پالایشگاه ها
پالایشگاه یک تأسیسات تولیدی است که از گروهی از فرایندهای واحد مهندسی شیمی و عملیات واحد در تصفیه مواد خاص یا تبدیل مواد اولیه به محصولات با ارزش تشکیل شده است.
انواع پالایشگاه ها
انواع مختلف پالایشگاه ها به شرح زیر است:
پالایشگاه نفت ، که نفت خام را به روح موتور اکتان بالا (بنزین/بنزین) ، روغن دیزل ، گازهای مایع نفتی (LPG) ، نفت سفید ، روغن های سوخت گرم کننده ، هگزان ، روغن های روان کننده ، قیر و کک نفتی تبدیل می کند.
پالایشگاه روغن خوراکی که روغن آشپزی را به محصولی تبدیل می کند که از نظر طعم ، بو و ظاهر و ثبات یکنواخت است.
کارخانه فرآوری گاز طبیعی ، که گاز طبیعی خام را به گاز سوختی مسکونی ، تجاری و صنعتی تبدیل و تبدیل می کند و همچنین مایعات گاز طبیعی (اتان ، پروپان ، بوتان ها و پنتان ها) را بازیابی می کند.
پالایشگاه قند ، که نیشکر و چغندر قند را به شکر متبلور و شربت قند تبدیل می کند.
پالایشگاه نمک ، که نمک معمولی (NaCl) را تصفیه می کند ، تولید شده توسط تبخیر خورشید از آب دریا ، و به دنبال آن شستشو و تبلور مجدد.
پالایشگاه های فلزی که فلزاتی مانند آلومینا ، مس ، طلا ، سرب ، نیکل ، نقره ، اورانیوم ، روی ، منیزیم و کبالت را تصفیه می کنند.
پالایش آهن ، مرحله ای از تصفیه آهن خوک (معمولاً چدن خاکستری به چدن سفید) ، قبل از جریمه ، که آهن خوک را به آهن یا فولاد تبدیل می کند
یک پالایشگاه معمولی نفت
پالایشگاه نفت
تصویر زیر یک نمودار جریان شماتیک از یک پالایشگاه معمولی نفت است که فرایندهای مختلف واحد و جریان محصولات میانی بین خام اولیه نفت خام ورودی و محصولات نهایی را نشان می دهد. نمودار فقط یکی از صدها پیکربندی مختلف را نشان می دهد. این شامل هیچ یک از تاسیسات معمول ارائه خدمات مانند بخار ، آب خنک کننده و برق و همچنین مخازن ذخیره مواد اولیه نفت خام و محصولات واسطه ای و محصولات نهایی نمی شود.
کارخانه فرآوری گاز طبیعی
پردازش گاز طبیعی
تصویر زیر یک نمودار جریان بلوک از یک کارخانه پردازش گاز طبیعی معمولی است. این فرآیندهای واحد مختلف را نشان می دهد که گاز طبیعی خام را به خط لوله برای استفاده کنندگان نهایی تبدیل می کند.
نمودار جریان بلوک همچنین نشان می دهد که چگونه پردازش گاز طبیعی خام گوگرد ، محصول جانبی اتان و مایعات گاز طبیعی (NGL) پروپان ، بوتان ها و بنزین طبیعی (که به عنوان پنتان +نشان داده می شود) را تولید می کند.
تصفیه شکر
شکر به طور کلی از نیشکر یا چغندر قند تولید می شود. از آنجا که تولید جهانی شکر از نیشکر حداقل دو برابر تولید چغندرقند است ، این بخش بر نیشکر تمرکز دارد.
آسیاب قند
نیشکر به طور سنتی در دو مرحله به شکر تصفیه می شود. در مرحله اول ، شکر خام با آسیاب نیشکر برداشت شده تولید می شود. در آسیاب قند ، نیشکر با چاقوهای گردان شسته ، خرد و خرد می شود. عصای خرد شده با آب مخلوط شده و خرد می شود. آب میوه ها (حاوی ۱۰-۱۵ درصد ساکارز) جمع آوری شده و با آهک مخلوط می شوند تا pH را به ۷ برسانند ، از تجزیه گلوکز و فروکتوز جلوگیری کرده و ناخالصی ها را رسوب می کنند. آهک و سایر مواد جامد معلق ته نشین شده و آب شفاف شده در یک تبخیر کننده چند اثر متمرکز می شود و شربت با حدود ۶۰ درصد وزنی ساکاروز تولید می کند.
شربت بیشتر در خلاء متمرکز می شود تا زمانی که اشباع شود و سپس با شکر بلوری بذر می شود. پس از سرد شدن ، شکر از شربت متبلور می شود. سانتریفیوژ سپس قند را از مایع باقی مانده (ملاس) جدا می کند. شکر خام دارای رنگ زرد تا قهوه ای است. شکر گاهی در این مرحله به صورت محلی مصرف می شود اما معمولاً تحت تصفیه بیشتری قرار می گیرد.دی اکسید گوگرد پس از تبلور در آب نیشکر در فرآیندی موسوم به “سولفیتاسیون” حباب می زند. این فرایند واکنش های تشکیل رنگ را مهار می کند و آب قند را برای تولید شکر “آسیاب سفید” یا “سفید مزارع” تثبیت می کند.
