. нивоа безбедности великих размера, што није дозвољено према НИХГ (СЦБС 1995).

Биотехнолошки производи

Неки од биолошких и фармацеутских производа који су успешно направљени биотехнологијама рекомбинантне ДНК укључују: хумани инсулин; људски хормон раста; вакцине против хепатитиса; алфа-интерферон; бета-интерферон; гама-интерферон; Фактор стимулације колоније гранулоцита; активатор ткивног плазминогена; Фактор стимулације колоније гранулоцита-макрофага; ИЛ2; Еритропоетин; Цримак, инсектицидни производ за сузбијање гусеница у поврћу; ораси и усеви винове лозе; Флавр Савр (ТМ) парадајз; Цхимоген, ензим који производи сир; АТИИИ (антитромбин ИИИ), добијен из трансгеног козјег млека који се користи за спречавање крвних угрушака у операцији; БСТ и ПСТ (говеђи и свињски соматотропин) који се користе за повећање производње млека и меса.

Здравствени проблеми и обрасци болести

Постоји пет главних здравствених опасности од излагања микроорганизмима или њиховим производима у индустријској биотехнологији:

• инфекција
• реакција на ендотоксин
• алергија на микроорганизме
• алергијска реакција на производ
• токсична реакција на производ.

 

Инфекција је мало вероватна јер се у већини индустријских процеса користе непатогени. Међутим, могуће је да се микроорганизми сматрају безопасним као нпр псеудомонас Аспергиллус врсте могу изазвати инфекцију код имунокомпромитованих појединаца (Беннетт 1990). Излагање ендотоксину, компоненти липополисахаридног слоја ћелијског зида свих грам негативних бактерија, у концентрацијама већим од око 300 нг/м3 изазива пролазне симптоме сличне грипу (Балзер 1994). Радници у многим индустријама, укључујући традиционалну пољопривреду и биотехнологију, искусили су ефекте изложености ендотоксинима. Алергијске реакције на микроорганизам или производ се такође јављају у многим индустријама. Професионална астма је дијагностикована у биотехнолошкој индустрији због широког спектра микроорганизама и производа, укључујући Аспергиллус нигер, , Пенициллиум спп. и протеазе; неке компаније су забележиле појаву у више од 12% радне снаге. Токсичне реакције могу бити различите као и организми и производи. Показало се да излагање антибиотицима изазива промене у микробној флори у цревима. Познато је да су гљиве способне да производе токсине и карциногене под одређеним условима раста (Беннетт 1990).

Да би се решила забринутост да би изложени радници били први који ће развити било какве потенцијалне штетне последице по здравље од нове технологије, медицински надзор радника рДНК је део НИХГ-а од њиховог почетка. Институционални комитети за биолошку безбедност, у консултацији са лекаром медицине рада, задужени су да одреде, на основу пројекта по пројекат, који је медицински надзор одговарајући. У зависности од идентитета специфичног агенса, природе биолошке опасности, потенцијалних путева излагања и доступности вакцина, компоненте програма медицинског надзора могу укључивати физичке прегледе пре постављања, периодичне накнадне прегледе, специфичне вакцине, специфичне процене алергија и болести, серуми пре излагања и епидемиолошка испитивања.

Бенет (1990) верује да је мало вероватно да ће генетски модификовани микроорганизми представљати већи ризик од инфекције или алергије од првобитног организма, али би могло бити додатних ризика од новог производа, или рДНК. Недавни извештај примећује да експресија алергена бразилског ораха у трансгеном сојином зрну може изазвати неочекиване здравствене ефекте међу радницима и потрошачима (Нордлее ет ал. 1996). Друге нове опасности могу бити употреба животињских ћелијских линија које садрже непознате или неоткривене онкогене или вирусе потенцијално штетне за људе.

Важно је напоменути да се рани страхови у вези са стварањем генетски опасних мутантних врста или супер-токсина нису материјализовали. СЗО је открила да биотехнологија не представља ризике који се разликују од других прерађивачких индустрија (Миллер 1983), и, према Либерману, Дуцатману и Финку (1990), „тренутни консензус је да су потенцијални ризици од рДНК у почетку били прецијењени и да су опасности повезане са овим истраживањем сличне су онима које се односе на организам, вектор, ДНК, раствараче и физичке апарате који се користе”. Они закључују да конструисани организми морају имати опасности; међутим, задржавање се може дефинисати да би се излагање свело на минимум.

Веома је тешко идентификовати професионалне изложености специфичне за биотехнолошку индустрију. “Биотехнологија” није посебна индустрија са разликовним кодом Стандардне индустријске класификације (СИЦ); него се посматра као процес или скуп алата који се користе у многим индустријским применама. Сходно томе, када се пријаве незгоде и изложености, подаци о случајевима који укључују биотехнолошке раднике укључују се међу податке о свим осталим који се дешавају у сектору индустрије домаћина (нпр. пољопривреда, фармацеутска индустрија или здравствена заштита). Штавише, познато је да су лабораторијски инциденти и незгоде недовољно пријављени.

Пријављено је неколико болести које су посебно узроковане генетски измењеном ДНК; међутим, нису непознати. Најмање једна документована локална инфекција и сероконверзија су пријављени када је радник претрпео убод игле контаминиран рекомбинантним вектором вакциније (Опенсхав ет ал. 1991).

Полици Иссуес

Осамдесетих година прошлог века први производи биотехнологије су се појавили у САД и Европи. Генетски модификовани инсулин је одобрен за употребу 1980. године, као и генетски модификована вакцина против болести свиња „свир“ (Саттелле 1982). Показало се да рекомбинантни говеђи соматотропин (БСТ) повећава производњу крављег млека и тежину говеда. Изражена је забринутост у вези са јавним здрављем и безбедношћу производа и да ли су постојећи прописи адекватни за решавање ових проблема у свим различитим областима у којима би се производи биотехнологије могли пласирати на тржиште. НИХГ обезбеђује заштиту радника и животне средине током фаза истраживања и развоја. Безбедност и ефикасност производа нису одговорност НИХГ-а. У САД, кроз Координирани оквир, потенцијалне ризике производа биотехнологије процењује најприкладнија агенција (ФДА, ЕПА или УСДА).

Дебата о безбедности генетског инжењеринга и производа биотехнологије се наставља (Тхомас и Миерс 1993), посебно у погледу примене у пољопривреди и хране за људску исхрану. Потрошачи у неким областима желе производе означене како би идентификовали који су традиционални хибриди, а који су изведени из биотехнологије. Одређени произвођачи млечних производа одбијају да користе млеко од крава које примају БСТ. Забрањена је у неким земљама (нпр. Швајцарска). ФДА је сматрала да су производи безбедни, али постоје и економски и социјални проблеми који можда нису прихватљиви за јавност. БСТ заиста може створити конкурентски недостатак за мање фарме, од којих је већина породична. За разлику од медицинских примена где можда не постоји алтернатива генетски модификованом третману, када је традиционална храна доступна и у изобиљу, јавност је за традиционалну хибридизацију у односу на рекомбинантну храну. Међутим, сурово окружење и тренутна несташица хране широм света могу променити овај став.

Новије примене технологије на људско здравље и наследне болести оживеле су забринутост и створиле нова етичка и друштвена питања. Пројекат Људски геном, који је започео раних 1980-их, израдиће физичку и генетску мапу људског генетског материјала. Ова мапа ће истраживачима пружити информације да упореде „здраву или нормалну“ и „болесну“ експресију гена како би боље разумели, предвидели и указали на лекове за основне генетске дефекте. Технологије људског генома произвеле су нове дијагностичке тестове за Хантингтонову болест, цистичну фиброзу и рак дојке и дебелог црева. Очекује се да ће соматска хумана генска терапија исправити или побољшати третмане наследних болести. ДНК „отисак прста“ мапирањем полиморфизма рестрикционих фрагмената генетског материјала користи се као форензички доказ у случајевима силовања, отмице и убиства. Може се користити за доказивање (или, технички, побијање) очинства. Такође се може користити у контроверзнијим областима, као што је за процену шанси за развој рака и срчаних болести за осигурање и превентивне третмане или као доказ у судовима за ратне злочине и као генетске „псеће ознаке“ у војсци.

Иако технички изводљив, рад на експериментима са људским заметним линијама (који се преносе са генерације на генерацију) није разматран за одобрење у САД због озбиљних друштвених и етичких разлога. Међутим, планирана су јавна саслушања у САД како би се поново отворила дискусија о терапији људских заметних линија и пожељним побољшањима особина које нису повезане са болестима.

Коначно, поред безбедносних, друштвених и етичких питања, правне теорије о власништву над генима и ДНК и одговорности за коришћење или злоупотребу још увек еволуирају.

Морају се пратити дугорочне импликације ослобађања различитих агенаса у животну средину. Нови проблеми биолошког задржавања и опсега домаћина ће се појавити за рад који се пажљиво и на одговарајући начин контролише у лабораторијском окружењу, али за који нису познате све могућности животне средине. Земље у развоју, у којима можда не постоји адекватна научна експертиза и/или регулаторне агенције, могу се наћи или неспремне или неспособне да преузму процену ризика за своје окружење. Ово би могло довести до непотребних ограничења или непромишљене политике „отворених врата“, што би се могло показати штетно за дугорочну корист земље (Хо 1996).

Поред тога, опрез је важан приликом увођења инжењерских пољопривредних агенаса у нова окружења где мраз или други природни притисци задржавања нису присутни. Да ли ће се аутохтоне популације или природни размењивачи генетских информација парити са рекомбинантним агенсима у дивљини, што ће резултирати преносом пројектованих особина? Да ли би се ове особине показале штетним код других агенаса? Какав би био ефекат на администраторе третмана? Да ли ће имунолошке реакције ограничити ширење? Да ли су конструисани живи агенси способни да пређу баријере врста? Да ли опстају у окружењу пустиња, планина, равница и градова?

резиме

Модерна биотехнологија у Сједињеним Државама се развијала у складу са консензусним смерницама и локалним прописима од раних 1970-их. Пажљиво испитивање није показало никакве неочекиване, неконтролисане особине које изражава рекомбинантни организам. То је корисна технологија, без које многа медицинска побољшања заснована на природним терапијским протеинима не би била могућа. У многим развијеним земљама биотехнологија је главна економска сила и читава индустрија је израсла око биотехнолошке револуције.

Медицинска питања за раднике у биотехнологији су повезана са специфичним ризиком домаћина, вектора и ДНК и физичким операцијама које се изводе. До сада се болест радника могла спречити инжењерингом, радном праксом, вакцинама и биолошким контролама задржавања специфичних за ризик који се процењује од случаја до случаја. А административна структура је успостављена за процену потенцијалних ризика за сваки нови експериментални протокол. Да ли ће се ова безбедносна евиденција наставити у области ослобађања одрживих материјала у животну средину, питање је континуиране процене потенцијалних ризика по животну средину – постојаност, ширење, природни измењивачи, карактеристике ћелије домаћина, специфичност опсега домаћина за коришћене агенсе за пренос, природа уметнути ген и тако даље. Ово је важно узети у обзир за сва могућа окружења и врсте погођене како би се свела на минимум изненађења која природа често представља.

 

Назад

Преузето из 3. издања, „Енциклопедија здравља и безбедности на раду“.

Пиротехничка индустрија се може дефинисати као производња пиротехничких средстава (ватромета) за забаву, за техничку и војну употребу у сигнализацији и осветљењу, за употребу као пестицида и за разне друге сврхе. Ови производи садрже пиротехничке материје сачињене од праха или пасте, које се по потреби обликују, сабијају или сабијају. Када се запале, енергија коју садрже се ослобађа да би дала специфичне ефекте, као што су осветљење, детонација, звиждање, вриштање, стварање дима, тињање, погон, паљење, пражњење, пуцање и дезинтеграција. Најважнија пиротехничка супстанца је и даље црни барут (барут, који се састоји од дрвеног угља, сумпора и калијум нитрата), који се може користити растресити за детонацију, сабијати за погон или гађање, или пуферовати дрвеним угљем као прајмером.

procesi

Сировине које се користе у производњи пиротехничких средстава морају бити веома чисте, без свих механичких нечистоћа и (пре свега) без киселих састојака. Ово се такође односи на помоћне материјале као што су папир, картон и лепак. У табели 1 су наведене уобичајене сировине које се користе у производњи пиротехнике.

Табела 1. Сировине које се користе у производњи пиротехничких средстава

 

Након сушења, млевења и просејавања, сировине се мере и мешају у посебној згради. Раније су се увек мешале ручно, али се у савременим постројењима често користе механички миксери. Након мешања, супстанце треба чувати у посебним складишним зградама како би се избегле акумулације у радним просторијама. Из ових зграда у радне просторије треба одвозити само количине потребне за стварне операције прераде.

Кућишта за пиротехничка средства могу бити од папира, картона, синтетичког материјала или метала. Начин паковања варира. На пример, за детонацију се композиција растресито сипа у кућиште и запечаћена, док се за погон, осветљавање, вриштање или звиждање растресито сипа у кућиште, а затим сабија или сабија и затвара.

Збијање или сабијање се раније вршило ударцима чекићем по дрвеном алату за „одлагање“, али се овај метод ретко користи у савременим објектима; уместо њих користе се хидрауличне пресе или ротационе пресе за пастиле. Хидрауличне пресе омогућавају да се композиција истовремено компримује у великом броју случајева.

Супстанце за осветљење се често обликују када су мокре да формирају звезде, које се затим суше и стављају у кутије за ракете, бомбе и тако даље. Супстанце направљене мокрим поступком морају бити добро осушене или се могу спонтано запалити.

Пошто је многе пиротехничке супстанце тешко запалити када се компресују, дотични пиротехнички производи имају средњи или основни састојак који обезбеђује паљење; кућиште се затим запечаћује. Артикал се пали споља брзом шибицом, фитиљем, стругачем или понекад ударном капицом.

Хазардс

Најважније опасности у пиротехници су очигледно пожар и експлозија. Због малог броја укључених машина, механичке опасности су мање важне; слични су онима у другим индустријама.

Осетљивост већине пиротехничких супстанци је таква да се у растреситом облику могу лако запалити ударцима, трењем, варницама и топлотом. Они представљају опасност од пожара и експлозије и сматрају се експлозивима. Многа пиротехничка средства имају експлозивно дејство обичних експлозива, а радницима је подложно да њихова одећа или тело изгоре од пламена.

Током обраде токсичних супстанци које се користе у пиротехници (нпр. једињења олова и баријума и бакар ацетат арсенита) може бити присутна опасност по здравље од удисања прашине током вагања и мешања.

Мере безбедности и здравља

У производњи пиротехничких средстава треба ангажовати само поуздана лица. Младе особе млађе од 18 година не би требало да буду запослене. Потребна су одговарајућа упутства и надзор радника.

Пре него што се предузме било који производни процес, важно је утврдити осетљивост пиротехничких супстанци на трење, удар и топлоту, као и њихово експлозивно дејство. Од ових својстава зависиће природа процеса производње и дозвољене количине у радним просторијама и објектима за складиштење и сушење.

У производњи пиротехничких супстанци и предмета треба предузети следеће основне мере предострожности:

• Зграде у неопасном делу предузећа (канцеларије, радионице, простори за јело и тако даље) треба да буду постављене што даље од оних у опасним зонама.
• Требало би да постоје одвојене зграде за производњу, прераду и складиштење за различите производне процесе у опасним областима и ове зграде треба да се налазе на доброј удаљености
• Зграде за обраду треба поделити у посебне радне просторије.
• Количине пиротехничких материја у објектима за мешање, прераду, складиштење и сушење треба да буду ограничене.
• Треба ограничити број радника у различитим радним просторијама.

 

Препоручују се следеће удаљености:

• између зграда у опасним подручјима и оних у неопасним подручјима најмање 30 м
• између самих различитих зграда за обраду, 15 м
• између зграда за мешање, сушење и складиштење и других објеката, 20 до 40 м у зависности од конструкције и броја захваћених радника
• између различитих зграда за мешање, сушење и складиштење, 15 до 20 м.

 

Растојања између радних просторија могу се смањити у повољним околностима и ако се између њих изграде заштитни зидови.

Засебне зграде треба предвидети за следеће намене: складиштење и припрему сировина, мешање, складиштење композиција, прераду (паковање, збијање или компримовање), сушење, дораду (лепљење, лакирање, паковање, парафинисање итд.), сушење и складиштење готових предмета и складиштење црног барута.

У изолованим просторијама треба чувати следеће сировине: хлорати и перхлорати, амонијум перхлорат; нитрати, пероксиди и друге оксидирајуће супстанце; лаки метали; запаљиве материје; запаљиве течности; црвени фосфор; нитроцелулозе. Нитроцелулоза мора бити влажна. Метални прах мора бити заштићен од влаге, масних уља и масти. Оксидаторе треба чувати одвојено од других материјала.

Дизајн зграда

За мешање су најпогоднији објекти типа против експлозије (три зида отпорна, кров отпоран и један противексплозивни зид од пластичне фолије). Препоручљиво је поставити заштитни зид испред зида против експлозије. Просторије за мешање супстанци које садрже хлорате не треба да се користе за супстанце које садрже метале или антимон сулфид.

За сушење, задовољавајућим су се показали објекти са експлозивном површином и објекти прекривени земљом и опремљени протуексплозивним зидом. Требало би да буду ограђени насипом. У сушарама се препоручује контролисана собна температура од 50 ºЦ.

У објектима за прераду треба да постоје посебне просторије за: пуњење; сабијање или сабијање; одсецање, „гушење” и затварање случајева; лакирање обликованих и компримованих пиротехничких супстанци; грундирање пиротехничких средстава; складиштење пиротехничких супстанци и полупроизвода; паковање; и складиштење упакованих супстанци. Утврђено је да је најбољи низ зграда са зонама експлозије. Чврстоћа међузидова треба да одговара природи и количини материја којима се рукује.

Следе основна правила за зграде у којима се користе или су присутни потенцијално експлозивни материјали:

• Зграде треба да буду приземне и да немају подрум.
• Кровне површине треба да пружају довољну заштиту од ширења ватре.
• Зидови просторија морају бити глатки и периви.
• Подови треба да имају равну, глатку површину без празнина. Треба да буду направљени од меког материјала као што је ксилолит, асфалта без песка и синтетичких материјала. Не треба користити обичне дрвене подове. Подови опасних просторија треба да буду електропроводљиви, а радници у њима да носе обућу са електропроводљивим ђоном.
• Врата и прозори свих зграда морају се отварати према споља. Током радног времена врата не би требало да буду закључана.
• Загревање објеката отвореном ватром није дозвољено. За грејање опасних зграда треба користити само топлу воду, пару ниског притиска или електричне системе непропусне за прашину. Радијатори треба да буду глатки и лаки за чишћење са свих страна: не треба користити радијаторе са ребрима. За грејне површине и цеви препоручује се температура од 115 ºЦ.
• Радни столови и полице треба да буду од материјала отпорног на ватру или тврдог дрвета.
• Радне, складишне и сушаре и њихову опрему треба редовно чистити влажним брисањем.
• Радна места, улази и начини бекства морају бити планирани на начин да се просторије могу брзо евакуисати.
• Колико је то изводљиво, радна места треба да буду одвојена заштитним зидовима.
• Неопходне залихе треба безбедно чувати.
• Све зграде треба да буду опремљене громобранима.
• Пушење, отворени пламен и ношење шибица и упаљача у просторијама морају бити забрањени.

 

Опрема

Механичке пресе треба да имају заштитне преграде или зидове како у случају избијања пожара радници не би били угрожени и ватра се не би проширила на суседна радна места. Ако се рукује великим количинама материјала, пресе треба да буду у изолованим просторијама и да се користе споља. Ниједна особа не сме да остане у просторији за штампу.

Апарати за гашење пожара треба да буду обезбеђени у довољним количинама, упадљиво обележени и проверавани у редовним интервалима. Требало би да одговарају природи присутних материјала. Апарати за гашење пожара класе Д треба да се користе на металном праху који гори, а не на води, пени, сувим хемикалијама или угљен-диоксиду. За гашење запаљене одеће препоручују се тушеви, вунена ћебад и ћебад против пожара.

Особе које долазе у контакт са пиротехничким супстанцама или могу бити угрожене пламеном, треба да носе одговарајућу заштитну одећу отпорну на ватру и топлоту. Одећу треба свакодневно чистити од прашине на месту одређеном за уклањање свих загађивача.

У предузећу треба предузети мере за пружање прве помоћи у случају незгода.

Materijali

Опасне отпадне материје различитих својстава треба сакупљати одвојено. Контејнери за отпад се морају свакодневно празнити. Док се не уништи, прикупљени отпад треба држати на заштићеном месту најмање 15 м од било ког објекта. Неисправне производе и полупроизводе по правилу треба третирати као отпад. Треба их поново обрадити само ако то не ствара никакве ризике.

Када се обрађују материјали штетни по здравље, треба избегавати директан контакт са њима. Штетни гасови, паре и прашина треба да се ефикасно и безбедно одводе. Ако су издувни системи неадекватни, мора се носити респираторна заштитна опрема. Треба обезбедити одговарајућу заштитну одећу.

 

Назад

Општи профил

Рафинација нафте почиње дестилацијом или фракционисањем сирове нафте у одвојене угљоводоничне групе. Добијени производи су директно повезани са карактеристикама сирове нафте која се прерађује. Већина ових производа дестилације се даље претвара у употребљивије производе променом њихове физичке и молекуларне структуре кроз крекинг, реформисање и друге процесе конверзије. Ови производи се затим подвргавају различитим процесима третмана и сепарације, као што су екстракција, хидротретман и заслађивање, како би се добили готови производи. Док су најједноставније рафинерије обично ограничене на атмосферску и вакуумску дестилацију, интегрисане рафинерије укључују фракционисање, конверзију, третман и мешање са мазивима, тешким горивима и производњом асфалта; могу укључити и петрохемијску обраду.

Прва рафинерија, која је отворена 1861. године, производила је керозин једноставном атмосферском дестилацијом. Његови нуспроизводи укључивали су катран и нафту. Убрзо је откривено да се висококвалитетна уља за подмазивање могу произвести дестилацијом нафте под вакуумом. Међутим, у наредних 30 година, керозин је био производ који су потрошачи највише желели. Два најзначајнија догађаја која су променила ову ситуацију су:

• проналазак електричног светла, што је смањило потражњу за керозином
• проналазак мотора са унутрашњим сагоревањем, који је створио потражњу за дизел горивом и бензином (нафта).

 

Са појавом масовне производње и Првим светским ратом, број возила на бензински погон се драматично повећао, а потражња за бензином је у складу с тим расла. Међутим, само одређена количина бензина се могла добити из сирове нафте процесима атмосферске и вакуумске дестилације. Први процес термичког крекирања је развијен 1913. Термичко крековање је подвргло тешка горива и притиску и интензивној топлоти, физички разбијајући њихове велике молекуле на мање, производећи додатни бензин и дестилат горива. Софистицирани облик термичког пуцања, висбреакинг, развијен је касних 1930-их да би се произвели пожељнији и вреднији производи.

Како су се развијали бензински мотори са већом компресијом, постојала је потражња за бензином са већим октаном са бољим карактеристикама против детонације. Увођење процеса каталитичког крекинга и полимеризације средином до касних 1930-их задовољило је овај захтев обезбеђивањем побољшаних приноса бензина и виших октанских бројева. Алкилација, још један каталитички процес, развијен је раних 1940-их за производњу више високооктанског авионског бензина и петрохемијских сировина, почетних материјала, за експлозиве и синтетичку гуму. Затим је развијена каталитичка изомеризација да би се угљоводоници претворили да би се произвеле повећане количине сировина за алкилацију.

Након Другог светског рата уведени су различити процеси реформисања који су побољшали квалитет и принос бензина и произвели квалитетније производе. Неки од њих су укључивали употребу катализатора и/или водоника за промену молекула и уклањање сумпора. Побољшани катализатори и процесне методе као што су хидрокрекинг и реформинг, развијани су током 1960-их да би се повећао принос бензина и побољшале карактеристике против детонације. Ови каталитички процеси су такође произвели молекуле са двоструком везом (алкене), чинећи основу савремене петрохемијске индустрије.

Број и типови различитих процеса који се користе у савременим рафинеријама зависе првенствено од природе сирове сировине и захтева за готовим производима. На процесе такође утичу економски фактори укључујући трошкове сирове нафте, вредности производа, доступност комуналних услуга и транспорта. Хронологија увођења различитих процеса дата је у табели 1.

Табела 1. Резиме историје прераде рафинирања

 

Основни процеси и операције рафинирања

Процеси и операције прераде нафте могу се класификовати у следеће основне области: сепарација, конверзија, третман, формулисање и мешање, операције помоћне рафинације и рафинерије без процеса. Погледајте слику 1 за поједностављени дијаграм тока.

Слика 1. Шема процеса рафинерије

Раздвајање. Сирова нафта се физички раздваја фракционисањем у торњевима за атмосферску и вакуум дестилацију, у групе молекула угљоводоника са различитим распонима тачака кључања, које се називају „фракције“ или „сеченице“.

Конверзија. Процеси конверзије који се користе за промену величине и/или структуре молекула угљоводоника укључују:

• разлагање (подела) хидро-, термичким и каталитичким крекингом, коксом и висбреакингом
• обједињавање (комбиновање) путем алкилације и полимеризације
• алтерација (преуређење) са изомеризацијом и каталитичким реформисањем
• третман.

 

Од почетка прераде, различите методе третмана су коришћене за уклањање не-угљоводоника, нечистоћа и других састојака који негативно утичу на перформансе готових производа или смањују ефикасност процеса конверзије. Третман укључује и хемијске реакције и физичко одвајање, као што је растварање, апсорпција или преципитација, користећи различите и комбинације процеса. Методе третмана укључују уклањање или одвајање ароматика и нафтена, као и уклањање нечистоћа и непожељних загађивача. Једињења за заслађивање и киселине се користе за одсумпоравање сирове нафте пре прераде, као и за третман производа током и након прераде. Друге методе третмана укључују сирово одсољавање, хемијско заслађивање, киселинску обраду, довођење у контакт са глином, хидродесулфуризацију, рафинацију растварачем, каустичко прање, хидротретман, сушење, екстракцију растварачем и депарасирање растварачем.

Формулисање и мешање је процес мешања и комбиновања угљоводоничних фракција, адитива и других компоненти за производњу готових производа са специфичним жељеним особинама перформанси.

Помоћне операције рафинације. Остале рафинеријске операције које су потребне за подршку преради угљоводоника укључују опоравак лаких крајева; уклањање киселе воде; третман и хлађење чврстог отпада, отпадних вода и процесних вода; производња водоника; обнављање сумпора; и третман киселине и остатака гаса. Остале процесне функције су обезбеђивање катализатора, реагенса, паре, ваздуха, азота, кисеоника, водоника и горивних гасова.

Непроцесни објекти рафинерије. Све рафинерије имају мноштво објеката, функција, опреме и система који подржавају процесе угљоводоника. Типичне операције подршке су производња топлотне и електричне енергије; кретање производа; складиште резервоара; Достава и руковање; бакље и системи за растерећење; пећи и грејачи; аларми и сензори; и узорковање, испитивање и инспекција. Непроцесни објекти и системи обухватају противпожарне системе, системе за воду и заштиту, контролу буке и загађења, лабораторије, контролне собе, складишта, одржавање и административне објекте.

Главни производи прераде сирове нафте

Прерада нафте је континуирано еволуирала као одговор на променљиву потражњу потрошача за бољим и другачијим производима. Првобитни захтев процеса био је да се производи керозин као јефтинији и бољи извор горива за осветљење од китовог уља. Развој мотора са унутрашњим сагоревањем довео је до производње бензена, бензина и дизел горива. Еволуција авиона створила је потребу за високооктанским авионским бензином и млазним горивом, што је софистицирани облик оригиналног рафинеријског производа, керозина. Данашње рафинерије производе различите производе, укључујући многе који се користе као сировине за процесе крекирања и производњу мазива, као и за петрохемијску индустрију. Ови производи се могу широко класификовати као горива, петрохемијске сировине, растварачи, процесна уља, мазива и специјални производи као што су восак, асфалт и кокс. (Види табелу 2.)

