بر حسب تعریف ، صنایع پتروشیمی به صنایعی اطلاق میشود که در آنها هیدروکربنهای موجود در  نفت خام یا گاز طبیعی به محصولات شیمیایی تبدیل می‌گردند. امروزه پتروشیمی ، صنعتی بسیار گسترده و با فن شناسی پیچیده و فراورده های متنوع می‌باشد و در حال حاضر ، شماره محصولات پتروشیمی به هزارها می‌رسد.

از جمله این محصولات که همگی از مواد اولیه هدروکربنی و طی یک رشته عملیات فیزیک- شیمیایی بدست می‌آیند، می‌توان انواع کودهای شیمیایی ، برخی از اسیدها ، بازها و نمک ها ، منومرها و پلیمرها ، ترکیبات آروماتیک و مواد واسطه و بسیاری از صنایع شیمیایی دیگر را نام برد. اهمیت محصولات پتروشیمی کاملا روشن است. فقط کافی است توجه شود که تولید محصولات کشاورزی ، تولید پارچه وپوشاک ، ساخت مسکن ، تولید مواد شوینده و پاک کننده و تولید داروهای مختلف بدون استفاده از محصولات پتروشیمی ، هرگز کفاف نیازهای رو به افزایش جمعیت جهان را نخواهد داد و مطمئنا بدون آنها زندگی بشر در ابعاد گوناگون ، به‌کلی مختل خواهد شد.

صنایع پتروشیمی از جمله صنایع مادر تلقی می‌شود و توسعه اقتصادی کشور را در زمینه‌های مختلف صنعتی و کشاورزی فراهم می‌آورد. با توجه به اینکه گسترش این صنایع و کاهش واردات و افزایش صدور محصولات پتروشیمی مورد تاکید دولت است، اهمیت این رشته آشکار می‌شود.

دید کلی

صنایع پتروشیمی(Petrochemical industry) ، بخشی از صنایع شیمیایی است که فرآورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند. تا پیش از وارد شدن نفت به مفهوم امروزی در زندگی انسان ، مواد شیمیایی مورد نیاز ، بر اثر تغییر و تبدیل صنایع گیاهی و حیوانی بدست می‌آمد. اما در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان ، اهمیت حیاتی و روز افزونی پیدا کرده است.

تاریخچه

اقوام متمدن دوران باستان ، بویژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها ، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین بین‌النهرین (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به عنوان ماده غیر قابل نفوذ ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیر قابل نفوذ کردن بدنه کشتیها بکار می‌بردند. همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره می‌جستند.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی ، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

صنایع گوناگون پتروشیمی

نفت و مشتقات آن نه تنها در برآوردن نیازهای انسان در زمینه سوخت ، انرژی و الیاف نقشی بنیادی دارد، بلکه پیدایش و تکامل صنایع گوناگون مهمی را موجب شد که به پاره‌ای از آنها اشاره می‌شود.

• همزمان با پالایش نفت خام ، کاربرد موتورهای درون سوز جنبه عمومی به خود گرفت و میلیونها ماشین بنزین سوز به بازار عرضه شد.
• امروزه فرآورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه ، روغن موتور و غیره ، در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسایط نقلیه ، نقش ارزنده‌ای دارد و تلاش بر این است تا بدنه اتومبیل را از مواد پلاستیکی که آنها را ازپلیمریزاسیون ترکیبات نفتی می‌توان بدست آورد، بسازند.
• فرآورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشکهای هدایت کننده سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آنها کاربرد اساسی دارد.
• ماده اولیه بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیکها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود. بویژه تقریبا تمام مواد پاک کننده ، باکتری کشها و غیره ، از مشتقات نفتی و محصولات پتروشیمی می‌باشد.

ترکیبات نفت خام و فراورده‌های نفتی

اتمهای کربن و هیدروژن بطور حیرت آوری می‌توانند ضمن ترکیب شدن با یکدیگر ، تعداد فوق‌العاده‌ زیادی از ترکیبات هیدروکربنی زنجیری و حلقوی آروماتیکی را بوجود آورند، بطوری که تا کنون هیدروکربنی که در ساختار مولکولی آن 60 اتم کربن شرکت داشته باشد، ردیابی شده است. از طرفی با افزایش تعداد اتمهای کربن بر تعداد ایزومرهای هیدروکربنی نیز افزوده می‌شود.

بطور مثال هیدروکربنی که 30 اتم کربن داشته باشد، می‌تواند بیش از چهار میلیارد ترکیب هیدروکربنی ایزومر تشکیل دهد. علاوه بر این ، با توجه به اینکه در نفت خام ، ترکیبات هیدروکربنی سیر شده نیز فراوانند، تعداد ترکیبهای موجود در آن ، فوق‌العاده زیاد و گوناگون است. این گوناگونی با شرکت اتمهای دیگر مانند گوگرد ، نیتروژن و اکسیژن در زنجیر هیدروکربنها به مراتب بیشتر می‌شود.