جامدات فیبری که باگاس نامیده می شود ، پس از خرد شدن نیشکر خرد شده برای سوخت سوزانده می شود که به آسیاب قند کمک می کند تا از نظر انرژی خودکفا شود. هر گونه باگاس اضافی می تواند برای خوراک دام ، تولید کاغذ یا سوزاندن برای تولید برق برای شبکه برق محلی استفاده شود.
پالایشگاه قند
مرحله دوم اغلب در مناطق مصرف کننده قند سنگین مانند آمریکای شمالی ، اروپا و ژاپن اجرا می شود. در مرحله دوم ، شکر سفید تولید می شود که بیش از ۹۹ درصد ساکارز خالص است. در چنین پالایشگاه هایی ، شکر خام با کریستالیزاسیون کسری بیشتر تصفیه می شود.
پالایشگاه نفت
پالایشگاه نفت یا پالایشگاه نفت یک کارخانه فرآیند صنعتی است که در آن نفت خام تبدیل شده و به محصولات مفیدی مانند نفتا ، بنزین ، سوخت دیزل ، پایه آسفالت ، روغن حرارتی ، نفت سفید ، گاز مایع ، سوخت جت و روغن های سوخت تبدیل می شود.مواد اولیه پتروشیمی مانند اتیلن و پروپیلن نیز می توانند مستقیماً با شکستن نفت خام بدون نیاز به استفاده از فرآورده های تصفیه شده نفت خام مانند نفتا تولید شوند.
مواد اولیه نفت خام معمولاً توسط یک کارخانه تولید نفت پردازش می شود. معمولاً یک انبار نفت در یا نزدیک یک پالایشگاه نفت برای ذخیره مواد اولیه نفت خام ورودی و همچنین محصولات مایع فله وجود دارد. بر اساس مجله نفت و گاز ، در ۳۱ دسامبر ۲۰۱۴ ، در مجموع ۶۳۶ پالایشگاه در سراسر جهان با ظرفیت روزانه ۸۷٫۷۵ میلیون بشکه (۱۳۹۵۱۰۰۰ متر مکعب) فعالیت می کردند.
پالایشگاه های نفت به طور معمول مجتمع های صنعتی وسیع و گسترده ای هستند که لوله های گسترده ای در سرتاسر آن جریان دارد و جریان سیالات را بین واحدهای بزرگ پردازش شیمیایی مانند ستون های تقطیر حمل می کند. از بسیاری جهات ، پالایشگاه های نفت از بیشتر فناوری استفاده می کنند و می توان آنها را به عنوان انواع کارخانه های شیمیایی تصور کرد.
پالایشگاه جمنگر بزرگترین پالایشگاه نفت از ۲۵ دسامبر ۲۰۰۸ با ظرفیت پردازش ۱٫۲۴ میلیون بشکه (۱۹۷۰۰۰ متر مکعب) است. در گجرات هند ، متعلق به صنایع Reliance است. برخی از پالایشگاه های نفتی مدرن روزانه بین ۸۰۰ تا ۹۰۰ هزار بشکه (۱۲ تا ۱۴۳ هزار متر مکعب) نفت خام پردازش می کنند. [نیاز به استناد]
یک پالایشگاه نفت به عنوان بخشی ضروری از طرف پایین دست صنعت نفت در نظر گرفته می شود.
تاریخ
چینی ها از نخستین تمدن هایی بودند که نفت را تصفیه کردند.در قرن اول ، چینی ها نفت خام را برای استفاده به عنوان منبع انرژی تصفیه می کردند.بین سالهای ۵۱۲ و ۵۱۸ ، در اواخر سلسله وی شمالی ، جغرافیدان ، نویسنده و سیاستمدار چینی لی داویوان در اثر معروف خود “تفسیر کلاسیک آب” فرآیند تصفیه روغن را به انواع روان کننده ها معرفی کرد.
نفت خام اغلب توسط شیمیدانان عرب تقطیر می شد و توضیحات روشنی در کتابهای راهنمای عربی مانند محمد بن زکریا رازی (حدود ۸۶۵ تا ۹۲۵) ارائه شده بود.خیابانهای بغداد با سنگ قیر ، مشتق شده از نفت که از مزارع طبیعی منطقه قابل دسترسی بود ، آسفالت شده بود. در قرن نهم ، میدان های نفتی در منطقه اطراف باکو مدرن ، آذربایجان مورد بهره برداری قرار گرفت. این میدانها توسط جغرافی دان عرب ابوالحسن علی مسعدی در قرن دهم و مارکوپولو در قرن سیزدهم توصیف شده است که خروجی آن چاهها را صدها محموله کشتی توصیف کرده است.
شیمیدانان عرب و فارس نفت خام را به منظور تولید محصولات قابل اشتعال برای مقاصد نظامی تقطیر کردند. از طریق اسپانیای اسلامی ، تقطیر در اروپای غربی تا قرن دوازدهم در دسترس قرار گرفت.در سلسله سانگ شمالی (۹۶۰-۱۱۲۷) ، کارگاهی به نام “کارگاه نفت شدید” در شهر Kaifeng تاسیس شد تا روغن تصفیه شده برای ارتش سانگ به عنوان سلاح تولید شود. سربازان سپس قوطی های آهنی را با روغن تصفیه شده پر کرده و به طرف نیروهای دشمن پرتاب می کنند و باعث آتش سوزی می شوند – در واقع اولین “بمب آتش” در جهان. این کارگاه یکی از اولین کارخانه های پالایش نفت جهان بود که در آن هزاران نفر برای تولید سلاح های چینی با نیروی نفتی کار می کردند.
تا قبل از قرن نوزدهم ، نفت در مدهای مختلف در بابل ، مصر ، چین ، فیلیپین ، روم و آذربایجان شناخته می شد و مورد استفاده قرار می گرفت. با این حال ، گفته می شود تاریخ مدرن صنعت نفت در سال ۱۸۴۶ هنگامی آغاز شد که آبراهام گسنر از نو اسکوشیا ، کانادا ، فرایندی را برای تولید نفت سفید از زغال سنگ آغاز کرد. اندکی پس از آن ، در سال ۱۸۵۴ ، ایگناسی شوکاسیویچ تولید نفت سفید را از چاه های نفتی حفر شده با دست در نزدیکی شهر کروسنو ، لهستان آغاز کرد.
اولین پالایشگاه نفتی سیستماتیک جهان در سال ۱۸۵۶ در پلویشتی رومانی با استفاده از نفت فراوان موجود در رومانی ساخته شد.
در آمریکای شمالی ، اولین چاه نفت در سال ۱۸۵۸ توسط جیمز میلر ویلیامز در Oil Springs ، انتاریو ، کانادا حفر شد. در ایالات متحده ، صنعت نفت در سال ۱۸۵۹ زمانی آغاز شد که ادوین دریک نفتی را در نزدیکی تیتوسویل ، پنسیلوانیا پیدا کرد. این صنعت در دهه ۱۸۰۰ به آرامی رشد کرد و در درجه اول نفت سفید برای لامپ های نفتی تولید کرد.
در اوایل قرن بیستم ، معرفی موتور احتراق داخلی و استفاده از آن در خودروها بازاری برای بنزین ایجاد کرد که محرک رشد نسبتاً سریع صنعت نفت بود. یافته های اولیه نفت مانند آنتاریو و پنسیلوانیا به زودی با “رونق” بزرگ نفت در اوکلاهما ، تگزاس و کالیفرنیا پیشی گرفت.
ساموئل کییر اولین پالایشگاه نفت آمریکا را در پیتسبورگ در خیابان هفتم در نزدیکی خیابان گرانت ، در سال ۱۸۵۳ تأسیس کرد. داروساز و مخترع لهستانی Ignacy Łukasiewicz یک پالایشگاه نفت در Jasło ، که در آن زمان بخشی از امپراتوری اتریش-مجارستان (در حال حاضر در لهستان) بود ، در سال ۱۸۵۴ تأسیس کرد. اولین پالایشگاه بزرگ در Ploiești ، رومانی ، در ۱۸۵۶-۱۸۵۷ افتتاح شد.
پس از تصرف آلمان نازی ، پالایشگاه های پلویشتی در عملیات موج جزر و مدی توسط متفقین در جریان کمپین نفتی جنگ جهانی دوم بمباران شدند. یکی دیگر از مدعیان نزدیک برای عنوان میزبانی قدیمی ترین پالایشگاه نفت جهان سالزبرگن در نیدرزاکسن آلمان است. پالایشگاه سالزبرگن در سال ۱۸۶۰ افتتاح شد.
در یک زمان ، پالایشگاه راس تانورا ، عربستان سعودی متعلق به شرکت آرامکو سعودی ادعا شد که بزرگترین پالایشگاه نفت در جهان است. در بیشتر قرن بیستم ، بزرگترین پالایشگاه پالایشگاه آبادان در ایران بود. این پالایشگاه در طول جنگ ایران و عراق آسیب زیادی دید. از ۲۵ دسامبر ۲۰۰۸ ، بزرگترین مجتمع پالایشگاهی جهان مجتمع پالایشگاه جمنگار است که شامل دو پالایشگاه در کنار یکدیگر است که توسط Reliance Industries Limited در جمناگر هند اداره می شود و ظرفیت تولید ترکیبی آن ۱،۲۴۰،۰۰۰ بشکه در روز (۱۹۷۰۰۰ متر مکعب در روز) است.