Табела 2. Главни производи прераде сирове нафте

Сумпор диоксид

Димни гас из сагоревања горива са високим садржајем сумпора обично садржи високе нивое сумпор-диоксида, који се обично уклања испирањем водом.

Цаустицс

Каустици се додају води за одслађивање да би неутралисали киселине и смањили корозију. Каустици се такође додају осољеној сировој сировини како би се смањила количина корозивних хлорида у горњим деловима торња. Користе се у процесима рафинеријске обраде за уклањање загађивача из токова угљоводоника.

Азотни оксиди и угљен моноксид

Димни гас садржи до 200 ппм азотног оксида, који споро реагује са кисеоником и формира азот-диоксид. Азот оксид се не уклања испирањем водом, а азот-диоксид се може растворити у води и формирати азотну и азотну киселину. Димни гас обично садржи само малу количину угљен-моноксида, осим ако сагоревање није нормално.

Хидроген сулфид

Водоник-сулфид се природно налази у већини сирових уља и такође се формира током прераде разградњом нестабилних једињења сумпора. Водоник-сулфид је изузетно токсичан, безбојан, запаљив гас који је тежи од ваздуха и растворљив у води. Има мирис покварених јаја који се може приметити у концентрацијама знатно испод веома ниске границе изложености. Не може се поуздати да ће овај мирис пружити адекватно упозорење јер су чула скоро одмах десензибилизована након излагања. Потребни су посебни детектори да упозоре раднике на присуство водоник-сулфида, а у присуству гаса треба користити одговарајућу заштиту за дисање. Излагање ниским нивоима водоник-сулфида ће изазвати иритацију, вртоглавицу и главобољу, док ће излагање нивоима изнад прописаних граница изазвати депресију нервног система и на крају смрт.

Кисела вода

Кисела вода је процесна вода која садржи водоник-сулфид, амонијак, феноле, угљоводонике и нискомолекуларна једињења сумпора. Кисела вода се производи парним уклањањем фракција угљоводоника током дестилације, регенерационим катализатором или уклањањем сумпороводоника паром током хидротретирања и хидрофиниширања. Кисела вода се такође ствара додавањем воде процесима за апсорпцију водоник-сулфида и амонијака.

Сумпорна киселина и флуороводонична киселина

Сумпорна киселина и флуороводонична киселина се користе као катализатори у процесима алкилације. Сумпорна киселина се такође користи у неким од процеса третмана.

Чврсти катализатори

Бројни различити чврсти катализатори у многим облицима и облицима, од пелета преко зрнастих перли до праха, направљени од различитих материјала и различитог састава, користе се у процесима рафинирања. Екструдирани катализатори пелета се користе у јединицама са покретним и фиксним слојем, док процеси са флуидним слојем користе фине, сферичне катализаторе честица. Катализатори који се користе у процесима уклањања сумпора су импрегнирани кобалтом, никлом или молибденом. Јединице за крекирање користе катализаторе киселинске функције, као што су природна глина, силицијум алуминијум и синтетички зеолити. Катализатори киселе функције импрегнирани платином или другим племенитим металима се користе у изомеризацији и реформингу. Коришћени катализатори захтевају посебно руковање и заштиту од излагања, јер могу да садрже метале, ароматична уља, канцерогена полициклична ароматична једињења или друге опасне материје, а могу бити и пирофорни.

Горива

Главни производи горива су течни нафтни гас, бензин, керозин, млазно гориво, дизел гориво и лож уље и заостала лож уља.

Течни нафтни гас (ЛПГ), који се састоји од мешавине парафинских и олефинских угљоводоника као што су пропан и бутан, производи се за употребу као гориво, а складишти се и рукује као течност под притиском. ТНГ има тачке кључања у распону од око –74 °Ц до
38 °Ц, безбојна је, а паре су теже од ваздуха и изузетно запаљиве. Важни квалитети ТНГ-а из перспективе здравља и безбедности на раду су притисак паре и контрола загађивача.

Бензин. Најважнији рафинеријски производ је моторни бензин, мешавина фракција угљоводоника са релативно ниским кључањем, укључујући реформат, алкилат, алифатичну нафту (лака директна нафта), ароматичну нафту (термички и каталитички крековану нафту) и адитиве. Залихе за мешање бензина имају тачке кључања које се крећу од температуре околине до око 204 °Ц, и тачку паљења испод –40 °Ц. Критични квалитети за бензин су октански број (против детонације), испарљивост (покретање и блокада паре) и притисак паре (контрола животне средине). Адитиви се користе за побољшање перформанси бензина и обезбеђивање заштите од оксидације и стварања рђе. Ваздухопловни бензин је високооктански производ, посебно мешан за добре перформансе на великим висинама.

Тетра етил олово (ТЕЛ) и тетра метил олово (ТМЛ) су адитиви за бензин који побољшавају октански број и перформансе против детонације. У настојању да се смањи олово у емисији издувних гасова аутомобила, ови адитиви више нису у уобичајеној употреби, осим у авионском бензину.

Етил терцијарни бутил етар (ЕТБЕ), метил терцијарни бутил етар (МТБЕ), терцијарни амил метил етар (ТАМЕ) и друга једињења са кисеоником се користе уместо ТЕЛ и ТМЛ за побољшање перформанси безоловног бензина против детонације и смањење емисије угљен моноксида.

Млазно гориво и керозин. Керозин је мешавина парафина и нафтена са обично мање од 20% аромата. Има тачку паљења изнад 38 °Ц и опсег кључања од 160 °Ц до 288 °Ц, а користи се за осветљење, грејање, раствараче и мешање у дизел гориво. Млазно гориво је производ средњег дестилата керозина чији су критични квалитети тачка смрзавања, тачка паљења и тачка дима. Комерцијално млазно гориво има опсег кључања од око 191 °Ц до 274 °Ц, а војно млазно гориво од 55 °Ц до 288 °Ц.

Дестилатна горива. Дизел горива и лож уља за домаћинство су светле мешавине парафина, нафтена и ароматика и могу да садрже умерене количине олефина. Дестилатна горива имају тачку паљења изнад 60 °Ц и опсег кључања од око 163 °Ц до 371 °Ц, и често су хидродесулфуризована ради побољшане стабилности. Дестилатна горива су запаљива и када се загреју могу емитовати паре које могу формирати запаљиве смеше са ваздухом. Пожељни квалитети потребни за дестилатна горива укључују контролисане тачке паљења и течења, чисто сагоревање, без стварања наслага у резервоарима за складиштење и одговарајућу цетанску оцену дизел горива за добро покретање и сагоревање.

Преостала горива. Многи бродови и комерцијални и индустријски објекти користе заостала горива или комбинације заосталих и дестилатних горива, за енергију, топлоту и прераду. Преостала горива су тамно обојене, високо вискозне течне мешавине великих молекула угљоводоника, са тачком паљења изнад 121 °Ц и високим тачкама кључања. Критичне спецификације за заостала горива су вискозност и низак садржај сумпора (за контролу животне средине).

Разматрања здравља и безбедности

Примарна безбедносна опасност од ТНГ-а и бензина је пожар. Висока испарљивост и висока запаљивост производа са нижом тачком кључања омогућавају паре да лако испаре у ваздух и формирају запаљиве смеше које се лако могу запалити. Ово је препозната опасност која захтева посебне мере предострожности за складиштење, задржавање и руковање, као и мере безбедности како би се осигурало да се испуштање испарења и извори паљења контролишу тако да не дође до пожара. Са мање испарљивим горивима, као што су керозин и дизел гориво, треба пажљиво руковати како би се спречило изливање и могуће паљење, пошто су њихове паре такође запаљиве када се помешају са ваздухом у запаљивом опсегу. Када радите у атмосферама које садрже испарења горива, концентрације испарења веома испарљивих, запаљивих производа у ваздуху често су ограничене на највише 10% доњих граница запаљивости (ЛФЛ), а концентрације испарења мање испарљивих, запаљивих производа на највише 20 % ЛФЛ, у зависности од важећих прописа компаније и владе, како би се смањио ризик од паљења.

Иако се нивои испарења бензина у мешавини ваздуха обично одржавају испод 10% ЛФЛ из безбедносних разлога, ова концентрација је знатно изнад граница изложености које треба поштовати из здравствених разлога. Када се удише, мале количине бензинске паре у ваздуху, знатно испод доње границе запаљивости, могу изазвати иритацију, главобољу и вртоглавицу, док удисање већих концентрација може изазвати губитак свести и на крају смрт. Могући су и дугорочни здравствени ефекти. Бензин садржи бензен, на пример, познати канцероген са дозвољеним границама изложености од само неколико делова на милион. Стога, чак и рад у атмосфери испарења бензина на нивоима испод 10% ЛФЛ захтева одговарајуће мере индустријске хигијене, као што су респираторна заштита или локална издувна вентилација.

У прошлости, многи бензини су садржавали тетраетил или тетра метил алкил оловне адитиве против детонације, који су токсични и представљају озбиљне опасности од апсорпције олова у контакту са кожом или удисањем. Резервоари или посуде које су садржавале оловни бензин у било ком тренутку током њихове употребе морају бити вентилиране, темељно очишћене, тестиране посебним уређајем за испитивање „олово-у-ваздух“ и сертификоване да не садрже олово како би се осигурало да радници могу ући без употребе самопомоћи. садржану или испоручену опрему за ваздух за дисање, иако је ниво кисеоника нормалан и резервоари сада садрже безоловни бензин или друге производе.

Гасовите фракције нафте и високо испарљиви производи горива имају благи анестетички ефекат, углавном у обрнутом односу према молекулској тежини. Течна горива са нижом тачком кључања, као што су бензин и керозин, изазивају тешку хемијску пнеумонитис ако се удишу и не би требало да се усисавају кроз уста или случајно прогутају. Гасови и паре такође могу бити присутни у довољно високим концентрацијама да истисну кисеоник (у ваздуху) испод нормалног нивоа дисања. Одржавање концентрације паре испод граница излагања и нивоа кисеоника при нормалном дисању, обично се постиже прочишћавањем или вентилацијом.

Крекирани дестилати садрже мале количине канцерогених полицикличних ароматичних угљоводоника (ПАХ); стога, изложеност треба ограничити. Дерматитис се такође може развити услед излагања бензину, керозину и дестилатним горивима, јер они имају тенденцију да одмашћују кожу. Превенција се постиже употребом личне заштитне опреме, заштитних крема или смањеним контактом и добром хигијенском праксом, као што је прање топлом водом и сапуном уместо прања руку бензином, керозином или растварачима. Неке особе имају осетљивост коже на боје које се користе за бојење бензина и других дестилатних производа.

Преостала лож уља садрже трагове метала и могу имати увучен водоник сулфид, који је изузетно токсичан. Преостала горива која имају велике количине крекова и кључања изнад 370 °Ц садрже канцерогене ПАХ. Поновљено излагање заосталим горивима без одговарајуће личне заштите, треба избегавати, посебно при отварању резервоара и судова, јер може доћи до емитовања гаса водоник-сулфида.

Петрохемијске сировине

Многи производи добијени прерадом сирове нафте, као што су етилен, пропилен и бутадиен, су олефински угљоводоници добијени процесом крекирања у рафинерији, и намењени су за употребу у петрохемијској индустрији као сировине за производњу пластике, амонијака, синтетичке гуме, гликола и ускоро.

Нафтни растварачи

Разна чиста једињења, укључујући бензен, толуен, ксилен, хексан и хептан, чије су тачке кључања и састав угљоводоника строго контролисани, производе се за употребу као растварачи. Растварачи се могу класификовати као ароматични и неароматични, у зависности од њиховог састава. Њихова употреба као разређивача боја, течности за хемијско чишћење, одмашћивача, индустријских и пестицидних растварача и тако даље, генерално је одређена њиховим тачкама паљења, које варирају од знатно испод –18 °Ц до изнад 60 °Ц.

Опасности повезане са растварачима су сличне онима код горива по томе што су растварачи са нижом тачком паљења запаљиви и њихове паре, када се помешају са ваздухом у запаљивом опсегу, су запаљиве. Ароматични растварачи ће обично имати већу токсичност од не-ароматичних растварача.

Процесна уља

Процесна уља обухватају висок опсег кључања, равне атмосферске или вакуумске токове дестилата и она која се производе каталитичким или термичким крекингом. Ове сложене смеше, које садрже велике молекуле парафинских, нафтенских и ароматичних угљоводоника са више од 15 атома угљеника, користе се као сировине за крекинг или производњу мазива. Процесна уља имају прилично висок вискозитет, тачке кључања у распону од 260 °Ц до 538 °Ц, и тачке паљења изнад 121 °Ц.

Процесна уља иритирају кожу и садрже високе концентрације ПАХ-а, као и једињења сумпора, азота и кисеоника. Треба избегавати удисање пара и магле, а излагање коже треба контролисати употребом личне заштите и добром хигијенском праксом.

Мазива и масти

Уље за подмазивање се производи посебним процесима рафинације како би се задовољили специфични захтеви потрошача. Базне масе за подмазивање су светле до средње обојене, ниско-испарљиве, средње до високо вискозне мешавине парафинских, нафтенских и ароматичних уља, са опсегом кључања од 371 °Ц до 538 °Ц. Адитиви, као што су демулгатори, антиоксиданси и побољшивачи вискозитета, мешају се у основне залихе уља за подмазивање да би обезбедили карактеристике потребне за моторна уља, турбинска и хидраулична уља, индустријске масти, мазива, уља за преноснике и уља за сечење. Најкритичнији квалитет базног уља за подмазивање је висок индекс вискозности, који омогућава мање промене вискозитета под различитим температурама. Ова карактеристика може бити присутна у сировој нафти или се постићи употребом адитива за побољшање индекса вискозности. Детерџенти се додају како би се у суспензији задржао муљ који се формира током употребе уља.

Масти су мешавине уља за подмазивање и металних сапуна, са додатком материјала посебне намене као што су азбест, графит, молибден, силикони и талк да би се обезбедила изолација или подмазивање. Резна уља и уља за обраду метала су уља за подмазивање са посебним адитивима као што су хлор, сумпор и адитиви масних киселина који реагују под топлотом да би обезбедили подмазивање и заштиту резног алата. Емулгатори и средства за спречавање бактерија додају се уљима за сечење растворљивим у води.

Иако уља за подмазивање сама по себи нису иритирајућа и имају малу токсичност, адитиви могу представљати опасности. Корисници треба да консултују податке о безбедности материјала добављача како би утврдили опасности од специфичних адитива, мазива, уља за сечење и масти. Примарна опасност од мазива је дерматитис, који се обично може контролисати употребом личне заштитне опреме уз одговарајућу хигијенску праксу. Повремено радници могу развити осетљивост на уља или мазива за сечење, што ће захтевати прераспоређивање на посао на коме не може доћи до контакта. Постоји одређена забринутост у вези са канцерогеном изложеношћу магли од уља за сечење на бази нафтена и лаких уља за вретено, што се може контролисати заменом, инжењерском контролом или личном заштитом. Опасности од излагања масти су сличне онима од уља за подмазивање, уз додатак било које опасности коју представљају мазиви материјали или адитиви. О већини ових опасности се говори на другим местима у овом делу Енциклопедија.

Специјални производи

Восак користи се за заштиту прехрамбених производа; у премазима; као састојак у другим производима као што су козметика и крема за ципеле и за свеће.

Сумпор настаје као резултат прераде нафте. Чува се или као загрејана, растопљена течност у затвореним резервоарима или као чврста супстанца у контејнерима или на отвореном.

Кокс је скоро чист угљеник, са различитим употребама од електрода до брикета од дрвеног угља, у зависности од његових физичких карактеристика, које су резултат процеса коксовања.

Асфалт, који се првенствено користи за асфалтирање путева и кровних материјала, треба да буде инертан према већини хемикалија и временским условима.

Воскови и асфалти су чврсти на собној температури, а веће температуре су потребне за складиштење, руковање и транспорт, што резултира опасношћу од опекотина. Нафтни восак је толико високо рафиниран да обично не представља никакву опасност. Контакт коже са воском може довести до зачепљења пора, што се може контролисати правилном хигијеном. Изложеност водоник-сулфиду када се отворе резервоари за асфалт и растопљени сумпор може се контролисати употребом одговарајућих инжењерских контрола или респираторне заштите. Сумпор је такође лако запаљив на повишеним температурама. О асфалту се говори на другим местима Енциклопедија.

Процеси прераде нафте

Рафинација угљоводоника је употреба хемикалија, катализатора, топлоте и притиска за раздвајање и комбиновање основних типова молекула угљоводоника који се природно налазе у сировој нафти у групе сличних молекула. Процес рафинације такође преуређује структуре и обрасце везивања основних молекула у различите, пожељније молекуле и једињења угљоводоника. Тип угљоводоника (парафински, нафтенски или ароматични) уместо специфичних присутних хемијских једињења је најзначајнији фактор у процесу рафинације.

У целој рафинерији, потребне су оперативне процедуре, безбедна радна пракса и употреба одговарајуће личне заштитне одеће и опреме, укључујући одобрену заштиту за дисање, за изложеност ватри, хемикалијама, честицама, топлоти и буци и током процеса процеса, узорковања, инспекције, преокрета и активности одржавања. Како је већина рафинеријских процеса континуирана и процесни токови се налазе у затвореним судовима и цевоводима, постоји ограничен потенцијал за излагање. Међутим, потенцијал за пожар постоји јер иако су рафинеријске операције затворени процеси, ако дође до цурења или ослобађања угљоводоничне течности, паре или гаса, грејачи, пећи и измењивачи топлоте у процесним јединицама су извори паљења.

Предтретман сирове нафте

Десалтинг

Сирова нафта често садржи воду, неорганске соли, суспендоване чврсте материје и метале у траговима растворљиве у води. Први корак у процесу рафинације је уклањање ових загађивача одсољавањем (дехидрацијом) како би се смањила корозија, зачепљење и прљање опреме и спречило тровање катализатора у процесним јединицама. Хемијско одсољавање, електростатичко одвајање и филтрирање су три типичне методе одсољавања сирове нафте. У хемијском одсољавању, вода и хемијски тензиди (демулгатори) се додају у сирову нафту, загревају тако да се соли и друге нечистоће растворе у води или везују за воду, а затим се држе у резервоару где се таложе. Електрично одсољавање примењује високонапонско електростатичко пуњење како би се концентрисале суспендоване водене куглице у доњем делу резервоара за таложење. Сурфактанти се додају само када сирова нафта има велику количину суспендованих чврстих материја. Трећи, мање уобичајени процес укључује филтрирање загрејане сирове нафте користећи дијатомејску земљу као медијум за филтрирање.

У хемијском и електростатичком одсољавању, сирова сировина се загрева на између 66 °Ц и 177 °Ц, да би се смањио вискозитет и површински напон ради лакшег мешања и одвајања воде. Температура је ограничена притиском паре сировине сирове нафте. Обе методе одсољевања су континуиране. Може се додати каустична или киселина да би се подесио пХ воде за прање и амонијак да би се смањила корозија. Отпадне воде, заједно са загађивачима, испуштају се са дна таложника у постројење за пречишћавање отпадних вода. Осољена сирова нафта се континуирано извлачи са врха резервоара за таложење и шаље у торањ за атмосферску дестилацију (фракционисање) сирове нафте. (Погледајте слику 2.)

Слика 2. Процес одсољавања (предтретман).

Неадекватно одсољавање доводи до запрљања цеви грејача и измењивача топлоте у свим процесним јединицама рафинерије, ограничавајући проток производа и пренос топлоте, и резултујући кваровима услед повећаних притисака и температура. Прекомерни притисак у јединици за одсољавање ће изазвати квар.

Корозија, која настаје услед присуства водоник-сулфида, хлороводоника, нафтенских (органских) киселина и других загађивача у сировој нафти, такође узрокује квар опреме. Корозија настаје када се неутрализоване соли (амонијум хлориди и сулфиди) навлаже кондензованом водом. Пошто је одсољавање затворен процес, постоји мали потенцијал за излагање сировој нафти или процесним хемикалијама, осим ако не дође до цурења или ослобађања. Може доћи до пожара као последица цурења у грејачима, што омогућава ослобађање компоненти сирове нафте ниске тачке кључања.

Постоји могућност излагања амонијаку, сувим хемијским демулгаторима, каустицима и/или киселинама током одсољавања. Тамо где се користе повишене радне температуре при одсољавању киселих сирових уља, биће присутан водоник-сулфид. У зависности од сирове сировине и коришћених хемикалија за третман, отпадна вода ће садржати различите количине хлорида, сулфида, бикарбоната, амонијака, угљоводоника, фенола и суспендованих чврстих материја. Ако се дијатомејска земља користи у филтрацији, изложеност треба минимизирати или контролисати јер дијатомејска земља може садржати силицијум са врло фином величином честица, што га чини потенцијалном опасношћу за дисање.

Процеси сепарације сирове нафте

Први корак у преради нафте је фракционисање сирове нафте у торњевима за атмосферску и вакуум дестилацију. Загрејана сирова нафта се физички раздваја на различите фракције, или равне резове, диференциране по специфичним распонима тачака кључања и класификоване, према смањењу испарљивости, као гасови, лаки дестилати, средњи дестилати, гасна уља и остатак. Фракционисање функционише јер градација температуре од дна ка врху дестилационог торња узрокује да се компоненте са вишом тачком кључања прво кондензују, док се фракције са нижом тачком кључања подижу више у торњу пре него што се кондензују. Унутар торња, паре које се дижу и течности које се спуштају (рефлукс) се мешају на нивоима где имају композиције у равнотежи једна са другом. На овим нивоима (или фазама) се налазе специјалне посуде које уклањају део течности који се кондензује на сваком нивоу. У типичној двостепеној јединици сирове нафте, атмосферски торањ, који производи лаке фракције и дестилат, одмах је праћен вакуумским торањем који обрађује остатке атмосфере. После дестилације, само неколико угљоводоника је погодно за употребу као готови производи без даље прераде.

Атмосферска дестилација

У торњевима за атмосферску дестилацију, осољена сирова сировина се претходно загрева коришћењем повратне топлоте процеса. Затим тече у грејач сировог пуњења са директним сагоревањем, где се убацује у вертикалну колону за дестилацију непосредно изнад дна под притисцима мало изнад атмосфере и на температурама од 343 °Ц до 371 °Ц, како би се избегло нежељено термичко пуцање на вишим температурама. . Лакше (ниже тачке кључања) фракције дифундују у горњи део торња, и континуирано се извлаче и усмеравају у друге јединице за даљу обраду, третман, мешање и дистрибуцију.

Фракције са најнижим тачкама кључања, као што су гориви гас и лака нафта, уклањају се са врха торња преко ваздушног вода у виду испарења. Нафта, или праволинијски бензин, узима се из горњег дела торња као надземни ток. Ови производи се користе као сировине за петрохемију и реформу, залихе за мешање бензина, растварачи и ТНГ.

Фракције средњег опсега кључања, укључујући гасно уље, тешку нафту и дестилате, уклањају се из средњег дела торња као бочне струје. Они се шаљу у завршне операције за употребу као керозин, дизел гориво, лож уље, млазно гориво, сировина за каталитички крекер и залихе за мешање. Неким од ових течних фракција се уклањају лакши крајеви, који се враћају у торањ као рефлуксне струје које теку низбрдо.

Теже фракције са вишом тачком кључања (тзв. остатак, дно или сирова сировина) које се кондензују или остају на дну торња, користе се за производњу лож уља, битумена или сировине за крекирање, или се усмеравају у грејач и у торањ за вакуум дестилацију за даље фракционисање. (Погледајте слику 3 и слику 4.)

Слика 3. Процес атмосферске дестилације

Слика 4. Шема процеса атмосферске дестилације

Вакумска дестилација

Куле за вакуумску дестилацију обезбеђују смањени притисак који је потребан да би се спречило термичко пуцање приликом дестилације остатка или сирове сировине из атмосферског торња на вишим температурама. Унутрашњи дизајн неких вакуумских торњева се разликује од атмосферских торњева по томе што се уместо тацни користе насумично паковање и јастучићи за одмагљивање. Куле већег пречника се такође могу користити да би брзине биле ниже. Типичан вакуумски торањ прве фазе може производити гасна уља, базне уља за подмазивање и тешке остатке за деасфалтирање пропаном. Торањ друге фазе, који ради на нижем вакууму, дестилује вишак остатка из атмосферског торња који се не користи за прераду мазива и вишак остатка из првог вакуумског торња који се не користи за деасфалтирање.

Вакумски торњеви се обично користе за одвајање сировина каталитичког крекера од вишка остатака. Доњи део вакуумског торња се такође може послати у кокс, користити као мазиво или залихе асфалта или одсумпорати и мешати у лож уље са ниским садржајем сумпора. (Погледајте слику 5 и слику 6.)

Слика 5. Процес вакуумске дестилације

Слика 6. Шема процеса вакуумске дестилације

Дестилацијске колоне

У оквиру рафинерија постоје бројне друге мање куле за дестилацију, зване колоне, дизајниране да одвоје специфичне и јединствене производе, који сви раде на истим принципима као атмосферски торњеви. На пример, депропанизер је мала колона дизајнирана да одвоји пропан од изобутана и тежих компоненти. Друга већа колона се користи за одвајање етил бензола и ксилена. Мали стубови са „бублерима“, који се називају скидачи, користе пару да уклоне трагове лаких производа (бензина) из токова тежих производа.

Контролне температуре, притисци и рефлукс морају се одржавати у оквиру радних параметара како би се спречило да дође до термичког пуцања унутар дестилационих торњева. Системи за растерећење су обезбеђени јер може доћи до одступања притиска, температуре или нивоа течности ако уређаји за аутоматску контролу покваре. Операције се прате како би се спречило да нафта уђе у реформаторско пуњење. Сирова сировина може да садржи значајне количине воде у суспензији која се одваја током покретања и, заједно са водом која остаје у торњу од пражњења паром, таложи се на дну торња. Ова вода се може загрејати до тачке кључања и створити тренутну експлозију испаравања након контакта са уљем у јединици.

Измјењивач предгријавања, пећ за претходно загревање и измјењивач дна, атмосферски торањ и вакуумска пећ, вакуумски торањ и горњи дио су подложни корозији од хлороводоничне киселине (ХЦл), водоник сулфида (Х₂С), вода, једињења сумпора и органске киселине. Приликом прераде киселе сирове сировине може доћи до тешке корозије и у атмосферским и вакуумским стубовима где температуре метала прелазе 232 °Ц, као иу цевима пећи. Мокри Х₂С ће такође изазвати пукотине у челику. Приликом прераде сирове сировине са високим садржајем азота, у димним гасовима пећи настају оксиди азота, који су корозивни за челик када се охладе на ниске температуре у присуству воде.

Хемикалије се користе за контролу корозије од хлороводоничне киселине произведене у јединицама за дестилацију. Амонијак се може убризгати у горњи ток пре почетне кондензације, и/или алкални раствор се може пажљиво убризгати у врелу сирову нафту. Ако се не убризга довољно воде за прање, могу се формирати наслаге амонијум хлорида, изазивајући озбиљну корозију.

Атмосферска и вакуум дестилација су затворени процеси, а изложености су минималне. Када се прерађује кисела (високо сумпорна) сирова сировина, може доћи до потенцијалног излагања водоник-сулфиду у измењивачу предгревања и пећи, зони торња и надземном систему, вакуум пећи и торњу и измењивачу дна. Сирова уља и производи дестилације садрже ароматична једињења високог кључања, укључујући канцерогене ПАХ. Краткотрајно излагање високим концентрацијама испарења нафте може довести до главобоље, мучнине и вртоглавице, а дуготрајно излагање може довести до губитка свести. Бензен је присутан у ароматичним бензинима, а излагање мора бити ограничено. Дехексанизатор изнад главе може садржати велике количине нормалног хексана, који може утицати на нервни систем. Хлороводоник може бити присутан у измењивачу предгревања, горњим зонама торња и горњим главама. Отпадне воде могу да садрже сулфиде растворљиве у води у високим концентрацијама и друга једињења растворљива у води, као што су амонијак, хлориди, фенол и меркаптан, у зависности од сирове сировине и хемикалија за третман.

Процеси конверзије сирове нафте

Процеси конверзије, као што су пуцање, комбиновање и преуређивање, мењају величину и структуру молекула угљоводоника како би се фракције претвориле у пожељније производе. (Види табелу 3.)

Табела 3. Преглед процеса прераде нафте

 

Бројни молекули угљоводоника који се иначе не налазе у сировој нафти, али су важни за процес рафинације, настају као резултат конверзије. Олефини (алкени, ди-олефини и алкини) су незасићени молекули угљоводоника ланчаног или прстенастог типа са најмање једном двоструком везом. Обично се формирају термичким и каталитичким крекингом и ретко се јављају природно у непрерађеној сировој нафти.

Алкенес су молекули правог ланца са формулом Ц_nH_n који садрже најмање једну двоструку везу (незасићену) везу у ланцу. Најједноставнији молекул алкена је моно-олефин етилен, са два атома угљеника, спојена двоструком везом, и четири атома водоника. Ди-олефини (који садрже две двоструке везе), као што су 1,2-бутадиен и 1,3-бутадиен, и алкини (који садрже троструку везу), као што је ацетилен, се јављају у Ц₅ а лакше фракције од пуцања. Олефини су реактивнији од парафина или нафтена и лако се комбинују са другим елементима као што су водоник, хлор и бром.

Процеси пуцања

Након дестилације, накнадни процеси рафинерије се користе за промену молекуларне структуре фракција како би се створили пожељнији производи. Један од ових процеса, пуцање, разбија (или пуца) теже фракције нафте са вишом тачком кључања у вредније производе као што су гасовити угљоводоници, залихе бензина, гасно уље и лож уље. Током процеса, неки од молекула се комбинују (полимеризују) да би формирали веће молекуле. Основни типови крекинга су термички крекинг, каталитички крекинг и хидрокрекинг.

Процеси термичког пуцања

Процеси термичког крекирања, развијени 1913. године, загревају дестилатна горива и тешка уља под притиском у великим бубњевима док се не распукну (поделе) на мање молекуле са бољим карактеристикама против детонације. Ова рана метода, која је произвела велике количине чврстог, нежељеног кокса, еволуирала је у модерне процесе термичког крекирања укључујући висбреакинг, крекирање паром и коксовање.

Висбреакинг

Висбреакинг је благи облик термичког пуцања који смањује тачку течења воштаних остатака и значајно смањује вискозитет сировине без утицаја на њен опсег тачке кључања. Остаци из торња за атмосферску дестилацију су благо напукли у грејачу на атмосферском притиску. Затим се гаси хладним гасним уљем да би се контролисало прекомерно пуцање, и сипа се у дестилациони торањ. Термички крекирани остатак катрана, који се акумулира на дну фракционог торња, се вакуумски испразни у стриперу и дестилат се рециклира. (Погледајте слику 7.)

Слика 7. Процес висбреакинга

Парно пуцање

Крекинг паром производи олефине термичким крековањем сировина са великим молекулима угљоводоника при притисцима мало изнад атмосферског и на веома високим температурама. Остаци од парног крековања се мешају у тешка горива. Нафта произведена парним крекингом обично садржи бензен, који се екстрахује пре хидротретирања.

Коксање

Коксовање је тежак облик термичког крекинга који се користи за добијање директног бензина (коксна нафта) и разних фракција средњих дестилата који се користе као сировине за каталитичко крекирање. Овај процес тако потпуно редукује водоник из молекула угљоводоника, да је остатак облик скоро чистог угљеника тзв. кока кола. Два најчешћа процеса коксовања су одложено коксовање и континуирано (контактно или флуидно) коксовање, који, у зависности од реакционог механизма, времена, температуре и сирове сировине, производе три врсте кокса – сунђер, саћасти и игличасти кокс. (Погледајте слику 8.)

Слика 8. Процес коксовања

• Одложено коксовање. Код одложеног коксовања, сировина се прво пуни у фракционатор да се одвоје лакши угљоводоници, а затим комбинује са тешким рециклираним уљем. Тешка сировина се доводи у пећ за коксовање и загрева до високих температура при ниским притисцима да би се спречило превремено коксовање у цевима грејача, стварајући делимично испаравање и благо пуцање. Мешавина течности/паре се пумпа из грејача у један или више бубњева за кокс, где се врући материјал држи приближно 24 сата (одложено) на ниским притисцима док не пукне у лакше производе. Након што кокс достигне унапред одређени ниво у једном бубњу, ток се преусмерава у други бубањ да би се одржао континуирани рад. Пара из бубњева се враћа у фракционатор да одвоји гас, нафту и гасна уља и да рециклира теже угљоводонике кроз пећ. Пуни бубањ се пари да би се уклонили неспуцали угљоводоници, хлади се убризгавањем воде и механички се испушта помоћу пужа који се диже са дна бубња, или хидраулички ломљењем слоја кокса водом под високим притиском која се избацује из ротационог резача.
• Континуирано коксовање. Континуирано (контактно или флуидно) коксовање је процес у покретном слоју који ради на нижим притисцима и вишим температурама од одложеног коксовања. У континуалном коксовању, термичко пуцање настаје коришћењем топлоте која се преноси са врућих рециклираних честица кокса на сировину у радијалној мешалици, тзв. реактор. Гасови и паре се узимају из реактора, гасе да би се зауставила даља реакција и фракционишу. Реаговани кокс улази у добош и подиже се у довод и класификатор где се уклањају веће честице кокса. Преостали кокс се убацује у предгрејач реактора за рециклажу са сировином. Процес је аутоматски по томе што постоји непрекидан ток кокса и сировине, а коксовање се дешава и у реактору и у бубњу.

 

Разматрања здравља и безбедности

Приликом коксања, контролу температуре треба држати у блиском распону, јер ће високе температуре произвести кокс који је сувише тешко изрезати из бубња. Супротно томе, прениске температуре ће резултирати високим садржајем асфалтне масе. Ако температура коксовања измакне контроли, може доћи до егзотермне реакције.

Код термичког пуцања када се прерађује кисела сировина, може доћи до корозије где су температуре метала између 232 °Ц и 482 °Ц. Чини се да кокс формира заштитни слој на металу изнад 482 °Ц. Међутим, корозија водоник-сулфида настаје када температуре нису правилно контролисане изнад 482 °Ц. Доњи део торња, високотемпературни измењивачи, пећи и бубњеви за намакање подложни су корозији. Континуиране термичке промене узрокују избочење и пуцање љуски коксног бубња.

Убризгавање воде или паре се користи да спречи накупљање кокса у цевима пећи за одложено коксовање. Вода мора бити потпуно испуштена из кокса, како не би дошло до експлозије при пуњењу врелим коксом. У хитним случајевима потребна су алтернативна средства за излаз са радне платформе на врху бачви за кокс.

Може доћи до опекотина при руковању врућим коксом, од паре у случају цурења паровода, или од топле воде, врућег кокса или вруће суспензије која се може избацити приликом отварања кокса. Постоји потенцијал за излагање ароматичним бензинима који садрже гасове бензена, водоник-сулфида и угљен-моноксида, као и за трагове канцерогених ПАХ-ова повезаних са операцијама коксовања. Отпадна кисела вода може бити високо алкална и садржати уље, сулфиде, амонијак и фенол. Када се кокс помера као суспензија, може доћи до исцрпљивања кисеоника у затвореним просторима као што су силоси за складиштење, јер влажни угљеник адсорбује кисеоник.

Процеси каталитичког крекинга

Каталитичким крекингом се сложени угљоводоници разбијају на једноставније молекуле како би се повећао квалитет и квантитет лакших, пожељнијих производа и смањила количина остатака. Тешки угљоводоници су изложени на високој температури и ниском притиску катализаторима који подстичу хемијске реакције. Овај процес преуређује молекуларну структуру, претварајући тешке угљоводоничке сировине у лакше фракције као што су керозин, бензин, ТНГ, лож уље и петрохемијске сировине (види слику 9 и слику 10). Избор катализатора зависи од комбинације највеће могуће реактивности и најбоље отпорности на хабање. Катализатори који се користе у рафинеријским јединицама за крекирање су типично чврсти материјали (зеолит, алуминијум хидросиликат, третирана бентонита глина, Фулерова земља, боксит и силицијум-алуминијум) који су у облику праха, перли, пелета или обликованих материјала који се називају екструдити.

Слика 9. Процес каталитичког пуцања

Слика 10. Шема процеса каталитичког крекинга

Постоје три основне функције у свим процесима каталитичког крекинга:

• Реакција — сировина реагује са катализатором и пуца у различите угљоводонике.
• Регенерација—катализатор се реактивира сагоревањем кокса.
• Фракционисање — крекирани ток угљоводоника се раздваја на различите производе.

 

Процеси каталитичког крекинга су веома флексибилни и радни параметри се могу прилагодити како би се задовољила променљива потражња за производима. Три основна типа процеса каталитичког крекинга су:

• течно каталитичко крекинг (ФЦЦ)
• каталитичко крекинг у покретном слоју
• термофор каталитичко крекинг (ТЦЦ).

 

Течно каталитичко пуцање

Каталитички крекери са флуидизованим слојем имају секцију катализатора (улаз, реактор и регенератор) и део за фракционисање, који раде заједно као интегрисана јединица за обраду. ФЦЦ користи фино прашкасти катализатор, суспендован у уљној пари или гасу, који делује као течност. Пукотине се одвијају у доводној цеви (рисеру) у којој мешавина катализатора и угљоводоника протиче кроз реактор.

ФЦЦ процес меша претходно загрејано пуњење угљоводоника са врућим, регенерисаним катализатором док улази у успон који води до реактора. Пуњење се комбинује са рециклираним уљем унутар успона, испарава и подиже се на температуру реактора помоћу врућег катализатора. Како смеша путује уз реактор, пуњење се пуца при ниском притиску. Ово пуцање се наставља све док се уљне паре не одвоје од катализатора у реакторским циклонима. Резултујући ток производа улази у колону где се раздваја на фракције, при чему се део тешког уља враћа назад у успон као рециклажно уље.

Потрошени катализатор се регенерише да би се уклонио кокс који се скупља на катализатору током процеса. Потрошени катализатор тече кроз депилатор катализатора до регенератора где се меша са загрејаним ваздухом, сагоревајући већину наслага кокса. Додат је свеж катализатор, а истрошени катализатор уклоњен да би се оптимизовао процес пуцања.

Каталитичко пуцање у покретном кревету

Каталитичко пуцање у покретном слоју је слично течном каталитичком крекингу; међутим, катализатор је у облику пелета уместо финог праха. Пелети се непрекидно крећу транспортером или пнеуматским цевима за подизање до резервоара за складиштење на врху јединице, а затим гравитацијом теку наниже кроз реактор до регенератора. Регенератор и резервоар су изоловани од реактора парним заптивкама. Крекирани производ се одваја на рециклажни гас, уље, бистрено уље, дестилат, бензин и влажни гас.

Тхермофор каталитичко крекинг

У термофор каталитичком крекингу, претходно загрејана сировина тече гравитацијом кроз слој каталитичког реактора. Паре се одвајају од катализатора и шаљу у торањ за фракционисање. Потрошени катализатор се регенерише, хлади и рециклира, а димни гас из регенерације се шаље у котао са угљен моноксидом за рекуперацију топлоте.

Разматрања здравља и безбедности

Редовно узорковање и тестирање сировина, производа и токова рециклаже треба да се обављају како би се осигурало да процес крекирања ради како је предвиђено и да ниједан загађивач није ушао у процесни ток. Корозивне супстанце или наслаге у сировини могу да загаде гасне компресоре. Приликом прераде киселе сирове, корозија се може очекивати тамо где су температуре ниже
482 °Ц. Корозија се дешава тамо где постоје и течне и парне фазе и у областима које су подложне локалном хлађењу, као што су млазнице и носачи платформе. Приликом обраде сировина са високим садржајем азота, изложеност амонијаку и цијаниду може да подвргне опрему од угљеничног челика у ФЦЦ надземном систему корозији, пуцању или формирању водоничних пликова, што се може свести на минимум испирањем водом или инхибиторима корозије. Испирање водом се може користити за заштиту надземних кондензатора у главној колони који су подвргнути прљању амонијум хидросулфидом.

Критичну опрему, укључујући пумпе, компресоре, пећи и измењиваче топлоте, треба прегледати. Инспекције треба да обухватају проверу цурења услед ерозије или других кварова као што су нагомилавање катализатора на експандерима, коксовање у надземним доводним водовима од остатака сировине и други неуобичајени услови рада.

Течни угљоводоници у катализатору или улазак у загрејану струју ваздуха за сагоревање могу изазвати егзотермне реакције. У неким процесима, морате бити опрезни како бисте осигурали да експлозивне концентрације прашине катализатора нису присутне током пуњења или одлагања. Приликом истовара коксованог катализатора постоји могућност пожара гвожђе-сулфида. Гвожђе сулфид ће се спонтано запалити када је изложен ваздуху, и стога га треба навлажити водом како би се спречило да постане извор паљења испарења. Коксовани катализатор се може или охладити на испод 49 °Ц пре избацивања из реактора, или прво бацити у контејнере који су прочишћени инертним азотом, а затим охлађени пре даљег руковања.

Могућност излагања екстремно врућим течностима или парама угљоводоника присутна је током процеса узорковања или ако дође до цурења или испуштања. Поред тога, излагање канцерогеним ПАХ, ароматичној нафте која садржи бензен, киселом гасу (гориви гас из процеса као што су каталитичко крекинг и хидротретман, који садржи водоник-сулфид и угљен-диоксид), водоник-сулфиду и/или гасу угљен-моноксида може се десити током ослобађања производ или пара. Ненамерно формирање високо токсичног карбонила никла може се десити у процесима пуцања који користе катализаторе никла са резултујућим потенцијалом опасних изложености.

Регенерација катализатора укључује уклањање паре и декокинг, што доводи до потенцијалног излагања течним отпадним токовима који могу садржати различите количине киселе воде, угљоводоника, фенола, амонијака, водоник-сулфида, меркаптана и других материјала, у зависности од сировина, сировина и процеса. Безбедна радна пракса и употреба одговарајуће личне заштитне опреме (ППЕ) су потребни када се рукује истрошеним катализатором, катализатором за поновно пуњење или ако дође до цурења или испуштања.

Процес хидрокрекинга

Хидрокрекинг је двостепени процес који комбинује каталитичко крекирање и хидрогенацију, при чему се фракције дестилата крекују у присуству водоника и специјалних катализатора да би се добили пожељнији производи. Хидрокрекинг има предност у односу на каталитичко крекинг јер се сировине са високим садржајем сумпора могу обрадити без претходног одсумпоравања. У том процесу, тешка ароматична сировина се претвара у лакше производе под веома високим притисцима и прилично високим температурама. Када сировина има висок садржај парафина, водоник спречава стварање ПАХ, смањује формирање катрана и спречава накупљање кокса на катализатору. Хидрокрекинг производи релативно велике количине изобутана за сировине за алкилацију, а такође изазива изомеризацију за контролу тачке стињавања и контролу тачке дима, а оба су важна у висококвалитетном млазном гориву.

У првој фази, сировина се меша са рециклираним водоником, загрева и шаље у примарни реактор, где се велика количина сировине претвара у средње дестилате. Једињења сумпора и азота се конвертују помоћу катализатора у реактору примарне фазе у водоник-сулфид и амонијак. Остатак се загрева и шаље у сепаратор високог притиска, где се гасови богати водоником уклањају и рециклирају. Преостали угљоводоници се уклањају или пречишћавају да би се уклонили водоник-сулфид, амонијак и лаки гасови, који се сакупљају у акумулатору, где се бензин одваја од киселог гаса.

Уклоњени течни угљоводоници из примарног реактора се мешају са водоником и шаљу у реактор друге фазе, где се разбијају у висококвалитетни бензин, млазно гориво и мешавине дестилата. Ови производи пролазе кроз серију сепаратора високог и ниског притиска за уклањање гасова који се рециклирају. Течни угљоводоници се стабилизују, цепају и уклањају, при чему се производи лаке нафте из хидрокрекера користе за мешање бензина, док се теже нафте рециклирају или шаљу у јединицу за каталитичку реформу. (Погледајте слику 11.)

Слика 11. Процес хидрокрекинга

Разматрања здравља и безбедности

Инспекција и испитивање сигурносних растерећења су важни због веома високих притисака у овом процесу. Потребна је одговарајућа контрола процеса да би се заштитили од зачепљења лежишта реактора. Због радних температура и присуства водоника, садржај водоник-сулфида у сировини мора бити стриктно сведен на минимум како би се смањила могућност озбиљне корозије. Корозија од влажног угљен-диоксида у областима кондензације такође се мора узети у обзир. Приликом обраде сировина са високим садржајем азота, амонијак и водоник-сулфид формирају амонијум хидросулфид, који изазива озбиљну корозију на температурама испод тачке росе воде. Амонијум хидросулфид је такође присутан у уклањању киселе воде. Пошто хидрокрекер ради на веома високим притисцима и температурама, контрола цурења угљоводоника и испуштања водоника је важна за спречавање пожара.

Пошто је ово затворен процес, изложеност је минимална у нормалним условима рада. Постоји потенцијал за излагање алифатској нафте која садржи бензен, канцерогене ПАХ, угљоводоничне гасове и емисије паре, гас богат водоником и гас сумпороводика као резултат цурења под високим притиском. Током регенерације и замене катализатора могу се ослободити велике количине угљен моноксида. Уклањање паре катализатора и регенерација стварају отпадне токове који садрже киселу воду и амонијак. Приликом руковања истрошеним катализатором потребна је безбедна радна пракса и одговарајућа лична заштитна опрема. У неким процесима је потребна пажња да се осигура да се током пуњења не формирају експлозивне концентрације каталитичке прашине. Истовар коксованог катализатора захтева посебне мере предострожности за спречавање пожара изазваних гвожђем сулфидом. Коксовани катализатор треба или да се охлади на испод 49 °Ц пре бацања, или да се стави у посуде инертиране азотом док се не охлади.

Комбиновање процеса

Два процеса комбиновања, полимеризација алкилација, користе се за спајање малих молекула са недостатком водоника, тзв олефини, опорављен од термичког и каталитичког крекинга, како би се створиле пожељније залихе бензина за мешање.

Полимеризација

Полимеризација је процес комбиновања два или више незасићених органских молекула (олефина) да би се формирао један, тежи молекул са истим елементима у истој пропорцији као и оригинални молекул. Конвертује гасовите олефине, као што су етилен, пропилен и бутилен претворене у јединицама за термички и флуидни крекинг, у теже, сложеније молекуле са већим октаном, укључујући нафтену и петрохемијску сировину. Олефинска сировина се претходно обрађује да би се уклонила једињења сумпора и други непожељни, а затим се пропушта преко фосфорног катализатора, обично чврстог катализатора или течне фосфорне киселине, где долази до егзотермне полимерне реакције. Ово захтева употребу расхладне воде и убризгавање хладне сировине у реактор за контролу температуре на различитим притисцима. Киселина из течности се уклања каустичним прањем, течности се фракционишу, а кисели катализатор се рециклира. Пара се фракционише да би се уклонили бутани и неутралише да би се уклонили трагови киселине. (Погледајте слику 12.)

Слика 12. Процес полимеризације

Тешка корозија, која доводи до квара опреме, ће се појавити ако вода дође у контакт са фосфорном киселином, као што је током прања водом при искључењу. Корозија се такође може јавити у цевоводима, бојлерима, измењивачима и другим местима где се киселина може таложити. Постоји могућност излагања каустичном испирању (натријум хидроксиду), фосфорној киселини која се користи у процесу или испрана током ремонта и прашини катализатора. Потенцијал за неконтролисану егзотермну реакцију постоји ако дође до губитка воде за хлађење.

Алкилација

Алкилација комбинује молекуле олефина произведених каталитичким крекингом са молекулима изопарафина како би се повећала запремина и октан мешавина бензина. Олефини ће реаговати са изопарафинима у присуству високо активног катализатора, обично сумпорне киселине или флуороводоничне киселине (или алуминијум хлорида) да би се створио парафински молекул дугог ланца, тзв. алкоксид (изо-октан), са изузетним квалитетом против детонације. Алкилат се затим одваја и фракционише. Релативно ниске температуре реакције од 10°Ц до 16°Ц за сумпорну киселину, 27°Ц до 0°Ц за флуороводоничну киселину (ХФ) и 0°Ц за алуминијум хлорид, контролишу се и одржавају хлађењем. (Погледајте слику 13.)

Слика 13. Процес алкилације

Алкилација сумпорне киселине. У јединицама за алкилацију сумпорне киселине каскадног типа, сировине, укључујући пропилен, бутилен, амилен и свеж изобутан, улазе у реактор, где долазе у контакт са катализатором сумпорне киселине. Реактор је подељен на зоне, при чему се олефини доводе кроз дистрибутере у сваку зону, а сумпорна киселина и изобутани теку преко преграда од зоне до зоне. Реакциона топлота се уклања испаравањем изобутана. Гас изобутан се уклања са врха реактора, хлади и рециклира, а део се усмерава ка торњу за депропанизатор. Остаци из реактора се таложе, а сумпорна киселина се уклања са дна посуде и поново циркулише. Каустични и/или водени скрубери се користе за уклањање малих количина киселине из процесне струје, која затим иде у торањ за деизобутанизатор. Горњи део дебутанизатора изобутан се рециклира, а преостали угљоводоници се одвајају у торњу за понављање и/или шаљу на мешање.

Алкилација флуороводоничном киселином. Постоје две врсте процеса алкилације флуороводоничне киселине: Пхиллипс и УОП. У Пхиллипс процесу, сировина олефина и изобутана се суши и доводи у комбиновани реактор/таложник. Угљоводоник из зоне таложења се пуни у главни фракционатор. Главни део фракционатора иде у депропанизатор. Пропан, са количинама флуороводоничне киселине у траговима (ХФ), иде у ХФ стрипер, а затим се каталитички дефлуорише, третира и шаље у складиште. Изобутан се повлачи из главног фракционатора и рециклира у реактор/таложник, а алкилат са дна главног фракционатора се шаље у цепач.

УОП процес користи два реактора са одвојеним таложницима. Половина осушене сировине се пуни у први реактор, заједно са рециклажним и допунским изобутаном, а затим у његов таложник, где се киселина рециклира, а угљоводоник пуни у други реактор. Друга половина сировине одлази у други реактор, при чему се киселина за таложење рециклира, а угљоводоници се пуне у главни фракционатор. Накнадна обрада је слична Пхиллипс-у по томе што горњи део главног фракционатора иде у депропанизатор, изобутан се рециклира и алкилат се шаље у цепач.

Разматрања здравља и безбедности

Сумпорна киселина и флуороводонична киселина су опасне хемикалије и брига током испоруке и истовара киселине је неопходна. Постоји потреба за одржавањем концентрације сумпорне киселине од 85 до 95% за добар рад и минимизирање корозије. Да би се спречила корозија од флуороводоничне киселине, концентрације киселине унутар процесне јединице морају се одржавати изнад 65%, а влага испод 4%. До неке корозије и прљања у јединицама сумпорне киселине долази услед разградње естара сумпорне киселине, или где се додаје каустична киселина ради неутрализације. Ови естри се могу уклонити третирањем свежом киселином и прањем топлом водом.

Поремећаји могу бити узроковани губитком расхладне воде потребне за одржавање температуре процеса. Притисак на страни измењивача воде за хлађење и паре треба да буде испод минималног притиска на страни за киселину да би се спречила контаминација воде. Вентилациони отвори могу да се усмере на чистаче соде да би се неутралисали гасовити флуороводоник или паре флуороводоничне киселине пре испуштања. Ивичњаци, дренажа и изолација могу бити обезбеђени за задржавање процесне јединице тако да се ефлуент може неутралисати пре испуштања у канализациони систем.

Јединице флуороводоничне киселине треба темељно испразнити и хемијски очистити пре окретања и уласка, како би се уклонили сви трагови гвожђе-флуорида и флуороводоничне киселине. Након гашења, где је коришћена вода, уређај треба добро осушити пре него што се унесе флуороводонична киселина. Цурење, просипање или испуштање које укључује флуороводоничну киселину или угљоводонике који садрже флуороводоничну киселину су изузетно опасни. Мере предострожности су неопходне како би се осигурало да се опремом и материјалима који су били у контакту са киселином пажљиво рукује и да се темељно очисте пре него што напусте процесну област или рафинерију. За неутрализацију опреме која је дошла у контакт са флуороводоничном киселином се често обезбеђују урањајуће каце за прање.

Постоји потенцијал за озбиљна опасна и токсична изложеност уколико дође до цурења, просипања или испуштања. Директан контакт са сумпорном или флуороводоничном киселином ће изазвати озбиљна оштећења коже и очију, а удисање киселе магле или испарења угљоводоника која садржи киселину ће изазвати јаку иритацију и оштећење респираторног система. Треба користити посебне мере предострожности за хитне случајеве и обезбедити заштиту која одговара потенцијалној опасности и подручјима која су евентуално погођена. Безбедна радна пракса и одговарајућа лична заштитна опрема за кожу и дисање су потребни тамо где постоји потенцијална изложеност флуороводоничним и сумпорним киселинама током нормалних операција, као што су очитавање мерача, инспекција и процес узорковања, као и током реаговања у ванредним ситуацијама, одржавања и ремонта. Требало би да постоје процедуре како би се осигурало да се заштитна опрема и одећа која се носи у активностима сумпорне или флуороводоничне киселине, укључујући хемијска заштитна одела, покриваче за главу и ципеле, рукавице, заштиту за лице и очи и заштитну опрему за дисање, темељно очисте и деконтаминирају пре поновног издавања.

Преуређење процеса

Каталитичко реформисање изомеризација су процеси који преуређују молекуле угљоводоника да би произвели производе са различитим карактеристикама. Након пуцања, неки токови бензина, иако одговарајуће молекуларне величине, захтевају даљу обраду да би побољшали своје перформансе, јер им недостају неки квалитети, као што су октански број или садржај сумпора. Реформисањем водоника (парним) добија се додатни водоник за употребу у преради хидрогенизације.

Каталитичко реформисање

Процеси каталитичког реформисања претварају нискооктанске тешке нафте у ароматичне угљоводонике за петрохемијске сировине и високооктанске компоненте бензина, тзв. реформише, молекуларним преуређењем или дехидрогенацијом. У зависности од сировине и катализатора, реформати се могу произвести са веома високим концентрацијама толуена, бензола, ксилена и других аромата корисних у мешању бензина и петрохемијској преради. Водоник, значајан нуспроизвод, се одваја од реформата за рециклажу и употребу у другим процесима. Добијени производ зависи од температуре и притиска реактора, коришћеног катализатора и брзине рециклаже водоника. Неки каталитички реформатори раде на ниском, а други на високом притиску. Неки системи каталитичког реформинга континуирано регенеришу катализатор, неки објекти регенеришу све реакторе током регенерације, а други узимају један по један реактор ван струје ради регенерације катализатора.

У каталитичком реформингу, сировина нафте се претходно третира водоником да би се уклонили загађивачи као што су једињења хлора, сумпора и азота, која би могла отровати катализатор. Производ се флешује и фракционише у торњевима где се уклањају преостали загађивачи и гасови. Сировина од десумпоризоване нафте се шаље у каталитички реформатор, где се загрева до паре и пролази кроз реактор са стационарним слојем биметалног или металног катализатора који садржи малу количину платине, молибдена, ренијума или других племенитих метала. Две примарне реакције које се дешавају су производња високооктанских ароматика уклањањем водоника из молекула сировине и конверзија нормалних парафина у разгранате или изопарафине.