ترکیبات عمده موجود در نفت خام

ترکیبات عمده موجود در نفت خام عبارتند از:هیدروکربنهای سیر شده زنجیری به فرمول کلی C_nH_2n+2، هیدروکربنهای سیر شده حلقوی به فرمول عمومی C_nH_2n که اصطلاحا آنرا نفتن گویند و هیدروکربنهای سیرنشده زنجیری اتیلن و استیلن. هرچه درصد تشکیل دهنده‌های نفت در دماهای پایین بیشتر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است.

گازهای طبیعی

گازهای طبیعی ، بخش گازی شکل مواد نفتی است که همراه با نفت خام در مخازن زیرزمینی وجود دارد و یا از تقطیر نفت خام در پایین‌تر از 20⁰C بدست می‌آید. گازهای طبیعی ، مخلوطی طبیعی از گازهای متان ( قسمت عمده حدود 85 درصد ) پروپان ، بوتان ، منو اکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداری دوده است.

مصرف عمده آن در کشورهای غیر صنعتی به عنوان یک ماده سوختی است. ولی در کشورهای صنعتی از آن در تهیه بسیاری از فرآورده‌های شیمیایی و صنعتی بسیار مفید و ضروری استفاده می‌کنند.

محصولات صنایع پتروشیمی ایران

محصولات عمده‌‌ای که توسط واحدهای صنایع پتروشیمی ایران تولید می‌شوند عمدتا عبارتند از:

کودهای شیمیایی ، اوره ، فسفات دی‌آمونیم ، کودهای مخلوط نیترات آمونیم ، مواد اولیه پلاستیک ، پی ـ وی ـ سی و دی ـ او ـ پی ، مواد شیمیایی نظیر اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک ، آمونیاک ، گوگرد ، دوده و ....

با این حال ، این محصولات در مقایسه با دهها هزار مشتقی که از نفت و گازهای طبیعی به کمک تکنولوژی پیشرفته پتروشیمیایی بدست می‌آید، بسیار اندک بوده، نشان می‌دهد که باید همت و تلاش بیشتری در این زمینه باید بکار برد تا به واقعیت نزدیکتر شد.

لایه ازن و صنایع پتروشیمی

یکی از پیامدهای ناگواری که باید صنایع پتروشیمی بیشتر به آن اهمیت بدهد مسئله تخریب لایه ازن می باشد که در اینجا به اهمیت و بررسی مواد جایگزین مخربگرهای این لایه در راستای اهداف پروتکل مونترال می پردازیم :
لایه ازن در جو زمین به نام سپر حفاظتی ازن شناخته می شود چراکه این لایه مقدار زیادی از اشعه ماوراء بنفش تابش های خورشیدی را جذب میکند . اشعه ای که برای حیات درکره زمین فوق العاده مخرب و مضراست

 از اثرات زیست محیطی نابودی لایه ازن می¬توان به مواردی از قبیل:
- تخریب وگسیختگی زنجیره های غذایی در اکوسیستم های خشکی و دریایی زمین.
- افزایش بیماری آب مروارید چشم.
- تحلیل رفتن سیستم ایمنی بدن انسان.
اشاره نمود

در جدول 1 کاربرد اصلی و میزان انتشار مواد شیمیایی مرتبط با نابودی ازن در صنایع پتروشیمی نشان داده شده است که حدود 60 درصد این ترکیبات متعلق به انواع ترکیبات CFC می باشد. با توجه به طولانی بودن نیمه عمر این مواد در اتمسفر انتظار می رود که سالیان متمادی در جو زمین بمانند.

