فرآیند پالایش نفت خام

پالایشگاه نفت یک آرایش سازمان یافته و هماهنگ از فرآیندهای تولید است که برای تولید تغییرات فیزیکی و شیمیایی در نفت خام به منظور تبدیل آن به محصولات روزمره مانند بنزین، گازوئیل، روغن روان کننده، نفت کوره و قیر طراحی شده است. از آنجایی که نفت خام از چاه به دست می آید، حاوی مخلوطی از ترکیبات هیدروکربنی و مقادیر نسبتاً کمی از مواد دیگر مانند اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، نمک و آب است. در پالایشگاه، بیشتر این مواد غیر هیدروکربنی حذف شده و روغن به اجزای مختلف آن تجزیه شده و به محصولات مفید تبدیل می شود. گاز طبیعی از چاه، در حالی که عمدتا متان است، حاوی مقادیری هیدروکربن های دیگر اتان، پروپان، بوتان، پنتان و همچنین دی اکسید کربن و آب است. این اجزا از متان در یک کارخانه تقسیم گاز جدا می شوند.

فرآیندهای اساسی پالایشگاه

هر پالایشگاه به طور منحصر به فردی طراحی شده است تا نفت خام خاصی را به محصولات منتخب تبدیل کند. به منظور دستیابی به اهداف تجاری پالایشگاه، طراح فرآیند از میان مجموعه‌ای از واحدهای پردازش پایه، فرایند را انتخاب می‌کند. به طور کلی، این واحدها یکی از سه عملکرد را انجام می دهند: (1) جداسازی انواع هیدروکربن های موجود در نفت خام به بخش هایی با خواص نزدیک تر، (2) تبدیل شیمیایی هیدروکربن های جدا شده به محصولات واکنش مطلوب تر و (3) تصفیه محصولات از عناصر و ترکیبات ناخواسته.

جدایش (Separation) ، اولین مرحله پالایش نفت خام

در مرحله اول، مولکول ها از طریق تقطیر اتمسفر (یعنی در فشار اتمسفر معمولی)، با توجه به وزن مولکولی آنها جدا می شوند. در طی فرآیندی که به آن تاپینگ (پالایش) نیز می گویند، روغن در پایین ستون تقطیر 60 متری در دمای 350 تا 400 درجه سانتی گراد گرم می شود و باعث تبخیر آن می شود. بخارات در داخل ستون بالا می‌آیند در حالی که سنگین‌ترین مولکول‌ها، یا باقی‌مانده‌ها، بدون تبخیر در پایین باقی می‌مانند. با افزایش بخارات، مولکول ها به مایعات در دماهای مختلف در ستون متراکم می شوند. فقط گازها به بالا می رسند، جایی که دما به 150 درجه سانتیگراد کاهش یافته است. مایعاتی که هر چه در ستون بالاتر می‌روند سبک‌تر می‌شوند، در سینی‌هایی که در ارتفاع‌های مختلف ستون قرار دارند جمع‌آوری می‌شوند. هر سینی یک برش نفتی (کسری) متفاوت را جمع‌آوری می‌کند که به آن برش نفتی نیز گفته می‌شود، با حفظ ویسکوزیته (هیدروکربن‌ها) مانند آسفالت (قیر) در پایین و گازها در بالا.

بقایای سنگین باقیمانده پس از تقطیر اتمسفر همچنان حاوی بسیاری از محصولات با چگالی متوسط ​​است. باقیمانده ها به ستون دیگری منتقل می شوند و در آنجا تقطیر دوم برای بازیابی تقطیرهای میانی مانند نفت کوره سنگین و گازوئیل انجام می شود.

تبدیل (Conversion) ، پالایش نفت خام

هنوز مولکول های هیدروکربنی بسیار سنگین پس از فرآیند جداسازی باقی مانده است. برای پاسخگویی به تقاضا برای محصولات سبک تر، مولکول های سنگین به دو یا چند مولکول سبک تر تقسیم می شوند.

فرآیند تبدیل که در دمای 500 درجه سانتیگراد انجام می شود، به عنوان ترک کاتالیستی نیز شناخته می شود زیرا از ماده ای به نام کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به واکنش شیمیایی استفاده می کند. این فرآیند 75 درصد از محصولات سنگین را به گاز، بنزین و گازوئیل تبدیل می کند. عملکرد را می توان با افزودن هیدروژن، فرآیندی به نام هیدروکراکینگ، یا با استفاده از تبدیل عمیق برای حذف کربن افزایش داد.

هرچه عملیات پیچیده تر باشد، هزینه بیشتری دارد و انرژی بیشتری مصرف می کند. هدف دائمی صنعت پالایش یافتن تعادلی بین بازده و هزینه تبدیل است.

تصفیه (Treating) ، مرحله پایانی پالایش نفت خام

تصفیه از مراحل پالایش نفت خام، شامل حذف یا کاهش قابل توجه مولکول هایی است که خورنده هستند یا باعث آلودگی هوا می شوند، به ویژه گوگرد. استانداردهای انتشار گوگرد بسیار سختگیرانه است. هدف از این اقدامات بهبود کیفیت هوا و بهینه سازی کارایی مبدل های کاتالیزوری مورد استفاده برای تصفیه گازهای خروجی است. برای گازوئیل، گوگرد زدایی یا حذف گوگرد در دمای 370 درجه سانتیگراد در فشار 60 بار انجام می شود. هیدروژن مورد استفاده در فرآیند با گوگرد ترکیب می شود و سولفید هیدروژن (H2S) را تشکیل می دهد که سپس برای حذف گوگرد، ماده ای که در صنعت استفاده می شود، تصفیه می شود.

نفت سفید، بوتان و پروپان در محلول سود سوزآور (هیدروکسید سدیم) شسته می‌شوند تا تیول‌ها که مرکاپتان‌ها نیز نامیده می‌شوند، حذف شوند. این فرآیند شیرین کردن نامیده می شود. درجه اکتان مقاومت سوخت در برابر انفجار را اندازه گیری می کند که باعث ضربه موتور می شود.

تصفیه سوخت خودرو

سوخت‌های خودرو نیز باید برای افزایش درجه اکتان آن‌ها، که معیاری برای مقاومت سوخت در برابر انفجار، بر اساس مقیاس 0 تا 100 است، تصفیه شوند. اگر درجه اکتان به اندازه کافی بالا نباشد، موتور در نهایت به طور غیر قابل برگشتی آسیب می بیند. برای جلوگیری از این امر، باید درجه اکتان را به 95 یا 98 افزایش داد.

فرآیندی که برای تولید محصولات با اکتان بالا استفاده می شود، اصلاح کاتالیستی نامیده می شود. واکنش های شیمیایی در حین اصلاح کاتالیزوری که از پلاتین به عنوان کاتالیزور استفاده می شود، در دمای 500 درجه سانتی گراد و فشار 10 بار رخ می دهد. آنها برخی از هیدروکربن های نفتنیک (هیدروکربن های حلقوی اشباع) را به هیدروکربن های معطر (هیدروکربن های حلقوی غیراشباع) تبدیل می کنند که دارای درجه اکتان بسیار بالاتری هستند. سایر واکنش های شیمیایی مانند آلکیلاسیون نیز رتبه اکتان را بهبود می بخشد.

از توجه و همراهی شما سپاسگزاریم .