У платформинг, још један процес каталитичког реформисања, сировина која није хидродесулфуризована се комбинује са рециклираним гасом и прво пролази преко јефтинијег катализатора. Све преостале нечистоће се претварају у водоник-сулфид и амонијак и уклањају пре него што струја прође преко платинастог катализатора. Пара богата водоником циркулише да би инхибирала реакције које могу отровати катализатор. Излаз из реактора се раздваја на течни реформат, који се шаље у торањ за уклањање и гас, који се компресује и рециклира. (Погледајте слику 14.)

Слика 14. Процес каталитичког реформисања

Оперативне процедуре су потребне за контролу врућих тачака током покретања. Мора се пазити да се катализатор не сломи или згњечи приликом пуњења лежишта, јер ће мале ситне честице зачепити сита реформатора. Потребне су мере предострожности против прашине приликом регенерације или замене катализатора. Током регенерације катализатора може доћи до малих емисија угљен-моноксида и водоник-сулфида.

Испирање водом треба узети у обзир тамо где је дошло до запрљања стабилизатора у реформаторима због стварања амонијум хлорида и соли гвожђа. Амонијум хлорид се може формирати у измењивачима за претходну обраду и изазвати корозију и прљање. Хлороводоник, хидрогенацијом једињења хлора, може да формира киселине или со амонијум хлорида. Постоји могућност излагања алифатичним и ароматичним бензинима, процесном гасу богатом водоником, сумпороводонику и бензену уколико дође до цурења или испуштања.

Изомеризација

Изомеризација претвара n-бутан, n-пентан и n-хексана у њихове одговарајуће изопарафине. Неке од нормалних парафинских компоненти равног ланца лаке равне нафте имају низак октан. Они се могу конвертовати у високооктанске изомере разгранатог ланца преуређивањем веза између атома, без промене броја или врста атома. Изомеризација је слична каталитичком реформисању по томе што су молекули угљоводоника преуређени, али за разлику од каталитичког реформисања, изомеризација само претвара нормалне парафине у изопарафине. Изомеризација користи другачији катализатор од каталитичког реформинга.

Два различита процеса изомеризације су бутан (Ц₄) и пентан/хексан. (Ц₅/C₆).

Бутан (Ц₄) изомеризација производи сировину за алкилацију. Процес на нижим температурама користи високо активан катализатор алуминијум хлорида или хлороводоника без грејача за изомеризацију n-бутан. Обрађена и претходно загрејана сировина се додаје у струју рециклаже, помеша са ХЦл и пропушта кроз реактор (види слику 15).

Слика 15. Ц4 изомеризација

Пентан/хексан изомеризација се користи за повећање октанског броја конверзијом n-пентан и n-хексан. У типичном процесу изомеризације пентан/хексана, осушена и десулфуризована сировина се меша са малом количином органског хлорида и рециклираног водоника и загрева до температуре реактора. Затим се пропушта преко металног катализатора на подлози у првом реактору, где се хидрогенишу бензол и олефини. Напајање затим иде у реактор за изомеризацију, где се парафини каталитички изомеризују у изопарафине, хладе и прослеђују у сепаратор. Гас сепаратора и водоник, са додатним водоником, се рециклирају. Течност се неутралише алкалним материјалима и шаље у колону за уклањање, где се хлороводоник обнавља и рециклира. (Погледајте слику 16.)

Слика 16. Процес изомеризације

Ако сировина није потпуно осушена и одсумпорана, постоји потенцијал за стварање киселине, што доводи до тровања катализатора и корозије метала. Не сме се дозволити да вода или пара уђу у просторе где је присутан хлороводоник. Потребне су мере предострожности како би се спречило да ХЦл уђе у канализацију и одводе. Постоји могућност излагања испарењима и течностима изопентана и алифатичне нафте, као и процесном гасу богатом водоником, хлороводоничкој киселини и хлороводонику, као и прашини када се користи чврсти катализатор.

Производња водоника (реформисање паром)

Водоник високе чистоће (95 до 99%) је потребан за хидродесулфуризацију, хидрогенацију, хидрокрекинг и петрохемијске процесе. Ако се не производи довољно водоника као нуспроизвод рафинеријских процеса да би се задовољила укупна потражња рафинерије, потребна је производња додатног водоника.

У реформисању водене паре, одсумпорисани гасови се мешају са прегрејаном паром и реформишу у цевима које садрже катализатор на бази никла. Реформисани гас, који се састоји од паре, водоника, угљен-моноксида и угљен-диоксида, се хлади и пролази кроз претвараче где угљен-моноксид реагује са паром дајући водоник и угљен-диоксид. Угљен диоксид се пере растворима амина и испушта у атмосферу када се раствори реактивирају загревањем. Сваки угљен моноксид који остане у струји производа се претвара у метан. (Погледајте слику 17.)

Слика 17. Процес парног реформисања

Инспекције и испитивања се морају спровести тамо где постоји могућност квара вентила због загађивача у водонику. Пренос из каустичних пречистача да би се спречила корозија у предгрејачима мора се контролисати, а хлориди из система сировине или паре морају бити спречени да уђу у реформер цеви и контаминирају катализатор. Изложеност може бити последица контаминације кондензата процесним материјалима као што су каустици и једињења амина, као и вишак водоника, угљен-моноксида и угљен-диоксида. Постоји могућност опекотина од врућих гасова и прегрејане паре уколико дође до ослобађања.

Разни рафинеријски процеси

База мазива и процеси воска

Уља и воскови за подмазивање се рафинишу из различитих фракција атмосферске и вакуум дестилације. Проналаском вакуумске дестилације откривено је да воштани остатак чини боље мазиво од било које од животињских масти које су тада биле у употреби, што је био почетак модерне технологије рафинирања угљоводоника, чији је примарни циљ уклањање нежељених производа, као што су асфалти, сулфонирани аромати и парафински и изопарафински воскови из заосталих фракција у циљу производње висококвалитетних мазива. Ово се постиже низом процеса укључујући деасфалтирање, екстракцију растварачем и процесе сепарације и третмана као што су депаратизација и хидрофиниширање. (Види слику 18)

Слика 18. Процес производње уља за подмазивање и воска

У екстракцијској преради, редукована сирова сировина из вакуумске јединице се деасфалтира пропаном и комбинује са сировином за уље за подмазивање, претходно загрева и екстрахује растварачем да би се произвела сировина која се зове рафинат. У типичном процесу екстракције који користи фенол као растварач, сировина се меша са фенолом у делу за третман на температурама испод 204 °Ц. Фенол се затим одваја од рафината и рециклира. Рафинат се затим може подвргнути другом процесу екстракције који користи фурфурал за одвајање ароматичних једињења од неароматичних угљоводоника, чиме се добија рафинат светлије боје са побољшаним индексом вискозности и оксидационом и термичком стабилношћу.

Очишћени рафинат такође може бити подвргнут даљој обради ради побољшања квалитета основног материјала. Адсорбенти глине се користе за уклањање тамно обојених, нестабилних молекула из базних уља за подмазивање. Алтернативни процес, хидрофиниширање подмазивањем, пропушта врући девоскани рафинат и водоник кроз катализатор који незнатно мења молекуларну структуру, што резултира уљем светлије боје са побољшаним карактеристикама. Третиране основне сировине за мазива се затим мешају и/или мешају са адитивима како би се задовољиле захтеване физичке и хемијске карактеристике моторних уља, индустријских мазива и уља за обраду метала.

Две различите врсте воска који се добијају из сирове нафте су парафински восак, произведен од дестилата, и микрокристални восак, произведен од заосталих залиха. Рафинат из јединице за екстракцију садржи значајну количину воска, који се може уклонити екстракцијом растварачем и кристализацијом. Рафинат је помешан са растварачем, као што је пропан, метил етил кетон (МЕК) и смеша толуена или метил изобутил кетон (МИБК), и претходно охлађен у измењивачима топлоте. Температура кристализације се постиже испаравањем пропана у резервоарима за довод хладњака и филтера. Восак се континуирано уклања филтерима и испире хладним растварачем да би се повратило задржано уље. Растварач се извлачи из депарафинисаног рафината испаравањем и уклањањем паре и рециклира.

Восак се загрева врелим растварачем, охлади, филтрира и завршно опере да би се уклонили сви трагови уља. Пре него што се восак употреби, може се хидрофинисати како би се побољшао његов мирис и елиминисали сви трагови аромата како би се восак могао користити у преради хране. Рафинат без парафина, који садржи мале количине парафина, нафтена и неких ароматика, може се даље прерађивати за употребу као базна уља за подмазивање.

Контрола температуре уређаја за обраду је важна за спречавање корозије од фенола. Восак може зачепити канализацију или системе за одвод уља и ометати третман отпадних вода. Постоји могућност излагања процесним растварачима као што су фенол, пропан, мешавина метил етил кетона и толуена или метил изобутил кетон. Удисање угљоводоничних гасова и пара, ароматичне нафте која садржи бензен, водоник-сулфид и процесни гас богат водоником представља опасност.

Прерада асфалта

Након операција примарне дестилације, асфалт је део заосталих материја који захтева даљу обраду да би се дале карактеристике потребне за његову коначну употребу. Асфалт за кровне материјале се производи удувавањем ваздуха. Остатак се загрева у цеви која је још увек скоро до тачке паљења и пуни се у кулу за издувавање где се врућ ваздух убризгава током унапред одређеног временског периода. Дехидрогенацијом асфалта настаје водоник-сулфид, а оксидацијом настаје сумпор-диоксид. Пара се користи за покривање врха торња како би увукла загађиваче, и пролази кроз чистач да кондензује угљоводонике.

Вакумска дестилација се углавном користи за производњу путног катранског асфалта. Остатак се загрева и пуни у колону где се примењује вакуум да би се спречило пуцање.

Кондензована пара из различитих процеса асфалтирања ће садржати угљоводонике у траговима. Сваки поремећај вакуума може довести до уласка атмосферског ваздуха и накнадног пожара. У производњи асфалта, подизање температуре дна вакуумског торња ради побољшања ефикасности може произвести метан термичким пуцањем. Ово ствара паре у резервоарима за складиштење асфалта који су у запаљивом опсегу, али се не могу открити блиц тестирањем. Издувавање ваздуха може створити неке полинуклеарне ароматике (тј. ПАХ). Кондензована пара из процеса удувавања асфалта може такође да садржи различите загађиваче.

Процеси заслађивања и третмана угљоводоника

Многи производи, као што су термална бензина добијена висбреакингом, коксовањем или термичким крекингом, и бензина са високим садржајем сумпора и дестилати из дестилације сирове нафте, захтевају третман да би се користили у мешавинама бензина и лож уља. Производи дестилације, укључујући керозин и друге дестилате, могу садржати трагове ароматика, а нафтени и базне материје уља за подмазивање могу садржати восак. Ови непожељни састојци се уклањају или у средњим фазама рафинације или непосредно пре слања производа на мешање и складиштење, процесима рафинације као што су екстракција растварачем и депарасирање растварачем. Различити полупроизводи и готови производи, укључујући средње дестилате, бензин, керозин, млазно гориво и киселе гасове треба да се осуше и засладе.

Третман се врши или у средњој фази процеса рафинације или непосредно пре слања готових производа на мешање и складиштење. Третирањем се уклањају загађивачи из уља, као што су органска једињења која садрже сумпор, азот и кисеоник, растворене метале, неорганске соли и растворљиве соли растворене у емулгованој води. Материјали за третман укључују киселине, раствараче, алкалије и средства за оксидацију и адсорпцију. Третмани киселином се користе за побољшање мириса, боје и других својстава мазива, за спречавање корозије и контаминације катализатора и за побољшање стабилности производа. Водоник-сулфид који је уклоњен из „сувог” киселог гаса помоћу апсорбујућег средства (диетаноламин) се спаљује, користи као гориво или претвара у сумпор. Тип третмана и агенаса зависе од сирове сировине, међупроцеса и спецификација крајњег производа.

Процеси третмана растварачем

Екстракција растварача одваја ароматике, нафтене и нечистоће из токова производа растварањем или таложењем. Екстракција растварачем спречава корозију, штити катализатор у наредним процесима и побољшава готове производе уклањањем незасићених, ароматичних угљоводоника из мазива и мазива.

Сировина се суши и подвргава континуираном противструјном третману растварачем. У једном процесу, сировина се испере течношћу у којој су супстанце које се уклањају растворљивије него у жељеном резултујућем производу. У другом процесу, додају се одабрани растварачи, што доводи до таложења нечистоћа из производа. Растварач се одваја од струје производа загревањем, испаравањем или фракционисањем, са заосталим количинама у траговима који се затим уклањају из рафината уклањањем паре или вакуумским флешовањем. За одвајање неорганских једињења може се користити електрична преципитација. Растварач се затим регенерише да би се поново користио у процесу.

Типичне хемикалије које се користе у процесу екстракције укључују широк спектар киселина, алкалија и растварача, укључујући фенол и фурфурал, као и оксидационе агенсе и адсорпционе агенсе. У процесу адсорпције, високо порозни чврсти материјали сакупљају течне молекуле на својим површинама. Избор специфичних процеса и хемијских агенаса зависи од природе сировине која се третира, присутних загађивача и захтева за готовим производима. (Погледајте слику 19.)

Слика 19. Процес екстракције растварачем

Депарасирање растварачем уклања восак из дестилата или резидуалних базних сировина и може се применити у било којој фази процеса рафинације. Приликом депаравања растварачем, воштане сировине се хладе измењивачем топлоте и хлађењем, а растварач се додаје да би помогао у развоју кристала који се уклањају вакуум филтрацијом. Депарафинисано уље и растварач се испиру и уклањају, а восак пролази кроз таложник воде, фракционатор растварача и флеш торањ. (Погледајте слику 20.)

Слика 20. Процес депарасирања растварачем

Де-асфалтирање растварачем раздваја фракције тешке нафте за производњу тешког уља за подмазивање, сировина за каталитичко крекирање и асфалта. Сировина и течни пропан (или хексан) се пумпају у кулу за екстракцију на прецизно контролисаним смешама, температурама и притисцима. Одвајање се дешава у контактору са ротирајућим диском, на основу разлика у растворљивости. Производи се затим испаравају и паром уклањају да би се повратио пропан за рециклажу. Деасфалтирање растварачем такође уклања једињења сумпора и азота, метале, остатке угљеника и парафине из сировине. (Погледајте слику 21.)

Слика 21. Процес деасфалтирања растварачем

Разматрања здравља и безбедности.

Код депаравања растварачем, прекид вакуума ће створити потенцијалну опасност од пожара дозвољавајући ваздуху да уђе у јединицу. Постоји могућност излагања парама растварача за депаравање, мешавини МЕК-а и толуена. Иако је екстракција растварачем затворен процес, постоји потенцијална изложеност канцерогеним ПАХ у процесним уљима и растварачима за екстракцију као што су фенол, фурфурал, гликол, МЕК, амини и друге процесне хемикалије током руковања и операција.

Де-асфалтирање захтева тачну контролу температуре и притиска како би се избегло узнемиравање. Поред тога, влага, вишак растварача или пад радне температуре могу изазвати пењење што утиче на контролу температуре производа и може изазвати поремећај. Контакт са врелим токовима уља изазива опекотине коже. Постоји потенцијал за излагање токовима врућег уља који садрже канцерогена полициклична ароматична једињења, течни пропан и паре пропана, водоник-сулфид и сумпор-диоксид.

Процеси хидротретирања

Хидротретман се користи за уклањање око 90% загађивача, укључујући азот, сумпор, метале и незасићене угљоводонике (олефине), из течних нафтних фракција, као што је бензин за директну производњу. Хидротретман је сличан хидрокрекингу по томе што се и водоник и катализатор користе за обогаћивање садржаја водоника у сировини олефина. Међутим, степен засићења није тако велики као онај који се постиже хидрокрекингом. Типично, хидротретман се врши пре процеса као што је каталитичко реформисање, тако да катализатор није контаминиран нетретираном сировином. Хидротретман се такође користи пре каталитичког крекинга за смањење сумпора и побољшање приноса производа, као и за надоградњу фракција средњег дестилата нафте у готов керозин, дизел гориво и лож уља.

Процеси хидротретирања се разликују у зависности од сировина и катализатора. Хидродесулфуризација уклања сумпор из керозина, смањује ароматичне карактеристике и карактеристике стварања гуме и засићује све олефине. Хидроформирање је процес дехидрогенације који се користи за обнављање вишка водоника и производњу високооктанског бензина. Хидротретирани производи се мешају или користе као сировина за каталитички реформинг.

In каталитичка хидродесулфуризација, сировина је деаерирана, помешана са водоником, претходно загрејана и напуњена под високим притиском кроз каталитички реактор са фиксним слојем. Водоник се одваја и рециклира, а производ се стабилизује у колони за скидање где се уклањају светли крајеви.

Током овог процеса, једињења сумпора и азота присутна у сировини се претварају у водоник-сулфид (Х₂С) и амонијак (НХ₃). Заостали водоник-сулфид и амонијак се уклањају или уклањањем паре, комбинованим сепаратором високог и ниског притиска или испирањем амина који обнавља водоник-сулфид у висококонцентрованој струји погодној за претварање у елементарни сумпор. (Погледајте слику 22 и слику 23.)

Слика 22. Процес хидродесулфуризације

Слика 23. Шема процеса хидродесулфуризације

Приликом хидротретирања, садржај водоник-сулфида у сировини мора бити строго контролисан на минимум да би се смањила корозија. Хлороводоник се може формирати и кондензовати као хлороводонична киселина у деловима јединице са нижом температуром. Амонијум хидросулфид се може формирати у јединицама на високој температури и под високим притиском. У случају испуштања, постоји могућност излагања ароматичним испарењима нафте која садрже бензол, водоник-сулфид или водоник, или амонијаку уколико дође до цурења или изливања киселе воде. Фенол такође може бити присутан ако се обрађују сировине са високом тачком кључања.

Прекомерно време контакта и/или температура ће изазвати коксовање у јединици. Потребно је предузети мере предострожности при истовару коксованог катализатора из јединице како би се спречио пожар гвожђе-сулфида. Коксовани катализатор треба да се охлади на испод 49 °Ц пре уклањања или да се баци у канте инертиране азотом где се може охладити пре даљег руковања. Специјални адитиви против пене се могу користити за спречавање тровања катализатора услед преношења силикона у сировину за кокс.

Други процеси заслађивања и третмана

Процеси третмана, сушења и заслађивања се користе за уклањање нечистоћа из мешавине. (Погледајте слику 24.)

Слика 24. Процеси заслађивања и третмана

Процеси заслађивања користе ваздух или кисеоник. Ако вишак кисеоника уђе у ове процесе, могуће је да дође до пожара у таложнику услед стварања статичког електрицитета. Постоји потенцијал за излагање водоник-сулфиду, сумпор-диоксиду, каустику (натријум хидроксид), истрошеном каустику, истрошеном катализатору (Мерок), прашини катализатора и заслађивачима (натријум карбонат и натријум бикарбонат).

Постројења за амин (третман киселим гасом).

Кисели гас (гориви гас из процеса као што су каталитичко крекинг и хидротретман, који садржи водоник-сулфид и угљен-диоксид) мора се третирати пре него што се може користити као гориво за рафинерију. Постројења амина уклањају киселе загађиваче из токова киселог гаса и угљоводоника. У постројењима за производњу амина, гасови и течни токови угљоводоника који садрже угљен-диоксид и/или водоник сулфид се напајају у кулу за апсорпцију гаса или течни контактор, где се кисели загађивачи апсорбују растворима амина у супротном току — моноетаноламина (МЕА), диетаноламина (ДЕА) или метилдиетаноламина. (МДЕА). Уклоњени гас или течност се уклањају изнад главе, а амин се шаље у регенератор. У регенератору се киселе компоненте уклањају топлотом и поновним кључањем и одлажу, док се амин рециклира.

Да би се корозија свела на најмању могућу меру, потребно је успоставити одговарајуће радне праксе и контролисати температуру дна регенератора и бојлера. Кисеоник треба држати ван система да би се спречила оксидација амина. Постоји потенцијал за излагање аминским једињењима (тј. МЕА, ДЕА, МДЕА), водоник-сулфиду и угљен-диоксиду.

Заслађивање и сушење

Заслађивање (уклањање меркаптана) третира једињења сумпора (водоник-сулфид, тиофен и меркаптан) ради побољшања боје, мириса и оксидационе стабилности и смањује концентрацију угљен-диоксида у бензину. Неки меркаптани се уклањају тако што производ дође у контакт са хемикалијама растворљивим у води (нпр. сумпорном киселином) које реагују са меркаптанима. Каустична течност (натријум хидроксид), једињења амина (диетаноламин) или катализатор са фиксним слојем заслађивања могу се користити за претварање меркаптана у мање непријатне дисулфиде.

Сушење производа (уклањање воде) се постиже апсорпцијом воде, са или без адсорпционих агенаса. Неки процеси се истовремено суше и заслађују адсорпцијом на молекуларним ситом.

Опоравак сумпора

Рекуперација сумпора уклања водоник-сулфид из киселих гасова и токова угљоводоника. Цлаусе процес претвара водоник-сулфид у елементарни сумпор коришћењем термичких и каталитичких реакција. Након сагоревања водоник-сулфида у контролисаним условима, лонци за избацивање уклањају воду и угљоводонике из токова напојног гаса, који се затим излажу катализатору да би се повратио додатни сумпор. Паре сумпора од сагоревања и конверзије се кондензују и обнављају.

Третман репног гаса

И оксидација и редукција се користе за третман отпадног гаса из јединица за рекуперацију сумпора, у зависности од састава гаса и економичности рафинерије. Оксидациони процеси сагоревају остатак гаса да би се сва једињења сумпора претворила у сумпор-диоксид, а процеси редукције претварају једињења сумпора у водоник-сулфид.

Чишћење водоник-сулфидом

Прочишћавање водоник-сулфидом је примарни процес обраде сировине угљоводоника који се користи за спречавање тровања катализатором. У зависности од сировине и природе загађивача, методе одсумпоравања ће варирати од апсорпције активног угља на собној температури до високотемпературне каталитичке хидрогенације праћене третманом цинк оксидом.

Сат и незасићени гасни погони

Сировине из различитих рафинеријских јединица шаљу се у постројења за пречишћавање гаса, где се бутани и бутени уклањају за употребу као сировина за алкилацију, теже компоненте се шаљу у мешање бензина, пропан се добија за ТНГ и пропилен се уклања за употребу у петрохемији.

Сат гасна постројења одвојене компоненте од рафинеријских гасова, укључујући бутане за алкилацију, пентане за мешање бензина, ТНГ за гориво и етан за петрохемију. Постоје два различита процеса засићеног гаса: апсорпционо-фракционисање или право фракционисање. У апсорпционо-фракционисању, гасови и течности из различитих јединица се доводе у апсорбер/деетанизатор где Ц₂ а лакше фракције се одвајају апсорпцијом мршавог уља и уклањају за употребу као гориво за гориво или петрохемијско напајање. Преостале теже фракције се уклањају и шаљу у дебутанизатор, а мршаво уље се рециклира назад у апсорбер/деетанизатор. Ц₃/C₄ се одваја од пентана у дебутанизатору, прочишћава да би се уклонио водоник-сулфид и доводи до разделника да се одвоје пропан и бутан. Фаза апсорпције се елиминише у постројењима за фракционисање. Процеси засићеног гаса зависе од потражње за сировинама и производима.

Корозија настаје услед присуства водоник-сулфида, угљен-диоксида и других једињења као резултат претходног третмана. Токове који садрже амонијак треба осушити пре обраде. Адитиви против обраштања се користе у апсорпционом уљу за заштиту измењивача топлоте. Инхибитори корозије се користе за контролу корозије у надземним системима. Постоји могућност да се излагање водоник-сулфиду, угљен-диоксиду, натријум хидроксиду, МЕА, ДЕА и МДЕА пренесе из претходног третмана.

Незасићена гасна постројења опоравити лаке угљоводонике из токова влажних гасова из каталитичких крекера и надземних акумулатора са одложеним коксом или пријемника за фракционисање. У типичном процесу, влажни гасови се компримују и третирају амином да би се уклонио водоник-сулфид било пре или после уласка у фракциони апсорбер, где се мешају у истовремени ток дебутанизованог бензина. Лаке фракције се одвајају топлотом у бојлеру, при чему се отпадни гас шаље у сунђер апсорбер, а дно се шаље у дебутанизатор. Део дебутанизованог угљоводоника се рециклира, а остатак иде у цепач за одвајање. Горњи гасови иду у депропанизатор за употребу као сировина за јединицу алкилације. (Погледајте слику 25.)

Слика 25. Процес незасићеног гасног постројења

Корозија може настати од влажног водоник-сулфида и цијанида у незасићеним гасним постројењима која рукују ФЦЦ сировинама. Корозија од водоник-сулфида и наслага у секцијама високог притиска гасних компресора од амонијумових једињења је могућа када су сировине из одложеног коксера или ТЦЦ. Постоји потенцијал за излагање водоник-сулфиду и аминским једињењима као што су МЕА, ДЕА и МДЕА.

Процеси мешања бензина, дестилатног горива и мазива

Мешање је физичка мешавина више различитих течних угљоводоничних фракција за производњу готових производа са специфичним жељеним карактеристикама. Производи се могу мешати у линији кроз систем разводника или серијски мешати у резервоарима и посудама. Ин-лине мешање бензина, дестилата, млазног горива и базних залиха мазива се постиже убризгавањем пропорционалних количина сваке компоненте у главни ток где турбуленција промовише темељно мешање.

• Бензини су мешавине реформата, алкилата, директног бензина, термичких и каталитички крекираних бензина, коксног бензина, бутана и одговарајућих адитива.
• Лож уље и дизел гориво су мешавине дестилата и цикличних уља, а млазно гориво може бити директни дестилат или помешано са бензином.
• Уља за подмазивање су мешавине рафинисаних базних материја
• Асфалт се меша из разних остатака у зависности од намене.

 

Адитиви се често мешају у бензин и моторна горива током или после мешања да би се обезбедила специфична својства која нису својствена нафтним угљоводоницима. Ови адитиви укључују појачиваче октана, агенсе против детонације, антиоксиданте, инхибиторе гума, инхибиторе пене, инхибиторе рђе, чистаче карбуратора (угљеника), детерџенте за чишћење ињектора, мирисе за дизел, боје за боје, антистатичке дестилате, оксидаторе бензина као нпр. метанол, етанол и метил терцијарни бутил етар, деактиватори метала и др.

Операције шаржног и ин-лине мешања захтевају строге контроле да би се одржао жељени квалитет производа. Проливене треба очистити и поправити цурења како би се избегло клизање и падови. Са адитивима у бубњевима и кесама треба правилно руковати како би се избегло оптерећење и излагање. Потенцијал за контакт са опасним адитивима, хемикалијама, бензолом и другим материјалима постоји током мешања, а потребне су одговарајуће инжењерске контроле, лична заштитна опрема и одговарајућа хигијена да би се излагање свело на минимум.

Операције помоћних рафинерија

Помоћне операције које подржавају рафинеријске процесе укључују оне које обезбеђују процесну топлоту и хлађење; обезбедити смањење притиска; контрола емисија у ваздух; прикупљају и третирају отпадне воде; обезбедити комуналне услуге као што су струја, пара, ваздух и биљни гасови; и пумпа, складишти, третира и хлади процесну воду.

Третман отпадних вода

Отпадне воде рафинерије обухватају кондензовану пару, воду за уклањање, истрошене каустичне растворе, расхладни торањ и котао, воду за прање, воду за неутрализацију алкалног и киселог отпада и друге воде повезане са процесом. Отпадне воде обично садрже угљоводонике, растворене материјале, суспендоване чврсте материје, феноле, амонијак, сулфиде и друга једињења. Пречишћавање отпадних вода се користи за процесну воду, отпадне воде и канализационе воде пре њиховог испуштања. Ови третмани могу захтевати дозволе или мора постојати рециклажа.

Постоји могућност пожара ако паре из отпадних вода које садрже угљоводонике дођу до извора паљења током процеса третмана. Постоји могућност излагања различитим хемикалијама и отпадним производима током процеса узорковања, инспекције, одржавања и ремонта.

Претрадање

Предтретман је почетно одвајање угљоводоника и чврстих материја из отпадне воде. АПИ сепаратори, интерцепторне плоче и таложници се користе за уклањање суспендованих угљоводоника, зауљеног муља и чврстих материја гравитационим одвајањем, обрадом и филтрацијом. Кисела отпадна вода се неутралише амонијаком, кречом или сода пепелом. Алкалне отпадне воде се третирају сумпорном киселином, хлороводоничном киселином, димним гасом богатим угљен-диоксидом или сумпором. Неке емулзије уље у води се прво загревају да би се помогло одвајању уља и воде. Гравитационо одвајање зависи од различитих специфичних тежина воде и глобула уља које се не мешају, што омогућава да се слободно уље скине са површине отпадне воде.

Скидање киселе воде

Вода која садржи сулфиде, названа кисела вода, производи се у процесима каталитичког крекинга и хидротретирања, и кад год се пара кондензује у присуству гасова који садрже водоник-сулфид.

Одстрањивање се користи на отпадној води која садржи сулфиде и/или амонијак, а екстракција растварачем се користи за уклањање фенола из отпадних вода. Отпадној води која треба да се рециклира може бити потребно хлађење да би се уклонила топлота и/или оксидација прскањем или уклањањем ваздуха да би се уклонили сви преостали феноли, нитрати и амонијак.

Секундарни третман

Након претходног третмана, суспендоване чврсте материје се уклањају седиментацијом или ваздушном флотацијом. Отпадне воде са ниским нивоом чврстих материја се просијавају или филтрирају, а средства за флокулацију могу се додати да помогну одвајању. Материјали са високим карактеристикама адсорпције се користе у филтерима са фиксним слојем или се додају у отпадну воду да би се формирала суспензија која се уклања седиментацијом или филтрацијом. Секундарни процеси третмана биолошки разграђују и оксидирају растворљиве органске материје коришћењем активног муља, неаерираних или газираних лагуна, методама капљеног филтера или анаеробним третманима. Додатне методе третмана се користе за уклањање уља и хемикалија из отпадних вода.

Терцијарни третман

Терцијарни третмани уклањају специфичне загађиваче како би се испунили регулаторни захтеви за испуштање. Ови третмани укључују хлорисање, озонирање, јонску измену, реверзну осмозу, адсорпцију активног угља и друге. Компримовани кисеоник може да се дифундује у токове отпадних вода да оксидише одређене хемикалије или да задовољи регулаторне захтеве за садржај кисеоника.

Расхладни торњеви

Расхладни торњеви уклањају топлоту из процесне воде испаравањем и латентним преносом топлоте између топле воде и ваздуха. Два типа торњева су противточни и попречни.

• Код противточног хлађења, топла процесна вода се пумпа до највишег пленума и дозвољава да падне кроз торањ. Бројне летвице, или млазнице за распршивање, налазе се по целој дужини торња како би распршили ток воде и помогли у хлађењу. Истовремено, ваздух улази на дно торња, стварајући истовремени ток ваздуха према води. Торњеви са индукованим промајем имају вентилаторе на излазу ваздуха. Торњеви са принудним вуком имају вентилаторе или дуваљке на улазу ваздуха.
• Куле са попречним протоком уводе проток ваздуха под правим углом у односу на проток воде кроз структуру.

 

Рециркулацијска расхладна вода мора бити третирана да би се уклониле нечистоће и сви растворени угљоводоници. Нечистоће у води за хлађење могу кородирати и запрљати цевоводе и измењиваче топлоте, каменац од растворених соли може да се таложи на цевима, а дрвене расхладне куле могу да оштете микроорганизми.

Вода расхладног торња може бити контаминирана процесним материјалима и нуспроизводима, укључујући сумпор-диоксид, водоник-сулфид и угљен-диоксид, са резултујућим излагањем. Постоји могућност излагања хемикалијама за третман воде или водоник-сулфиду када се отпадна вода третира заједно са расхладним торњевима. Пошто је вода засићена кисеоником од хлађења ваздухом, шансе за корозију су појачане. Једно средство за превенцију корозије је додавање материјала расхладној води који формира заштитни филм на цевима и другим металним површинама.

Када је расхладна вода контаминирана угљоводоницима, запаљиве паре могу да испаре у одводни ваздух. Ако је присутан извор паљења или муње, може доћи до пожара. Опасност од пожара постоји када постоје релативно сува подручја у расхладним торњевима са индукованим промајем запаљиве конструкције. Губитак струје вентилатора расхладног торња или пумпи за воду може створити озбиљне последице у процесима.

Генерисање паре

Пара се производи кроз рад грејача и котлова у централним постројењима за производњу паре и на различитим процесним јединицама, користећи топлоту из димних гасова или других извора. Системи за производњу паре укључују:

• грејалице (пећи), са својим горионицима и системом ваздуха за сагоревање
• системи промаје или притиска за уклањање димних гасова из пећи, дуваљке чађи и системи компримованог ваздуха који затварају отворе како би спречили излазак димних гасова
• котлови, који се састоје од већег броја цеви које воде мешавину воде и паре кроз пећ обезбеђујући максималан пренос топлоте (ове цеви се крећу између бубњева за дистрибуцију паре на врху котла и бубњева за прикупљање воде на дну котла)
• парне бубњеве за прикупљање паре и усмеравање у прегрејач пре него што уђе у систем за дистрибуцију паре.

 

Најопаснија операција у производњи паре је покретање грејача. Запаљива мешавина гаса и ваздуха може да се створи као резултат губитка пламена на једном или више горионика током гашења. Специфичне процедуре покретања су потребне за сваки различит тип јединице, укључујући прочишћавање пре гашења светла и процедуре за хитне случајеве у случају престанка паљења или губитка пламена горионика. Ако напојна вода понестане, а котлови су суви, цеви ће се прегрејати и отказати. Вишак воде ће се преносити у систем за дистрибуцију паре, узрокујући штету на турбинама. Котлови треба да имају системе за континуирано или повремено продувавање како би се уклонила вода из парних бубњева и ограничило накупљање каменца на лопатицама турбине и цевима прегрејача. Мора се водити рачуна да се прегрејач не прегреје током покретања и искључивања. Алтернативни извори горива треба да буду обезбеђени у случају губитка горивог гаса услед гашења рафинеријске јединице или хитног случаја.

Гориво за грејање

Било које или било која комбинација горива, укључујући рафинеријски гас, природни гас, лож уље и угаљ у праху може се користити у грејачима. Отпадни гас из рафинерије се сакупља из процесних јединица и комбинује са природним гасом и ТНГ у балансном бубњу за гориво. Балансни бубањ обезбеђује константан притисак у систему, прилично стабилан БТУ (енергетски) садржај горива и аутоматско одвајање суспендованих течности у гасним парама и спречава преношење великих комадића кондензата у дистрибутивни систем.

Уље за ложење је обично мешавина сирове нафте у рафинерији и талог и испуцалих остатака, помешаних са другим производима. Систем лож уља испоручује гориво до грејача процесних јединица и генератора паре на потребним температурама и притисцима. Лож уље се загрева до температуре пумпања, усисава кроз сито за грубо усисавање, пумпа се до грејача за контролу температуре и затим кроз фино сито пре него што се спали. Лонци за избацивање, који се налазе у процесним јединицама, користе се за уклањање течности из горивног гаса пре сагоревања.

У једном примеру производње топлоте процесне јединице, котлови са угљен моноксидом (ЦО) рекуперирају топлоту у јединицама за каталитичко крекирање док се угљен моноксид у димном гасу сагорева до потпуног сагоревања. У другим процесима, јединице за рекуперацију отпадне топлоте користе топлоту из димних гасова за производњу паре.

Дистрибуција паре

Пара се обично генерише грејачи и котлови комбиновани у једну јединицу. Пара напушта котлове на највећем притиску који захтевају процесне јединице или електрични генератор. Притисак паре се затим смањује у турбинама које покрећу процесне пумпе и компресоре. Када се пара из рафинерије такође користи за погон генератора парних турбина за производњу електричне енергије, пара се мора производити под много већим притиском него што је потребно за процесну пару. Систем за дистрибуцију паре састоји се од вентила, фитинга, цевовода и прикључака који су погодни за притисак паре која се транспортује. Већина паре која се користи у рафинерији кондензује се у воду у измењивачима топлоте и поново се користи као напојна вода за котлове или се испушта у третман отпадних вода.

Парна напојна вода

Снабдевање напојном водом је важан део производње паре. У систем за производњу паре увек мора да улази онолико килограма воде колико килограма паре излази из њега. Вода која се користи за производњу паре не сме да садржи загађиваче, укључујући минерале и растворене нечистоће, које могу оштетити систем или утицати на рад. Суспендовани материјали као што су муљ, канализација и уље, који формирају каменац и муљ, се коагулирају или филтрирају из воде. Растворени гасови, посебно угљен-диоксид и кисеоник који изазивају корозију котла, уклањају се деаерацијом и третманом. Растворени минерали као што су металне соли, калцијум и карбонати, који изазивају наслаге каменца, корозију и наслаге турбинских лопатица, третирају се кречњаком или сода пепелом како би се исталожили из воде. У зависности од својих карактеристика, сирова напојна вода из котла може се пречишћавати бистрењем, таложењем, филтрацијом, изменом јона, деаерацијом и унутрашњим третманом. Рециркулацијска расхладна вода се такође мора третирати како би се уклонили угљоводоници и други загађивачи.

Процесни грејачи, измењивачи топлоте и хладњаци

Процесни грејачи и измењивачи топлоте загревају сировине у торњевима за дестилацију иу рафинеријским процесима до реакционих температура. Највећи део топлоте која се обезбеђује процесним јединицама долази од грејача који се налазе на сировим и реформским предгрејачима, коксним грејачима и ребојлерима са великим колонама, који се напајају рафинеријом или природним гасом, дестилатом и резидуалним уљима. Грејачи су обично дизајнирани за специфичне процесне операције, а већина је или цилиндричних вертикалних или кутијастих дизајна. Измењивачи топлоте користе или пару или врући угљоводоник, пренет из неког другог дела процеса, за унос топлоте.

Топлота се такође уклања из неких процеса измењивачима ваздуха и воде, вентилаторима са ребрима, хладњацима гаса и течности и горњим кондензаторима, или преносом топлоте на друге системе. Основни механички компресијски расхладни систем је дизајниран да опслужује једну или више процесних јединица и укључује испаривач, компресор, кондензатор, контроле и цевовод. Уобичајене расхладне течности су вода, мешавина алкохола и воде или различити раствори гликола.

Потребна су средства за обезбеђивање одговарајуће промаје или прочишћавања паром да би се смањила могућност експлозије при паљењу ватре у пећима за грејање. За сваки тип јединице потребне су посебне процедуре за покретање и хитне случајеве. Ако ватра захвати вентилаторе пераја, може доћи до квара због прегревања. Ако запаљиви производ побегне из измењивача топлоте или хладњака због цурења, може доћи до пожара.

Морате водити рачуна да се осигура да је сав притисак уклоњен са цеви грејача пре уклањања било ког заглавља или чепова. Треба обратити пажњу на обезбеђивање растерећења притиска у системима цевовода измењивача топлоте у случају да су блокирани док су пуни течности. Ако контроле не успију, може доћи до варијација температуре и притиска са обе стране измењивача топлоте. Ако цеви измењивача топлоте покваре и процесни притисак је већи од притиска грејача, производ би могао да уђе у грејач са последицама у наставку. Ако је притисак мањи, струја грејача би могла да уђе у ток процесне течности. Ако дође до губитка циркулације у расхладним уређајима течности или гаса, повећана температура производа може утицати на низводне операције, захтевајући смањење притиска.

У зависности од горива, процеса рада и дизајна јединице, постоји потенцијал за излагање водоник-сулфиду, угљен-моноксиду, угљоводоницима, муљу напојне воде из парног котла и хемикалијама за третман воде. Треба избегавати контакт са кожом са издувавањем котла који може садржати фенолна једињења. Могуће је излагање топлоти зрачења, прегрејаној пари и врућим угљоводоницима.

Системи за смањење притиска и бакље

Инжењерске контроле које су уграђене у процесе укључују смањење концентрације запаљиве паре вентилацијом, разблаживањем и инертацијом. Под притиском се контролне собе одржавају изнад атмосферског притиска како би се смањила могућност уласка пара. Системи за смањење притиска су обезбеђени за контролу пара и течности које се ослобађају помоћу уређаја за смањење притиска и издувавања. Растерећење притиска је аутоматско, планирано ослобађање када радни притисак достигне унапред одређени ниво. Продувавање се обично односи на намерно ослобађање материјала, као што су издувавање услед покретања процесне јединице, издувавање пећи, заустављање и хитни случајеви. Смањење притиска паре је брзо уклањање пара из посуда под притиском у случају нужде. Ово се може постићи употребом диска за пуцање, обично подешеног на виши притисак од вентила за ослобађање.

Сигурносни вентили

Сигурносни вентили, који се користе за контролу притиска ваздуха, паре, гаса и паре и течности угљоводоника, отварају се пропорционално порасту притиска у односу на нормалан радни притисак. Сигурносни вентили, дизајнирани првенствено за ослобађање великих количина паре, обично се отварају до пуног капацитета. Надпритисак потребан за отварање вентила за растерећење течности, где није потребно пражњење велике запремине, повећава се како се вентил подиже због повећаног отпора опруге. Сигурносни отпуштајући вентили са пилотом, са до шест пута већим капацитетом од нормалних вентила за растерећење, користе се тамо где је потребно чвршће заптивање и веће количине пражњења. Неиспарљиве течности се обично пумпају у системе за одвајање и рекуперацију уља/воде, а испарљиве течности се шаљу у јединице које раде под нижим притиском.

Фларес

Типичан затворени систем за отпуштање притиска и бакљи укључује вентиле и водове из процесних јединица за сакупљање пражњења, бубњеве за одвајање пара и течности, заптивке и/или гас за прочишћавање за заштиту од повратног удара и систем бакље и запаљивача, који сагорева испарења ако испуштање директно у атмосферу није дозвољено. Пара се може убризгати у врх бакље да би се смањио видљив дим.

Не треба дозволити да се течности испусте у систем за одлагање паре. Бубњеви за избацивање бакљи и бакље морају бити довољно велики да издрже хитне ударе, а бубњеви захтевају растерећење у случају превеликог притиска. Обезбедите вентиле за смањење притиска тамо где постоји потенцијал за надпритисак у рафинеријским процесима, на пример због следећих узрока:

• губитак воде за хлађење, што може резултирати знатно повећаним падом притиска у кондензаторима, заузврат повећавајући притисак у процесној јединици
• брзо испаравање и повећање притиска од убризгавања течности са нижом тачком кључања, укључујући воду, у процесну посуду која ради на вишим температурама
• експанзија паре и резултирајући надпритисак услед прегрејане процесне паре, неисправних грејача или пожара
• квар аутоматских контрола, затворени излази, квар измењивача топлоте итд.
• унутрашња експлозија, хемијска реакција, топлотна експанзија, акумулирани гасови итд.
• губитак рефлукса, што узрокује пораст притиска у дестилационим торњевима.

Пошто количина рефлукса утиче на запремину паре која напушта дестилациони торањ, губитак запремине изазива пад притиска у кондензаторима и пораст притиска у дестилационим торњевима.

Одржавање је важно јер су вентили потребни да би правилно функционисали. Уобичајени проблеми са радом вентила укључују:

• неотварање под подешеним притиском због зачепљења улаза или излаза вентила или корозије, спречавајући правилан рад држача диска и вођица
• неуспех при поновном постављању након отварања услед запрљања, корозије или наслага на седишту или покретним деловима, или због чврстих материја у струји гаса који секу диск вентила
• цвокотање и превремено отварање, због тога што је радни притисак преблизу подешеној тачки вентила.

 

Комуналне услуге

вода. У зависности од локације и ресурса заједнице, рафинерије могу користити јавне залихе воде за пиће и процесну воду или ће можда морати да пумпају и пречишћавају сопствену воду за пиће. Третман може укључивати широк спектар захтева, од одсољавања до филтрације, хлорисања и тестирања.

Канализација. Такође, у зависности од доступности комуналних или приватних постројења за пречишћавање ван локације, рафинерије ће можда морати да обезбеде издавање дозвола, сакупљање, третман и испуштање свог санитарног отпада.

Електрична енергија. Рафинерије или добијају електричну енергију из спољних извора или производе сопствену, користећи електричне генераторе које покрећу парне турбине или гасни мотори. Области су класификоване у односу на врсту електричне заштите која је потребна да би се спречила варница од запаљења пара или да би се спречила експлозија унутар електричне опреме. Електричне подстанице, које се обично налазе у некласификованим областима, далеко од извора запаљиве паре угљоводоника или распршене воде у расхладном торњу, садрже трансформаторе, прекидаче и склопке за напајање. Подстанице напајају струју дистрибутивним станицама унутар подручја процесне јединице. Дистрибутивне станице могу бити лоциране у класификованим подручјима, под условом да су испуњени захтеви за електричну класификацију. Дистрибутивне станице обично користе трансформатор пуњен течношћу и опремљен уређајем за искључивање напуњеним уљем или ваздушним прекидом.

Уобичајене мере предострожности у вези са електричном енергијом, укључујући суву подлогу, знакове упозорења „високог напона“ и заштиту треба применити како би се заштитили од струјног удара. Запослени треба да буду упознати са рафинеријским електричним безбедним радним процедурама. Треба применити закључавање/означавање и друге одговарајуће безбедне радне праксе како би се спречило напајање током рада на високонапонској електричној опреми. Може доћи до опасних изложености када радите око трансформатора и прекидача који садрже диелектрични флуид који захтева посебне мере предострожности. О овим темама се детаљније говори на другим местима у овом делу Енциклопедија.

Рад турбина, гасних и ваздушних компресора

Компресори за ваздух и гас

Рафинеријске издувне вентилације и системи за довод ваздуха су дизајнирани да хватају или разблажују гасове, димове, прашину и паре који могу контаминирати радне просторе или спољашњу атмосферу. Ухваћени загађивачи се враћају ако је то изводљиво или се усмеравају у системе за одлагање након чишћења или спаљивања. Системи за довод ваздуха обухватају компресоре, хладњаке, пријемнике ваздуха, сушаре ваздуха, контроле и дистрибутивне цеви. Дуваљке се такође користе за обезбеђивање ваздуха одређеним процесима. Ваздух у постројењу се обезбеђује за рад алата на ваздушни погон, регенерацију катализатора, процесне грејаче, парно-ваздушно декоксовање, оксидацију киселе воде, заслађивање бензином, дување асфалта и друге намене. Ваздух за инструменте је предвиђен за употребу у пнеуматским инструментима и контролама, ваздушним моторима и прикључцима за прочишћавање. Биљни гас, као што је азот, је обезбеђен за инертирање судова и друге намене. И клипни и центрифугални компресори се користе за гас и компримовани ваздух.

Ваздушни компресори треба да буду постављени тако да усисни систем не узима запаљиве паре или корозивне гасове. Постоји могућност пожара ако дође до цурења у компресорима гаса. Бубњеви за избацивање су потребни да би се спречило продирање течности у гасне компресоре. Ако су гасови контаминирани чврстим материјалима, потребна су сита. Неуспех аутоматских контрола компресора ће утицати на процесе. Ако би максимални притисак потенцијално могао бити већи од пројектованог притиска компресора или процесне опреме, треба обезбедити растерећење притиска. Заштита је потребна за изложене покретне делове компресора. Зграде компресора треба да буду правилно електрично класификоване и да се обезбеди одговарајућа вентилација.

Тамо где се ваздух из биљке користи као резерва за ваздух за инструменте, међуконекције морају бити узводно од система за сушење ваздуха инструмента како би се спречила контаминација инструмената влагом. Алтернативни извори довода ваздуха за инструменте, као што је употреба азота, могу бити потребни у случају нестанка струје или квара компресора. Примените одговарајуће мере заштите тако да се гас, ваздух из постројења и инструментални ваздух не користе као извори за дисање или за притисак у системима воде за пиће.

Турбине

Турбине су обично на гас или пару и користе се за погон пумпи, компресора, дуваљки и друге опреме за процес рафинерије. Пара улази у турбине на високим температурама и притисцима, ширећи се попреко и покрећући ротирајуће лопатице док се усмеравају помоћу фиксних лопатица.

Парним турбинама које се користе за издувне гасове које раде под вакуумом потребан је сигурносни вентил на испусној страни ради заштите и одржавања паре у случају квара вакуума. Тамо где максимални радни притисак може бити већи од пројектованог притиска, парним турбинама су потребни уређаји за растерећење. Требало би размотрити обезбеђивање регулатора и уређаја за контролу прекорачења брзине на турбинама.

Пумпе, цевоводи и вентили

Центрифугалне и потисне (клипне) пумпе се користе за кретање угљоводоника, процесне воде, воде за пожар и отпадних вода кроз рафинерију. Пумпе покрећу електромотори, парне турбине или мотори са унутрашњим сагоревањем.

Системи процесних и комуналних цевовода дистрибуирају угљоводонике, пару, воду и друге производе по целом објекту. Они су величине и направљени од материјала у зависности од врсте услуге, притиска, температуре и природе производа. Постоје прикључци за вентилацију, одвод и узорке на цевоводима, као и одредбе за затварање. Користе се различити типови вентила, укључујући засуне, бајпас вентиле, кугласте и кугласте вентиле, чеп вентиле, блок вентиле и вентиле за одзрачивање и неповратне вентиле, у зависности од њихове радне намене. Овим вентилима се може управљати ручно или аутоматски.

Вентили и инструменти који захтевају сервисирање или друге радове треба да буду доступни на нивоу нивоа или са оперативне платформе. Даљински управљани вентили, противпожарни вентили и изолациони вентили могу се користити за ограничавање губитка производа на усисним водовима пумпе у случају цурења или пожара. Радни вентилациони и одводни прикључци могу бити опремљени двоструким блок вентилима, или блок вентилом и утикачем или слепом прирубницом за заштиту од испуштања. У зависности од производа и услуге, можда ће бити потребно спречавање повратног тока из испусног вода. Могу се предвидети одредбе за проширење цевовода, кретање и промене температуре како би се избегло пуцање. Пумпе које раде са смањеним протоком или без њега могу се прегрејати и пукнути. Квар аутоматске контроле пумпе може довести до одступања у притиску и температури процеса. Треба обезбедити растерећење притиска у испусном цевоводу тамо где пумпе могу бити под притиском.

Складиште резервоара

Атмосферски резервоари за складиштење и резервоари за складиштење под притиском се користе у целој рафинерији за складиштење сирове нафте, интермедијарних угљоводоника (оних који се користе за прераду) и готових производа, течности и гасова. Такође су обезбеђени резервоари за воду за пожар, процесну и воду за третман, киселине, ваздух и водоник, адитиве и друге хемикалије. Тип, конструкција, капацитет и локација резервоара зависе од њихове употребе и природе, притиска паре, тачака паљења и течења ускладиштених материјала. У рафинеријама се користе многе врсте резервоара, а најједноставнији су надземни резервоари са конусним кровом за складиштење запаљивих (неиспарљивих) течности као што су дизел горива, лож уља и уља за подмазивање. Отворени и покривени (унутрашњи) резервоари са плутајућим кровом, који чувају запаљиве (испарљиве) течности као што су бензин и сирова нафта, ограничавају количину простора између врха производа и крова резервоара како би се одржало стање богато паром. атмосфере како би се спречило паљење.

Потенцијал за пожар постоји ако су резервоари за складиштење угљоводоника препуни или ако се појаве цурења која омогућавају течности и парама да побегну и дођу до извора паљења. Рафинерије треба да успоставе мануелне процедуре за мерење и пријем производа како би контролисале препуњавање или да обезбеде аутоматску контролу преливања и системе сигнализације на резервоарима. Резервоари могу бити опремљени фиксним или полуфиксним системима противпожарне заштите од пене и воде. Даљински управљани вентили, изолациони вентили и противпожарни вентили могу бити обезбеђени на резервоарима за испумпавање или затварање у случају пожара унутар резервоара или у насипу резервоара или складишту. Програми за одзрачивање резервоара, чишћење и улазак у скучени простор користе се за контролу рада унутар резервоара, а системи дозвола за врући рад се користе за контролу извора паљења уи око резервоара за складиштење.

Руковање, отпрема и транспорт

Утовар гасова и течних угљоводоника у цевоводе, вагоне цистерне, камионе цистерне и бродове и барже за транспорт до терминала и потрошача је коначна рафинерија. Карактеристике производа, потребе дистрибуције, захтеви за отпрему, превенција од пожара и заштита животне средине и оперативни критеријуми су важни при пројектовању поморских докова, регала за утовар и цевоводних разводника. Оперативне процедуре морају бити успостављене и сагласне од стране пошиљаоца и примаоца, а комуникација се одржава током преноса производа. Камиони цистерне и железнички вагони цистерне могу бити натоварени одозго или одоздо. Утовар и истовар течног нафтног гаса (ЛПГ) захтева посебна разматрања поред оних за течне угљоводонике. Где је потребно, системи за рекуперацију паре треба да буду обезбеђени на регалима за утовар и бродским доковима.

Безбедна радна пракса и одговарајућа лична заштитна опрема могу бити потребни приликом утовара или истовара, чишћења изливања или цурења, или приликом мерења, инспекције, узорковања или обављања активности одржавања на објектима за утовар или системима за рекуперацију паре. Испоруку треба зауставити или преусмерити у случају хитне ситуације као што је препуна одељка цистерне или вагона.

У рафинеријама се користи велики број различитих опасних и токсичних хемикалија, од малих количина тест реагенса који се користе у лабораторијама до великих количина сумпорне киселине и флуороводоничне киселине које се користе у алкалној преради. Ове хемикалије се морају правилно примити, складиштити и њима се руковати. Произвођачи хемикалија обезбеђују информације о безбедности материјала које рафинерије могу користити за развој безбедносних процедура, инжењерских контрола, захтева за личну заштиту и процедура реаговања у хитним случајевима за руковање хемикалијама.

Природа опасности у објектима за утовар и истовар зависи од производа који се утоварују и производа који су претходно транспортовани у цистерни, камиону цистерни или броду. Везивање изједначава електрични набој између утоварне полице и камиона цистерне или цистерне. Уземљење спречава проток лутајућих струја на камионским и шинским утоварним објектима. Изолационе прирубнице се користе на прикључцима цевовода на бродском доку како би се спречило накупљање статичког електрицитета и пражњења. Затварачи пламена су инсталирани у сталак за пуњење и линије за рекуперацију морске паре како би се спречило враћање пламена. Тамо где је дозвољено оптерећење прекидача, треба успоставити и поштовати безбедне процедуре.

Системи аутоматског или ручног затварања на колекторима за снабдевање треба да буду обезбеђени на регалима за пуњење са горње и доње стране и бродским доковима у случају цурења или препуна. Заштита од пада, као што су шине за руке, може бити потребна за докове и полице за утовар на врху. Системи за одводњавање и рекуперацију могу бити обезбеђени на регалима за утовар за атмосферску дренажу, на доковима и за руковање изливањем и цурењем. Мере предострожности су потребне у објектима за пуњење ТНГ-а како не би дошло до преоптерећења или превеликог притиска у цистернама и камионима.

Подршке и објекти рафинерије

Бројни различити објекти, активности и програми, од којих сваки има своје специфичне безбедносне и здравствене захтеве, потребни су за подршку процеса рафинерије у зависности од локације рафинерије и расположивих ресурса.

