نفت و پالایشگاه

نفت خام 

نفت خام یک سوخت فسیلی و تجدیدپذیر است و به طور طبیعی از ته‌نشین شدن مواد آلی حاصل از بقایای گیاهان و جانوران همراه با رسوبات در یک حوضه رسوبی در حال فرونشینی و با گذشت زمان که ژرفای تدفین افزایش یافته و رسوبات دچار افزایش دما و فشار شده‌اند این مواد آلی به‌تدریج تبدیل به کروژن و نهایتاً نفت و گاز می‌شوند. نفت خام مایعی با ویسکوزیته‌هاي متفاوت می‌باشد. رنگ نفت خام از سبز (نفت خام Moonieاز استرالیا) تـا قهوهاي تیره (نفت خام از  Ghawar  عربستان سعودي) متغییر است. بوي نفت خام نیز می‌توانـد شـبیه هیـدروژن سولفید، تربانتین و یا هیدروکربن ساده باشد. ترکیب شیمیایی نفت خام بسیار پیچیده بوده و ذاتاً به عمر آن وابـسته است.

 

 انواع نفت خام

نفت خام انواع مختلفی دارد که بیش از هفتاد نوع آن به مقدار تجاری، تولید و در بازار معامله می‌شود. شاید هیچ دو نفت خامی را نتوان یافت که خصوصیات آن درست مثل هم باشد، اما می‌توان ویژگی‌هایی به دست آورد که از طریق آن و با مقایسه آن‌ها با ویژگی‌های نفت خام‌های شاخص نظیر برنت، دبلیو.تی.آی و دوبی، بهای معقولی برای آن‌ها در بازار به دست آید.

از جمله این ویژگی‌ها سبکی و سنگینی و ترشی و شیرینی است. برای نشان دادن میزان سبکی و سنگینی نفت خام، به ‌طور معمول از شاخص(API)  استفاده می‌شود.

این شاخص از حاصل تقسیم عدد 14.5 بر وزن مخصوص نفت خام در درجه حرارت 60 درجه فارنهایت، منهای عدد 131.5 به دست می‌آید. نفت خام‌های با API بالاتر از 30 را سبک و 20 تا 30 را متوسط و پایین‌تر از 20 را نفت خام سنگین می‌گویند. نفت خام‌هایی با API بیشتر از 44 مانند نفت خام«اکوفیسک» نیز وجود دارد که آن‌ها را بسیار سبک می‌گویند.  نفت خام افزون بر «هیدروکربورها»‌، ناخالصی‌هایی نظیر نیتروژن، گوگرد، نمک و فلزات نیز در خود دارد.

مقدار گوگرد (سولفور) موجود در نفت، یکی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر قیمت آن است. هیدروژن سولفید به سبب داشتن خاصیت اسیدی، خورندگی دستگاه‌های تقطیر را افزایش می‌دهد و به سبب سمی بودن، به محیط‌ زیست خسارات جبران‌ناپذیری وارد می‌کند. از این ‌رو، حذف آن از نفت خام ضرورتی انکارنشدنی و در عین حال پرهزینه است.

نفت شیرین، به نفت خامی می‌گویند که میزان گوگرد آن کمتر از 0.5 درصد و نفت ترش، به نفت خامی می‌گویند که میزان گوگرد آن بیش از 0.5 درصد باشد. میزان گوگرد موجود در نفت خام به‌طورمعمول بین 0.1 و سه درصد وزن نفت خام است. بیشتر نفت خام‌های شیرین، سبک و بیشتر نفت خام‌های ترش، سنگین هستند.

روند پالایش نفت خام

فرآیند پالایش نفت با ستون تقطیر جزء به جزء شروع می‌شود. اجزای مختلف نفت خام دارای اندازه، وزن و نقطه جوش مختلف و متفاوت هستند. بنابراین، اولین گام این است که این اجزا را جدا کنیم. از آنجا که آنها نقطه‌ی جوش متفاوت دارند، می‌توان آنها را به راحتی توسط فرآیند‌تقطیر جزء به جزء جدا کرد. پس از اینکه نفت خام وارد ستون تقطیر جزء به جزء شد به صورت شیمیایی پردازش می‌شود تا یک جزء را به جزء  دیگر تغییر دهد. در نهایت، بخش‌هایی که به صورت تقطیر شده و شیمیایی پردازش شده‌اند، برای حذف ناخالصی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تقطیر جزء به جزء

این فرایند بر اساس این اصل است که مواد مختلف با توجه نقطه جوش های متفاوتی که دارند در دماهای مختلف می جوشند. به عنوان مثال، نفت خام شامل نفت سفید و نفتا می باشد که جزء های بسیار مفید از نفت خام هستند  (نفتا  به طبقه‌ای از سوخت‌های مایع هیدروکربنی با فراریت و اشتعال‌پذیری بالا گفته می‌شود که در برج تقطیر پالایش نفت خام بین گازهای سبک (مثل ال‌پی‌جی) و نفت سفید قرار می‌گیرد.

بخش عمده میعانات گازی یعنی نفتی که از چاه گاز برداشت می‌شود، نیز از نفتا تشکیل شده‌است. این سوخت مایع از قطران زغال سنگ نیز قابل استحصال است. و نفت سفید که در زبان گفتارینفت نامیده می‌شود، یکی از ترکیبات نفتی و مواد سوختی است.

نفت سفید در گذشته کاربرد گسترده‌ای به عنوان سوخت وسایل گرمایشی و پخت و پز داشت که امروزه در بسیاری از نقاط با گاز شهری و گاز مایع جایگزین شده‌است.نفت چراغ بیشتر به عنوان سوخت هواپیماهای دارای موتور جت (سوخت جت) و برخی راکت‌ها بکار می‌رود ). هنگامی که مخلوط نفت سفید و نفتا را تبخیر می کنند و سپس آن را سرد می کنند.

نفت با توجه به اینکه نفت سفید در دمای بالاتری نسبتا به  نفتا متراکم می شود در همین حین که مخلوط  هنوز خنک است، نفت سفید ابتدا متراکم می شودوبعدا از نفت سفید نفتا شروع به مترکم شدن می کند.

شکاف قیمتی

شکاف قیمتی یا حاشیه سود نا خالص فروش کلمه ای پر کاربرد در صنعت پالایش نفت و فرآورده های نفتی است که به فاصله بهای یک بشکه محصول تولیدی پالایشگاهی و یک بشکه نفت خام دریافتی توسط پالایشگاه های اشاره دارد. این رقم، سود نا خالص بوده و تا تبدیل شدن به سود خالص کسری هایی را پیش رو خواهد داشت.

از مباحث مهم صنعت پالایشگاهی در سراسر جهان حساسیت سود این صنعت به نوسانات کاهشی یا افرایشی قیمت نفت خام و تغییر کرک اسپرد محصولات مختلف پالایشی است که برخلاف باور عموم، لزوما تغییر قیمت نفت، به سرعت تاثیر خود را بر کرک اسپردها نمی گذارد.

هر چند پس از برقراری آرامش و ثبات نسبی در بازار نفت، کرک اسپردها هم به تبعیت از روند تاریخی خود فاصله شان را با قیمت نفت خام تطبیق می دهند. بالاترین شکاف قیمتی در بین فرآورده های نفتی مربوط به بنزین و پایین ترین آن مربوط به نفت کوره می باشد. استفاده از این فرصت جهت رشد و سودآوری پالایشگاه ها زمانی ممکن است که شرکتهای پالایشی توان تطبیق عملیات خود و قدرت پاسخگویی به نیازهای ایجاد شده در اثر شکاف قیمتی را داشته باشند. در ایران این مسئله به دلیل دستوری بودن میزان تولید محصولات و قیمت فروش آنها عملا کاربردی نخواهد داشت.

ضریب پیچیدگی پالایشگاه ها

پالایشگاه‌ها متناسب با میزان پیچیدگی‌ فناوری­‌های به­ کار رفته در آن­‌ها، فرآورده‌های متفاوتی را تولید می­‌کنند که خود تعیین کننده­ سبد فرآورده­ های پالایشگاهی است.

درجه پیچیدگی یک پالایشگاه به توانایی تولید محصولات با ارزش در یک پالایشگاه اطلاق می‌­شود. این شاخص در پالایشگاه یکی از مهمترین عوامل موثر بـر وضـعـیـت سوددهی این صنعت است.

نوع فرایندهای مورد استفاده در پالایشگاه، تعیین کننده پیچیدگی آنها است و هر اندازه واحدهای تبدیل ثانویه یک پالایشگاه، بیشتر باشند درجه پیچیدگی آن نیز بیشتر خواهد بود.  درحقیقت ضریب پیچیدگی پالایشگاه، اطلاعاتی راجع به پیچیدگی پالایشگاه، هزینه‌های جایگزینی و توانایی ارزش‌افزوده یک پالایشگاه در اختیار قرار می‌دهد.

پالایشگاه‌ها از نظر پیچیدگی به چهار نوع زیر تقسیم می‌شوند:

  • ساده (topping)

در این پالایشگاه نفت خام توسط تقطیر اتمسفری،‌ تنها به اجزای تشکیل دهنده‌اش تبدیل می‌شود. محصول آن نفتا است و بنزین تولید نمی‌کند.

  • Hydroskimming

این نوع پالایشگاه به واحد تقطیر اتمسفری و واحد تغییر شکل نفتا (reforming) مجهز است. از نوع ساده پیچیده‌تر است و بنزین تولید می‌کند. اما مقدار زیادی سوخت کم ارزش که تقاضا برای آن کم است، نیز تولید می‌کند.

  • Cracking

علاوه بر واحدهای ذکر شده درانواع 1 و 2، شامل واحد تقطیر خلاء وواحد شکست کاتالیستی (fcc) نیز می‌باشد. نسبت به نوع 2، یک درجه پیچیدگی بیشتری دارد. تولید نفت کوره در آن کاهش یافته و تبدیل آن به فرآورده‌های تقطیر سبک و میان‌تقطیر انجام می‌شود.

  • Coking

این پالایشگاه مجهز به فرایند Delayed coking است که قبل از فرایند شکست کاتالیستی انجام می‌شود. درجه بالای تبدیل نفت کوره به فرآورده‌های تقطیر و کک نفت باعث می‌شود نسبت به انواع قبلی بالاترین پیچیدگی را داشته باشد.

برای نشان دادن میزان پیچیدگی یک پالایشگاه، از ضریب پیچیدگی نلسون استفاده می‌کنند که این ضریب برای پالایشگاهHydroskimming  درحدود 2، برای پالایشگاه cracking تا 5 و برای نوع coking بالاتر از 9 تعیین شده است. ضریب پیچیدگی پالایشگاه، اطلاعاتی راجع‌به پیچیدگی پالایشگاه، هزینه‌های جایگزینی و توانایی ارزش افزوده یک پالایشگاه در اختیار قرار می‌‌دهد، ضمن اینکه می‌توان بر اساس آن پالایشگاه‌های مختلف را طبقه‌بندی کرد.

 

نمایش همه جمع کردن