هیدروکربن سنگین چیست؟

هیدروکربن‌های سنگین که یکی از سوخت‌های میان تقطیری پالایشگاه می‌باشد جزو یکی از مهمترین فرآورده‌های حاصل از اجزای تشکیل دهنده نفت خام به شمارمی رود.زنجیره‌ی کربنی این هیدروکربن‌ها بیش از ۱۲ اتم کربن داشته و نقطه جوش  آنها بین ۱۵۰ تا ۳۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

دانسیته این نوع هیدروکربن‌ها بالای ۸۱۰ کیلوگرم بر متر مکعب بوده و نقطه اشتعال آن‌ها ۵۰ تا ۵۵ درجه سانتی‌گراد می‌باشد. از  ویژگی‌های بارز این ترکیبات می‌توان به مولکول‌های درشت، فراریت کم و اشتعال‌پذیری کمتر نسبت به برش سبک اشاره کرد.

روند تولید و پالایش هیدروکربن سنگین:

جهت تولید هیدروکربن‌ها از نفت خام، نخست نفت خام را عاری از نمک و اسید کرده(شیرین سازی)، سپس توسط فرآیند تقطیر جز به جزء و بر اساس نقطه جوش هیدروکربن‌های مختلف، نفت خام به محصولات جداگانه هیدروکربن سبک و هیدروکربن سنگین تبدیل می‌شود. بدین منظور نفت خام را در تا دمای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند و سپس آن را به وسیله پمپ به پایین برج تقطیر می‌فرستند. مولکولهای کم وزن‌تر و کوچکتر به سمت بالای برج رفته و توسط کندانسورهای موجود در بالای برج مایع شده و به سمت مخازن هدایت می‌شوند. مولکول‌های بزرگتر و سنگین‌تر هم به دلیل دانسیته زیاد پایین برج باقی می‌مانند.

محصولات حاصل از این فرآیند از طریق ایزومریزاسیون، کراکینگ و سایر فرآیندهای، با تغییر در اندازه و ساختار مولکول‌های هیدروکربن آنها را به محصولات قابل استفاده دیگری تبدیل می‌کند. همچنین هیدروکربن‌های سنگین در طی فرآیندهای پیچیده و هزینه‌بر به مواد با ارزش‌تری تبدیل می‌شوند.

slide1_

کاربرد هیدروکربن سنگین:

از این هیدروکربن ها در تولید گرما در بویلرها و کوره‌ها، مشعل‌های خانگی، روغن‌های روان کننده، سوخت‌های سنگین (کشتی، کامیون و …) و اغلب به عنوان سوخت جایگزین در مواردی که گاز شهری در دسترس نمی‌باشد(مانند گلخانه‌ها) استفاده می‌شود. تولید هیدروکربن های سنگین بویژه هیدروکربن های پارافینی سنگین مانند روغن ها یا پارافین های با وزن مولکولی زیاد به عنوان یک ماده فرعی محسوب می شود و به دلیل پایین بودن عدد اکتان هیدروکربن های C10 به بالا به عنوان بنزین قابل استفاده نیستند اما به دلیل طویل بودن زنجیره هیدروکربنی، در سنتز دترجنت ها اهمیت زیادی دارند. علاوه بر این به عنوان سوخت پشتیبان برای اوج‌گیری نیروگاه‌ها در مواردی که گاز طبیعی موجود نیست استفاده می‌شود. اما این نوع هیدروکربن‌ها بسیار آلوده کننده و گران‌تر از سوخت گاز طبیعی است

معایب و مضرات استفاده از هیدروکربن سنگین:

–  استفاده از سوخت‌های فسیلی از جمله هیدروکربن‌های سنگین آثار سوئی بر جا می‌گذارد که در ادامه به تعدادی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

  • استفاده بیش از حد این مواد باعث گرمتر شدن کره زمین و در نهایت موجب ذوب شدن یخچال‌های قطبی می‌شود.
  • این سوخت‌ها همچنین گازهای مضری از جمله CO۲و SO۲ را از خود نشر می‌دهند که موجب بارش باران‌های اسیدی می‌شود.
  • مصرف بیش از حد هیدروکربن‌ها باعث می‌شود تا مخازن آن‌ها به طور قابل توجهی تخلیه شود، در حالی که سالیان سال طول می‌کشد تا هیدروکربن‌های جدید جایگزین شود.
  • همچنین این نوع سوخت‌ها سبب آزاد شدن گازهای گلخانه‌ای متان و کربن دی اکسید می‌شود که در نهایت این امر باعث سوراخ شدن لایه اوزون می‌شود.
  • سوخت‌ دیزل که از مشتقات هیدروکربن‌های سنگین است مقادیر بیشتری از آلایندگی هوا مانند گوگرد و ذرات جامد کربن را تولید می‌کند همچنین این سوخت نسبت به بنزین کربن دی اکسید بیشتری را در واحد تولید می‌کند.

