Известно, что при нагревании органических веществ до 700°С с недостаточным поступлением кислорода может выделяться в атмосферный воздух высокоактивный канцерогенный углеводород бенз(а)пирен (БП). Сюда относится производство газоразделения, где органические вещества подвергаются переработке при температуре 700-830°С.

Проведено исследование комплексного загрязнения воздушной среды (вредными веществами и БП) в трех крупных производствах газоразделения.

Технологический процесс производств включает термическую обработку пропан-бутановой, этановой и пропановой фракций в специальных печах. В производстве 3-очереди пропановая фракция заменена бензином. Под действием высокой температуры смесь фракций подвергается полной деструкции и при поступлении в следующий цех имеет в своем составе этилен (28,8%), пропан (23,2), метан (17,2%), пропилен (15,3%) и др. Далее сложная газовая смесь подвергается охлаждению, щелочной очистке и разделению на фракции с последующим получением целевых продуктов этилена и пропилена.

Технологическая схема производств предусматривает максимальную автоматизацию с дистанционным управлением. Процессы, как правило, непрерывны и осуществляются в замкнутых системах.

Гигиенические исследования показали, что цеха и площадки производств загрязнены вредными веществами. Концентрации токсических веществ в помещениях всех трех производств и межцеховом воздушном бассейне находятся ниже их ПДК. Сравнение анализов показало, что в компрессорных концентрации вредных веществ были всегда выше, чем в насосных. При этом наибольшее содержание этилена и пропилена отмечается в воздухе производства 1-очереди. Указанное объясняется наличием в технологической схеме недостаточно герметичного оборудования, более продолжительным сроком эксплуатации по сравнению с 2-3-очередями и наличием многочисленных технологических выбросов. Низкие концентрации токсических веществ в воздухе производства 3-очереди связаны с хорошей герметизацией оборудования и аппаратуры.

Отобрали и проанализировали 85 проб воздуха на БП (в каждой точке не менее 6 проб). Характерно, что во всех пробах обнаружен БП. Наибольшее содержание его отмечено в воздухе наружных установок (0,062±0,003 – 0,98±0,04 мкг/100 м³). При этом содержание БП в производстве газоразделения 1-очереди было в 3-10 раз выше, чем в двух остальных. Более высокое содержание БП в производстве 1-очереди связано с наличием множественных мест неорганизованных выбросов на наружных установках и плотным расположением оборудования, что ухудшает проветриваемость между цехами.

Более высокое содержание БП в производстве 1-очереди, по сравнению с другими, наблюдается также у печей на открытом воздухе (0,058±0,009 – 0,394±0,08 мкг/100 м³) и в насосных (0,011±0,002 – 0,378±0,08 мкг/100 м³). Наименьшее содержание БП в компрессорном (0,018±0,003 – 0,108±0,06 мкг/100 м³) производства 2-очереди объясняется открытой конструкцией помещения, а в производстве 1-очереди – наличием местных отсосов от компрессоров.

Проведенные исследования свидетельствуют, что БП в воздухе обследованных трех производств присутствует не изолированно, а находится в сложной смеси канцерогенных и токсических веществ. При этом в дни определения высокой концентрации этилена (46 мг/м³) в компрессорном, содержание БП находилось на низком уровне (0,018±0,003 мкг/100 м³), а при низком содержании пропилена (1 мг/м³), определялось высокое содержание БП (0,45±0,08 мкг/100 м³). Таким образом, выявлена обратная зависимость между концентрацией токсических веществ и содержанием БП в воздухе.

Анализируя причины загрязнения воздуха БП, мы пришли к выводу, что в производствах газоразделения оно происходит в процессе нагревания газовых фракций в печах, при циркуляции их по трубопроводам и в аппаратах. Именно при высокотемпературной переработке нефтяного и газового сырья, при процессах неполного сгорания топлива происходит образование полициклических ароматических углеводородов, в том числе и наиболее активного из них – бенз(а)пирена. Загрязнение атмосферы между цехами происходит также за счет «факелов», где обеспечивается не полное сгорание абгазов. Исследование содержания БП в депонирующих средах (почва, снег) показало, что в почве концентрация его колеблется в пределах от 21±1,3 до 98±5,9 мкг/кг, а в снеговых пробах – от 1,15±0,5 до 31,1±2,4 мкг/м² за 132 дня.

Сопоставляя полученные результаты с литературными данными, мы установили, что производства газоразделения относятся к менее мощным источникам загрязнения воздуха БП, чем алюминиевые, коксохимические и автомобильные производства. Однако, комплексное загрязнение воздуха и возможность однонаправленного их действия ставит необходимость проведения мероприятий по снижению их концентраций.