Административне активности

Широк спектар активности административне подршке, у зависности од филозофије рафинерије и доступности услуга у заједници, је потребан да би се осигурао наставак рада рафинерије. Функција која контролише кретање нафте у, унутар и из рафинерије јединствена је за рафинерије. Административне функције се могу рашчланити на следећи начин. Свакодневни рад процесних јединица је оперативна функција. Друга функција је одговорна за осигурање да су направљени аранжмани за континуирано снабдевање сировом нафтом. Остале функционалне активности укључују медицинске услуге (и хитне и континуиране здравствене заштите), услуге исхране, инжењерске услуге, услуге домара и рутинске административне и управљачке функције заједничке већини индустрија, као што су рачуноводство, набавка, људски односи и тако даље. Функција обуке у рафинерији је одговорна за вештине и занатску обуку надзорника и запослених, укључујући почетну обуку, обуку за освежавање и поправку, као и за оријентацију запослених и извођача и обуку за реаговање у ванредним ситуацијама и безбедне радне праксе и процедуре.

Изградња и одржавање

Наставак безбедног рада рафинерија зависи од успостављања и спровођења програма и процедура за редовно одржавање и превентивно одржавање и обезбеђивања замене по потреби. Преокрети, при чему ће се цела рафинерија или читаве процесне јединице угасити ради целокупне опреме и замене у једном тренутку, је врста програма превентивног одржавања јединственог за процесну индустрију. Активности механичког интегритета, као што су инспекција, поправка, тестирање и сертификација вентила и растерећења, које су део програма управљања безбедношћу процеса, важне су за наставак безбедног рада рафинерије, као и налози за одржавање за континуирану ефикасност рафинеријски програм „управљање променама“. Програми радних дозвола контролишу рад на топлом и безбедан рад, као што су изолација и закључавање, и улазак у скучене просторе. Продавнице за одржавање и инструментацију имају сврхе које укључују:

• деликатан и прецизан рад на тестирању, одржавању и калибрацији контрола процеса рафинерије, инструмената и рачунара
• заваривање
• поправка и ремонт опреме
• одржавање возила
• столарије и тако даље.

 

Безбедност и здравље изградње и одржавања се ослањају на неке од следећих програма.

Изолација

Безбедно одржавање, поправка и замена опреме у процесним јединицама често захтева изолацију резервоара, судова и водова како би се спречила могућност уласка запаљивих течности или пара у област у којој се обављају врући радови. Изолација се обично постиже искључивањем и затварањем свих цевовода који воде до или из посуде; заслепљивање или затамњење цеви на споју близу резервоара или посуде; или затварање двоструког сета блок вентила на цевоводу, ако постоји, и отварање вентила за одзрачивање између два затворена вентила.

Лоцкоут/тагоут

Програми за закључавање и означавање спречавају ненамерно активирање електричне, механичке, хидрауличке или пнеуматске опреме током поправке или одржавања. Сва опрема са електричним напајањем треба да има свој прекидач или главни прекидач закључан или означен и тестиран како би се осигурала нефункционалност, пре почетка рада. Пре почетка рада механичку хидрауличку и пнеуматску опрему треба искључити и имати закључан или означен извор напајања. Линије за затварање вентила на којима се ради или које су изоловане такође треба да буду закључане или означене како би се спречило неовлашћено отварање.

металургија

Металургија се користи да би се осигурала трајна чврстоћа и интегритет водова, посуда, резервоара и реактора који су подложни корозији од киселина, корозивних средстава, киселе воде, гасова и других хемикалија које стварају и користе се у преради сирове нафте. Методе испитивања без разарања се користе у целој рафинерији да би се открила прекомерна корозија и хабање пре него што дође до квара. Потребне су одговарајуће мере предострожности како би се спречило прекомерно излагање радника који рукују или су изложени опреми за радиоактивно испитивање, бојама и хемикалијама.

складишта

У складиштима се чувају не само делови, материјали и опрема потребни за наставак рада рафинерије, већ и упаковане хемикалије и адитиви који се користе у одржавању, преради и мешању. Складишта такође могу одржавати залихе потребне личне заштитне одеће и опреме, укључујући качкете, рукавице, кецеље, заштиту за очи и лице, заштиту за дисање, заштитну и непропусну обућу, одећу отпорну на пламен и одећу за заштиту од киселина. Правилно складиштење и одвајање запаљивих и запаљивих течности и опасних хемикалија је потребно да би се спречило изливање, пожар и мешање некомпатибилних производа.

Лабораторије

Лабораторије су одговорне за утврђивање вредности и конзистенције сирових уља пре прераде, као и за обављање испитивања потребних за контролу квалитета готовог производа. Лабораторијско особље треба да буде обучено да препозна опасности које су инхерентне у руковању и мешању токсичних хемикалија и запаљивих течности, и да обезбеди заштиту за себе и друге.

Безбедност и хигијена животне средине и рада

Друге важне активности подршке рафинерији су безбедност, превенција и заштита од пожара, заштита животне средине и индустријска хигијена. Оне могу бити обезбеђене као засебне функције или интегрисане у рафинеријске операције. Безбедност, спремност и реаговање у ванредним ситуацијама, као и активности превенције и заштите од пожара су често одговорност исте функције унутар рафинерије.

Функција безбедности учествује у програмима управљања безбедношћу процеса као део тимова за преглед дизајна, прегледа пре изградње и изградње и прегледа пре пуштања у рад. Безбедност често помаже у процесу квалификације извођача радова, прегледа активности извођача и истражује инциденте који укључују запослене и извођаче. Особље за безбедност може бити одговорно за надгледање активности које захтевају дозволе, као што су улазак у скучени простор и рад на топлом, и за проверу доступности и спремности преносивих апарата за гашење пожара, објеката за деконтаминацију, безбедносних тушева, станица за испирање очију, фиксних уређаја за детекцију и аларма и хитних случајева. самостални апарат за дисање постављен на стратешким локацијама у случају испуштања токсичног гаса.

Сигурносни програми. Функција безбедности рафинерије обично има одговорност за развој и администрацију различитих програма безбедности и превенције инцидената, укључујући, али не ограничавајући се на, следеће:

• пројектовање конструкције и прегледи безбедности пре пуштања у рад
• истрагу и извештавање о несрећи, инциденту и скором несрећу
• планове приправности за ванредне ситуације и програме реаговања
• програм безбедности извођача радова
• безбедне радне праксе и процедуре
• лоцкоут/тагоут
• улазак у ограничен и инертан простор
• скеле
• електрична сигурност, уземљење опреме и програм заштите од квара
• чување машина
• сигурносних знакова и обавештења
• врући рад, безбедан рад и систем дозвола за улазак.

 

Ватрогасне јединице. Ватрогасне екипе рафинерије и хитне службе могу бити чланови бригаде са пуним радним временом; именовани запослени у рафинерији, као што су оператери и особље за одржавање који су обучени и додељени да реагују поред својих редовних дужности; или комбинација оба. Поред пожара, бригаде традиционално реагују на друге инциденте у рафинерији као што су испуштање киселине или гаса, спасавање из пловила или резервоара, изливање итд. Функција заштите од пожара може бити одговорна за инспекцију и тестирање детектора пожара и сигнала, и фиксних и преносивих система и опреме за заштиту од пожара, укључујући ватрогасна возила, ватрогасне пумпе, водове за воду, хидранте, црева и млазнице.

Гашење пожара у рафинерији разликује се од нормалног гашења пожара јер је често боље дозволити да одређени пожари наставе да горе него гашење. Поред тога, свака врста течности, гаса и паре угљоводоника има јединствене карактеристике хемије пожара које се морају темељно разумети како би се на најбољи начин контролисала њихова пожара. На пример, гашење пожара паре угљоводоника без претходног заустављања ослобађања паре, само би створило континуирани облак паре са вероватноћом поновног паљења и експлозије. Пожаре у резервоарима који садрже сирову нафту и тешке остатке треба руковати посебним техникама гашења како би се избегла могућност експлозије или прокључања резервоара.

Пожари угљоводоника се често гасе заустављањем протока производа и омогућавањем да ватра изгори док се примењује расхладна вода да би се заштитила суседна опрема, резервоари и посуде од излагања топлоти. Многи фиксни системи за заштиту од пожара су дизајнирани за ову специфичну сврху. Гашење пожара у процесним јединицама под притиском захтева посебну пажњу и обуку, посебно када су укључени катализатори као што је флуороводонична киселина. Специјалне хемикалије за гашење пожара, као што су суви прах и раствори пена-вода, могу се користити за гашење пожара угљоводоника и контролу емисије паре.

Хитна приправност. Рафинерије треба да развију и имплементирају планове за хитне случајеве за бројне различите потенцијалне ситуације, укључујући експлозије, пожаре, испуштање и спасавање. Планови за ванредне ситуације треба да укључују коришћење спољне помоћи, укључујући извођаче, државну и међусобну помоћ, као и доступност специјалних залиха и опреме, као што су пена за гашење пожара и материјали за задржавање изливања и адсорпцију.

Испитивање гаса и паре

Праћење гаса, честица и паре, узорковање и тестирање у рафинеријама се спроводи како би се осигурало да се рад може обављати безбедно и да се процеси могу одвијати без токсичних или опасних изложености, експлозија или пожара. Испитивање атмосфере се спроводи коришћењем различитих инструмената и техника за мерење садржаја кисеоника, пара и гасова угљоводоника, као и за одређивање нивоа опасног и токсичног излагања. Инструменти морају бити правилно калибрисани и подешени пре употребе, од стране квалификованих особа, како би се обезбедила поуздана и тачна мерења. У зависности од локације рада, потенцијалних опасности и врсте радова који се изводе, испитивање, узорковање и праћење могу се спроводити пре почетка рада, или у одређеним интервалима током рада, или непрекидно током рада.

Приликом успостављања рафинеријских процедура за узорковање и испитивање запаљивих, инертних и токсичних атмосфера, треба размотрити употребу личне заштитне опреме, укључујући одговарајућу заштиту за дисање. Треба напоменути да респиратори типа канистера нису погодни за атмосфере са недостатком кисеоника. Захтеви за испитивање треба да зависе од степена опасности која би била присутна у случају квара инструмента.

Испитивање следећих супстанци може се обавити коришћењем преносиве опреме или фиксне инструментације:

Кисеоник. Мерачи запаљивог гаса раде тако што сагоревају минутни узорак атмосфере која се тестира. Да би се добило тачно очитавање запаљивог гаса, најмање 10% и максимално 25% кисеоника мора бити присутно у атмосфери. Количина кисеоника присутна у атмосфери се одређује коришћењем мерача кисеоника пре или истовремено са коришћењем мерача запаљивих гасова. Тестирање кисеоника је од суштинског значаја када се ради у скученим или затвореним просторима, пошто улазак без заштите за дисање (под условом да нема токсичног излагања) захтева нормалну концентрацију кисеоника у ваздуху за дисање од приближно 21%. Мерачи кисеоника се такође користе за мерење количине кисеоника присутног у инертним просторима, како би се осигурало да нема довољно присуства да би се подржало сагоревање током топлог рада или других операција.

Паре и гасови угљоводоника. „Врели рад” је рад који ствара извор паљења, као што је заваривање, сечење, брушење, чишћење пескарењем, рад мотора са унутрашњим сагоревањем и тако даље, у областима где постоји могућност излагања запаљивим парама и гасовима. Да би се безбедно обављао рад на топлом, инструменти познати као мерачи запаљивог гаса се користе за испитивање атмосфере на испарења угљоводоника. Паре или гасови угљоводоника ће сагорети само када се помешају са ваздухом (кисеоником) у одређеним размерама и запале. Ако у ваздуху нема довољно паре, за смешу се каже да је „превише мршава да би сагорела“, а ако има превише паре (премало кисеоника), смеша је „пребогата да би сагорела“. Граничне пропорције се називају „горња и доња граница запаљивости“ и изражавају се као проценат запремине паре у ваздуху. Сваки молекул или смеша угљоводоника има различите границе запаљивости, које се обично крећу од око 1 до 10% паре у ваздуху. Паре бензина, на пример, имају доњу границу запаљивости од 1.4%, а горњу границу запаљивости од 7.6%.

Токсичне атмосфере. Специјални инструменти се користе за мерење нивоа токсичних и опасних гасова, пара и честица које могу бити присутне у атмосфери у којој људи раде. Ова мерења се користе за одређивање нивоа и врсте потребне заштите, која може варирати од потпуне вентилације и замене атмосфере до употребе респираторне и личне заштитне опреме од стране људи који раде у тој области. Примери опасних и токсичних изложености који се могу наћи у рафинеријама укључују азбест, бензол, водоник-сулфид, хлор, угљен-диоксид, сумпорну и флуороводоничну киселину, амине, фенол и друге.

Здравствени и безбедносни програми

Основа за индустријску хигијену рафинерије је програм административне и инжењерске контроле који покрива изложеност објекта токсичним и опасним хемикалијама, лабораторијску безбедност и хигијену, ергономију и медицински надзор.

Регулаторне агенције и компаније постављају ограничења изложености разним токсичним и опасним хемикалијама. Функција хигијене на раду спроводи праћење и узорковање како би измерила изложеност запослених опасним и токсичним хемикалијама и супстанцама. Индустријски хигијеничари могу развити или препоручити инжењерске контроле, превентивне радне праксе, замену производа, личну заштитну одећу и опрему или алтернативне мере заштите или смањења изложености.

Медицински програми. Рафинерије обично захтевају прераду и периодичне лекарске прегледе да би се утврдила способност запосленог да на почетку и касније обавља посао, и да се увери да захтеви и изложеност наставка рада неће угрозити здравље или безбедност запосленог.

Лична заштита. Програми личне заштите треба да покрију типичне рафинеријске изложености, као што су бука, азбест, изолација, опасан отпад, водоник сулфид, бензол и процесне хемикалије укључујући каустике, флуороводоник, сумпорну киселину и тако даље. Индустријска хигијена може одредити одговарајућу личну заштитну опрему која се користи за различита излагања, укључујући респираторе са негативним притиском и ваздухом и заштиту слуха, очију и коже.

Безбедност производа. Свест о безбедности производа обухвата познавање опасности од хемикалија и материјала којима постоји могућност излагања на радном месту, и које радње треба предузети у случају излагања гутањем, удисањем или контактом са кожом. Токсиколошке студије сирове нафте, рафинеријских токова, процесних хемикалија, готових производа и предложених нових производа спроводе се како би се утврдили потенцијални ефекти изложености и на запослене и на потрошаче. Подаци се користе за развој здравствених информација у вези са дозвољеним границама излагања или прихватљивим количинама опасних материја у производима. Ове информације се обично дистрибуирају листовима о безбедности материјала (МСДС) или сличним документима, а запослени су обучени или едуковани о опасностима материјала на радном месту.

Заштита животне средине

Заштита животне средине је важан фактор у рафинеријским операцијама због регулаторних захтева и потребе за очувањем како цене нафте и трошкови ескалирају. Рафинерије нафте производе широк спектар емисија у ваздух и воду које могу бити опасне по животну средину. Неки од њих су загађивачи у оригиналној сировој нафти, док су други резултат процеса и операција рафинерије. Емисије у ваздух укључују водоник-сулфид, сумпор-диоксид, оксиде азота и угљен-моноксид (видети табелу 2). Отпадне воде обично садрже угљоводонике, растворене материјале, суспендоване чврсте материје, феноле, амонијак, сулфиде, киселине, алкалије и друге загађиваче. Такође постоји ризик од случајног изливања и цурења широког спектра запаљивих и/или токсичних хемикалија.

Контроле успостављене да обуздају испуштање течности и паре и смање оперативне трошкове укључују следеће:

• Уштеде енергије. Контроле укључују контролу цурења паре и програме поврата кондензата ради уштеде енергије и повећања ефикасности.
• Загађење воде. Контроле укључују третман отпадних вода у АПИ сепараторима и накнадним постројењима за третман, сакупљање атмосферских вода, задржавање и третман и спречавање изливања, задржавање и контролу програма.
• Загађење ваздуха. Пошто рафинерије раде континуирано, детекција цурења, посебно на вентилима и цевним прикључцима, је важна. Контроле укључују смањење емисија и испуштања паре угљоводоника у атмосферу, рафинеријске вентиле и програме непропусности фитинга, заптивке за плутајуће кровне резервоаре и програме задржавања паре, и рекуперацију паре за објекте за утовар и истовар и за вентилационе резервоаре и посуде.
• Загађење тла. Спречавање изливања нафте због загађивања земљишта и контаминације подземних вода постиже се коришћењем насипа и обезбеђивањем дренаже до одређених, заштићених зона заштите. Контаминација од изливања унутар подручја насипа може се спречити употребом секундарних мера заштите, као што су непропусне пластичне или глинене облоге насипа.
• Одговор на изливање. Рафинерије треба да развију и спроводе програме за реаговање на изливање сирове нафте, хемикалија и готових производа, како на копну тако и на води. Ови програми се могу ослањати на обучене запослене или спољне агенције и извођаче да реагују на хитне случајеве. Врста, потребна количина и доступност залиха и опреме за чишћење и санацију изливања, било на лицу места или на позив, треба да буду укључени у план приправности.

 

Назад

---

Дефиниције

Ови термини се често користе у фармацеутској индустрији:

Биологицс су бактеријске и вирусне вакцине, антигени, антитоксини и аналогни производи, серуми, плазме и други крвни деривати за терапијску заштиту или лечење људи и животиња.

Булкс су активне лековите супстанце које се користе за производњу производа у облику дозе, прераду лековите сточне хране или сложених лекова на рецепт.

Дијагностички агенти помоћи у дијагностици болести и поремећаја код људи и животиња. Дијагностички агенси могу бити неорганске хемикалије за испитивање гастроинтестиналног тракта, органске хемикалије за визуелизацију циркулаторног система и јетре и радиоактивна једињења за мерење функције система органа.

Лекови су супстанце са активним фармаколошким својствима код људи и животиња. Лекови се комбинују са другим материјалима, као што су фармацеутске потрепштине, да би се произвео медицински производ.

Етхицал Пхармацеутицалс су биолошки и хемијски агенси за превенцију, дијагностиковање или лечење болести и поремећаја код људи или животиња. Ови производи се издају на рецепт или по одобрењу медицинског, апотекарског или ветеринарског стручњака.

Помоћне твари су инертни састојци који се комбинују са лековитим супстанцама да би се створио производ у облику дозе. Ексципијенти могу утицати на брзину апсорпције, растварања, метаболизма и дистрибуције код људи или животиња.

Фармацеутски производи без рецепта су лекови који се продају у малопродаји или апотеци за које није потребан рецепт или одобрење лекара, апотеке или ветеринара.

Апотека је уметност и наука припреме и издавања лекова за превенцију, дијагностиковање или лечење болести или поремећаја код људи и животиња.

Фармакокинетика је проучавање метаболичких процеса који се односе на апсорпцију, дистрибуцију, биотрансформацију и елиминацију лека код људи или животиња.

пхармацодинамицс је проучавање деловања лека у вези са његовом хемијском структуром, местом деловања и биохемијским и физиолошким последицама код људи и животиња.

---

 

Фармацеутска индустрија је важна компонента система здравствене заштите широм света; састоји се од многих јавних и приватних организација које откривају, развијају, производе и продају лекове за здравље људи и животиња (Геннаро 1990). Фармацеутска индустрија се првенствено заснива на научном истраживању и развоју (Р&Д) лекова који спречавају или лече болести и поремећаје. Лековите супстанце показују широк спектар фармаколошке активности и токсиколошких својстава (Хардман, Гилман и Лимбирд 1996; Реинолдс 1989). Савремени научни и технолошки напредак убрзава откривање и развој иновативних фармацеутских производа са побољшаном терапијском активношћу и смањеним нежељеним ефектима. Молекуларни биолози, медицински хемичари и фармацеути побољшавају предности лекова кроз повећану потенцију и специфичност. Овај напредак ствара нове бриге за заштиту здравља и безбедности радника у фармацеутској индустрији (Агиус 1989; Науманн ет ал. 1996; Саргент и Кирк 1988; Теицхман, Фаллон и Брандт-Рауф 1988).

Многи динамични научни, друштвени и економски фактори утичу на фармацеутску индустрију. Неке фармацеутске компаније послују и на националним и на мултинационалним тржиштима. Стога, њихове активности подлежу законима, прописима и политикама које се односе на развој и одобравање лекова, производњу и контролу квалитета, маркетинг и продају (Спилкер 1994). На фармацеутску индустрију утичу академски, државни и индустријски научници, практичари и фармацеути, као и јавност. Пружаоци здравствених услуга (нпр. лекари, стоматолози, медицинске сестре, фармацеути и ветеринари) у болницама, клиникама, апотекама и приватној пракси могу преписати лекове или препоручити како их треба издати. Државни прописи и политике здравствене заштите у вези са фармацеутским производима су под утицајем јавности, група за заступање и приватних интереса. Ови сложени фактори међусобно утичу на откривање и развој, производњу, маркетинг и продају лекова.

Фармацеутска индустрија је у великој мери вођена научним открићима и развојем, у спрези са токсиколошким и клиничким искуством (види слику 1). Велике разлике постоје између великих организација које се баве широким спектром откривања и развоја лекова, производње и контроле квалитета, маркетинга и продаје и мањих организација које се фокусирају на одређени аспект. Већина мултинационалних фармацеутских компанија укључена је у све ове активности; међутим, они се могу специјализовати за један аспект заснован на факторима локалног тржишта. Академске, јавне и приватне организације врше научна истраживања у циљу откривања и развоја нових лекова. Биотехнолошка индустрија постаје велики допринос иновативном фармацеутском истраживању (Сварбицк и Боилан 1996). Често се склапају споразуми о сарадњи између истраживачких организација и великих фармацеутских компанија како би се истражио потенцијал нових лековитих супстанци.

Слика 1. Развој лекова у фармацеутској индустрији

Многе земље имају специфичну правну заштиту за власничке лекове и производне процесе, познате као права интелектуалне својине. У случајевима када је законска заштита ограничена или не постоји, неке компаније се специјализују за производњу и маркетинг генеричких лекова (Медицал Ецономицс Цо. 1995). Фармацеутска индустрија захтева велике износе капиталних инвестиција због високих трошкова повезаних са истраживањем и развојем, регулаторним одобрењем, производњом, обезбеђењем и контролом квалитета, маркетингом и продајом (Спилкер 1994). Многе земље имају опсежне владине прописе који утичу на развој и одобравање лекова за комерцијалну продају. Ове земље имају строге захтеве за добром производном праксом како би се осигурао интегритет операција производње лекова и квалитет, безбедност и ефикасност фармацеутских производа (Геннаро 1990).

Међународна и домаћа трговина, као и пореска и финансијска политика и пракса, утичу на то како фармацеутска индустрија функционише унутар земље (Сварбицк и Боилан 1996). Постоје значајне разлике између развијених и земаља у развоју у погледу њихових потреба за фармацеутским супстанцама. У земљама у развоју, где преовлађују потхрањеност и заразне болести, најпотребнији су суплементи исхрани, витамини и антиинфективни лекови. У развијеним земљама, где су болести повезане са старењем и специфичним тегобама примарни здравствени проблеми, највећа је потражња за кардиоваскуларним, централним нервним системом, гастроинтестиналним, антиинфективним, дијабетесом и хемотерапијским лековима.

Лекови за здравље људи и животиња деле сличне активности истраживања и развоја и производне процесе; међутим, они имају јединствене терапеутске предности и механизме за њихово одобравање, дистрибуцију, маркетинг и продају (Сварбицк и Боилан 1996). Ветеринари дају лекове за контролу заразних болести и паразитских организама код пољопривредних и кућних животиња. У ту сврху се обично користе вакцине и антиинфективни и антипаразитни лекови. Додаци исхрани, антибиотици и хормони се широко користе у савременој пољопривреди за промовисање раста и здравља домаћих животиња. Истраживање и развој фармацеутских производа за здравље људи и животиња често су повезани, због истовремених потреба за контролом инфективних агенаса и болести.

Опасне индустријске хемикалије и супстанце у вези са лековима

Многи различити биолошки и хемијски агенси су откривени, развијени и коришћени у фармацеутској индустрији (Хардман, Гилман и Лимбирд 1996; Реинолдс 1989). Неки производни процеси у фармацеутској, биохемијској и синтетичкој органској хемијској индустрији су слични; међутим, већа разноликост, мањи обим и специфичне примене у фармацеутској индустрији су јединствене. Пошто је примарна намена производња лековитих супстанци са фармаколошком активношћу, многи агенси у фармацеутском истраживању и развоју и производњи су опасни за раднике. Морају се применити одговарајуће мере контроле како би се радници заштитили од индустријских хемикалија и лековитих супстанци током многих операција истраживања и развоја, производње и контроле квалитета (ИЛО 1983; Науманн ет ал. 1996; Теицхман, Фаллон и Брандт-Рауф 1988).

Фармацеутска индустрија користи биолошке агенсе (нпр. бактерије и вирусе) у многим специјалним применама, као што су производња вакцина, процеси ферментације, добијање производа на бази крви и биотехнологија. Биолошки агенси нису обухваћени овим профилом због њихове јединствене фармацеутске примене, али су друге референце лако доступне (Сварбицк и Боилан 1996). Хемијски агенси се могу категорисати као индустријске хемикалије и супстанце повезане са лековима (Геннаро 1990). То могу бити сировине, полупроизводи или готови производи. Посебне ситуације настају када се индустријске хемикалије или лековите супстанце користе у лабораторијском истраживању и развоју, испитивањима обезбеђења и контроле квалитета, инжењерингу и одржавању, или када настају као нуспроизводи или отпад.

Индустријске хемикалије

Индустријске хемикалије се користе у истраживању и развоју активних лековитих супстанци и производњи расутих супстанци и готових фармацеутских производа. Органске и неорганске хемикалије су сировине, које служе као реактанти, реагенси, катализатори и растварачи. Употреба индустријских хемикалија одређена је специфичним производним процесом и операцијама. Многи од ових материјала могу бити опасни за раднике. Пошто изложеност радника индустријским хемикалијама може бити опасна, владине, техничке и професионалне организације су успоставиле границе професионалне изложености, као што су граничне вредности (ТЛВс).

Супстанце повезане са лековима

Фармаколошки активне супстанце се могу категорисати као природни производи и синтетички лекови. Природни производи се добијају из биљних и животињских извора, док се синтетички лекови производе микробиолошким и хемијским технологијама. Антибиотици, стероидни и пептидни хормони, витамини, ензими, простагландини и феромони су важни природни производи. Научна истраживања се све више фокусирају на синтетичке лекове због недавних научних достигнућа у молекуларној биологији, биохемији, фармакологији и компјутерској технологији. Табела 1 наводи главне фармацеутске агенсе.

Табела 1. Главне категорије фармацеутских агенаса

 

Активне супстанце лекова и инертни материјали се комбинују током фармацеутске производње да би се произвели дозни облици медицинских производа (нпр. таблете, капсуле, течности, прашкови, креме и масти) (Геннаро 1990). Лекови се могу категорисати према њиховом производном процесу и терапеутским предностима (ЕПА 1995). Лекови се медицински дају строго прописаним средствима (нпр. орално, ињекцијом, кожом) и дозама, док радници могу бити изложени лековитим супстанцама ненамерним удисањем прашине или испарења у ваздуху или случајним гутањем контаминиране хране или пића. Границе професионалне изложености (ОЕЛ) су развили токсиколози и професионални хигијеничари како би дали смернице за ограничавање изложености радника лековима (Науманн ет ал. 1996; Саргент и Кирк 1988).

Фармацеутске потрепштине (нпр. везива, пунила, ароме и средства за повећање запремине, конзерванси и антиоксиданси) се мешају са активним лековима, обезбеђујући жељена физичка и фармаколошка својства у производима дозног облика (Геннаро 1990). Многе фармацеутске потрепштине немају или имају ограничену терапијску вредност и релативно су неопасне за раднике током развоја лекова и производних операција. Ови материјали су антиоксиданси и конзерванси, средства за бојење, ароме и разблаживачи, емулгатори и суспендујући агенси, базе за масти, фармацеутски растварачи и ексципијенти.

Фармацеутске операције, сродне опасности и мере контроле на радном месту

Фармацеутске производне операције могу се категорисати као основна производња расутих лековитих супстанци фармацеутска производња производа у облику дозе. Слика 2 илуструје процес производње.