مجتمع پالایشگاه پاراگوآنی PDVSA در شبه جزیره پاراگوآنی ، ونزوئلا با ظرفیت ۹۴۰،۰۰۰ بشکه در روز (۱۴۹،۰۰۰ متر مکعب در روز) و اولسان SK Energy در کره جنوبی با ۸۴۰،۰۰۰ بشکه در روز (۱۳۴،۰۰۰ متر مکعب در روز) به ترتیب دومین و سومین بزرگترین آنها هستند.
قبل از جنگ جهانی دوم در اوایل دهه ۱۹۴۰ ، بیشتر پالایشگاه های نفتی در ایالات متحده متشکل از واحدهای تقطیر نفت خام (اغلب به عنوان واحدهای تقطیر نفت خام جو نامیده می شد) بود.
برخی از پالایشگاه ها همچنین دارای واحدهای تقطیر خلاء و همچنین واحدهای ترک حرارتی مانند ویس برکرها (شکن ویسکوزیته ، واحدهای کاهش ویسکوزیته روغن) بودند.
بسیاری از فرآیندهای تصفیه دیگر که در زیر مورد بحث قرار گرفته اند در طول جنگ یا چند سال پس از جنگ توسعه یافته اند. آنها در عرض ۵ تا ۱۰ سال پس از پایان جنگ و صنعت نفت در سراسر جهان رشد بسیار سریعی را تجربه کردند. نیروی محرکه رشد فناوری و تعداد و اندازه پالایشگاه ها در سراسر جهان تقاضای روزافزون برای بنزین خودرو و سوخت هواپیما بود.
در ایالات متحده ، به دلایل مختلف پیچیده اقتصادی و سیاسی ، ساخت پالایشگاه های جدید در حدود دهه ۱۹۸۰ متوقف شد. با این حال ، بسیاری از پالایشگاه های موجود در ایالات متحده بسیاری از واحدهای خود را تغییر داده و یا واحدهای اضافی ایجاد کرده اند تا: افزایش ظرفیت پردازش نفت خام ، افزایش رتبه اکتان بنزین محصول آنها ، کاهش میزان گوگرد سوخت دیزل و گرمایش منزل آنها مطابق با مقررات زیست محیطی و مطابق با آلودگی هوا و الزامات آلودگی آب است.
اندازه بازار پالایش نفت در سال ۲۰۱۷ بیش از ۶ تریلیون دلار در سال ۲۰۱۷ تخمین زده شد و قرار است تا سال ۲۰۲۴ شاهد مصرف بیش از ۱۰۰ میلیون بشکه در روز (MBPD) باشیم.بازار پالایش نفت به دلیل صنعتی شدن سریع و تحول اقتصادی ، شاهد رشد چشمگیری خواهد بود. تغییر جمعیت شناسی ، افزایش جمعیت و بهبود استانداردهای زندگی در کشورهای در حال توسعه از جمله عواملی هستند که بر چشم انداز صنعت تأثیر مثبت می گذارند.
پالایش نفت در ایالات متحده
در قرن نوزدهم ، پالایشگاه های ایالات متحده نفت خام را عمدتا برای بازیابی نفت سفید پردازش کردند. برای کسری فرارتر ، از جمله بنزین ، که زباله محسوب می شد و اغلب مستقیماً در نزدیکترین رودخانه ریخته می شد ، بازاری وجود نداشت. اختراع خودرو تقاضا را به سمت بنزین و گازوئیل سوق داد که امروزه به عنوان محصولات اصلی تصفیه شده باقی می مانند.
امروزه ، قوانین ملی و ایالتی ، پالایشگاه ها را ملزم به رعایت استانداردهای سختگیرانه پاکیزگی هوا و آب می کند. در حقیقت ، شرکت های نفتی در ایالات متحده دریافت مجوز برای ساخت یک پالایشگاه مدرن را آنقدر دشوار و پرهزینه می دانند که هیچ پالایشگاه جدیدی (اگرچه بسیاری از آنها توسعه یافته اند) در ایالات متحده از سال ۱۹۷۶ تا ۲۰۱۴ زمانی که پالایشگاه کوچک داکوتا دشت در داکوتای شمالی عملیات خود را آغاز کرد. بیش از نیمی از پالایشگاه هایی که در سال ۱۹۸۱ وجود داشت ، به دلیل نرخ کم بهره برداری و تسریع ادغام ها در حال حاضر بسته شده اند.در نتیجه این تعطیلی ها ، کل ظرفیت پالایشگاه ایالات متحده بین سالهای ۱۹۸۱ تا ۱۹۹۵ کاهش یافت ، اگرچه ظرفیت عملیاتی در آن بازه زمانی تقریباً ثابت در حدود ۱۵،۰۰۰،۰۰۰ بشکه در روز (۲،۴۰۰،۰۰۰ متر مکعب در روز) باقی ماند.
افزایش اندازه تاسیسات و بهبود کارایی ، بسیاری از ظرفیت های فیزیکی از دست رفته صنعت را جبران کرده است. در سال ۱۹۸۲ (اولین داده های ارائه شده) ، ایالات متحده ۳۰۱ پالایشگاه با ظرفیت ترکیبی ۱۷٫۹ میلیون بشکه (۲ میلیون و ۸۵۰ هزار متر مکعب) نفت خام در هر روز تقویمی را اداره می کرد.
در سال ۲۰۱۰ ، ۱۴۹ پالایشگاه ایالات متحده با ظرفیت ترکیبی ۱۷٫۶ میلیون بشکه (۲ میلیون و ۸۰۰ هزار متر مکعب) در روز تقویم وجود داشت.تا سال ۲۰۱۴ تعداد پالایشگاه ها به ۱۴۰ نفر کاهش یافت اما ظرفیت کل به ۱۸٫۰۲ میلیون بشکه (۲ میلیون و ۸۶۵ هزار متر مکعب) در روز تقویم افزایش یافت. در واقع ، به منظور کاهش هزینه های عملیاتی و استهلاک ، پالایش در سایتهای کمتر اما با ظرفیت بیشتر انجام می شود.
در سالهای ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۰ ، با کاهش جریان درآمد در تجارت نفت و کاهش سودآوری پالایشگاههای نفت به دلیل کاهش تقاضا برای محصول و ذخایر بالای عرضه قبل از رکود اقتصادی ، شرکتهای نفتی تعطیل یا فروش پالایشگاههای کم سود را شروع کردند.
نفت خام خام یا فرآوری نشده به طور کلی در کاربردهای صنعتی مفید نیست ، اگرچه نفت خام “سبک ، شیرین” (ویسکوزیته کم ، گوگرد کم) مستقیماً به عنوان سوخت مشعل برای تولید بخار برای پیشران کشتی های دریایی استفاده می شود. با این حال ، عناصر سبک تر ، بخارهای انفجاری در مخازن سوخت تشکیل می دهند و بنابراین خطرناک هستند ، به ویژه در کشتی های جنگی. در عوض ، صدها مولکول مختلف هیدروکربن در نفت خام در یک پالایشگاه به اجزایی تقسیم می شوند که می توانند به عنوان سوخت ، روان کننده و مواد اولیه در فرآیندهای پتروشیمی مورد استفاده قرار گیرند و محصولاتی مانند پلاستیک ، مواد شوینده ، حلال ها ، الاستومرها و الیاف مانند نایلون را تولید می کنند. و پلی استرها
سوختهای فسیلی نفتی در موتورهای احتراق داخلی سوزانده می شوند تا نیرو را برای کشتی ها ، خودروها ، موتورهای هواپیما ، ماشین چمن زن ، دوچرخه خاکی و دیگر ماشین ها تامین کنند. نقاط مختلف جوش اجازه می دهد تا هیدروکربن ها با تقطیر از یکدیگر جدا شوند. از آنجا که محصولات مایع سبک تر تقاضای زیادی برای استفاده در موتورهای احتراق داخلی دارند ، یک پالایشگاه مدرن هیدروکربن های سنگین و عناصر گازی سبک تر را به این محصولات با ارزش بالاتر تبدیل می کند.
روغن می تواند به طرق مختلف مورد استفاده قرار گیرد زیرا حاوی هیدروکربن هایی با جرم های مختلف مولکولی ، اشکال و طول هایی مانند پارافین ها ، آروماتیک ها ، نفتن ها (یا سیکلوآلکان ها) ، آلکن ها ، دین ها و آلکین ها است.
در حالی که مولکولهای موجود در نفت خام شامل اتمهای مختلفی مانند گوگرد و نیتروژن هستند ، هیدروکربنها متداولترین شکل مولکولها هستند که مولکولهایی با طول و پیچیدگی متفاوت از اتمهای هیدروژن و کربن و تعداد کمی اتمهای اکسیژن هستند. تفاوت در ساختار این مولکول ها به دلیل ویژگی های مختلف فیزیکی و شیمیایی آنها است و این تنوع است که باعث می شود نفت خام در طیف گسترده ای از چندین کاربرد مفید باشد.
پس از جداسازی و تصفیه هرگونه آلودگی و ناخالصی ، سوخت یا روان کننده می تواند بدون پردازش بیشتر به فروش برسد. مولکولهای کوچکتر مانند ایزوبوتان و پروپیلن یا بوتیلن را می توان برای برآوردن نیازهای اکتان خاص با فرآیندهایی مانند آلکیلاسیون یا معمولاً دیمره سازی ترکیب کرد. درجه اکتان بنزین را می توان با اصلاح کاتالیزوری ، که شامل حذف هیدروژن از هیدروکربن ها است ، ترکیباتی با درجه اکتان بالاتر مانند آروماتیک ، حذف کرد. فرآورده های میانی مانند گازوئیل ها حتی می توانند.