اولین محدودیت اعمال شده درکاربرد ترکیبات CFC، ممنوعیت استفاده ازآنها به عنوان گاز پیشرانه در قوطی¬های اسپری بود. با وجود اینکه ازآنها بیشتر به عنوان عامل انجماد، بویژه درکشورهای درحال توسعه استفاده می شود اما بدلیل کاهش آلودگی محیط زیست استفاده از مواد جایگزین یکی ازبهترین روشهایی است که مخصوصاً صنایع پتروشیمی باید به آن بیشتر اهمیت دهد. پیداکردن ترکیباتی بی ضرر (به محیط زیست) به عنوان جانشین برای ترکیبات CFC، از اساسی ترین الویت، جهت بکارگیری مواد جدید است[6] .
هیدرو فلورکربنها (HFC) و هیدروکلروفلورکربن¬ها (HCFC) ترکیباتی هستند که به عنوان جایگزین، علی رغم صرفه اقتصادی و مفید بودن، در مورد آنها مباحث زیادی صورت می گیرد ، از مهمترین دلایل مفید بودن آنها می توان به عدم وجود کلر که یکی از مخربگرهای قوی لایه ازن است اشاره نمود. با توجه به اینکه طول عمر HCFCدر جو به میزان زیادی کوتاهتر از CFC است با این حال چون در مقادیر زیادی مورد استفاده قرار می گیرند، میزان مصرف آن‌ها از طرف پروتکل مونترال کنترل می‌شود و مراکز حفاظت از محیط زیست در صدد ممنوع کردن تولید این ماده هستند و قرار است تا سال 2030 تولیدشان متوقف شود .
پروپان، هیدروکربوری است که به راحتی ازنفت وگازطبیعی بدست می آید و سوختی عمومی است که به آسانی تبدیل به مایع می¬شود. پروپان جانشین ارزانی برای CFC بوده ولی توجه زیادی به آن نشده است. در لندن از یک دستگاه مبرد در آزمایشگاهی با هزینه کم، ازپروپان به عنوان سرد کننده استفاده می کند. قیمت پروپان حدود ده درصد قیمتCFC وکمتراز دو درصد قیمت HFC و HCFC است. [6, 7]
در ایران نیز اقدامات خوبی جهت طرح جایگزینی ترکیبات موثر انجام شده است، مثلا ًًدر مجتمع پتروشیمی اصفهان تعیین جایگزین مواد مناسب، با در نظرگرفتن جهار پارامتر اصلی( ملاحظات زیست محیطی، ایمنی، اطمینان عملکرد و سازگاری با سیکل تبرید موجود) انجام گرفته است. بخش عمده پروژه مربوط به جایگزینی گاز 13- R درسیستم HPU مجتمع می باشد. اولین شرط جایگزین 13-R ، صفر بودن پتانسیل تخریب لایه ازن وکاملاً ایمن بودن آن و تطابق با فلزات بکار رفته درکمپرسورها و مبدلها ازجهت امکان پدیده خوردگی می باشد و شرط دوم بکار رفته، نزدیکی هرچه بیشتر خواص فیزیکی و ترمودینامیکی به 13- R است.تحقیقات برای یافتن مواد شیمیایی بی ضرر برای محیط زیست، برای جایگزین کردن ترکیبات CFC ادامه دارد، این ترکیبات از نظر جهانی تقریبا به کمتر از نصف تولید آن در سال 1986 رسیده است .

مجتمع پتروشیمی به عنوان آلاینده بزرگ آب

با احداث صنایع نفت وگاز درکنار مناطق آبی، مشکلات واثرات نا مطلوبی مانند جمع شدن مواد زائد، ایجاد پسابهای نفتی وشیمیایی، آلودگی صوتی و دفع زباله و مواردی از این دست ایجاد کرده است، دربرخی نقاط مانند خلیج فارس وخورموسی به گفته بعضی کارشناسان درآینده ای نزدیک منجر به مرداب خواهد شد. مناطقی که به واسطه شرایط خاص دارای نادرترین و حساس ترین اکوسیستم های دریایی و جوامع گیاهی و جانوری ایران هستند.
باتوجه به این مستندات می توان به این نتیجه رسید که اثرات مواد شیمیایی در مناطق آبی به ویژه در دریا ها وخلیج ها ارتباط مستقیم با شرایط زیست محیطی، خصوصیات فیزیک شیمیایی مواد و میزان تخلیه آن در محیط آبی دارد . نمودار شکل 1 مراحل توزیع زیست محیطی اثرات آلودگی شیمیایی در یک محیط آبی وهمچنین مبادلات زیستی و غیرزیستی را نشان می دهد، که در ادامه مراحل منجر به تولید مواد زائد می گردد . اثرات مخرب این ترکیبات در مناطق جذر مدی و آبگیرها بیشتر می باشد . پژوهش وتشخیص اثرات دراز مدت آلودگی های شیمیایی به ویژه زمانی که آب دریاها به طور مستمرازطریق منابع آلاینده در خشکی تجدید می گردد ، بسیار مشکل است . دراین حالت، اجتماعات زیستی جدید، توسعه پیدا نموده، و پیامدهای بسیار بدی به ویژه برای انسان درپی دارد

برای بهبود این مسئله مهم چه باید کرد؟
ارزیابی اثرات زیست محیطی ابزاری برای اطمینان یافتن از اجرای مناسب و صحیح یک پروژه است و می توان آن را روشی جهت تعیین، پیش بینی و تفسیر اثرات زیست محیطی یک پروژه پیشنهادی برکل مجموعه محیط زیست، بهداشت عمومی و سلامت اکوسیستم هایی دانست که حیات و تداوم زیست انسانها به آنها وا بسته است. از مهمترین عواملی که باید در ارزیابی منطقه مورد نظر صورت پذیرد به شرح زیر می باشد:
الف- بایستی نوع و میزان مواد آلوده کننده آبها تعیین گردد، جهت تعیین آلاینده ها می توان ازگزارشات اثرات زیست محیطی که در پروژه های مشابه انجام شده است استفاده نمو..
ب- سپس وضعیت کیفی وکمی آبهای سطحی منطقه و مسائل مربوط به آلودگیهای آن مورد بررسی قرارگیرد.
ج - ارائه استانداردهای کیفی آب .دراین مرحله بایستی در رابطه با منابع آلودگی، استانداردهایی جهت کیفیت آب و پساب در نظرگرفته شود،که هدف از این استانداردها، دستیابی به ویژگی های کیفی لازم جهت تمامی جنبه های زیست محیطی است