 

–  این سوخت‌ها همجنین باعث اثرات بیولوژیکی آلودگی نفتی بر محیط زیست آبزیان و بدن انسان نیز می‌شود که برخی از آن‌ها را در ادامه ذکر می‌کنیم:

  • عقب افتادن تقسیم سلولی در گیاهان شناور؛
  • تخم ریزی غیر طبیعی ماهیان؛
  • اختلال در تغذیه طبیعی؛
  • بر اثر تماس این نوع هیدروکربن با بدن، تحریکات شدید، آب ریزش و خارش در بدن ایجاد می‌شود؛
  • در صورت بلعیده شدن اثرات سوئی مثل تهوع، استفراغ، سوزش گلو، دهان و تحریکات شکمی می‌شود؛
  • همچنین بخارات حاصل از این ماده کارآیی اعصاب مرکزی را کاهش داده و موجب سرگیجه می‌شود.

هیدروکربن سبک چیست و چه کاربردی دارد؟

هیدروکربن چیست؟

هیدروکربن‌ها، دسته‌ای از مواد آلی هستند که به طور عمده از کربن و هیدروژن ساخته شده‌اند.برخی از اتم‌ها مثل گوگرد، نیتروژن و اکسیژن به شکل جایگزین کربن در هیدروکربن‌ها مى‌باشند. وجود گوگرد در ترکیبات هیدروکربنى ، باعث تغییر رفتار فیزیکى مى‌شود و حالت خورندگى ایجاد مى‌کند. هر چه عناصر جایگزین در هیدروکربن‌ها کمتر باشد، نفت ‌خام سبک‌تر و خالص‌تر است.

برش سبک

برش‌های سبک هیدروکربن‌ها جزو مهمترین فرآورده‌های حاصل از جداسازی اجزای تشکیل دهنده نفت خام به حساب می‌آیند. نقطه جوش چنین ترکیباتی در بازه‌ای بین °C200  تا  °C40 قرار دارد. از جمله هیدروکربن‌های پرکاربرد در این دسته بندی می‌توان به نفتا، نفت سفید، بنزین، سوخت جت و حلال‌ها اشاره کرد. هیدروکربن‌های سبک زنجیره­‌های ۵ تا ۱۲ کربنه هیدروکربن‌های نفتی را شامل می‌شوند و معمولاً برای تولید ترکیبات آروماتیک و بنزین با اکتان بالا از طریق فرآیند اصلاح کاتالیستی در صنایع پتروشیمی استفاده می‌شوند. چنین ترکیباتی بسیار فرار هستند و همان طور که اشاره شد نقطه جوش پایینی دارند که باعث می‌شود به راحتی شعله‌ور شوند.

کاربرد هیدروکربن سبک چیست؟

هیدروکربن‌های سبک می‌­توانند ماده بنیادی در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی به عنوان خوراک تولید فرآورده‌های مختلف پتروشیمی از جمله حلال‌ها و رقیق‌کننده‌ها محسوب شوند، اما کاربردهای متنوع دیگری نیز دارند به عنوان مثال روان کننده‌ها، حلال‌ها، مواد شیمیایی صنعتی، مواد منفجره، مواد اولیه انواع رنگ و تینر،انواع پلاستیک، لاستیک‌ها، الیاف مصنوعی و الکل صنعتی، تولید گاز مایع و نفت سفید(برای استفاده گرمایشی و خانگی)، تولید جلا دهنده‌ها و لاک‌ها و … کاربرد دارند. علاوه بر این، با استفاده از فرآیندهای کاتالیستی می‌توان هیدروکربن‌های سبک‌تر و با ارزش‌تر را به بنزین‌های اکتان بالا و سوخت‌های نفتی دیگر(سوخت جت )نیز تبدیل کرد.

هیدروکربن-سبک-کاربرد-هیدروکربن-سبک-چیست؟-

روش های تولید هیدروکربن سبک

اگر مخلوطی از هیدروکربن‌های مختلف داشته باشیم، با استفاده از عمل تقطیر می‌توان آنها را از هم جدا کرد. با حرارت دادن به هیدروکربن‌ها، هیدروکربن‌هایی که نقطه جوش پایین‌تری داشته باشند زودتر بخار شده و از مخلوط جدا می‌شوند. در پالایشگاه‌ها بر اساس نقطه جوش اجزای نفت خام را از یکدیگر جدا می‌کنند.

با حرارت دادن نفت خام در برج تقطیر هیدروکربن‌های سبک‌‌تر تبخیر می‌شوند و به قسمت‌های بالایی برج می‌روند و پس از کندانس شدن توسط کندانسور به سمت مخزن‌های مورد نظر هدایت می‌شوند.

هیدروکربن های سبک از ترکیبات نفتی سنگین با استفاد از روش های شیمیایی همراه با کاتالیست و دمای بالا ایجاد می شوند که موجب افزایش قیمت تمام شده تولید فرآورده های سبک تر شده است.

هیدروکربن سبک

ترکیبات هیدروکربن سبک

بسیاری از مشتقات شیمیایی و سوخت های مصرفی از نفت خام حاصل می شوند. گاهی این مواد حاوی درصد بیشتری از یک محصول خاص  با گرانروی و چگالی می باشند که در نمونه های بعدی یا خروجی چاه های نفتی دیگر متفاوت می باشند. هیدروکربن سبک نیز از ترکیب مواد قابل اشتعال مانند برش سبک نفت یا مایعات گازی و بوتیل استات با اکتانی نزدیک به بنزین حاصل می گردد.