با استفاده از اشکال مختلف ترک خوردگی مانند ترک خوردگی کاتالیزوری مایع ، ترک حرارتی و ترک هیدروکینگ ، روغن سنگین و زنجیره بلند را به روغن سبک تر با زنجیر کوتاه تبدیل کنند. آخرین مرحله در تولید بنزین ، ترکیب سوخت ها با درجه اکتان متفاوت ، فشار بخار و سایر خواص برای برآوردن مشخصات محصول است. روش دیگر برای پردازش مجدد و ارتقاء این محصولات میانی (روغن های باقیمانده) از یک فرآیند تبخیر کردن برای جدا کردن روغن قابل استفاده از مواد زائد آسفالتین استفاده می کند.
پالایشگاه های نفت کارخانه های بزرگ مقیاسی هستند که روزانه حدود صدهزار تا چند صد هزار بشکه نفت خام پردازش می کنند. به دلیل ظرفیت بالا ، بسیاری از واحدها به طور مداوم ، بر خلاف پردازش دسته ای ، در حالت ثابت یا تقریباً ثابت برای ماه ها تا سالها کار می کنند. ظرفیت بالا همچنین بهینه سازی فرایند و کنترل فرآیند پیشرفته را بسیار مطلوب می کند.
محصولات عمده
فرآورده های نفتی موادی هستند که از نفت خام (نفت) به دست می آیند و در پالایشگاه های نفت فرآوری می شوند. اکثریت نفت به فرآورده های نفتی تبدیل می شود که شامل چندین گروه سوخت می شود.
پالایشگاه های نفت همچنین محصولات واسطه ای مختلفی مانند هیدروژن ، هیدروکربن های سبک ، بنزین فرمت و پیرولیز تولید می کنند. اینها معمولاً منتقل نمی شوند بلکه در عوض مخلوط یا پردازش می شوند. بنابراین کارخانه های شیمیایی اغلب در مجاورت پالایشگاه های نفت هستند یا تعدادی از فرایندهای شیمیایی دیگر در آن ادغام می شوند. به عنوان مثال ، هیدروکربن های سبک در یک کارخانه اتیلن بخار می شوند و اتیلن تولید شده برای تولید پلی اتیلن پلیمریزاسیون می شود.
از آنجا که دلایل فنی و حفاظت از محیط زیست نیاز به مقدار کمی گوگرد در همه محصولات به جز سنگین ترین آنها دارد ، از طریق هیدرو سولفوراسیون کاتالیزوری به هیدروژن سولفید تبدیل شده و از طریق تصفیه گاز آمین از جریان محصول حذف می شود. با استفاده از فرآیند Claus ، سولفید هیدروژن بعداً به گوگرد اولیه تبدیل می شود تا به صنایع شیمیایی فروخته شود. انرژی حرارتی نسبتاً زیادی که توسط این فرآیند آزاد می شود مستقیماً در سایر قسمت های پالایشگاه استفاده می شود. اغلب یک نیروگاه الکتریکی در کل فرآیند پالایشگاه ترکیب می شود تا گرمای اضافی را بگیرد.
با توجه به ترکیب نفت خام و بسته به نیاز بازار ، پالایشگاه ها می توانند سهم متفاوتی از فرآورده های نفتی را تولید کنند. بیشترین سهم از محصولات نفتی به عنوان “حامل های انرژی” استفاده می شود ، یعنی انواع مختلف نفت کوره و بنزین. این سوختها شامل بنزین ، سوخت جت ، سوخت دیزل ، روغن بخاری و روغنهای سوختی سنگین تر است یا می توان آنها را مخلوط کرد. از قطعات سنگین تر (کمتر فرار) نیز می توان برای تولید آسفالت ، قیر ، موم پارافین ، روان کننده و سایر روغن های سنگین استفاده کرد.
پالایشگاه ها مواد شیمیایی دیگری نیز تولید می کنند که برخی از آنها در فرآیندهای شیمیایی برای تولید پلاستیک و سایر مواد مفید استفاده می شوند. از آنجا که نفت اغلب حاوی چند درصد مولکولهای حاوی گوگرد است ، گوگرد عنصری نیز اغلب به عنوان فرآورده نفتی تولید می شود. کربن ، به شکل کک نفتی و هیدروژن نیز ممکن است به عنوان فرآورده های نفتی تولید شود. هیدروژن تولید شده اغلب به عنوان یک محصول واسطه برای سایر فرآیندهای پالایشگاه نفت مانند هیدروکراکینگ و گوگردزدایی استفاده می شود.
