Oil Refinery

‫داستان پاليش نفت‬ ‫داستان نفت‬ ‫صنایع نفت با حفر موفقیت آمیز اولین چاه تجاری نفت در ‪ 1859‬آغاز شد و دو سال‬ ‫بعد از آن اولین پالیشگاه نفت که تنها قابلیت فرآوری نفت سفید را داشت ساخته‬ ‫شد‪ .‬سیر تکامل پالیشگاه نفت بر اساس تقطیر ساده تا فرآینده های پیشرفته‬ ‫امروزی ادامه دارد‪ .‬پالیش یک مخلوط مرکب از هیدروکربن ها را به تعداد دیگری از‬ ‫مخلوط های مرکب هیدروکربن ها تبدیل می کند‪.‬‬ ‫نظر اجمالی در مورد صنایع نفت خام‬ ‫تاریخچه و تشریح پایه فرآیند پالیش‪ :‬صنایع پالیش پیوسته درگیر پاسخ گویی به‬ ‫خواسته های مصرف کنندگان برای محصولت بهتر و متنوع می باشد‪ .‬نیاز اولیه به‬ ‫نفت سفید به عنوان یک منبع ارزان و مناسب نسبت به روغن وال برای روشنایی‬ ‫سبب تولید آن شده بود‪ .‬توسعه موتورهای درون سوز منجر به تولید بنزین دیزل‬ ‫(گازوئیل) و بنزین شد‪ .‬سیر تکامل هواپیماها یک نیاز برای بنزین هواپیمای اوکتان بال‬ ‫و بعد از آن سوخت جت به عنوان یک فورمی از محصولت اصلی نفت سفید را به‬ ‫وجود آورد‪ .‬امروزه محصول پالیشگاه ها محصولت گوناگونی را دربرمی گیرد‪ ،‬که‬ ‫خوراک صنایع پتروشیمی است‪.‬‬ ‫فرآیندهای تقطیر‪ :‬اولین پالیشگاه در ‪ 1861‬برای تولید نفت سفید به وسیله تقطیر‬ ‫اتمسفریک ساده تاسیس شد‪ .‬محصولت جانبی این پالیشگاه شامل قیر و نفتا بود‪.‬‬ ‫به زودی آنها کشف کردن روغن های نفتی با کیفیت را می توان از تقطیر مواد نفتی‬ ‫تحت خلء تولید کرد‪ .‬به هرحال تا ‪ 30‬بعدش نفت سفيد تنها فرآورده ای بود که‬ ‫مشتریان خواستار آن بود‪ ،‬اما دو اتفاق مهم این موقعیت را عوض کرد‪ )1( .‬اختراع‬ ‫چراغ الکتریکی و کاهش تقاضا برای نفت سفید‪ ،‬و (‪ )2‬اختراع موتورهای درون سوز و‬ ‫ایجاد تقاضا برای سوخت دیزل و بنزین (نفتا)‪.‬‬ ‫فرآیندهای شكست گرمائی‪ :‬با پیدایش توده محصولت و جنگ جهانی اول‪ ،‬افزایش‬ ‫تعداد خودروهای تقویت شده بنزینی‪ ،‬تقاضا برای بنزین به طور فزاینده ایی افزایش‬ ‫یافت‪ .‬به هر حال فرآیندهای تقطیر تنها مقدار مشخصی بنزین از نفت خام تولید می‬ ‫شد‪ .