در نتیجه هنگام  تصفیه در پالایشگاه، این مواد به زیر مجموعه های متفاوتی تقسیم می شوند که دارای هیدروکربن های C5 تا C12 یا به عبارتی گروه آلکان، آلکن و سیلو آلکان همراه با اکتان می باشند و به عنوان هیدرو کربن سبک یا بنزین شناخته می شوند.

کاتالیست

کاربرد کاتالیست در پالایشگاه ها و پتروشیمی ها

کاربرد کاتالیست در پالایشگاه ها و پتروشیمی ها:

فرآیندهای کاتالیستی از مهمترین و کلیدی ترین عملیات صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و شیمیایی کشورهای توسعه یافته و یا درحال توسعه به شمار می روند و با توجه به اینکه کاتالیست در تولید انواع سوخت ها و طیف وسیعی از فرآورده های میانی و نهایی مورد نیاز جامعه، نقش حیاتی دارند، اهمیت آنها به طور روز افزونی در حال افزایش است. کاتالیست ها در بخش های متفاوت از واحدهای پالایش نفت کاربرد دارد که در ادامه به کاربرد کاتالیست های متفاوت در بخش های متفاوت خواهیم پرداخت.

کاتالیست

کاربرد کاتالیست :

اولین کاربرد کاتالیست در هیدروگروگرد زدایی (HDS) است که در این فرایند از کاتالیست های فلزی نیکل، کبالت و مولیبدن در دمای ۴۰۰ درجه سانتی گراد و گاز هیدروژن در فشار بالا استفاده می شود. در این فرایند از تجهیزاتی جهت به دام انداختن و حذف گاز هیدروژن سولفید استفاده می­شود که در نتیجه آن، گاز مربوطه به گوگرد مولکولی  یا سولفوریک اسید تبدیل می شود

ریفورمینگ کاتالیزوری:

از کاتالیزورهای پلاتین بر روی پایه اسیدی استفاده می­شود. این کاتالیزورها دو عاملی هستند یعنی هم فلز و هم پایه اسیدی در فعال سازی واکنش ها نقش موثر دارد. در عملیات ریفورمینگ، پلاتین واکنش های هیدروژن زدایی و هیدروژناسیون را فعال می کند و عامل اسیدی در مورد واکنش های ایزومری و هیدروکراکینگ موثر است. مجموعه دو عامل کاتالیزور نیز واکنش های حلقوی شدن را فعال می کند.

کراکینگ:

کراکینگ کاتالیزوری از مهمترین فرایندهای پالایشی است که برای تبدیل برش های سنگین به مواد سبک تر و با ارزشتر به ویژه بنزین  به کار می رود. در این فرایند خوراک مربوطه معمولا گازوییل تقطیر اولیه است ولی می­تواند گازوییل تولیدشده در سایر واحدهای پالایشگاهی را نیز به عنوان خوراک به کار برد. فراورده نهایی آن، گازهای سبک سیر شده و سیر نشده، بنزین، گازوییل های سبک و سنگین (تبدیل نشده) می­باشد. در این قسمت از سه دسته کاتالیزور استفاده می­شود:

-آلومینوسیلیکات طبیعی

-سیلیس آلومین های امورف سنتزی

-سیلیس آلومین های بلورین سنتزی که از نوع زئولیت های یا الک های مولکولی می­باشد. در صنعت بیشتر از از کاتالیزورهای گروه سوم و یا مخلوطی از گروه دوم وسوم استفاده می­شود.زیرا زیولیت ها به علت فعالیت بیشتر بر بازده و کیفیت بنزین تاثیر مثبت دارند. سیلیس-آلومین آمورف در مقابل سایش مقاومتر است و بنابراین تلفیق سیلیس آلومین بلورین با نوع آمورف امکان استفاده از امتیازات هر دوی این کاتالیزورها را فراهم می­کند.

-سیلیس آلومین های بلورین سنتزی که از نوع زئولیت های یا الک های مولکولی می­باشد. در صنعت بیشتر از از کاتالیزورهای گروه سوم و یا مخلوطی از گروه دوم وسوم استفاده می­شود.زیرا زیولیت ها به علت فعالیت بیشتر بر بازده و کیفیت بنزین تاثیر مثبت دارند. سیلیس-آلومین آمورف در مقابل سایش مقاومتر است و بنابراین تلفیق سیلیس آلومین بلورین با نوع آمورف امکان استفاده از امتیازات هر دوی این کاتالیزورها را فراهم می­کند.

کراکینگ کاتالیزوری

فرایند الکیلاسیون:

الکیلاسیون یعنی افزایش یک گروه الکیل به یک ترکیب آلی ولی در اصطلاح پالایش نفت، الکیلاسیون عبارت است از واکنش یک اولفین سبک با یک ایزوپارافین در دما و فشار بالا، واکنش الکیلاسیون می­تواند بدون کاتالیزور صورت گیرد ولی در فرایندهای صنعتی الکیلاسیون در دمای پایین و در حضور کاتالیزور انجام می­شود.

خوراک الکیلاسیون از ایزوبوتان و اولفین های سبک است. اولفین های اساسا از واحدهای کک سازی و کراکینگ کاتالیزوری به دست می ایند. از بین اولفین ها،پروپن و بوتن ها بیشتر مصرف می شوند ولی گاهی از اتیلن و پنتن ها به عنوان خوراک استفاده می شود. اولفین ها را می­توان از طریق هیدروژن زدایی از پارافین نیز بدست آورد. ایزوبوتان معمولا از واحدهای هیدروکراکینگ به دست می­آید ولی می توان آن را از واحدهای رفرمینگ، تقطیر نفت خام و فراورش گاز طبیعی نیز تهیه کرد. همچنین از طریق ایزومری نرمال بوتان نیز به دست می آید.

فراورده های واحد الکیلاسیون عبارتند از بنزین الکیلیت، پروپان و نرمال بوتان (که همراه خوراک وارد واحد می­شوند) و قطران که ماده غلیظ و قهوه­ای است حاوی مخلوط از سیکلوپنتادین های مزدوج با زنجیرهای جانبی.

در این واحد از کاتالیزورهای اسیدی مختلف مانند اسید پروتونی (HF و H۲SO۴) و یا اسیدهای لویس (AlCl۳، BF۳) استفاده می شود. فقط اسیدهای قوی می توانند کاتالیزورهای موثری برای الکیلاسیون باشند. اسیدهای ضعیف موجب واکنش های پلیمری می­ شوند. در صنعت با توجه به سلکتیویته مناسب و سهولت کنترل فعالیت کاتالیزوری، منحصرا از اسید سولفوریک و اسید هیدروفلوئوریک استفاده می­شود. در طی الکیلاسیون، فعالیت کاتالیزور به علت تشکیل کمپلکس با دی اولفین ها و نیز به علت رقیق شدن با آب، به تدریج کاهش می­یابد. این اسیدها واکنش های پلیمری الفین ها را نیز فعال می کنند. برای محدود کردن پلیمری باید ایزوبوتان را اضافه بر مقدار لازم به کار برد. در مقایسه با اسید سولفوریک، اسید هیدروفلوئوریک در محدوده وسیعتری از دما، سلکتیویته اش را حفظ می ­نماید.

فرایند پلیمری:

پلیمری شدن نقش مهمی در صنایع پتروشیمی ایفا میکند ولی در صنعت نفت به صورت محدود برای تولید بنزین با عدد اکتان بالا به کار می رود و رقیب ضعیفی برای فرایند الکیلاسیون می­باشد. پروپن و بوتن ها خوراک های مناسب واحد پلیمری هستند. را ابتدا به برج جذب C2 وسپس به برج تثبیت می فرستند از پایین این برج بنزین تثبیت شده و از بالای آن برش C3-C4 به دست می آید که خوراک واحد پلیمری است. در فرایند پلیمری، فراورده اصلی بنزین است که خواص آن بستگی به نوع خوراک دارد. در نتیجه دیمری شدن بوتن ها، اکتن به دست می­آیند که پس از هیدروژنی شدن، بنزین مرغوبی تولید می کنند. کاتالیزوری مورد استفاده در پلیمری، اسید فسفریک است. بعضی از واحدها از اسید فسفریک مایع استفاده می کنند ولی معمولا نوع جامد آن به صورت اسید فسفریک بر روی پایه کیزل گور یا یک لایه نازک اسید بر روی کوارتز خرد شده به کار می­رود.

فرایند ایزومری:

عدد اکتان بنزین سبک را می­توان با استفاده از فرایند ایزومری که طی آن نرمال پارافین ها به ایزومرهای شاخه دار شان تبدیل می­شوند، بهبود بخشید. خوراک این واحد بنزین سبک است که مخلوط هیدروکربن های ۵ و۶ کربنی می­باشد. در این بنزین انواع خطی هیدروکربن ها غلبه دارد. فراورده این واحد بنزین سبکی است که از همان هیدروکربن های ۵ و ۶ کربنی تشکیل شده است با این تفاوت که در این حالت ایزومرهای شاخه دار غلبه یافته اند و به همین سبب عدد اکتان محصول نسبت به خوراک افزایش پیدا کرده است. از این واحد برای تبدیل نرمال بوتان به ایزو بوتان نیز استفاده می­شود. کاتالیزورهای مناسب برای واکنش ایزومری باید دارای خاصیت اسیدی باشند. تاکنون دو نوع کاتالیزور برای ایزومری پارافینها ارائه شده­اند:

– کاتالیزورهای فریدل-کرافتس

کاتالیزورهای دوعاملی که در کنار عامل اسیدی، دارای یک عامل هیدروژناسیون و هیدروژن زدای فلزی نیز می­باشند

اولین کاتالیزورهای فریدل-کرافتس از نوع آمونیوم کلرید بدون آب بودند بعدها کاتالیزورهای متشکل از AlBr۳-HBr یا مخلوط های AlCl۳ و SbCl۳ در حضور HCl اهمیت یافتند. امتیاز این کاتالیزورها فعالیت زیادشان بود به طوری که در دمای کمتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد قادر بودند تعادل ترمودینامکی پارافین سبک را برقرار سازند. با این حال سلکتیویته این کاتالیزور کم بود و نسبت به ناخالصی های خوراک بسیار حساس بودند و در دستگاه ها نیز اشکالات خوردگی به وجود می آورند.

در کاتالیزورهای دو عاملی، فلزی که اغلب به کار می­رود پلاتین است که بر روی پایه جامد با سطح زیاد نشانده شده است. اولین کاتالیزورهای این نوع، پلاتین بر روی پایه سیلیس-آلومین ، زئولیت Z بودند که برای فعال شدند به دمای ۳۰۰ تا ۳۵۰ درجه سانتی گراد نیاز داشتند. بعدها توانستند به کمک عوامل فعال کننده نظیر آلومینیم کلرید و مشتقات کلردار، دمای واکنش به حدود۱۲۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد برسانند.

واحدهای پتروشیمی:

فرایندهای کاتالیزوری در این مورد نسبت به فرایندهای صنعت نفت، حجم خیلی کمتری را اشغال می‌کنند ولی محصولات فوق‌العاده مهم و بسیار متنوعی تولید می‌کنند مانند تولید پلی اتیلن و اتیلن، تولید پروپین، هیدروژن زدایی از پارافین‌های خطی، تولید سیکلو هگزان

ریفرمینگ

ریفرمینگ چیست ؟

ریفرمینگ (Reforming):

این فرایند معمولا در پالایشگاهها برای تولید سوخت با عدد اکتان بالاتر استفاده می­شود. در این فرایند تعداد اتم های کربن در خوراک و محصول یکسان بوده ولی تعداد اتم های هیدروژن تغییر می کند. ریفرمینگ مانند کراگینگ ممکن است حرارتی یا کاتالیستی باشد. کاتالیست های این فرایند معمولا دو عاملی و عموما پلاتین و آلومینا می­باشند.

ریفرمینگ کاتالیزوری:

ریفرمینگ کاتالیزوری یکی از واحدهای اساسی هر پالایشگاه است که هدف آن افزایش عدد اکتان بنزین است. از سال ۱۹۳۰ با کاربرد کاتالیزورهای جامد در صنعت نفت، کوشش هایی در جهت راه اندازی واحدهای ریفرمینگ کاتالیزوری انجام شد ولی بهره برداری عملی و صنعتی از ریفرمینگ در سال ۱۹۴۹ به وسیله شرکت یو.اُ.پی، تحت عنوان پلاتفرمینگ صورت گرفت. پس از آن با گسترش صنایع اتومبیل سازی و استفاده از موتورهای بنزینی با نسبت تراکم بالا، تقاضا برای سوخت های با عدد اکتان بالا افزایش یافت و به این ترتیب روز به روز براهمیت ریفرمینگ افزوده شد. در سال های اخیر به دلایل زیر تحولاتی در فرایند ریفرمینگ ایجاد شده است.

 

الف– مبارزه با آلودگی محیط زیست و لزوم کاهش و یا حذف ترکیبات سرب دار بنزین ها

ب- توسعه روزافزون صنعت پتروشیمی و نیاز به آروماتیک هایی نظیر بنزن، تولوئن و زایلن که از طریق ریفرمینگ تولید می شوند

ج- ارائه فرمول­های جدید جهت ساخت کاتالیزورهای ریفرمینگ

د- ارائه تکنولوژی بستر متحرک کاتالیزوری جهت فرآیند ریفرمینگ

 

خوراک واحدهای رفرمینگ، بنزین سنگین و نفتاست و فاصله جوش این خوراک در محدوده ۱۲۰۸۰ درجه سانتی گراد قرار داردکه با توجه به شرایط هر پالایشگاه می­تواند اندکی تغییر کند. رفرمینگ برش های سبک به علت تمایلشان به تجزیه و ایجاد بوتان و گازهای سبکتر مقرون به صرفه نیست. همچنین هیدروکربن هایی که بالاتر از ۲۱۰ درجه سانتی گراد می جوشند به علت شکسته شدن پی در پی و تولید زیاد کربن، برای رفرمینگ مناسب نیستند.

خوراک ریفرمینگ از هیدروکربن های مختلف پارافینی، نفتنی، آروماتیک و بندرت اولفینی شامل ۵ تا ۱۰  تشکیل شده است.

فراورده اصلی ریفرمینگ بنزینی است با عدد اکتان بالا که با سایر بنزین ها ی پالایشگاهی مخلوط می شود. نقطه جوش نهایی این فراورده ۱۰ تا ۳۰ درجه سانتی گراد بالاتر از خوراک است. یکی از فراورده های جانبی واحد ریفرمینگ هیدروژن است که علاوه بر مصرف در خود واحد در بعضی دیگر از واحدهای پالایشگاهی نیز استفاده می­شود. همچنین گازهای سبک پروپان و بوتان نیز در این واحد تولید می شوند که به علت خلوص بالا می­توانند مستقیما در سایر واحدها مورد استفاده قرار گیرند.

Oil-Solvents

حلال ۴۰۲ چیست؟

 حلال ۴۰۲ چیست ؟

حلال ۴۰۲ یکی از زیر شاخه‌های وایت اسپریت است که در دسته آروماتیک پایین قرار دارد. این نوع حلال ماده‌ای بی‌رنگ است و انحلال‌پذیری آن در آب بسیار کم است. حلال ۴۰۲ را با نام حلال ویژه نیز می‌شناسند که به عنوان مرکب چاپ، حلال مواد آرایشی و بهداشتی، چربی‌گیر سطوح فلزی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده بر اساس نوع تولید در سه گروه رتبه‌بندی می‌شود و بسته به نوع تولید کاربردهای مختلفی دارد.

حلال-402

حلال ۴۰۳: 

 حلال ۴۰۳ در دسته حلال‌های آروماتیک بالا قرار دارد و حدود تقطیر آن بین ۱۵۲ تا ۱۹۸ درجه سانتی‌گراد است. از جمله مواد اولیه برای تولید حلال ۴۰۳ می‌توان به نفت سفید، گازوئیل و روغن سوخته اشاره کرد.این نوع حلال به عنوان رقیق کننده در صنایع الکل سازی، صنعت چاپ و رنگ سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

روش تولید حلال ۴۰۲:

حلال­های نفتی برش­های میان تقطیری هستند که به­طور مستقیم یا غیرمستقیم از نفت به­دست می­آیند. دامنه برش و نوع ترکیب آنها توسط تولیدکننده برحسب کاربرد نهایی آنها تعیین می­شود. حلال­های نفتی به­طور وسیعی در صنایع مختلف شیمیایی از جمله صنایع رنگ، روغن­های صنعتی، چاپ، لاستیک سازی، چرمسازی و صنایع فلزی مورد استفاده قرار می­گیرند. بهترین خصوصیت حلال­های نفتی شفافیت، بیرنگ بودن و غیرقابل امتزاج بودن آنها با آب است ولی در حلال­های آلی مشابه حل می­شوند، قدرت حلال بستگی به نوع هیدروکربن­های تشکیل­دهنده آن و به­خصوص مقدار آروماتیک­های موجود در آن دارد. حضور هرکدام از هیدروکربن­ها روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی حلال، مثل قدرت حلالیت، ویسکوزیته، دانسیته، بو و نوع کاربرد آن اثر دارد. حلال ۴۰۲ از تقطیر نفت سفید به دست می­آید و نفت سفید از تقطیر جز به جز نفت خام در دمای ۱۴۰ تا ۲۷۵ درجه سانتیگراد به دست می آید. به طور کلی نفت سفید مخلوطی از مایعات نفتی است که شامل هیدروکربن هایی  با ۱۰ تا ۱۶ اتم کربن به صورت زنجیره ای و شاخه ای  می شود و وایت اسپیریت مخلوطی از ترکیبات آلیفاتیکی و آلیفاتیکی حلقوی می­باشد که دارای هیدروکربن هایی با تعداد کربن ۷ تا ۱۲ می باشد. در نتیجه با کراکینگ نفت سفید سنگین  می توان به این ماده سبک تر دست یافت.

تقطیر نفت سفید سه جزء  را بین ۱۴۰ تا ۲۱۵ درجه تولید می کند. برش اولیه تقطیر این ماده حاوی ۲۰ % محتوای آروماتیک است که همان حلال  نوع صفر می باشد. حلال نوع ۱ از هیدرودیسولفوریزاسیون نوع صفر به دست می آید و از هیدروژناسیون آن حلال نوع ۳ با کمتر از ۵ % آروماتیک به دست می آید که همان وایت اسپیریت بدون بو است.

حلال 402 پتروپالایش نیک یزد کد 7-88-64742

وایت اسپریت چیست؟

وایت اسپریت چیست ؟

یکی از دسته‌های حلال هیدروکربنی، حلال‌های وایت اسپریت است. وایت اسپریت مخلوطی از هیدروکربن‌های پارافینی و آروماتیکی است که در محدوده تقطیر ۱۴۲ تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد قرار دارد. این حلال‌ها مایعاتی شفاف هستند که بوی ملایمی دارند و از نظر شیمیایی پایدار بوده و باعث خوردگی نمی‌شوند. وایت اسپریت‌ها بیشتر به عنوان حلال در لاک‌ها، حلال رنگ‌ها، حلال در چاپ پارچه، حلال چربی سطوح فلزی، حلال اثاثیه منزل، مبلمان، کف‌پوش‌ها و همچنین کفش‌های مومی و واکس استفاده می‌شود.

این نوع حلال بر اساس درصد آروماتیک‌های موجود در آن‌ها به دو دسته تقسیم می‌شود:

– آروماتیک بالا

 – آروماتیک پایین.

نفتا چیست ؟

  نفتاها به طور کلی بر اساس تعداد اتم‌های کربن موجود در آن‌ها به دو دسته سبک و سنگین تقسیم می‌شوند که در ادامه به بررسی ویژگی‌ها و کاربرد آن‌ها می‌پردازیم:

نفتای سبک:

نفتای سبک به هیدروکربن‌هایی با ۵ تا ۷ اتم کربن گفته می‌شود و نقطه جوش آن‌ها در بازه‌ای بین ۳۵ تا ۱۳۵ درجه سانتی گراد می‌باشد. این برش نفتی بسیار فرار و قابل اشتعال بوده و در بسیاری از صنایع به عنوان حلال، سوخت و برای برخی موارد صنعتی کاربرد دارد.

نفتای سنگین:

مشتقی از نفت خام است که تقریبا در دمایی بین ۷۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد به جوش می‌آید  عمدتا حاوی آلکان و سیکلوآلکان و مقداری آروماتیک است. مولکول‌های نفتای سنگین معمولا بین ۸ تا ۱۲ اتم کربن دارند.

ایزومریزاسیون

ایزومریزاسیون

فرآیند ایزومریزاسیون:

ایزومریزاسیون، یک فرآیند شیمیایی است که طی آن یک ترکیب به هر یک از اشکال ایزومری خود تبدیل می شود، یعنی با ترکیب شیمیایی و وزن مولکولی یکسان، اما با ساختار یا پیکربندی متفاوت و از این رو، به طور کلی با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت شکل می گیرد. برای درک بهتر مفهوم در ادامه به بررسی بوتان و ایزوبوتان می‌پردازیم:

ایزوبوتانبوتانپارامتر
۱۱.۷-۵.-C)°) نقطه جوش
۱۵۹.۶-۱۳۸.۳-C)°) نقطه منجمد

ایزومریزاسیون، یک فرآیند شیمیایی است که طی آن یک ترکیب به هر یک از اشکال ایزومری خود تبدیل می شود، یعنی با ترکیب شیمیایی و وزن مولکولی یکسان، اما با ساختار یا پیکربندی متفاوت و از این رو، به طور کلی با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت شکل می گیرد. برای درک بهتر مفهوم در ادامه به بررسی بوتان و ایزوبوتان می‌پردازیم:

با توجه به جدول و شکل فوق می توان متوجه شد که بوتان و ایزوبوتان از نظر نقطه جوش و نقطه انجماد(خواص فیزیکی) متفاوت ولی از نظر ترکیب شیمیایی یکسان هستند. فرآیند ایزومریزاسیون جهت تبدیل نفتای سبک به ایزومریت مورد استفاده قرار می گیرد.خوراک این نوع فرآیند هیدروکربن های ۵و ۶ کربنه هستند که به کمک کاتالیست به ترکیبات ایزومر(شاخه دار) همان هیدروکربن تبدیل می شوند.

مکانیسم انجام این فرآیند بدین صورت است که هیدروژن در دمایی بین ۹۳ تا ۲۰۴ درجه سانتی‌گراد با نفتای سبک(C5 و C6) واکنش می‌دهد و به مخزن راکتور حاوی کاتالیزور پلاتین تزریق می‌شود. کاتالیزور و گرما مولکول‌های  C5 و C6 را به ایزومرهای خود تبدیل می‌کنند و نفتاهای سبکی که واکنش نداده‌اند را برای افزایش بازدهی، بازیافت می‌کنند.این فرایند با هدف تولید بنزین با اکتان بالا، با تغییر ساختاری اسکلت کربن از بخش‌های نفتی کم اکتان انجام می‌شود.

واحدهای ایزومریزاسیون یکی از سودآورترین روش ها برای تولید بنزین با اکتان بالا در پالایشگاه‌ها می باشد و امکان تولید سوخت با مشخصات مطابق با استانداردهای سختگیرانه EURO-4 و EURO-5 را فراهم می کند.

distillation-tower-gasoline

مراحل تولید بنزین در پالایشگاه ها

مقدمه

 شاید امروزه تصور جهان بدون خودرو ممکن نباشد. اگر بخش گسترده‌ای از رفاه و آسایش زندگی خود را مدیون حضور خودروهای بنزین سوز  هستیم، بی‌تردید خودروها نیز انرژی و توان خود را وام‌دار بنزین هستند. با این وجود اغلب مردم شناختی از نحوه تولید بنزین ندارند. در صورتی که شما نیز اطلاعی از فرآیند تولید بنزین ندارید و کنجکاوید با نحوه تولید بنزین آشنا شوید به شما پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مطلب ما را همراهی بفرمایید.

نفت خام ماده اولیه برای تولید بنزین

فرآیند تولید بنزین با ماده اصلی آن یعنی نفت خام آغاز می‌شود. این مایع چسبناک پایه تمام محصولات مشتق‌شده از نفت از جمله بنزین، سوخت دیزل، سوخت جت، آسفالت و موم پارافین و ده‌ها مورد دیگر است. نفت خام یک مایع طبیعی است که اغلب در بستر‌های سنگی در اعماق زمین یافت می‌شود. برای استخراج نفت خام از زمین، شرکت‌های نفتی چاه‌های عمیقی  را در ذخایر نفت حفر  کرده  و از طریق این تجهیزات نفت را به بالا  پمپاژ می‌کنند.   بعد از اینکه نفت توسط پمپ یا به کمک فشار گازی که همراه نفت وجود دارد به بیرون از اعماق زمین تخلیه شد، جهت طی باقی مراحل و تولید مشتقات نفتی مانند بنزین به پالایشگاه منتقل می‌شود.

پالایش نفت خام

بعد از پمپاژ و انتقال نفت خام به پالایشگاه، مرحله اصلی و عمده در فرآیند تولید بنزین پالایش آن است. به منظور پالایش نفت خام، بسیاری از پالایشگاه‌ها از روش تقطیر جزئی استفاده می‌کنند. در این روش عناصر تشکیل دهنده نفت خام، بر اساس اختلاف دمایی که در نقطه جوش و تبخیر خود دارند، در برجی موسوم به برج تقطیر بر اثر حرارت دیدن از یکدیگر جدا می‌شوند.

  •  می‌دانیم که به مولکول‌های بزرگی که از اتصال اتم‌های هیدروژن و کربن تشکیل شده‌اند، هیدروکربن میگویند.  در سطح مولکولی، نفت خام نیز از زنجیره‌ای از اتم‌های هیدروژن و کربن تشکیل شده است. این زنجیره‌های هیدروکربنی دارای طول‌های مختلفی هستند. هر چه زنجیره طولانی‌تر باشد، نقطه جوش آن بالاتر است. در فرآیند تولید، از این نقاط جوش متفاوت برای جداسازی و استخراج مشتقات مختلف نفت خام بهره برده می‌شود.

oil-refinery

  • فرآیند تقطیر با حرارت دادن نفت خام تا دمای بیش از ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد آغاز می‌شود. گرما باعث می‌شود روغن از مایع به بخار تبدیل شود. بخار از کوره به سمت برج تقطیر خارج می‌شود. به محض خروج بخار از کوره، بخار مورد نظر سرد شده و مجدداً به مایع تبدیل می‌شود. در دمای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد، اولین زنجیره‌های هیدروکربن از حالت بخار به حالت مایع حرکت می‌کنند. زنجیرها در پایین به صورت آسفالت یا قیر از برج خارج می‌شوند. با ادامه افزایش بخار، زنجیره‌های هیدروکربنی کوتاه‌تر با رسیدن به نقطه جوش شروع به انتقال می‌کنند.

پالایش نفت خام

هنگامی که بخار به حدود ۱۵۰درجه سانتی‌گراد می‌رسد، زنجیره‌های هیدروکربنی که بنزین را تشکیل می‌دهند شروع به حرکت به حالت مایع می‌کنند. بنزین شروع به جمع شدن روی صفحات تقطیر (سینی ها) می‌کند و برای مرحله بعدی فرآیند تولید در ریسیور و مخازن نگهدارنده تخلیه می‌شود.

  • نفت خام به طور طبیعی حاوی آلاینده هایی مانند گوگرد، نیتروژن و فلزات سنگین است که در سوخت موتور نامطلوبند. در فرآیند تصفیه، ترکیبات نامناسب را از سوخت بنزین باید جدا کرد. فرآیند تصفیه در مرحله اول شامل جداسازی آب است. پس از فرآیندهای تصفیه، اختلاط و خنک‌سازی، مایعات در نهایت شبیه سوخت‌ها و محصولاتی می‌شوند که با آن‌ها آشنایید.

اضافه کردن مواد افزودنی به بنزین

سوخت خامی که از برج تقطیر خارج می‌شود هنوز برای انتقال به پمپ بنزین و سوختن در موتور خودرو آماده نیست. در مرحله نهایی فرآیند تولید بنزین، مواد افزودنی وارد سوخت می‌شوند تا آن را برای استفاده مصرف‌کننده آماده کنند. با دستور نهادها و آژانس‌های محیط زیستی دولتی، برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و بهبود مسافت پیموده شده، بنزین به مواد افزودنی خاصی نیاز دارد. علاوه بر این شرکت‌های نفتی افزودنی‌های دیگری را برای ارائه عملکرد بهتر به مصرف‌کنندگان و متمایز ساختن بنزین خود از سایر شرکت‌های موجود در بازار در نظر می‌گیرند.

  • پالایشگاه‌ها همچنین ممکن است مواد افزودنی دیگری مانند تقویت‌کننده‌های اکتان، غیرفعال‌کننده‌های فلزی، آنتی‌اکسیدان‌ها، بازدارنده‌های زنگ‌زدگی یا مواد شوینده را در جریان هیدروکربنی خود مخلوط کنند. اختلاط می‌تواند در پالایشگاه در امتداد خطوط لوله و مخازنی که سوخت فرآوری شده را در خود جای می‌دهند یا حتی در مکان‌های خارج از سایت یا در کشتی‌ها و یا پایانه‌ها پس از خروج سوخت از دروازه پالایشگاه انجام شود.
انواع مختلف هیدروکربن ها

اطلاعاتی در مورد هیدروکربن‌ها

هیدروکربن‌ها موادی هستند که فقط عناصر کربن و هیدروژن در ساختار مولکولی آن‌ها حضور دارند. این ترکیبات در روان‌کننده‌ها، مواد خام پلاستیک‌ها، سوخت‌ها، فیبر‌ها، مواد شیمیایی صنعتی و مواد منفجره کاربرد دارند. هیدروکربن‌ها، همانند دسته‌بندی تمام مواد آلی،

ادامه مطلب