مروری بر مطالعات انجام شده بر روی mmt

[spow 44,181]

• معرفی: «متیل سیکلو پنتودینیل منگنز تری¬کربنیل (MMT)» یک افزودنی فلزی بر پایه منگنز است که برای بالا بردن عدد اکتان به بنزین اضافه می شود. «MMT» مقرون به صرفه ترین جایگزین تترااتیل سرب است. زیرا افزودن تنها چند قطره از آن (معادل 18 میلی گرم منگنز) می تواند عدد اکتان یک لیتر بنزین را دو تا سه شماره بالا ببرد. برای دستیابی به این مهم نیاز به افزودن حجم نسبتا زیادی (8 تا 10 درصد) از مواد آمیختنی مانند MTBE، است.
  
• 
  
• 
  
• یکی از روش های بالابردن عدد اکتان بنزین استفاده از افزودنی¬های فلزی است که نمونه آشنای آن تترااتیل سرب است که به علت اثرات زیان آوری که برای محیط زیست داشت امروزه استفاده از آن در بسیاری از کشورها از جمله کشور ایران ممنوع شده است. امروزه پالایشگاه ها به دنبال افزودنی ¬های جایگزین مناسب برای بالا بردن عدد اکتان بنزین هستند. افزودنی های جایگزینی که تاکنون معرفی شده اند همگی از تترااتیل سرب گرانقیمت تر بوده اند و هر یک مشکلات خاص خودشان را داشته اند. مثلا MTBE به سهولت از بنزین جداشده و آبهای سطحی را آلوده می کند. ضمن اینکه حجم مصرف آن نیز بالا (بین 10 تا 15 درصد) است. یا اتانول دارای فراریت بالایی بوده و گران قیمت است، فروسین موجب ایجاد رسوب اکسید آهن در شمعک موتور می شود. حتی «MMT» نیز در مسافتهای زیاد (بیش از 30 هزار کیلومتر) رسوب قرمز رنگ اکسید منگنز بر روی کاتالیست اگزوز تشکیل می¬دهد. بنابراین برای انتخاب بهترین جایگزین باید فاکتور¬های مختلفی را لحاظ کرد. اول اینکه ماده جایگزین برای پالایشگاه چه هزینه ای دارد. دوم اینکه برای جامعه چه هزینه ای دارد. آلودگی هوا و آسیب به خودرو از هزینه هایی هستند که جامعه متحمل می شود.
  
• 
  
• در این نوشته گزیده¬ای از نتایج تحقیقات انجام شده بر روی «MMT» در سه بخش ارائه گردیده است: 1- خواص شیمیایی، 2- مزیت آن برای پالایشگاه ها، 3- هزینه آن برای جامعه
  
• 
  
• خواص شیمیایی «MMT»
  
• «MMT» یک افزودنی چندکاره برای سوخت است که از سال 1950 برای بالا بردن عدد اکتان و بهبود احتراق در سوخت هایی همچون بنزین، گازوئیل، نفت کوره و سوخت توربین مورد استفاده قرار می- گرفت. «MMT» حاوی تقریبا 4/24 درصد منگنز بوده و در غلظتهای بین 5 تا 20 ppm معادل منگنز در بنزین بدون سرب مصرف می شود. منگنزی که از اگزوز خودرو بیرون می آید مخلوطی است از سولفات، فسفات و مقدار کمی اکسید منگنز.
  
• 
  
• «MMT» حلالیت کمی در آب دارد بطوریکه در دمای 25 درجه سانتی گراد تنها 029/0 ¬گرم از این ماده در یک لیتر آب حل می شود. «MMT» بر خلاف MTBE که به سهولت از بنزین جداشده و آبهای سطحی را آلوده می کند، تمایل کمی نسبت به آب دارد.
  
• «MMT» نسبت به نور بسیار حساس بوده و با نیمه عمر بسیار کوتاه 2 دقیقه، در اثر مواجهه با نور تجزیه شده و به اکسیدمنگنز و کربنات منگنز تبدیل می شود. (Ter Haar et al., 1975).
  