‬در ‪ 1913‬فرآیند شکست گرمایی با قرار دادن سوخت های سنگین در معرض‬ ‫فشار و گرمای شدید‪ ،‬توسعه پیدا کرد‪ ،‬شکست فیزیکی تعداد زیادی مولکول به اجزاء‬ ‫کوچکتر برای تولید بنزین اضافی و سوخت های تقطیر شده افزایش یافت‪ .‬گرانروی‬ ‫شکستی‪ ،‬یکی دیگر از صورت های شکست گرمائی بود که در اواخر سال ‪1930‬برای‬ ‫تولید بیشتر محصولت ارزشمند و مطلوب توسعه پیدا کرد‪.‬‬ ‫فرآیندهای کاتالیستی‪ :‬موتورهای بنزینی تراکم بال نیاز به بنزین با اوکتان بال با ویژگی‬ ‫های روغن موتور بهتر دارند‪ .‬آغاز فرآیندهای شکست کاتالیستی و پلیمراسیون به‬ ‫میانه سال ‪ 1930‬با توجه به تقاضا برای بهبود بازده تامین (تولید) بنزین و اعداد اوکتان‬ ‫بال باز می گردد‪ .‬آلکیلیشن‪ ،‬یکی از فرآیندهای کاتالیستی است که در ابتدای سال‬ ‫‪ 1940‬برای تولید سوخت هواپیمایی با اوکتان بال و خوراک پتروشیمی برای مواد‬ ‫منفجره و تولید لستیک توسعه پیدا کرد‪ .‬سپس ایزومریشن کاتالیست(‪catalytic‬‬ ‫‪ )isomerization‬برای تبدیل هیدروکربن و افزایش کیفیت تولید خوراک آلکیلیشن‬ ‫توسعه پیدا کرد‪ .‬بهبود روش های فرآیندها و کاتالیست ها به عنوان هیدروکرکینگ و‬ ‫ریفورمینگ در میانه سال ‪ 1960‬توسعه پیدا کرد و منجر به افزایش بازدهی بنزین و‬ ‫خواص ضد کوبش آن شد‪ .‬فرآیندهای کاتالیستی همچنین برای تولید مولکول های‬ ‫هیدروکربن های با یک پیوند دوگانه و تغییر مبنا صنایع مدرن پتروشیمی شد‪.‬‬ ‫عملیات فرآیند‪ :‬تمام داستان پالیش روش های عملیاتی مختلف که برای حذف‬ ‫ترکیبات غیر هیدروکبنی (‪ ،)nonhydrocarbon‬ناخالصی ها‪ ،‬و دیگر اجزاء که اثر مخالف‬ ‫(ضد) بر ویژگی های محصول نهائی یا کاهش بازده فرآیندهای تبدیل می باشد‪ .‬این‬ ‫عملیات ها می تواند درگیر واکنش شیمیایی و‪/‬یا جداسازی فیزیکی باشد‪ .‬به عنوان‬ ‫مثال شیرین کردن شیمیایی‪ ،‬عملیات اسیدی‪ ،‬تماس با گل‪ ،‬شستشوی سریع‪ ،‬عملیات‬ ‫هیدروژن زدایی‪ ،‬استخراج حلل خشک و موم زدائی حلل اشاره کرد‪ .‬شیرین کردن‪،‬‬ ‫سولفورزدائی نفت خام قبل از فرآیندها و عملیات تولید در طی یا بعد فرآیند صورت‬ ‫می گیرد‪.‬‬