Слика 2. Производни процес у фармацеутској индустрији

Основна производња расутих лековитих супстанци може да користи три главна типа процеса: ферментацију, органску хемијску синтезу и биолошке и природно вађење (Тхеодоре анд МцГуинн 1992). Ове производне операције могу бити одвојене серије, континуиране или комбинација ових процеса. Антибиотици, стероиди и витамини се производе ферментацијом, док се многе нове лековите супстанце производе органском синтезом. Историјски гледано, већина лековитих супстанци је добијена из природних извора као што су биљке, животиње, гљиве и други организми. Природни лекови су фармаколошки разноврсни и тешко их је комерцијално произвести због њихове сложене хемије и ограничене моћи.

Ферментација

Ферментација је биохемијски процес који користи одабране микроорганизме и микробиолошке технологије за производњу хемијског производа. Процес шаржне ферментације укључује три основна корака: инокулум припрема семена, ферментација, и опоравак производа or изолација (Тхеодоре анд МцГуинн 1992). Шематски дијаграм процеса ферментације дат је на слици 3. Припрема инокулума почиње узорком спора из соја микроба. Сој се селективно култивише, пречишћава и узгаја коришћењем батерије микробиолошких техника за производњу жељеног производа. Споре микробног соја се активирају водом и хранљивим материјама у топлим условима. Ћелије из културе се узгајају кроз низ агар плоча, епрувета и боца у контролисаним условима средине да би се створила густа суспензија.

Слика 3. Дијаграм процеса ферментације

Ћелије се преносе у а резервоар за семе за даљи раст. Резервоар за семе је мала посуда за ферментацију дизајнирана да оптимизује раст инокулума. Ћелије из резервоара за семе се пуне у производњу стерилисану паром ферментор. Стерилизоване хранљиве материје и пречишћена вода се додају у посуду за почетак ферментације. Током аеробне ферментације, садржај ферментора се загрева, меша и аерира помоћу перфориране цеви или спаргер, одржавајући оптималну брзину и температуру ваздуха. Након што се биохемијске реакције заврше, ферментациони бујон се филтрира да би се уклонили микроорганизми, или мицелије. Лековити производ, који може бити присутан у филтрату или унутар мицелије, добија се различитим корацима, као што су екстракција растварачем, преципитација, размена јона и апсорпција.

Растварачи који се користе за екстракцију производа (табела 2) генерално се могу повратити; међутим, мали делови остају у процесној отпадној води, у зависности од њихове растворљивости и дизајна процесне опреме. Преципитација је метода одвајања лека од водене чорбе. Лековити производ се филтрира из бујона и екстрахује из чврстих остатака. Бакар и цинк су уобичајена средства за таложење у овом процесу. Јонска размена или адсорпција уклања производ из бујона хемијском реакцијом са чврстим материјалима, као што су смоле или активни угаљ. Лековити производ се издваја из чврсте фазе помоћу растварача који се може добити испаравањем.

Табела 2. Растварачи који се користе у фармацеутској индустрији

Извор: ЕПА 1995.

Здравље и безбедност радника

Опасности за безбедност радника могу представљати покретни делови машине и опрема; пара високог притиска, топла вода, загрејане површине и вруће радне средине; корозивне и надражујуће хемикалије; тешко ручно руковање материјалима и опремом; и високи нивои буке. Изложеност радника испарењима растварача може се десити приликом прикупљања или изоловања производа. Изложеност радника растварачима може бити резултат неограничене опреме за филтрирање и фугитивних емисија из пумпи, вентила и разводних станица током екстракције и пречишћавања. Пошто су изолација и раст микроорганизама неопходни за ферментацију, биолошке опасности се смањују употребом непатогених микроба, одржавањем затворене процесне опреме и третирањем истрошеног бујона пре његовог испуштања.

Генерално, забринутост за безбедност процеса је мање важна током ферментације него током операција органске синтезе, пошто се ферментација првенствено заснива на хемији у води и захтева задржавање процеса током припреме семена и ферментације. Опасности од пожара и експлозије могу настати током екстракције растварачем; међутим, запаљивост растварача се смањује разблаживањем водом у корацима филтрирања и опоравка. Опасности по безбедност (тј. термичке опекотине и опекотине) представљају велике количине паре под притиском и топле воде повезане са операцијама ферментације.

Хемијска синтеза

Процеси хемијске синтезе користе органске и неорганске хемикалије у серијским операцијама за производњу лековитих супстанци са јединственим физичким и фармаколошким својствима. Типично, низ хемијских реакција се изводи у вишенаменским реакторима и производи се изолују екстракцијом, кристализацијом и филтрацијом (Кросцхвитз 1992). Готови производи се обично суше, мељу и мешају. Постројења за органску синтезу, процесна опрема и комуналне услуге су упоредиви у фармацеутској и финој хемијској индустрији. Шематски дијаграм процеса органске синтезе дат је на слици 4.

Слика 4. Дијаграм процеса органске синтезе

Фармацеутска хемија постаје све сложенија са вишестепеном обрадом, где производ из једног корака постаје полазни материјал за следећи корак, све док се готов производ лека не синтетише. Хемикалије у расутом стању које су међупродукти готовог производа могу се преносити између постројења за органску синтезу због различитих техничких, финансијских и правних разлога. Већина међупроизвода и производа се производи у серији шаржних реакција на а кампања основу. Производни процеси функционишу у дискретним временским периодима, пре него што се материјали, опрема и комуналије промене да би се припремили за нови процес. Многа постројења за органску синтезу у фармацеутској индустрији су дизајнирана да максимизирају своју оперативну флексибилност, због разноврсности и сложености модерне медицинске хемије. Ово се постиже изградњом објеката и уградњом процесне опреме која се може модификовати за нове производне процесе, поред њихових комуналних захтева.

Вишенаменски реактори су основна опрема за обраду у операцијама хемијске синтезе (видети слику 5). То су ојачане посуде под притиском са облогама од нерђајућег челика, стакла или легура метала. Природа хемијских реакција и физичка својства материјала (нпр. реактивни, корозивни, запаљиви) одређују дизајн, карактеристике и конструкцију реактора. Вишенаменски реактори имају спољашње омотаче и унутрашње калемове који су пуњени расхладном водом, паром или хемикалијама са посебним својствима преноса топлоте. Оклоп реактора се загрева или хлади, на основу захтева хемијских реакција. Вишенаменски реактори имају мешалице, преграде и многе улазе и излазе који их повезују са другим процесним судовима, опремом и расутим хемијским залихама. Инсталирани су инструменти за мерење температуре, притиска и тежине за мерење и контролу хемијског процеса у реактору. Реактори могу да раде на високим притисцима или ниским вакуумима, у зависности од њиховог инжењерског дизајна и карактеристика и захтева процесне хемије.

Слика 5. Шема хемијског реактора у органској синтези

Измењивачи топлоте су спојени на реакторе за загревање или хлађење реакционих пара и кондензацију пара растварача када се загреју изнад тачке кључања, стварајући рефлукс или рециклажу кондензованих пара. Уређаји за контролу загађења ваздуха (нпр. пречистачи и импингери) могу бити повезани на издувне отворе на процесним посудама, смањујући емисије гаса, паре и прашине (ЕПА 1993). Испарљиви растварачи и токсичне хемикалије могу да се испуштају на радно место или у атмосферу, осим ако се током реакције не контролишу измењивачи топлоте или уређаји за контролу ваздуха. Неке раствараче (погледајте табелу 2) и реактанте је тешко кондензовати, апсорбовати или адсорбовати у уређајима за контролу ваздуха (нпр. метилен хлорид и хлороформ) због њихових хемијских и физичких својстава.

 

Расути хемијски производи се добијају или изолују операцијама сепарације, пречишћавања и филтрације. Обично се ови производи налазе у матичне течности, као растворене или суспендоване чврсте материје у смеши растварача. Матичне течности се могу преносити између процесних судова или опреме у привременим или трајним цевима или цревима, помоћу пумпи, инертних гасова под притиском, вакуума или гравитације. Преношење материјала представља забринутост због брзине реакције, критичних температура или притисака, карактеристика опреме за обраду и потенцијала за цурење и изливање. Посебне мере предострожности за смањење статичког електрицитета потребне су када процеси користе или стварају запаљиве гасове и течности. Пуњење запаљивих течности под водом дип цеви приземљење везивање проводних материјала и одржавања инертне атмосфере унутар процесне опреме смањују ризик од пожара или експлозије (Цровл и Лоувар 1990).

Здравље и безбедност радника

Операције синтезе представљају многе опасности по здравље и безбедност радника. Они укључују безбедносне опасности од покретних делова машина, опреме под притиском и цеви; тешко ручно руковање материјалима и опремом; пара, вруће течности, загрејане површине и вруће радне средине; затворени простори и опасни извори енергије (нпр. електрична енергија); и високи нивои буке.

Акутни и хронични здравствени ризици могу бити резултат изложености радника опасним хемикалијама током операција синтезе. Хемикалије са акутним здравственим ефектима могу оштетити очи и кожу, бити корозивне или иритирајуће за телесна ткива, изазвати сензибилизацију или алергијске реакције или бити средства за гушење, изазивајући гушење или недостатак кисеоника. Хемикалије са хроничним здравственим ефектима могу изазвати рак, оштетити јетру, бубреге или плућа или утицати на нервни, ендокрини, репродуктивни или други систем органа. Опасности по здравље и безбедност се могу контролисати применом одговарајућих контролних мера (нпр. модификације процеса, инжењерске контроле, административне праксе, лична и респираторна заштитна опрема).

Реакције органске синтезе могу створити велике ризике за безбедност процеса од веома опасних материјала, пожара, експлозије или неконтролисаних хемијских реакција које утичу на заједницу која окружује постројење. Безбедност процеса може бити веома сложена у органској синтези. Она се решава на више начина: испитивањем динамике хемијских реакција, својстава високо опасних материја, пројектовањем, експлоатацијом и одржавањем опреме и комуналних објеката, обуком оперативног и инжењерског особља, као и спремношћу за ванредне ситуације и реаговањем објекта и локалне заједнице. Доступне су техничке смернице о анализи опасности у процесу и активностима управљања ради смањења ризика операција хемијске синтезе (Цровл и Лоувар 1990; Кросцхвитз 1992).

Биолошка и природна екстракција

Велике количине природних материјала, као што су биљне и животињске материје, могу се прерадити да би се екстраховале супстанце које су фармаколошки активне (Геннаро 1990; Сварбицк и Боилан 1996). У сваком кораку процеса, запремине материјала се смањују низом серијских процеса, све док се не добије коначни производ лека. Обично се процеси одвијају у кампањама које трају неколико недеља, док се не добије жељена количина готовог производа. Растварачи се користе за уклањање нерастворљивих масти и уља, чиме се екстрахује готова лековита супстанца. пХ (киселост) раствора за екстракцију и отпадних производа може се подесити неутрализацијом са јаким киселинама и базама. Једињења метала често служе као средства за таложење, а једињења фенола као дезинфекциона средства.

Здравље и безбедност радника

Неки радници могу развити алергију и/или иритацију коже због руковања одређеним биљкама. Животињске материје могу бити контаминиране инфективним организмима осим ако се не предузму одговарајуће мере предострожности. Радници могу бити изложени растварачима и корозивним хемикалијама током операција биолошке и природне екстракције. Ризик од пожара и експлозије представља складиштење, руковање, обрада и обнављање запаљивих течности. Покретни механички делови; топла пара, вода, површине и радна места; а високи нивои буке су ризици по безбедност радника.

Проблеми са сигурношћу процеса често су смањени великим количинама биљних или животињских материјала и мањим обимом активности екстракције растварачем. Опасности од пожара и експлозије, као и изложеност радника растварачима или корозивним или иритирајућим хемикалијама могу се јавити током операција екстракције и опоравка, у зависности од специфичне хемије и просторног простора процесне опреме.

Фармацеутска производња дозних облика

Супстанце лекова се претварају у производе у облику дозе пре него што се издају или дају људима или животињама. Активне супстанце лекова су помешане са фармацеутским потрепштинама, као што су везива, пунила, ароме и средства за повећање запремине, конзерванси и антиоксиданси. Ови састојци се могу сушити, самлети, мешати, компримовати и гранулисати да би се постигла жељена својства пре него што буду произведени као коначна формулација. Таблете и капсуле су веома чести орални дозни облици; други уобичајени облик су стерилне течности за ињекције или офталмолошку примену. Слика 6 илуструје типичне операције јединице за производњу фармацеутских производа у облику дозе.

Слика 6. Фармацеутска производња производа у облику дозе

Фармацеутске мешавине се могу компримовати влажном гранулацијом, директном компресијом или заливањем да би се добила жељена физичка својства, пре њихове формулације као готовог лека. У влажна гранулација, активни састојци и ексципијенти су наквашени воденим растворима или растворима растварача да би се добиле грануле са увећаним величинама честица. Грануле се осуше, помешају са мазивима (нпр. магнезијум стеаратом), дезинтегранти или везива, а затим компримовани у таблете. У току директна компресија, метална матрица држи одмерену количину мешавине лека док ударац компресује таблету. Лекови који нису довољно стабилни за влажну гранулацију или се не могу директно компримовати се гуше. Слуггинг or сува гранулација меша и компримује релативно велике таблете које се самељу и просејају до жељене величине ока, а затим се поново компримују у коначну таблету. Мешани и гранулисани материјали се такође могу производити у облику капсула. Тврде желатинске капсуле се суше, обрезују, пуне и спајају на машинама за пуњење капсула.

Течности се могу производити као стерилни раствори за ињекције у тело или давање у очи; течности, суспензије и сирупи за оралну употребу; и тинктуре за наношење на кожу (Геннаро 1990). Високо контролисани услови животне средине, затворена процесна опрема и пречишћене сировине су потребни за производњу стерилних течности како би се спречила микробиолошка и контаминација честицама (Цоле 1990; Сварбицк и Боилан 1996). Комуналије у објекту (нпр. вентилација, пара и вода), процесна опрема и површине радног места морају се чистити и одржавати како би се спречила и свела на минимум контаминација. Вода на високим температурама и притисцима се користи за уништавање и филтрирање бактерија и других загађивача из стерилне воде приликом прављења раствора за ињекције. Парентерално течности се убризгавају интрадермалним, интрамускуларним или интравенским давањем у тело. Ове течности се стерилишу сувом или влажном топлотом под високим притиском помоћу филтера који задржавају бактерије. Иако течни раствори за оралну или локалну употребу не захтевају стерилизацију, раствори који се примењују у очи (офталмолошки) морају бити стерилисани. Оралне течности се припремају мешањем активних супстанци лека са растварачем или конзервансом да би се спречио раст буђи и бактерија. Течне суспензије и емулзије се производе колоидним млиновима и хомогенизаторима. Креме и масти се припремају мешањем или мешањем активних састојака са вазелином, тешким мастима или емолијенсима пре паковања у металне или пластичне цеви.

Здравље и безбедност радника

Ризици за здравље и безбедност радника током фармацеутске производње стварају покретни делови машина (нпр. изложени зупчаници, каишеви и вратила) и опасни извори енергије (нпр. електрични, пнеуматски, термални, итд.); ручно руковање материјалом и опремом; пара високог притиска, топла вода и загрејане површине; запаљиве и корозивне течности; и високи нивои буке. Изложеност радника прашини у ваздуху може се десити током операција дозирања, сушења, млевења и мешања. Изложеност фармацеутским производима је посебна брига када се рукује или обрађује смеше које садрже високе пропорције активних лековитих супстанци. Операције мокре гранулације, мешања и облагања могу да доведу до велике изложености радника парама растварача.

Питања безбедности процеса првенствено се односе на ризик од пожара или експлозије током фармацеутске производње дозних облика. Многе од ових операција (нпр. гранулација, мешање, мешање и сушење) користе запаљиве течности, које могу створити запаљиве или експлозивне атмосфере. Пошто су неке фармацеутске прашине веома експлозивне, њихова физичка својства треба испитати пре обраде. Сушење у флуидном слоју, млевење и лужење су посебна брига када укључују потенцијално експлозивне материјале. Инжењерске мере и безбедни радни поступци смањују ризик од експлозивне прашине и запаљивих течности (нпр. електрична опрема и уређаји непропусни за пару и прашину, уземљење и везивање опреме, запечаћени контејнери са растерећењем притиска и инертне атмосфере).

Мере контроле

Превенција и заштита од пожара и експлозија; процес задржавања опасних материја, опасности од машина и високог нивоа буке; разблаживање и локална издувна вентилација (ЛЕВ); употреба респиратора (нпр. маске за прашину и органску пару и, у неким случајевима, респиратори са погоном за пречишћавање ваздуха или маске и одела са доводом ваздуха) и личне заштитне опреме (ППЕ); и обука радника о опасностима на радном месту и безбедним радним праксама су мере контроле на радном месту које се примењују током свих доле описаних операција производње фармацеутских производа. Специфична питања укључују замену мање опасних материјала кад год је то могуће током развоја и производње лекова. Такође, минимизирање преноса материјала, незапечаћене или отворене обраде и активности узорковања смањује потенцијал изложености радника.

Инжењерски дизајн и карактеристике објеката, комуналних и процесне опреме могу спречити загађење животне средине и смањити изложеност радника опасним материјама. Савремени фармацеутски производни капацитети и процесна опрема смањују ризике по животну средину, здравље и безбедност спречавањем загађења и побољшањем сузбијања опасности. Здравље и безбедност радника и циљеви контроле квалитета постижу се побољшањем изолације, задржавања и чистоће фармацеутских објеката и процесне опреме. Спречавање изложености радника опасним супстанцама и фармацеутским производима је веома компатибилно са истовременом потребом да се спречи да радници случајно контаминирају сировине и готове производе. Безбедни радни поступци и добра производна пракса су комплементарне активности.

Проблеми пројектовања објеката и процесног инжењеринга

Инжењерски дизајн и карактеристике фармацеутских објеката и процесне опреме утичу на здравље и безбедност радника. Грађевински материјали, процесна опрема и кућни поступци у великој мери утичу на чистоћу радног места. Системи за разблаживање и ЛЕВ контролишу несталне паре и емисије прашине током производних операција. Мере за превенцију и заштиту од пожара и експлозије (нпр. електрична опрема и уређаји отпорни на пару и прашину, системи за гашење, детектори пожара и дима и аларми за хитне случајеве) су потребни када су присутне запаљиве течности и испарења. Системи за складиштење и руковање (нпр. посуде за складиштење, преносиви контејнери, пумпе и цевоводи) су инсталирани за кретање течности унутар фармацеутских производних објеката. Опасне чврсте материје се могу руковати и прерађивати у затвореној опреми и посудама, појединачним контејнерима за расути терет (ИБЦ) и затвореним бачвама и врећама. Изолација или задржавање објеката, процесне опреме и опасних материјала промовише здравље и безбедност радника. Механичке опасности се контролишу постављањем заштитних баријера на покретне делове машине.

Процесна опрема и помоћни уређаји могу се контролисати ручним или аутоматским средствима. У ручним постројењима, хемијски оператери очитати инструменте и контролисати процесну опрему и комуналије у близини процесне опреме. У аутоматизованим постројењима, процесном опремом, комуналним и контролним уређајима управљају дистрибуирани системи, што им омогућава да се њима управља са удаљене локације као што је контролна соба. Ручне операције се често користе када се материјали пуне или преносе, производи се празне и пакују и када се обавља одржавање или када се појаве нерутински услови. Треба припремити писана упутства, описати стандардне оперативне процедуре као и опасности по здравље и безбедност радника и мере контроле.

Верификација контрола на радном месту

Мере контроле на радном месту се периодично процењују како би се радници заштитили од опасности по здравље и безбедност и смањило загађење животне средине. Многи производни процеси и делови опреме су валидирани у фармацеутској индустрији како би се осигурао квалитет производа (Цоле 1990; Геннаро 1990; Сварбицк и Боилан 1996). Сличне праксе валидације могу се применити за мере контроле на радном месту како би се осигурало да су ефикасне и поуздане. Периодично се ревидирају упутства о процесу и безбедни радни поступци. Активности превентивног одржавања идентификују када процесна и инжењерска опрема може отказати, чиме се искључују проблеми. Обука и надзор информише и образује раднике о опасностима по животну средину, здравље и безбедност, јачајући безбедне радне праксе и употребу респиратора и личне заштитне опреме. Програми инспекције испитују да ли се одржавају безбедни услови на радном месту и радна пракса. Ово укључује инспекцију респиратора и да се осигура да су радници правилно одабрани, носе и одржавају. Програми ревизије прегледају системе управљања за идентификацију, процену и контролу опасности по животну средину, здравље и безбедност.

Рад фармацеутске јединице

Вагање и дозирање

Вагање и дозирање чврстих материја и течности је веома честа активност у целој фармацеутској индустрији (Геннаро 1990). Обично радници дају материјале тако што ручно сакупљају чврсте материје и сипају или пумпају течности. Вагање и издавање се често обављају у складишту током хемијске производње у расутом стању или у апотеци током производње фармацеутских облика. Због вероватноће изливања, цурења и фугитивних емисија током вагања и дозирања, неопходне су одговарајуће мере контроле на радном месту да би се заштитили радници. Вагање и дозирање треба да се обављају на преграђеном радном месту са добром вентилацијом за разблаживање. Радне површине у областима где се материјали важе и дозирају треба да буду глатке и заптивене, што омогућава њихово правилно чишћење. ЛЕВ са поклопцима за повратно или бочно струјање спречава ослобађање загађивача ваздуха приликом вагања и дозирања прашњавих чврстих материја или испарљивих течности (Цоле 1990). Вагање и дозирање високо токсичних материјала може захтевати додатне мере контроле као што су ламинарне вентилационе хаубе или изолациони уређаји (нпр. претинци за рукавице или торбе за рукавице) (Науманн ет ал. 1996).

Пуњење и пражњење чврстих материја и течности

Чврсте материје и течности се често пуне и испуштају из контејнера и процесне опреме у операцијама производње фармацеутских производа (Геннаро 1990). Пуњење и пражњење материјала радници често обављају ручно; међутим, користе се и друге методе (нпр. гравитациони, механички или пнеуматски системи преноса). Задржана процесна опрема, системи преноса и инжењерске контроле спречавају излагање радника током пуњења и пражњења веома опасних материјала. Гравитационо пуњење из затворених контејнера и система за вакум, притисак и пумпање елиминише фугитивне емисије током операција пуњења и пражњења. ЛЕВ са прирубничким отворима захвата прашину и паре које се ослобађају на отвореним местима преноса.

Одвајања течности

Течности се одвајају на основу њихових физичких својстава (нпр. густина, растворљивост и могућност мешања) (Кросцхвитз 1992). Одвајање течности се обично врши током хемијске производње у расутом стању и операција производње фармацеутских производа. Опасне течности треба да се пребацују, обрађују и одвајају у затвореним судовима и системима цевовода како би се смањила изложеност радника проливеним течностима и испарењима у ваздуху. Уређаји за испирање очију и сигурносни тушеви треба да буду смештени у близини операција где се опасне течности преносе, обрађују или одвајају. Мере контроле изливања и превенција и заштита од пожара и експлозије су потребне када се користе запаљиве течности.

Преношење течности

Течности се често преносе између посуда за складиштење, контејнера и процесне опреме током операција фармацеутске производње. У идеалном случају, објекти и производни процеси су дизајнирани да минимизирају потребу за преношењем опасних материјала, чиме се смањује могућност изливања и изложености радника. Течности се могу преносити између процесних судова и опреме преко разводне станице, области у којима се многе прирубнице цеви налазе близу једна другој (Кросцхвитз 1992). Ово омогућава привремене везе између система цевовода. Проливања, цурења и емисије паре могу се појавити на колекторским станицама; стога су потребне одговарајуће заптивке и чврсте заптивке на цревима и цевима да би се спречило загађење животне средине и испуштање на радном месту. Системи за одводњавање са запечаћеним резервоарима или резервоарима захватају просуту течност тако да се могу повратити и повратити. Затворене посуде и контејнери и системи цевовода су веома пожељни када се преносе велике количине течности. Посебне мере предострожности треба предузети када се користе инертни гасови за стварање притиска у преносним линијама или процесној опреми, јер то може повећати ослобађање испарљивих органских једињења (ВОЦ) и опасних загађивача ваздуха. Рециркулација или кондензација издувних гасова и пара смањује загађење ваздуха.

Филтрација

Чврсте материје и течности се одвајају током операција филтрирања. Филтери имају различите дизајне и карактеристике са различитим садржајем и контролом течности и пара (Кросцхвитз 1992; Перри 1984). Када се отворени филтери користе за опасне материјале, радници могу бити изложени течностима, влажним чврстим материјама, парама и аеросолима током операција утовара и истовара. Затворена процесна опрема се може користити за филтрирање високо опасних материјала, смањујући емисију паре и спречавајући излагање радника (видети слику 7). Филтрацију треба вршити у областима са контролом изливања и добрим разблажењем и ЛЕВ. Испарљиве паре растварача могу се одводити кроз вентилационе отворе на затвореној процесној опреми и контролисати помоћу уређаја за емисију у ваздух (нпр. кондензатори, скрубери и адсорбери).

Слика 7. Филтер за спарклер

Спајање

Чврсте материје и течности се мешају у операцијама мешања да би се добили раствори, суспензије, сирупи, масти и пасте. Препоручују се затворена процесна опрема и системи за пренос када се мешају веома опасни материјали (Кросцхвитз 1992; Перри 1984). Пуферски агенси, детерџенти и гермициди који неутралишу, чисте и биоцидни агенси могу бити опасни за раднике. Средства за испирање очију и сигурносни тушеви смањују повреде, ако радници случајно дођу у контакт са корозивним или надражујућим супстанцама. Због мокрих површина у просторијама за мешање, радници морају бити заштићени од електричних опасности од опреме и комуналних услуга. Топлотне опасности представљају пара и топла вода током активности мешања и чишћења. Повреде радника од опекотина и падова спречавају се постављањем изолације на вруће површине и одржавањем сувих неклизајућих подова.

Слика 8. Гранулатор високе паре

Слика НЕДОСТАЈЕ

Гранулација

Суве и влажне чврсте материје се гранулишу да би се променила њихова физичка својства. Гранулатори имају различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом механичких опасности и прашине и пара у ваздуху (Перри 1984; Сварбицк и Боилан 1996). Затворени гранулатори могу да се одзраче на уређаје за контролу ваздуха, смањујући емисију пара растварача или прашине на радно место и атмосферу (види слику 8). Проблеми у вези са руковањем материјалом се јављају приликом утовара и истовара гранулатора. Механичка опрема (нпр. повишене платформе, столови за подизање и дизалице за палете) помаже радницима да обављају тешке ручне задатке. Испирање очију и сигурносни тушеви су потребни ако радници случајно дођу у контакт са растварачима или иритантном прашином.

Слика 9. Ротациона вакуумска сушара

Слика НЕДОСТАЈЕ

Сушење

Чврсте материје влажне водом или растварачем се суше током многих фармацеутских производних операција. Сушаре имају различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом пара и прашине (види слику 9). Запаљиве паре растварача и експлозивна прашина у ваздуху могу створити запаљиву или експлозивну атмосферу; Одзрачивање против експлозије је посебно важно код затворених сушара. Разблаживање и ЛЕВ смањују ризик од пожара или експлозије, поред тога што контролишу изложеност радника парама растварача при руковању мокрим колачима, или прашини у ваздуху приликом истовара осушених производа. Руковање тешким материјалом може бити укључено приликом утовара или истовара посуда за сушење, канти или контејнера (види слику 10). Механичка опрема (нпр. дизалице за бубњеве, лифтови и радне платформе) помаже овим ручним задацима. Уређаји за испирање очију и сигурносни тушеви треба да буду у близини, у случају да радници случајно дођу у контакт са растварачима и прашином.