• 
  
• در اثر استفاده از MMT در بنزین، انتشار مواد سمی و زیان- آوری همچون بنزن، فرمالدهید، استالدهید، NOx ها و گازهای گلخانه¬ای کمتر از اگزوز اتومبیل کاهش می¬یابد. (Lenane et al., 1994).
  
• 
  
• مزیت MMT برای پالایشگاه ها
  
• افزودن تنها چند قطره MMT موجب بالا بردن عدد اکتان بنزین به میزان دو تا سه شماره می شود. برای دستیابی به این مهم نیاز به افزودن حجم نسبتا زیادی (8 تا 10 درصد) از مواد آمیختنی مانند MTBE، اتانول یا ترکیبات آروماتیک یا استفاده از فرایندهای سخت است.
  
• 
  
• استفاده از MMT موجب صرفه¬جویی در مصرف انرژی در پالایشگاه-ها می¬گردد و بازده تولید بنزین از یک بشکه نفت خام را افزایش می دهد. (Lynam et al., 1999).
  
• 
  
• 
  
• هزینه MMT برای جامعه
  
• 
  
• بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی مهمترین منابع انتشار منگنز هوابرد به محیط صنایع ریخته¬گری¬، صنایع فراوری منگنز آهنی ، احتراق سوخت¬های فسیلی و خاک حاوی منگنز هستند (WHO,1999).
  
• 
  
• در مقاله¬ای پیش¬ بینی شده است که اگر به تمام بنزین موجود در آمریکا، MMT (در حداکثر میزان مجازش یعنی mgMn/gal 25/31) افزوده شود، غلظت منگنز هوابرد برحسب کل ذرات معلق حدود 10 تا 20 نانوگرم بر مترمکعب در مناطق شهری افزایش خواهد یافت. (Pfeifer et al. 1994)
  
• 
  
• غلظت منگنز در هوای نقاط مختلف جهان به طور متوسط نقاط دوردست 5/0 تا 15 نانوگرم بر مترمکعب، در شهرهای خلوت و روستا¬ها از کمتر از 10 تا 30 نانوگرم بر مترمکعب و در شهرهای بزرگ و شلوغ که دور از منابع ذکرشده هستند بین 10 تا 70 نانوگرم بر مترمکعب می باشد که در این میانگین ¬گیری نقاطی که نزدیک منابع اصلی مانند کارخانه های ریخته¬گری هستند لحاظ نشده است. در این نقاط غلظت منگنز در هوا به هزاران میلی گرم بر متر مکعب می¬رسد که با افزایش فاصله از منبع به سرعت کاهش می یابد. (Stokes et al., 1988).
  
• 
  
• در پژوهشی، میزان مواجهه دو قشر از جامعه (یکی رانندگان-تاکسی که مرتب در معرض آلودگی هوای مرتبط با ترافیک خیابان هستند و یکی کارمندان ادارات که کمتر با این آلودگی¬ها سر و کار دارند) با آلودگی منگنز در شهر تورنتو برای مدت یک هفته اندازه¬گیری و مقایسه شد. این مطالعه نشان داد که متوسط مواجهه 24 ساعته رانندگان تاکسی با منگنز 35 نانوگرم منگنز بر مترمکعب برحسب کل ذرات معلق و این عدد در مورد کارمندان ادارات 13 بوده است. (Riveros-Rosas et al., 1997).
  
• 
  
• در مطالعات بعدی میزان مواجهه این افراد با منگنز برحسب بخش قابل ¬تنفس اندازه¬گیری شد. زیرا بیشتر منگنز انتشار -یافته در اثر احتراق MMT مرتبط با بخش قابل تنفس منگنز است.
  
• میزان مواجهه منگنز برای رانندگان تاکسی 15 و برای کارمندان ادارات 10 نانوگرم بر مترمکعب برحسب منگنز قابل-تنفس اندازه گیری شد. (Zayed et al., 1994).
  
• 
  
• از آنجا که مقدار کمی (ppm 5 تا 20) منگنز معمولاً در بنزین استفاده می شود و از آنجا که تنها 15 درصد منگنز سوخته شده در موتور از اگزوز بیرون می آید، خاک کنار جاده در اثر منگنز موجود در MMT آلوده نمی¬شود.