‫‪3‬‬

‫‪[email protected]‬‬

‫داستان پاليش نفت‬ ‫با ادامه جنگ جهانی‪ ،‬فرآیندهای ریفورمینگ مختلفی برای بهبود کیفیت بنزین و بازدهی‬ ‫و تولید محصولت با کیفیت بالتر به وجود آمد‪ .‬بعضی از اینها درگیر استفاده از‬ ‫کاتالیست ها و‪/‬یا تبدیل مولکول هیدروژن یا حذف سولفور می شد‪.‬‬ ‫مبنا های نفت خام‪:‬‬ ‫نفت خام مجموعه ایست مخلوط از ترکیبات هیدروکربن های مختلف‪ ،‬که سبب‬ ‫تفاوت در ظاهر و ترکیب چاه نفت با دیگر مخازن نفتی است‪ .‬محدوده نفت های خام‬ ‫غلظت آب به جامدات قیر شکل‪ ،‬میزان نزدیکی رنگ به رنگ سیاه است‪ .‬به طور‬ ‫متوسط نفت خام شامل‪ %84 ،‬کربن‪ %14 ،‬هیدروژن‪ %3-%1 ،‬سولفور و کمتر از ‪%1‬‬ ‫آن نیتروژن‪ ،‬اکسیژن‪ ،‬فلزات و نمک می باشد‪ .‬نفت خام را بر اساس پارافین‪ ،‬نفتایک‬ ‫و یا آروماتیک ها دسته بندی می شود‪ ،‬که بر مبنای تناسب غالب مشابه مولکول های‬ ‫هیدروکربن قرار گرفته است‪.‬‬ ‫سنجش نفت خام ساده‪ ،‬بر اساس پارافین‪ ،‬نفتا‪ ،‬آروماتیک یا مخلوطی از آنها صورت‬ ‫می گیرد‪ .‬یکی از روش های سنجش(‪ )United States Bureau of Mines‬که بر مبنای‬ ‫تقطیر و دیگری (‪ )UOP "K" factor‬که بر اساس گرانروی و نقطه جوش صورت می‬ ‫گیرد‪ .‬بیشتر سنجش های فراگیر نفت خام به تعیین ارزش نفت خام (بر اساس بازده‬ ‫و کیفیت محصولت مفید) و پارامترهای فرآیندی می پردازند‪ .‬نفت خام معمول ً بر‬ ‫اساس بازده ساختار گروه بندی شده است‪.‬‬ ‫نفت خام همچنین برا ساس ضوابط ‪ )API (American Petroleum Institute‬گرانروی نیز‬ ‫تعریف می شود‪ .‬هرچه میزان ‪ API‬بالتر باشد نفت سبکتر است‪ .‬به عنوان مثال نفت‬ ‫های خام سبک دارای گرانروی ‪ API‬بال و ‪ Sp.Gr‬پایین می باشد‪ .‬نفت خام با کربن‬ ‫پایین‪ ،‬هیدروژن بال و ‪ API‬بال معمول ً غنی از پارافین است و بازده بال متناسب با‬ ‫بنزین و محصولت سبک نفتی از ویژگی های آن می باشد‪ ،‬ترکیبات نفتی با کربن بال‪،‬‬ ‫هیدروژن پایین و ‪ API‬پایین معمول ً غنی از آروماتیک ها می باشد‪.‬‬ ‫ترکیبات نفتی که شامل مقدار قابل توجهی سولفید هیدروژن یا دیگر ترکیبات واکنش‬ ‫دهنده سولفور باشد را نفت "ترش" گفته می شود‪ .‬آنهایی که سولفور کمتری دارند‪،‬‬ ‫نفت شیرین گفته می شود‪ .‬بعضی از استثناهای این قاعده وجود دارد‪ ،‬به عنوان مثال‬ ‫نفت ‪ West Texas‬اغلب به عنوان نفت شور مطرح شده است در حالی که حجم ‪H2S‬‬ ‫در آن قابل صرفنظر می باشد و نفت سولفور بالی عربی در واقع شور نیست‪ ،‬زیرا‬ ‫ترکیبات سولفور آن دارای واکنش پذیری بالیی نیستند‪.‬‬ ‫ترکیبات نفت خام به قرار زیر است‪:‬‬ ‫بنزین‪ :‬مهمترین محصول پالیشگاه بنزین ماشین است‪ ،‬که مخلوطی از هیدروکربن ها‬ ‫با که دمای جوش آن از دمای محیط تا حدود ‪ F°400‬می باشد‪ .‬مهمترین کیفیت برای‬ ‫بنزین عدد اوکتان (بهسوزی)‪ ،‬فراریت و فشار بخار شدن است‪ .‬افزودنی ها اغلب‬ ‫برای افزایش عملکرد و بهبود حفاظت در برابر اکسید شدن بنزین اضافه می شود‪.‬‬ ‫نفت سفید‪ :‬نفت سفید از پالیش مواد نفتی میانه برج تقطیر بدست می آید‪ .‬در‬ ‫ابتدای پیدایش مقدار قابل توجهی برای استفاده به عنوان سوخت جت و در کل دنیا‬ ‫برای پختن و گرم کردن محیط به می رفت‪ .‬وقتی به عنوان سوخت جت مورد‬ ‫استفاده قرار گرفت بعضی صفات بحرانی آن شامل نقطه انجماد‪ ،‬نقطه فلش و‬ ‫نقطه دود(‪ )Smoke point‬می باشد‪ .‬سوخت جت تجاری دارای محدوده جوش در حدود‬ ‫‪ F °525-°375‬و دمای جوش سوخت هواپیمای نظامی ‪ F °550-°130‬می باشد‪ .‬نفت‬ ‫سفید با خواص بحرانی پایین برای روشنایی‪ ،‬گرم کردن‪ ،‬حلل و افزودنی به سوخت‬ ‫دیزل استفاده می شود‪.‬‬ ‫مایع کردن گاز مواد نفتی(‪ LGP): LGP‬اساسا ً شامل پروپان و بوتان است‪ ،‬این ماده به‬ ‫عنوان سوخت استفاده می شود‪ ،‬همچنین به عنوان یک ماده میانه برای تولید مواد‬ ‫پتروشیمی به کار می رود‪.‬‬ ‫سوخت های حاصل از تقطیر‪ :‬سوخت دیزل و روغن های گرمکن خانگی دارای‬ ‫محدوده جوش در حدود ‪ F °700-°400‬می باشد‪ .‬صفات مطلوب مورد نیاز برای‬ ‫سوخت های حاصل از تقطیر شامل‪ ،‬کنترل نقاط ریزش و فلش‪ ،‬سوختن پاک‪،‬‬ ‫نداشتن شکل ته نشین در تانک های نگهداری می باشد‪.‬‬