Слика 10. Вакуумска полица за сушење

Слика НЕДОСТАЈЕ

глодање

Суве чврсте материје се мељу да би се промениле њихове карактеристике честица и да би се произвео слободно тече прах. Млинови имају различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом механичких опасности и прашине у ваздуху (Кросцхвитз 1992; Перри 1984). Пре млевења материјала, њихова физичка својства и опасности треба да се прегледају или тестирају. Мере за превенцију и заштиту од експлозије обухватају уградњу електричне опреме и уређаја непропусне за прашину, опреме и прибора за уземљење и везивање да би се елиминисало електростатичко варничење, инсталирање сигурносних вентила на затвореним млиновима и изградњу панела за ослобађање од експлозије у зидовима. Ове мере могу бити неопходне због експлозивности неких лековитих супстанци и ексципијената, високог нивоа прашине и енергије повезаних са операцијама млевења.

mešanje

Суве чврсте материје се мешају да би се добиле хомогене смеше. Блендери имају различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом механичких опасности и прашине у ваздуху (Кросцхвитз 1992; Перри 1984). Изложеност радника лековитим супстанцама, ексципијентима и мешавинама може се десити приликом утовара и истовара опреме за мешање. ЛЕВ са прирубничким улазима смањује фугитивну емисију прашине током мешања. Можда ће бити потребно руковање тешким материјалом приликом пуњења и пражњења чврстих материја из блендера. Механичка опрема (нпр. радне платформе, дизалице и дизалице за бубњеве и палете) смањује физичке захтеве за руковање тешким материјалом.

компресија

Суве чврсте материје се сабијају или губе да би се компактирале, мењајући њихова својства честица. Опрема за компресију има различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом механичких опасности и прашине у ваздуху (Геннаро 1990; Сварбицк и Боилан 1996). Опрема за компресију може представљати озбиљне механичке опасности ако није адекватно заштићена. Висок ниво буке се такође може произвести операцијама компресије и гушења. Ограђивање извора удара, изолација вибрирајуће опреме, ротирајући радници и коришћење уређаја за заштиту слуха (нпр. штитника за уши и чепова) смањују утицај излагања буци.

Слика 11. Преса за таблете са резервоаром за пуњење и спиралним сакупљачима прашине за прикупљање производа

Слика НЕДОСТАЈЕ

Производња чврстог дозног облика

Таблете и капсуле су најчешћи орални дозни облици. Компресоване или обликоване таблете садрже мешавине лековитих супстанци и ексципијената. Ове таблете могу бити необложене или обложене смешама растварача или воденим растворима. Капсуле су меке или тврде желатинске шкољке. Пресе за таблете (видети слику 11), опрема за облагање таблета и машине за пуњење капсула имају различите дизајне и карактеристике са различитим задржавањем и контролом механичких опасности и прашине у ваздуху (Цоле 1990). Радници могу бити изложени парама растварача када се таблете облажу спрејом. Савремена опрема за облагање таблета је високо садржана; међутим, ЛЕВ се може уградити у старије отворене посуде за премазивање да би се контролисала бежна испарења растварача. Опрема за облагање таблета може да се одзрачи у уређаје за емисију у ваздух да контролише ВОЦ из процеса (видети слику 12). Кад год је то могуће, регенерисане раствараче треба поново користити поступком или водене смеше заменити мешавине растварача за облагање таблета. Савремене пресе за таблете и машине за пуњење капсула су затворене међусобно закључаним панелима, смањујући опасности од делова који се брзо крећу, високог нивоа буке и емисије прашине током њиховог рада. Уређаји за заштиту слуха могу смањити изложеност радника буци током рада таблета и капсула.

Слика 12. Машина за облагање таблета

Слика НЕДОСТАЈЕ

Стерилна производња

Стерилни производи се производе у фармацеутским производним погонима са модуларним дизајном (видети слику 13), чистим радним местима и површинама опреме и високоефикасним вентилационим системима са филтером за честице (ХЕПА) (Цоле 1990; Геннаро 1990). Принципи и праксе контроле контаминације у производњи стерилних течности слични су онима у микроелектронској индустрији. Радници носе заштитну одећу како би спречили да контаминирају производе током стерилних производних операција. Стерилне фармацеутске технологије за контролу контаминације укључују производе за сушење замрзавањем, коришћење течних гермицида и стерилизационих гасова, уградњу вентилације са ламинарним протоком, изолацију модула са диференцијалним притисцима ваздуха и опрему за производњу и пуњење.

Слика 13. Шема погона за производњу стерилне течности

Хемијске опасности представљају токсични гермициди (нпр. формалдехид и глутаралдехид) и стерилизујући гасови (тј. етилен оксид). Кад год је могуће, треба изабрати мање опасне агенсе (нпр. алкохоле, једињења амонијума). Стерилизација сировина и опреме може се вршити паром под високим притиском или токсичним гасовима (тј. разблаженим гасним смешама етилен оксида) (Сварбицк и Боилан 1996). Посуде за стерилизацију могу бити лоциране у одвојеним областима са даљинским инструментима и системима за контролу, нерециркулацијским ваздухом и ЛЕВ-ом за издвајање емисија токсичних гасова. Радници треба да буду обучени о стандардним упутствима за рад, безбедним радним праксама и одговарајућем реаговању у ванредним ситуацијама. Гасне коморе за стерилизацију треба да буду потпуно евакуисане под вакуумом и прочишћене ваздухом да би се минимизирале фугитивне емисије са радног места пре него што се стерилисана роба уклони. Емисије гасова из комора за стерилизацију могу се испустити у уређаје за контролу ваздуха (нпр. адсорпцију угљеника или катализаторе) да би се смањиле атмосферске емисије. Праћење хигијене на раду мери изложеност радника хемијским гермицидима и стерилизујућим гасовима, помажући да се процени адекватност контролних мера. Безбедносне опасности укључују пару под високим притиском и топлу воду, покретне делове машине у опреми за прање, пуњење, затварање и паковање, висок ниво буке и понављајуће ручне задатке.

Активности чишћења и одржавања

Нерутински задаци се могу појавити приликом чишћења, поправке и одржавања опреме, комуналних услуга и радних места. Иако се током нерутинских задатака могу појавити јединствене опасности, наилази се на периодичне проблеме у вези са здрављем и безбедношћу. Површине радног места и опреме могу бити контаминиране опасним материјалима и лековима, што захтева њихово чишћење пре него што незаштићени радници изводе радове на сервисирању или одржавању. Чишћење се врши прањем или брисањем течности и метењем или усисавањем прашине. Суво метење и дување чврстих материја са компримованим ваздухом се не препоручују, јер стварају велику изложеност радника прашини у ваздуху. Мокро брисање и усисавање смањују изложеност радника прашини током активности чишћења. Усисивачи са ХЕПА филтерима могу бити потребни приликом чишћења опасних супстанци и лекова са високим потенцијалом. Опрема отпорна на експлозију и проводни материјали могу бити потребни у вакуум системима за експлозивну прашину. Средства за испирање очију и сигурносни тушеви и ЛЗО смањују ефекат случајног контакта радника са корозивним и иритантним детерџентима и течностима за чишћење.

Опасна механичка, електрична, пнеуматска или топлотна енергија ће можда морати да се ослободи или контролише пре него што се опрема и комунални системи сервисирају, поправљају или одржавају. Радници по уговору могу обављати посебне производне или инжењерске послове у фармацеутским постројењима без одговарајуће обуке о мерама безбедности. Важан је пажљив надзор радника по уговору, како не би кршили правила безбедности и не би обављали послове који стварају пожар, експлозију или друге озбиљне опасности по здравље и безбедност. Посебни безбедносни програми извођача су потребни када се ради са високо опасним материјалима (нпр. токсичним, реактивним, запаљивим или експлозивним) и процесима (нпр. егзотермним или високим притиском) у великим фармацеутским постројењима и производним постројењима за дозирање.

паковање

Операције фармацеутског паковања се изводе са низом интегрисаних машина и понављајућих ручних задатака (Геннаро 1990; Сварбицк и Боилан 1996). Готови производи у облику дозе могу бити упаковани у много различитих врста контејнера (нпр. пластичне или стаклене боце, блистер паковања од фолије, кесице или кесице, тубе и стерилне бочице). Механичка опрема пуни, затвара, етикетира, картоне и пакује готове производе у транспортне контејнере. Близина радника опреми за паковање захтева заштиту баријера на покретним деловима машине, приступачне контролне прекидаче и каблове за заустављање у случају нужде и обуку запослених о опасностима од машина и безбедним радним праксама. Ограђивање и изолација опреме смањује нивое звука и вибрација у областима паковања. Употреба уређаја за заштиту слуха (нпр. штитника за уши и чепова) смањује изложеност радника буци. Добар индустријски дизајн промовише продуктивност, удобност и безбедност запослених, решавањем ергономских опасности од лошег положаја тела, руковања материјалом и задатака који се веома понављају.

Лабораторијске операције

Лабораторијске операције у фармацеутској индустрији су разноврсне. Могу представљати биолошке, хемијске и физичке опасности, у зависности од специфичних агенаса, операција, опреме и радних пракси које се користе. Постоје велике разлике између лабораторија које спроводе научна истраживања и развој производа и процеса и оних које процењују активности обезбеђења квалитета и контроле (Сварбицк и Боилан 1996). Лабораторијски радници могу да спроводе научна истраживања како би открили лековите супстанце, развили производне процесе за велике хемијске производе и производе у облику дозе или анализирали сировине, међупроизводе и готове производе. Лабораторијске активности треба процењивати појединачно, иако се добра лабораторијска пракса примењује у многим ситуацијама (Национални истраживачки савет 1981). Јасно дефинисане одговорности, обука и информације, безбедне радне праксе и мере контроле и планови реаговања у ванредним ситуацијама су важна средства за ефикасно управљање опасностима по животну средину, здравље и безбедност.

Опасности по здравље и безбедност од запаљивих и токсичних материјала се смањују минимизирањем њихових залиха у лабораторијама и складиштењем у одвојеним ормарићима. Лабораторијски тестови и операције које могу ослободити загађиваче ваздуха могу се изводити у вентилисаним капуљачама за издувне гасове како би се заштитили радници. Биолошке заштитне хаубе обезбеђују ламинарни ток према доле и према унутра, спречавајући ослобађање микроорганизама (Геннаро 1990; Сварбицк и Боилан 1996). Обука и информације о радницима описују опасности лабораторијског рада, безбедне радне праксе и правилно реаговање у ванредним ситуацијама на пожаре и изливање. Храна и пића не би требало да се конзумирају у лабораторијским просторијама. Безбедност лабораторије је побољшана захтевањем од надзорника да одобре и управљају високо опасним операцијама. Добре лабораторијске праксе раздвајају, третирају и одлажу биолошки и хемијски отпад. Физичке опасности (нпр. зрачење и извори електромагнетне енергије) се често сертификоване и користе се у складу са посебним прописима.

Опште опасности по здравље и безбедност

Ергономија и руковање материјалом

Материјали који се отпремају, складиште, рукују, обрађују и пакују у фармацеутској индустрији крећу се од великих количина сировина до малих паковања која садрже фармацеутске производе. Сировине за хемијску производњу у расутом стању се отпремају у контејнерима за расути терет (нпр. цистерне, вагони), металним и фибер бачвама, ојачаним папирним и пластичним кесама. Фармацеутска производња користи мање количине сировина због смањеног обима пословања. Уређаји за руковање материјалом (нпр. виљушкари, дизалице палета, вакумске дизалице и бубањ) помажу у руковању материјалом током операција складиштења и производње. Тежак ручни рад може створити ергономске ризике приликом померања материјала и опреме ако механички уређаји нису доступни. Добре праксе индустријског инжењеринга и управљања објектима смањују повреде од руковања материјалом побољшањем дизајна и карактеристика опреме и радног места и смањењем величине и тежине контејнера (Цоле 1990). Инжењерске мере контроле (нпр. ергономски дизајн алата, материјала и опреме) и административне праксе (нпр. ротација радника, обезбеђивање обуке радника) смањују ризик од кумулативних повреда траума током веома репетитивних операција производње и паковања.

Заштита машина и контрола опасне енергије

Незаштићени покретни делови машина у опреми за производњу и паковање фармацеутских производа стварају механичке опасности. Изложене „тачке пригњечења и угриза“ у отвореној опреми могу озбиљно повредити раднике. Механичке опасности су погоршане великим бројем и различитим дизајном опреме, пренатрпаним условима на радном месту и честим интеракцијама између радника и опреме. Забрављени штитници, контролни прекидачи, уређаји за заустављање у нужди и обука руковаоца су важна средства за смањење механичких опасности. Распуштена коса, одећа дугих рукава, накит или други предмети могу да се заробе у опреми. Рутинске активности инспекције и поправке идентификују и контролишу механичке опасности током производње и операција паковања. Опасна електрична, пнеуматска и топлотна енергија мора се ослободити или контролисати пре рада на активној опреми и комуналним уређајима. Радници су заштићени од извора опасне енергије применом процедура закључавања/тагоута.

Изложеност буци

Високи нивои звука могу бити генерисани од стране производне опреме и комуналних услуга (нпр. компримовани ваздух, вакуумски извори и вентилациони системи). Због затвореног дизајна фармацеутских модула радног места, радници се често налазе близу машина током процеса производње и паковања. Радници посматрају и комуницирају са опремом за производњу и паковање, чиме повећавају своју изложеност буци. Инжењерске методе смањују нивое звука тако што модификују, затварају и пригушују изворе буке. Ротација запослених и употреба уређаја за заштиту слуха (нпр. штитника за уши и чепова) смањују изложеност радника високим нивоима буке. Свеобухватни програми за очување слуха идентификују изворе буке, смањују нивое буке на радном месту и обучавају раднике о опасностима излагања буци и правилној употреби уређаја за заштиту слуха. Праћење буке и медицински надзор (тј. аудиометрија) процењују изложеност радника буци и њихов губитак слуха. Ово помаже да се идентификују проблеми са буком и процени адекватност корективних мера.

Излагање парама растварача и снажним једињењима

Посебна забринутост може настати када су радници изложени токсичним парама растварача и снажним лековима у виду прашине у ваздуху. Изложеност радника парама растварача и снажним једињењима може се десити током различитих производних операција, које треба идентификовати, проценити и контролисати како би се осигурала заштита радника. Инжењерске контроле су пожељно средство за контролу ових изложености, због њихове инхерентне ефикасности и поузданости (Цоле 1990; Науманн ет ал. 1996). Затворена процесна опрема и системи за руковање материјалом спречавају излагање радника, док ЛЕВ и ППЕ допуњују ове мере. За контролу високо токсичних растварача (нпр. бензен, хлоровани угљоводоници, кетони) и моћних једињења потребно је појачано складиштење објеката и процеса. Респиратори са позитивним притиском (нпр., пречишћавање и довод ваздуха са погоном) и ЛЗО су потребни када се рукује и обрађује високо токсични растварачи и моћна једињења. Посебну забринутост представљају операције где се стварају високи нивои испарења растварача (нпр. мешање, гранулирање и облагање таблета) и прашине (нпр. сушење, млевење и мешање). Свлачионице и туш кабине, праксе деконтаминације и добре санитарне праксе (нпр. прање и туширање) су неопходни да би се спречили или минимизирали ефекти изложености радника унутар и ван радног места.

Управљање безбедношћу процеса

Програми безбедности процеса се примењују у фармацеутској индустрији због сложене хемије, опасних материјала и операција у масовној хемијској производњи (Цровл и Лоувар 1990). Веома опасни материјали и процеси могу се користити у реакцијама органске синтезе у више корака да би се произвела жељена лековита супстанца. Термодинамика и кинетика ових хемијских реакција морају бити процењене, пошто оне могу укључивати високо токсичне и реактивне материјале, сузеће и запаљива или експлозивна једињења.

Управљање безбедношћу процеса укључује спровођење тестирања физичке опасности материјала и реакција, извођење студија анализе опасности да би се прегледала процесна хемија и инжењерске праксе, испитивање превентивног одржавања и механичког интегритета процесне опреме и комуналних услуга, спровођење обуке радника и развој упутства за употребу и процедура за реаговање у ванредним ситуацијама . Посебне инжењерске карактеристике за безбедност процеса укључују избор одговарајућих судова са номиналним притиском, инсталирање система за изолацију и потискивање, и обезбеђивање вентилације за смањење притиска са резервоарима за прикупљање. Пракса управљања безбедношћу процеса је слична у фармацеутској и хемијској индустрији када се производи велики број фармацеутских производа као специјалних органских хемикалија (Цровл и Лоувар 1990; Кросцхвитз 1992).

Еколошки проблеми

Различити фармацеутски производни процеси имају своја сопствена питања животне средине, као што је објашњено у наставку.

Ферментација

Ферментација ствара велике количине чврстог отпада који садржи мицелије и истрошене филтер колаче (ЕПА 1995; Тхеодоре и МцГуинн 1992). Филтер колачи садрже мицелије, филтер медије и мале количине хранљивих материја, међупроизвода и резидуалних производа. Ови чврсти отпади су обично неопасни, али могу садржати раствараче и мале количине заосталих хемикалија у зависности од специфичне хемије процеса ферментације. Проблеми са животном средином могу се развити ако се ферментационе серије инфицирају вирусним фагом који напада микроорганизме у процесу ферментације. Иако су инфекције фагом ретке, оне стварају значајан еколошки проблем стварајући велике количине отпадног бујона.

Потрошена ферментациона јуха садржи шећере, скробове, протеине, азот, фосфате и друге хранљиве материје са високом биохемијском потребом за кисеоником (БПК), хемијском потребом за кисеоником (ЦОД) и укупним суспендованим чврстим супстанцама (ТСС) са пХ вредностима у распону од 4 до 8. Ферментационе бујоне могу бити третирани микробиолошким системима отпадних вода, након што се ефлуент изједначи како би се промовисао стабилан рад система за пречишћавање. Пара и мале количине индустријских хемикалија (нпр. фенола, детерџената и дезинфекционих средстава) одржавају стерилност опреме и производа током ферментације. Велике количине влажног ваздуха се избацују из ферментора, који садрже угљен-диоксид и мирисе који се могу третирати пре него што се емитују у атмосферу.

Органска синтеза

Отпад из хемијске синтезе је сложен због разноврсности опасних материјала, реакција и операција јединица (Кросцхвитз 1992; Тхеодоре и МцГуинн 1992). Процеси органске синтезе могу да генеришу киселине, базе, водене течности или растворе, цијаниде и металне отпатке у течном или кашастом облику. Чврсти отпад може укључивати филтер колаче који садрже неорганске соли, органске нуспроизводе и металне комплексе. Отпадни растварачи у органској синтези се обично добијају дестилацијом и екстракцијом. Ово омогућава да се растварачи поново користе у другим процесима и смањује запремину течног опасног отпада који се одлаже. Остаци од дестилације (још дна) треба третирати пре него што се одложе. Типични системи третмана укључују уклањање паре ради уклањања растварача, након чега следи микробиолошки третман других органских супстанци. Емисије испарљивих органских и опасних супстанци током операција органске синтезе треба да се контролишу помоћу уређаја за контролу загађења ваздуха (нпр. кондензатори, скрубери, вентури импингери).

Отпадне воде из процеса синтезе могу садржати водене течности, воду за прање, испуштања из пумпи, пречистача и система за хлађење, као и фугитивна цурења и изливања (ЕПА 1995). Ова отпадна вода може садржати многе органске и неорганске материје са различитим хемијским саставом, токсичношћу и биоразградивости. Количине у траговима сировина, растварача и нуспроизвода могу бити присутне у воденим матичним течностима од кристализације и слојева прања од екстракција и чишћења опреме. Ове отпадне воде имају висок садржај БПК, ЦОД и ТСС, са променљивом киселошћу или алкалношћу и пХ вредностима у распону од 1 до 11.

Биолошка и природна екстракција

Потрошене сировине и растварачи, воде за прање и просути отпад су примарни извори чврстог и течног отпада (Тхеодоре и МцГуинн 1992). Органске и неорганске хемикалије могу бити присутне као остаци у овим токовима отпада. Обично отпадне воде имају ниске БПК, ЦОД и ТСС, са релативно неутралним пХ вредностима у распону од 6 до 8.

Фармацеутска производња дозних облика

Фармацеутска производња производа у облику дозе ствара чврсти и течни отпад током чишћења и стерилизације, као и од цурења и изливања и одбачених производа (Тхеодоре и МцГуинн 1992). Операције сушења, млевења и мешања стварају атмосферске и фугитивне емисије прашине. Ове емисије се могу контролисати и рециклирати у производњу производа у облику дозе; међутим, праксе контроле квалитета то могу спречити ако су присутни други остаци. Када се растварачи користе током влажне гранулације, мешања и облагања таблета, ВОЦ и опасни загађивачи ваздуха могу бити испуштени у атмосферу или на радном месту као процесне или фугитивне емисије. Отпадне воде могу садржати неорганске соли, шећере, сирупе и трагове лековитих супстанци. Ове отпадне воде обично имају ниске БПК, ЦОД и ТСС, са неутралним пХ вредностима. Неки антипаразитски или антиинфективни лекови за људе и животиње могу бити токсични за водене организме, што захтева посебан третман течног отпада.

Превенција загађивања животне средине

Минимизација отпада и превенција загађења

Добра инжењерска и административна пракса минимизирају утицај на животну средину хемијске производње у великим количинама и операција производње фармацеутских производа. Превенција загађења подразумева модификовање процеса и опреме, рециклирање и обнављање материјала и одржавање добре праксе у домаћинству и раду (Тхеодоре и МцГуинн 1992). Ове активности побољшавају управљање питањима животне средине, као и здравље и безбедност радника.

Модификације процеса

Процеси се могу модификовати да би се производи преформулисали коришћењем материјала који су мање опасни или постојани или променом производних операција да би се смањиле емисије у ваздух, течни ефлуенти и чврсти отпад. Смањење количине и токсичности отпада је мудро, јер побољшава ефикасност производних процеса и смањује трошкове и утицаје одлагања отпада. Државни прописи о одобрењу лекова могу ограничити могућност фармацеутских произвођача да мењају опасне материјале, производне процесе, опрему и објекте (Спилкер 1994). Произвођачи лекова морају предвидети утицаје на животну средину, здравље и безбедност одабира опасних материјала и дизајнирања производног процеса у раној фази. Постаје све теже извршити промене током каснијих фаза развоја лекова и регулаторног одобрења, без значајног губитка времена и трошкова.

Веома је пожељно развијати производне процесе са мање опасним растварачима. Етил ацетат, алкохоли и ацетон су пожељнији од високо токсичних растварача као што су бензен, хлороформ и трихлоретилен. Кад год је то могуће, неке материјале треба избегавати због њихових физичких својстава, екотоксичности или постојаности у животној средини (нпр. тешки метали, метилен хлорид) (Цровл и Лоувар 1990). Замена водених испирања за раствараче током филтрације у масовној хемијској производњи смањује течни отпад и емисије паре. Такође, замена водених раствора на бази растварача током облагања таблета смањује забринутост за животну средину, здравље и безбедност. Спречавање загађења се промовише унапређењем и аутоматизацијом процесне опреме, као и извођењем рутинских калибрација, сервисирања и превентивног одржавања. Оптимизација реакција органске синтезе повећава приносе производа, често смањујући стварање отпада. Нетачни или неефикасни системи за контролу температуре, притиска и материјала изазивају неефикасне хемијске реакције, стварајући додатни гасовити, течни и чврсти отпад.

Следе примери модификација процеса у масовној фармацеутској производњи (Тхеодоре и МцГуинн 1992):

• Минимизирајте количине коришћених опасних материјала и изаберите материјале чији се отпад може контролисати, опоравити и рециклирати, кад год је то могуће.
• Развити и инсталирати системе за рециклажу сировина (нпр. растварача), међупроизвода, отпада и помоћних материјала (нпр. расхладна вода, течности за пренос топлоте, мазива, парни кондензат).
• Испитајте реактанте, раствараче и катализаторе да бисте оптимизовали ефикасност хемијских реакција.
• Модификовати дизајн и карактеристике опреме за обраду како би се смањило загађење и отпад.
• Побољшајте процесе да бисте максимизирали приносе производа и жељена својства, елиминишући додатну обраду (нпр. рекристализацију, сушење и млевење).
• Размотрите коришћење вишенаменске опреме (нпр. реактори, филтери и сушаре) да бисте смањили загађење и отпад током преноса, чишћења и додатних корака процеса.
• Користите одговарајуће инструменте, аутоматизоване системе управљања и компјутерске програме како бисте максимално повећали ефикасност процеса и смањили загађење и отпад.

 

Опоравак ресурса и рециклажа

Опоравак ресурса користи отпадне производе и враћа материјале током обраде одвајањем отпадних нечистоћа од жељених материјала. Чврсти отпад од ферментације (нпр. мицелија) може се додати сточној храни као додатак исхрани или као оплемењивач земљишта и ђубриво. Неорганске соли се могу добити из хемијских течности произведених током операција органске синтезе. Истрошени растварачи се често рециклирају одвајањем и дестилацијом. Уређаји за контролу емисије у ваздух (нпр. кондензатори, опрема за компресију и хлађење) у великој мери смањују емисије испарљивих органских једињења у атмосферу (ЕПА 1993). Ови уређаји хватају паре растварача кондензацијом, омогућавајући поновну употребу растварача као сировина или за чишћење посуда и опреме. Сцрубери неутралишу или апсорбују киселине, каустичне и растворљиве гасове и паре, испуштајући њихове отпадне воде у системе за третман отпада.

Рециклирани растварачи се могу поново користити као медијум за извођење реакција и екстракција и операција чишћења. Различите врсте растварача не треба мешати, јер то смањује њихову способност да се рециклирају. Неке раствараче треба одвојити током обраде (нпр. хлоровани и нехлоровани, алифатични и ароматични, водени и запаљиви растварачи). Растворене и суспендоване чврсте материје се екстрахују или одвајају од растварача, пре него што се растварачи поврате. Лабораторијском анализом се идентификују састав и својства отпадних растварача и рециклираних сировина. Многе нове технологије за превенцију и контролу отпада се развијају за чврсти, течни и гасовити отпад.

Опште кућне и оперативне праксе

Писане оперативне процедуре, упутства за руковање материјалом и праксе управљања отпадом смањују производњу и побољшавају третман отпада (Тхеодоре и МцГуинн 1992). Добре оперативне и кућне праксе идентификују специфичне одговорности за стварање, руковање и третман отпада. Обука и надзор оперативног особља повећава њихову способност да побољшају и одрже ефикасну производњу и операције управљања отпадом. Радници треба да буду обучени о опасностима праксе управљања отпадом и одговарајућим средствима за реаговање на хитне случајеве изливања, цурења и фугитивних емисија. Обука радника треба да се бави руковањем материјалом, чишћењем или неутрализацијом отпада и ношењем респиратора и ЛЗО. Уређаји за откривање изливања и цурења спречавају загађење рутинским праћењем производне опреме и комуналних услуга, идентификацијом и контролом фугитивних емисија и цурења. Ове активности могу се успешно интегрисати са праксама превентивног одржавања за чишћење, калибрацију, замену и поправку опреме која ствара загађење.

Писана упутства која описују нормалне радне процедуре, као и процедуре покретања, гашења и хитних случајева, спречавају загађење и смањују ризике по здравље и безбедност радника. Пажљиво управљање залихама материјала смањује прекомерну куповину сировина и стварање отпада. Компјутерски системи могу помоћи ефикасном управљању операцијама постројења, праксама одржавања и залихама материјала. Аутоматски системи за мерење, надзор и аларм се могу инсталирати да би се побољшало управљање материјалима и опремом (нпр. резервоари за складиштење, процесна опрема и системи за третман отпада). Савремени инструменти и контролни системи често повећавају продуктивност операција, смањујући загађење и опасности по здравље и безбедност. Свеобухватни програми превенције загађења испитују сав отпад који настаје у објекту и испитују опције за њихово елиминисање, смањење или третман. Еколошке ревизије испитују предности и слабости програма превенције загађења и управљања отпадом, настојећи да оптимизују њихов учинак.

 

Назад