اهمیت پالایش نفت خام در پالایشگاه ها

فرایند پالایش نفت خام  و فراورده های آن
دوشنبه، 1400/3/10

پالایش نفت و فرآیندهای آن (Petroleum Refining)

پالایش نفت خام به عنوان یکی از مهمترین بخش های صنعت نفت کشور همواره جایگاه مهم و قابل توجهی در اقتصاد کشور و تامین مواد اولیه صنایع مادر داشته و با توجه به فاصله معنا دار قیمت فراورده های پالایشی با نفت خام لزوم توسعه و تجهیز پالایشگاه ها در کشور امری بسیار حیاتی می باشد. با توجه به نیاز روز افزون صنایع داخلی به فراورده های پالایشی در این مقاله با روشهای پالایش نفت خام و محصولات پالایشی بیشتر آشنا خواهیم شد.

اساسا پالایش نفت خام به چه معنایی است؟

 طراحی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی بر روی نفت خام و تبدیل آن به محصولات تفکیک شده یا فراورده های نفتی  متنوع  پالایش نفت خام نامیده می شود.

پالایشگاه (Petroleum Refinery) مجموعه ای از امکانات و تجهیزات  به هم پیوسته به منظور فرایند پالایش نفت خام می باشد که بسته به ساختار و مواد تولیدی، انواع پالایشگاه ها در جهان توسعه یافته اند.  یک پالایشگاه مدرن از بخش های متعددی تشکیل شده است که در هر بخش یک حلقه از پروسه ی پالایش نفت خام تحت استانداردهای باز تعریف شده انجام می شود و محصول نهایی هر قسمت ماده اولیه بخش بعدی را ایجاد می کند.

پالایشگاه نفت خام

مهم ترین قسمت فرایند پالایش نفت، تقطیر  جز به جز نفت خام است که این تکنیک جداسازی بر مبنای  اختلاف دمای جوش مواد تشکیل دهنده  نفت خام استوار می ‌باشد. هرچه برش نفتی مورد نظر سبکتر باشد در حین فرایند تقطیر جز به جز در برج تقطیر دیرتر از نفت خام جدا شده و به عبارتی پالایش برش های سبکتر نسبت به سنگین تر دشوارتر بوده و هزینه ی بیشتر و تکنولوژی بالاتری را می طلبد.  لازم به یادآوری است که محصولات به دست آمده از برج تقطیر معمولاً به طور مستقیم قابل استفاده نیستند لذا این محصولات با هدایت به واحدهای دیگر پالایشگاه ابتدا باید تصفیه و سپس با انجام سلسله واکنشهای شیمیایی و اضافه شدن برخی مواد مکمل به شکل محصولی جدید متناسب با نیاز بازار مصرف ارایه شود.
 

برج تقطیر جز به جز نفت خام

 

پالایشگاه ها عمدتا به منظور تامین سوخت مورد نیاز کشور مبادرت به تولید بنزین و گازوییل  با استانداردهای مورد تایید سازمان حفاظت از محیط زیست می کنند. پالایشگاه ها در این زمینه از فرایندهای کمکی مانند کراکینگ حرارتی ، هیدروکراکینگ، رفرمینگ به منظور تبدیل مشتقات سنگین تر به فراورده های سبک تر مانند بنزین بهره می‌ برند.

در کشور ما از یکی از مهمترین محصولات پالایشگاه ها انواع روغن ها و روان کننده ها هستند. پالایشگاه ها با انجام تغییرات فیزیکی و شیمیایی روی برش های خروجی برج های تقطیر، خوراک واحدهای روغن سازی را دزر طی 4 مرحله فشرده تحت عنوان روغن پایه فراهم کرده و به این ترتیب مواد اولیه با کیفیت برای صنایع پایین دستی را تامین می کنند.

انواع پالایشگاه ها

کسب ارزش افزوده بیشتر از نفت خام بدون احداث پالایشگاه ها عملا غیر ممکن است در این راستا پالایشگاه های متنوعی در جهان طراحی و احداث می شوند. بطور کلی سه دسته محصول کلیدی از پالایشگاه ها بدست می آید که عبارتند از سوختها، روغن های صنعتی، مواد اولیه پتروشیمی ها.