‫‪3‬‬

‫‪[email protected]‬‬

‫داستان پاليش نفت‬ ‫سوخت های باقیمانده‪ :‬خیلی از کشتی های دریایی‪ ،‬نیروگاه های برق و امکانات‬ ‫صنعتی و بناهای تجاری مصرف کننده سوخت های باقیمانده می باشند‪ .‬دو ویژگی‬ ‫مهم این سوخت ها ویسکوزیته و میزان پایین سولفور است که برای محیط زیست‬ ‫امری مطلوب است‪.‬‬ ‫کک و آسفالت‪ :‬کک که تقریبا ً کربن خالص است‪ ،‬کاربردهای متنوعی از الکترودهای تا‬ ‫خاک زغالی غالب زغال دارا می باشد‪ .‬آسفالت برای جاده ها و پوشش مواد به کار‬ ‫می ورد‪.‬‬ ‫حلل ها‪ :‬یک از محصولت متنوع تولیدی که نقاط جوشش و ترکیبات کربن آن به طور‬ ‫کامل کنترل شده است به عنوان حلل مورد استفاده قرار می گیرد‪ .‬اینها شامل‬ ‫بنزن‪ ،‬تولوئن و ‪ xylene‬می باشد‪.‬‬ ‫پتروشیمی‪ :‬خیلی محصولت مانند اتیلن‪ ،‬پروپیلن‪ ،‬بوتیلن و ایزو بوتیلن از نفت خام‬ ‫پالیش شده مشتق می شود‪ .‬اصول ً نامزد برای استفاده به عنوان خوراک در‬ ‫پتروشیمی ها است برای تولید پلستیک ها‪ ،‬فیبرهای مصنوعی‪ ،‬لستیک های مصنوعی‬ ‫و دیگر محصولت‪.‬‬ ‫روان کننده ها‪ :‬فرآیندهای ویژه پالیش برای تولید روغن ها روان ساز است‪ .‬افزودنی‬ ‫هایی همچون ‪ demulsifiers، antioxidants‬و بهبود دهنده های ویسکوزیته که به خوراک‬ ‫اولیه برای بهبود ویژگی های مورد نیاز روغن های موتور‪ ،‬صنعتی‪ ،‬گریس ها‪ ،‬روان‬ ‫کننده ها و روغن های برش کاری اضافه می شود‪ .‬مهمترین عامل در کیفیت روغن ها‬ ‫‪ VI‬یا ‪ Viscosity Index‬می باشد‪ VI .‬یعنی دارا بودن استحکام بال در شرایط متغیر‬ ‫دما‪.‬‬ ‫منبع‪www.osha.gov:‬‬

‫‪3‬‬

‫‪[email protected]‬‬