فرآورده های نفتی معمولاً به چهار دسته تقطیرات سبک (LPG ، بنزین ، نفتا) ، تقطیرهای میانی (نفت سفید ، سوخت جت ، گازوئیل) ، تقطیرهای سنگین و باقی مانده (روغن سنگین سوخت ، روغن های روان کننده ، موم ، آسفالت) تقسیم بندی می شوند. اینها مستلزم ترکیب مواد اولیه مختلف ، مخلوط کردن مواد افزودنی مناسب ، ارائه ذخیره کوتاه مدت و آماده سازی برای بارگیری عمده در کامیون ها ، بارج ها ، کشتی های محصول و واگن های راه آهن است. این طبقه بندی بر اساس روش تقطیر نفت خام و تفکیک آن به بخش است.
سوخت گازی مانند گاز مایع و پروپان ، ذخیره شده و به صورت مایع تحت فشار حمل می شود.
روان کننده ها (روغن های سبک ماشین ، روغن موتور و گریس ها را تولید می کنند و در صورت نیاز تثبیت کننده های ویسکوزیته را اضافه می کنند) که معمولاً به صورت عمده به کارخانه بسته بندی خارج از محل ارسال می شوند.
موم پارافین ، در صنایع شمع ، و سایر موارد استفاده می شود. ممکن است به صورت عمده به سایت ارسال شود تا به صورت بلوک های بسته بندی شده آماده شود. برای امولسیون موم ، شمع ، کبریت ، محافظت در برابر زنگ زدگی ، موانع بخار ، تخته ساخت و بسته بندی مواد غذایی منجمد استفاده می شود.
گوگرد (یا اسید سولفوریک) ، محصولات جانبی حذف گوگرد از نفت است که ممکن است تا چند درصد گوگرد به عنوان ترکیبات آلی حاوی گوگرد داشته باشد. گوگرد و اسید سولفوریک از مواد صنعتی مفید هستند. اسید سولفوریک معمولاً به عنوان اولئوم پیش ساز اسید تهیه و ارسال می شود.
حمل و نقل قیر فله برای بسته بندی واحد های خارج از منزل برای استفاده در سقف های قیر و سنگریزه.
آسفالت به عنوان چسب برای شن برای ایجاد بتن آسفالت استفاده می شود ، که برای آسفالت جاده ها ، تعداد زیادی و غیره استفاده می شود. یک واحد آسفالت آسفالت فله را برای حمل و نقل آماده می کند.
کک نفتی ، در محصولات کربنی خاص مانند الکترودها یا به عنوان سوخت جامد استفاده می شود.
پتروشیمی ها ترکیبات آلی هستند که برای صنایع شیمیایی ، از پلیمرها و داروها ، از جمله اتیلن و بنزن-تولوئن-زیلن (“BTX”) استفاده می شود که اغلب برای پردازش بیشتر به روشهای مختلف به کارخانه های پتروشیمی ارسال می شوند. پتروشیمی ها ممکن است الفین ها یا پیش سازهای آنها یا انواع مختلف پتروشیمی های معطر باشند.
- گازوئیل
- نفتا
- نفت سفید و سوختهای مربوط به هواپیماهای جت
- سوخت دیزل و روغن های سوختی
- حرارت
- برق
فرآیندهای شیمیایی موجود در پالایشگاه
واحد نمک زدایی نمک را از نفت خام قبل از ورود به واحد تقطیر جوی خارج می کند.
واحد تقطیر نفت خام ، نفت خام ورودی را به بخشهای مختلف تقطیر می کند تا در واحدهای دیگر پردازش بیشتری انجام شود. تقطیر مداوم را ببینید.
تقطیر در خلاء بیشتر روغن باقیمانده را از ته واحد تقطیر نفت خام تقطیر می کند. تقطیر خلاء در فشاری بسیار کمتر از فشار اتمسفر انجام می شود.
واحد هیدروتراپی نفتا از هیدروژن برای گوگردزدایی نفتا از تقطیر جوی استفاده می کند. نفتا باید قبل از ارسال به واحد اصلاح کننده کاتالیزوری ، گوگردزدایی شود.
اصلاح کننده کاتالیزوری مولکولهای نفتا گوگرددار را به مولکولهای اکتان بالاتر تبدیل می کند تا ریفورماتور (محصول اصلاح کننده) تولید کند. این فرمت دارای محتوای بالاتری از مواد معطر و هیدروکربن های حلقوی است که جزء بنزین یا بنزین محصول نهایی است. یک محصول فرعی مهم یک اصلاح کننده ، هیدروژن آزاد شده در طول واکنش کاتالیزور است. هیدروژن یا در هیدروتراکر یا هیدروکرکر استفاده می شود.
دستگاه تصفیه آب مقطر ، پس از تقطیر اتمسفری ، مقطرها (مانند گازوئیل) را گوگردزدایی می کند. از هیدروژن برای گوگرد زدایی کسری نفتا از تقطیر نفت خام یا سایر واحدهای داخل پالایشگاه استفاده می کند.
کرک کاتالیزوری مایع (FCC) بخشهای سنگین تر و جوشش بیشتری را از تقطیر نفت خام با تبدیل آنها به محصولات با ارزش تر و کم جوش تر ارتقا می دهد.
Hydrocracker از هیدروژن برای ارتقاء روغنهای باقیمانده سنگین از واحد تقطیر خلاء با ترشح حرارتی آنها به محصولات ویسکوزیته سبک تر و با ارزش تر استفاده می کند.
Merox با اکسید مرکاپتانها به دی سولفیدهای آلی ، LPG ، نفت سفید یا سوخت جت را گوگردزدایی می کند.
فرآیندهای جایگزین برای حذف مرکاپتانها شناخته شده است ، به عنوان مثال. فرایند شیرین سازی پزشک و شستشوی سوزاننده.
واحدهای کک سازی (کوکر تاخیری ، کوکر مایع و فلکسوکر) روغن های باقیمانده بسیار سنگین را به بنزین و سوخت دیزل تبدیل می کنند و کک نفتی را به عنوان یک محصول باقی می ماند.
واحد آلکیلاسیون از اسید سولفوریک یا اسید هیدروفلوریک برای تولید اجزای با اکتان بالا برای ترکیب بنزین استفاده می کند. واحد “الکی” ایزوبوتان و بوتیلن های سبک را از فرآیند FCC به آلکیلات تبدیل می کند ، یک جزء با اکتان بسیار بالا از بنزین یا بنزین محصول نهایی.
واحد Dimerization الفین ها را به اجزای مخلوط کننده بنزین با اکتان بالاتر تبدیل می کند. به عنوان مثال ، بوتن ها را می توان به ایزوکتن کاهش داد که ممکن است بعداً هیدروژن شده و ایزوکتان ایجاد شود. همچنین کاربردهای دیگری برای دیمره سازی وجود دارد. بنزین تولید شده از طریق کاهش دمای بسیار اشباع نشده و بسیار واکنش پذیر است. تمایل خود به خود به ایجاد لثه می باشد. به همین دلیل ، فاضلاب دیمره سازی باید بلافاصله در حوضچه بنزین آماده مخلوط شده یا هیدروژنه شود.
ایزومریزاسیون مولکولهای خطی مانند پنتان معمولی را به مولکولهای شاخه دار با اکتان بالاتر برای ترکیب با بنزین یا تغذیه به واحدهای آلکیله تبدیل می کند. همچنین برای تبدیل بوتان نرمال خطی به ایزوبوتان برای استفاده در واحد آلکیله استفاده می شود.
اصلاح بخار گاز طبیعی را برای هیدروتراکتورها و/یا هیدروکرکر به هیدروژن تبدیل می کند.
مخازن ذخیره گاز مایع شده پروپان و سوختهای گازی مشابه را در فشار کافی برای نگهداری آنها در حالت مایع ذخیره می کنند. اینها معمولاً عروق کروی یا “گلوله” هستند (یعنی عروق افقی با انتهای گرد).
تصفیه کننده گاز آمین ، واحد Claus و تصفیه گاز دمی سولفید هیدروژن را از گوگردزدایی به گوگرد عنصری تبدیل می کند. اکثریت عمده ۶۴،۰۰۰،۰۰۰ تن گوگرد تولید شده در سراسر جهان در سال ۲۰۰۵ ، گوگرد جانبی حاصل از کارخانه های تصفیه نفت و فرآوری گاز طبیعی بوده است.
آب پاک کننده ترش از بخار برای حذف گاز سولفید هیدروژن از جریانهای مختلف فاضلاب برای تبدیل بعدی به گوگرد محصول نهایی در واحد Claus استفاده می کند.
برجهای خنک کننده آب خنک کننده را به گردش در می آورند ، کارخانه های دیگ بخار برای ژنراتورهای بخار تولید می کند و سیستم های هوای ابزار شامل شیرهای کنترل پنوماتیک و یک پست برق است.
سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضلاب شامل جدا کننده های API ، واحدهای شناور هوای محلول (DAF) و واحدهای تصفیه بیشتر مانند یک دستگاه تصفیه آب لجن فعال برای مناسب سازی آب برای استفاده مجدد یا دفع می باشد.
در تصفیه حلال از حلال مانند کرسول یا فورفورال برای حذف مواد معطر ناخواسته ، عمدتا معطر از روغن روغن یا سهام دیزل استفاده می شود.
واکس زدایی با حلال اجزای مومی سنگین نفتی را از محصولات تقطیر خلاء حذف می کند.مخازن ذخیره سازی نفت خام و محصولات نهایی ، معمولاً ظروف استوانه ای عمودی با نوعی کنترل انتشار بخار و احاطه شده توسط یک شکاف خاکی برای جلوگیری از نشت.