بر این اساس سه دسته پالایشگاه پیش بینی شده اند که هر یک به دنبال پاسخگویی به یک نیاز طراحی و ساخته شده اند. به عنوان مثال پالایشگاه های تامین سوخت که متداول ترین نوع پالایشگاه ها تلقی می شوند و هدف آنها تولید سوخت های رایج مانند بنزین، گازوییل، گاز مایع  و سایر سوختهای فسیلی است. از مهمترین پالایشگاه های سوختی کشور می توان به  پالایشگاه تهران، پالایشگاه آبادان، پالایشگاه اراک ،پالایشگاه اصفهان  اشاره کرد.

پالایشگاه های روغن ساز یکی دیگر از انواع پالایشگاه ها هستند که محصولات تولیدی آنها انواع روغن ها و روان کننده های سبک و سنگین، قیرها و… هستند.  ارزش افزوده کار این پالایشگاه ها و تکنولوژی مورد نیاز برای تولید محصولات آنها بیشتر از پالایشگاه های سوختی می باشد و توسعه ی آنها می تواند ارزآوری مناسبی برای کشور به همراه داشته باشد. از پالایشگاه های معروف در این حوزه می‌ توان به پالایشگاه نفت پارس و پالایشگاه نفت بهران پالایشگاه نفت سپاهان و پالایشگاه نفت ایرانول اشاره کرد. اما مهمترین و ارزشمندترین پالایشگاه های دنیا پالایشگاه های پتروشیمیایی هستند که به دلیل تامین خوراک صنایع پایین دستی نظیر صنعت نساجی، خودروسازی، پلاستیک سازی، بسته بندی و... نقش بی همتایی در رشد و توسعه اقتصادی کشور و اشتغال زایی و کسب ارزش افزوده ایفا می کنند. این پالایشگاه ها بخش مهمی از سبد صادراتی کشور را در طی سال های اخیر و در اوج تحریم ها به خود اختصاص داده اند و از اهمیت راهبردی در اقتصاد کشور برخوردار می باشند. تولید مواد اولیۀ واحدهای پتروشیمی های آروماتیک ساز  و پلیمر ساز مثل واحدهای تولید کننده پلی اتن و پلی پروپن و پلی استایرن پلی وینیل کلراید و پلی سیانو اتن و پلی اتیلن ترفتالات و... از مهمترین نقش های این دسته از پالایشگاه ها می باشد.از جمله پالایشگاه های معروف در این حوزه می‌توان به پالایشگاه ستاره خلیج فارس و پالایشگاه پارسیان سپهر اشاره کرد.

تقطیر نفت

بی شک مهم ترین عملی که در پالایشگاه بر روی نفت خام  به منظور پالایش و جداسازی  و تفکیک اجزای تشکیل دهنده انجام می‌شود، تقطیر (Distillation) می‌باشد. فرایند مذکور در سازه ای بسیار مهم و پیشرفته  به نام برج تقطیر (Distillation Column) انجام می‌شود.  

برج های تقطیر در دنیا شامل دو دسته ی برج تقطیر اتمسفری (Atmospheric Distillation Column) و برج تقطیر خلأ (Vacuum Distillation Column)   می باشند که هر یک مکانیزم عملکردی خاصی دارند. به عوان مثال در تقطیر اتمسفری نفت خام، نفت خام ورودی به پالایشگاه،به منظور جلوگیری از خوردگی تجهیزات و افزایش کیفیت پروسه پالایش، ابتدا وارد تجهیزات نمک زدا شده تا املاح موجود در آن به طور کامل از آن زدوده شود.

سپس نفت خام از تعدادی مبدل حرارتی عبور کرده تا فرایند پیش گرمایش انجام شود. این مبدل های حرارتی در واقع گرما را از فراورده های تولیدی برج تقطیر به نفت خام ورودی منتقل کرده تا دمای نفت خام به 280 درجه سانتیگراد برسد. بلافاصله بعد از این مرحله نفت خام به منظور گرمایش کامل وارد کوره می شود و در این حالت دمای نفت خام تا 350 درجه سانتیگراد بالا می رود. این مقدار گرما باعث می شود نفت خام بصورت دو فاز مایع و بخار باشد. این مخلوط دو فازی حالا آماده ورود به برج تقطیر می باشد. برج تقطیر یک استوانه با ارتفاع زیاد بوده و از تعداد بسیار زیادی سینی تشکیل شده است. تعداد سینی های برج تقطیر اتمسفری چیزی بین 30 تا 60 ردیف سینی می‌باشد. این سینی ها در نقاط مختلفی از برج از لحاظ ارتفاع نصب شده اند و برش های نفتی با توجه به فاصلۀ جوششان (محدودۀ بین نقطه جوش اولیه و نهایی)، در ارتفاع و سینی مناسب خود جمع شده و خارج می‌شوند. تکنولوژی ساخت و طراحی برج های تقطیر بسیار پیشرفته بوده و در اختیار کشورهای معدودی است. هرچه ارتفاع برج تقطیر و سینی های تقطیر بیشتر باشد فرایند جداسازی برش های نفتی دقیق تر و بهتر انجام می پذیرد. لازم به توضیح است که دمای تحتانی برج تقطیر 350 درجه سانتیگراد است و هرچه به قسمتهای فوقانی برج نزدیکتر شویم دما کاهش یافته تا در نهایت به حدود 70 درجه سانتیگراد برسد. در قسمتهای پایین برج تقطیر محصولات سنگین تر و در قسمتهای بالایی محصولات سبکتر و گرانتر استحصال می شود. توجه کنید که جریان های خروجی از برج تقطیر به فرم بخار هستند  و پس از عبور از کندانسورها به حالت مایع در می‌آیند.

از مهمترین محصولات برج تقطیر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- گازهای سبک: تقریبا در تمامی دماها بدست می آیند و مخلوطی از گازهای متان و اتان می باشند. از این گازها عمدتا به منظور تامین سوخت پایدار پالایشگاه ها استفاده می شود.

2- گاز مایع LPG: در دمای پایین تر از 40 درجه سانتیگراد بدست می آیند و مخلوطی از پروپان و متان و بوتان می باشند.از این محصول استراتژیک به عنوان سوخت و مواد اولیه شیمیایی واحدهای پلیمر ساز استفاده می شود.

بنزین (نفتای سبک): در دماهای بین 40 تا 90 درجه سانتیگراد بدست آمده و به عنوان سوخت موتورهای بنزینی استفاده می شود.    

3- نفتای سنگین: در دماهای بین 90 نا 190 درجه سانتیگراد از برج تقطیر خارج می شود و از این محصول به منظور تامین مواد اولیه واحدهای پایین دستی و تولید محصولاتی نظیر تینر  استفاده می شود.

4- کروزن : در دماهای بالاتر از 90 تا محدوده ی 270 درجه سانتیگراد شاهد جدا شدن این محصول از برج تقطیر هستیم که به آن نفت سفید نیز گفته می شود.  عمده کاربرد آن  سوخت ماشین آلات کشاورزی و سوخت هواپیما می باشد و بشدت در مارکت جهانی ارزشمند می باشد.

5- گازوئیل: در دماهای بیش از 270 درجه تا محدوده ی 320 درجه این محصول ارزشمند قابل استحصال می باشد و در تامین سوخت موتورهای دیزلی مانند کامیون ها و سوخت بعضی نیروگاه ها و تجهیزات گرمایشی کابرد گسترده ای دارد.

6- باقیمانده اتمسفری: در دماهای بالاتر از 320 درجه سانتیگراد مجموعه موادی که طی فرایند تقطیر باقیمانده به عنوان  خوراک ورودی برج تقطیر خلاء استفاده می شود.

محصولات برج تقطیر جز به جز  اتمسفری

برج تقطیر خلأ (Vacuum Distillation Column) دارای فشاری  بسیار پایین تر از فشار اتمسفر است و افزایش دما در آن باعث تشکیل کُک  به عنوان یکی از مواد کم ارزش نمی‌ شود.  قبل از ورود به برج تقطیر خلا یک مرحله پیش گرمایش در پیش است. در این مرحله دما تا 450 درجه سانتیگراد افزایش پیدا می کند و به این ترتیب مخلوط مورد نظر  آماده ورود به برج تقطیر خلا می شود.  برج تقطیر خلأ دارای قطر بسیار بزرگ حدود 9 متر بوده و در ساختار آن حدود 8 الی 20 سینی به کار رفته است. تعدادی اجکتور (Ejector) به صورت سری، جهت کاهش فشار، به برج تقطیر خلأ متصل هستند.

جریان ورودی به برج خلأ در اثر افزایش دما بخار شده و برش های مختلف در سینی های خاص خودشان جمع می‌­شوند. در نهایت بخارات خروجی از برج تقطیر خلأ پس از عبور از کندانسورها مایع شده و به صورت فراورده های برج خلأ خارج می ‌شوند. محصولات ارزشمندی طی این فرایند بدست می آیند که عبارتند از:

برش نفتی،گازوئیل خلاء سبک،گازوئیل خلاء سنگین، سوخت جت و گازوییل و در نهایت قیر.

محصولات برج تقطیر خلا

سخن پایانی

 جلوگیری از خام فروشی  نفت یکی از مهمترین وظایف وزارت نفت به منظور کسب ارزش افزوده بیشتر از این ثروت خدادادی است.  به طور کلی مجموع ظرفیت پالایشگاه های ایران حدود یک میلیون و هشتصد هزار بشکه نفت در روز می‌باشد. این ظرفیت محدود فقط پاسخگوی نیاز داخلی کشور می باشد و هنوز هم متاسفانه در برخی از مشتقات نفتی موزد نیاز برای فعالیت صنایع پایین دستی نیازمند واردات از کشورهایی هستیم که خود وارد کننده نفت خام می باشند.

تجربه تحریم های ظالمانه 4 سال اخیر که مشکلات متعددی در راه صادرات نفت خام کشور به وجود آورد زنگ خطری بود که باعث شد تمرکز کشور بر سیاست احتراز از خام فروشی و توجه بیشتر به فرایند پالایش نفت خام  و توسعه پالایشگاه ها و پتروشیمی ها معطوف شود. جنبشی که باعث جهش تولید در صنعت پتروشیمی کشور به عنوان بزرگترین مصرف کننده محصولات پالایشگاه ها شد، امروز بیش از هر زمان بیشتری نیازمند توسعه همه جانبه پالایشگاه ها و احداث واحدهای پالایشی جدید به منظور تامین خوراک پایدار است.

چنانچه طی 5 سال آتی ظرفیت پالایشگاه های کشور به بیش از 4 میلیون بشکه در روز برسد عملا کشور ایران نه تنها نفت خام را صادر نخواهد کرد بلکه وارد کننده نفت خام نیز خواهد شد و از این مسیر با تولید محصولات ارزشمند با ارز آوری بالا می تواند فصل جدیدی از توسعه اقتصادی خود را آغاز کند. هدفی که با اتکا به نیروهای کارآزموده داخلی و همت بلند جوانان این مرز و بوم قطعا دست یافتنی است.

علیرضا زارع
لینک کوتاه
دیدگاه خود را ثبت کنید
دیدگـاه مخاطبــان
لوگوی بورس نما

آموزش سرمایه‌گذاری در بورس و بازار سهام، تحلیل ها، فیلترها و اخبار روزانه، تحلیل بنیادی و تکنیکال، بررسی روانشناسی بازار، ارزهای دیجیتال و ... در وبسایت بورس نما برای مخاطبین محترم فراهم شده است. امکان تبادل و تبلیغات لینک و بنر نیز برای کسب سئوی بهتر، رتبه بهتر الکسا و معرفی محصولات و برند شما در بخش تبلیغات و تبادل لینک و بنر سایت فراهم شده است.


تبلیغات
تبلیغات