پالایش نفت خام و فرآیند های آن

به طور کلی در یک پالایشگاه برای دستیابی به محصولات مورد نیاز، یک سری فرایندهای فیزیکی و شیمیایی انجام می‌­شود. مهم ترین عملیات پالایشگاه، تقطیر نفت خام (Distillation) است که هدف آن جداسازی نفت خام به برش های نفتی است. در ادامه، فرایندهای دیگری جهت بهبود خواص یا تغییر خواص فراورده ها انجام می­‌شود.

از جملۀ این فرایندها می‌­توان به رفرمینگ و ایزومری برای افزایش عدد اکتان بنزین و فرایندهای هیدروکراکینگ، ککینگ، الیگومری و… برای تولید سوخت های سبک از فراورده های سنگین تر اشاره کرد.

پس از این فرایندها نوبت به فرایندهای تصفیه می ­رسد که هدف آن ها حذف آلاینده ها از فراورده های نفتی است. در پایان برای حفاظت از محیط زیست و کاهش آلودگی ها، عملیات تصفیه پساب ها،  فرآوری گاز های دودکش و… انجام می­‌شوند. هرکدام از این فرایند ها در واحدهای جداگانه در پالایشگاه ها انجام شده و دارای استانداردهای بسیار دقیقی هستند که باید تماماً اجرا شوند.

تقطیر نفت در پالایش نفت خام و فرآیند های آن چیست؟

مهم ترین عملی که در پالایشگاه در جهان پالایش نفت خام انجام می‌­شود، تقطیر (Distillation) است. فرایند تقطیر در واقع تفکیک و جداسازی نفت خام به یک سری برش های نفتی بر اساس اختلاف فاصلۀ جوش فراورده ها است. عمل تقطیر نفت خام در وسیله ای به نام برج تقطیر (Distillation Column) انجام می‌­شود. برج های تقطیر شامل دو نوع برج تقطیر اتمسفری (Atmospheric Distillation Column) و برج تقطیر خلأ (Vacuum Distillation Column) هستند که هر کدام به طور جداگانه توضیح داده خواهند شد.

تقطیر اتمسفری در پالایش نفت خام و فرآیند های آن

نفت خام ورودی به پالایشگاه، ابتدا وارد تجهیزات نمک گیر شده تا املاح موجود در آن به طور کامل از آن زدوده شود. در ادامه، نفت خام جهت پیش گرمایش از تعدادی مبدل حرارتی عبور می‌­کند. این مبدل های حرارتی در واقع گرما را از فراورده های تولیدی برج تقطیر به نفت خام ورودی منتقل می­‌کنند. طی این انتقال حرارت دمای نفت خام به حدود 280˚C می­رسد.

در این مرحله نفت خام باید جهت گرمایش کامل وارد کوره شود. دمای نفت خام پس از خروج از کوره به حدود 350˚ C می­رسد. در این مرحله نفت خام عملاً به صورت دوفازی درآمده و ترکیبی از فاز مایع و بخار است.

ساختار نفت خام بدین گونه است که پس از رسیدن به دمای مناسب باید وارد برج تقطیر گردد. برج تقطیر یک استوانه با ارتفاع زیاد بوده و از تعدادی سینی تشکیل شده است. تعداد سینی های برج تقطیر اتمسفری چیزی بین 30 تا 60 سینی است. این سینی ها در نقاط مختلفی از برج از لحاظ ارتفاع نصب شده اند.

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. دما در بالای برج تقطیر اتمسفری 70 درجه سانتی گراد و در قسمت پایین آن 350 درجه سانتی گراد است. برش های سبک تر نفتی از قسمت های بالایی برج و برش های سنگین تر از پایین برج خارج می­‌شوند.

جریان های خروجی از برج تقطیر به حالت بخار هستند و پس از عبور از کندانسورها به حالت مایع در می­‌آیند. معمولاً همراه هر برش نفتی مقداری مواد سبک تر هم از برج تقطیر خارج می­‌شود. این امر می­‌تواند باعث پایین آمدن نقطه اشتعال (اولین دمایی که سوخت در آن مشتعل می‌­شود) فراورده می‌شود.

به منظور اصلاح این امر، برش های خروجی از برج تقطیر را به برج استریپینگ کوچکی می‌­فرستند. برش های نفتی در برج استریپینگ در تماس با بخار قرار گرفته و مواد سبکتر از آن­ها جدا می‌­شوند.

جدول زیر نشان دهندۀ فرآورده های خروجی از برج تقطیر اتمسفری به همراه کاربرد ها و دمای تقطیر آن­ها در مرحله پالایش نفت خام است: