نمونه ای از مایعات گازی

[RMY]

در اين مقاله نمونه اي از مايعات گازي ارزيابي و باتوجه به محدوده جوش و كيفيت آن، فرآورده‌هاي مختلفي از جمله بنزين، نفت سفيد، حلالو سوخت جت تهيه شده و مشخصات آنها با هم مقايسه گرديد كه از اين مقايسه، نتايج خوبيحاصل شد. در نهايت يك پالايشگاه با دو نوع خوراك مايعات گازي و نفت خام از نظرسرمايه‌گذاري و سوددهي مقايسه شده، با توجه به اينكه در يك پالايشگاه مايعات گازي،تمام محصولات، قابل استفاده و داراي ارزش اقتصادي نسبتا بالايي هستند، واضح است كهساخت پالايشگاههايي با خوراك مايعات گازي بسيار اقتصادي و مقرون به صرفهاست.
با توجه به مصرف روزافزون بنزين و سوخت‌هاي ميان تقطيرو محدود بودن ظرفيت موجود پالايشگاهها، لازم است به دنبال منابع جديدي براي توليداين فرآورده‌ها باشيم.
بخش اعظم مايعات گازي در محدودهبنزين و نفت سفيد مي‌باشد. تقريباً 50 درصد كاندنسيت در محدوده جوش بنزين است. بنابراين با تبديل كاندنسيت به بنزين نياز به واردات كاهش خواهد يافت. همچنينمي‌توان فرآورده‌هاي ديگر مانند سوخت جت، حلال و ديزل نيز از آن توليد نمود. بطوريكه با احداث پالايشگاه كاندنسيت، مي توان تمام خوراك را به محصولات سبك و ميانتقطير تبديل نمود، بدون اينكه محصولات ديگري مانند نفت كوره و باقيمانده‌هاي تقطيرتوليد شود. در حال حاضر بخشي از مايعات گازي به خوراك پالايشگاهها اضافه مي‌شود،بخشي ديگر در صنايع پتروشيمي مورد استفاده قرار مي گيرد و قسمتي از آن نيز صادرمي‌شود.
نتايج ارزيابي يك نمونهكاندنسيت
به منظور مقايسه مايعات گازي با نفت خام،يك كاندنسيت و نفت خامي با درجه PI حدود 33 به عنوان نمونه انتخاب شدند. قسمت اعظماين كاندنسيت در محدوده جوش بنزين و نفت سفيد است. حدود 80 درصد حجم آن تا دماي 200درجه سانتيگراد تقطير مي‌شود.
بنزين ماشين مخلوطي ازجريان‌هاي مختلف پالايشگاه و بنزين تقطير مستقيم )SR(‌ است. بنزين تقطير مستقيمشامل پنتان تا هيدروكربن‌هاي سنگين تر با نقطه جوش حدود 195 درجه سانتي‌گراد، است. براي بهبود رفتارهاي احتراقي، ضدضربه بودن، وزن مخصوص، مشخصه‌هاي تقطير، فشار بخار،ميزان سولفور، مقاومت در برابر اكسيداسيون و خوردگي، بنزين تقطير مستقيم را باجريان‌هاي ديگر پالايشگاه مانند ايزومرات، ريفرميت، آلكيالات، بنزين FCCU مخلوطمي‌كنند تا به خواص موردنظر برسند. همچنين افزودني‌هايي به منظور بهبود هر چه بيشتراين خواص نيز به اين فرمولاسيون اضافه مي‌شود.

پارامترهاي مهم
عدد اكتان؛ اين پارامترمقياسي براي مشخص كردن كيفيت احتراق سوخت است. دو نوع عدد اكتان اندازه گيريمي‌شود. عدد اكتان پژوهش (Research Octane Number)‌ در شرايط سرعت كم و رانندگي درشهر و عدد اكتان موتور (Motor Octane Number)‌ هنگام رانندگي در جاده با سرعت زياداندازه گيري مي‌شود.
حساسيت يك سوخت از اختلاف RON و MON بدست مي‌آيد و اين اختلاف معمولاً بين 10 تا 6 است.
فراريت(Volatility)‌؛ فراريت بنزين بسيار اهميت دارد و توسط دو خاصيت فشاربخار (RVP) و تقطير (ASTM) مشخص مي‌شود.
محدوده جوش بنزينبه سه قسمت تقسيم مي‌شود و هر قسمت گوياي خاصيتي از بنزين است. قسمت اول كه تا 25درصد ابتداي بنزين است نشانگر كيفيت روشن شدن اتومبيل است، قسمت دوم تا 50 درصدتقطير قدرت سوخت و ارزش حرارتي آن را نشان مي دهد و از 50 تا 90 درصد تقطير قسمتسوم منحني مشخص‌كننده ميزان تركيبات سنگين در بنزين است و نشان مي‌دهد چه مقدار ازتركيبات سنگين ممكن است در اثر حرارت موتور تجزيه شود. ناخالصي‌هاي بنزين؛ ميزانناخالصي‌ها از جمله گوگرد و مواد اكسيژنه در بنزين، موجب آلودگي در محيط زيستمي‌شوند كه روز به روز ميزان آنها محدودتر مي‌شود. اغلب كاندنسيت‌ها سولفيد هيدروژنو مركپتان بالايي دارند بنابراين محصولات آنها نياز به فرايندهاي تصفيه با هيدروژنو مركپتان زدايي دارند. نكته قابل توجهي كه از اين مقايسه نتيجه مي‌شود ميزان بنزينتوليدي از كاندنسيت است كه در اينجا سه برابر بنزين توليدي از نفت خام است بنابراينضرورت احداث پالايشگاه كاندنسيت افزايش مي يابد.

سوخت جت
نفت سفيد به عنوان اولين سوختموتورهاي توربينيمورد استفاده قرار گرفت. اما بعد از جنگ جهاني دوم، آمريكااستفاده از سوخت با محدوده وسيع تر )Wide-Cut( كه از نظر هيدروكربن‌ها، محدودهبنزين و نفت سفيد را در بر مي گرفت، را شروع كرد. اما اين سوخت به علت سبك بودن درطي حمل و نقل، افت جرمي و خطر آتش گيري زيادي داشت و بيشتر براي استفاده در مناطقسردسير چون كانادا و آلاسكا مناسب بود. يكي از پارامترهاي مهم در سوخت جت نقطه يخزدگي است. اين پارامتر به شدت به شكل مولكول ها وابسته است. در يك عدد كربن معين باتغيير گروه هيدروكربني، تغيير زيادي در اين پارامتر مشاهده مي‌شود. همچنين باافزايش عدد كربن در يك گروه هيدروكربني، نقطه يخ زدگي افزايش مي يابد.
دانسيته و ارزش حرارتي نيز با افزايش عدد كربن افزايش مييابند. به طور كلي پارافين‌ها خواص ضعيفي در دماي پايين از خود نشان مي‌دهند اماارزش حرارتي بالايي دارند.
آروماتيك‌ها خواص بسيار خوبي دردماي پايين دارند اما كيفيت سوختن بدي دارند. خواص ايزوپارفين‌ها و نفت‌ها بين ايندو گروه قرار دارد.

 

[RMY]

در ادامه

در ادامه

سوختديزل
پايه سوخت ديزل، محصولات تقطير مستقيم نفت خاماست. امروزه با فرآيندهاي مختلف كراكينگ، ممكن است محصولات تقطير شده از اينفرايندها نيز در فرمولاسيون آن دخالت داشته باشد. بنابراين مخلوط ديزل با توجه بهخواصي چون فراريت، جرقه زدن، كيفيت، ويسكوزيته، گراويته و پايداري تهيه مي‌شود. معمولاً محدوده جوش سوخت ديزل 380-150 درجه سانتي گراد است. تركيب آن مخلوطي ازپارافين‌ها، نفتن‌ها و آروماتيك هاست. بسياري از خواص مهم اين سوخت مستقيماً بهساختار هيدروكربني آن بستگي دارد. مثلاً سوختي با پارافين بيشتر، خواص جرقه زدن واحتراق بهتري نسبت به سوختي با آروماتيك بيشتر دارد، اما سوخت پارافيني در دمايپايين توليد واكس مي‌كند كه اين مساله در سوخت‌هايي كه آروماتيك بيشتري دارند، بهدليل نقطه ريزش پايين تر، وجود ندارد.
دانسيته اين سوخت دردماي 15 درجه سانتي‌گراد در محدوده kg/m 860ـ820 است.
ويسكوزيته سوخت ديزل در دو دماي 20 و 40 درجه سانتي‌گراد اندازه‌گيريمي‌شود. محدوده بالاي ويسكوزيته، اطميناني بر جاري شدن سوخت در زمان روشن شدن، كهدما پايين است مي‌باشد و محدوده پاييني براي زمان داغ شدن موتور هنگام دوباره روشنكردن ماشين است.
فراريت سوخت توسط منحني تقطير )ASTM(‌ نشانداده مي‌شود. اين منحني نيز به سه قسمت، به ترتيب دماي 10 درصد، 50 درصد و 90 درصدتقطير تقسيم مي‌شود.
سوخت ديزل بين 280-230 درجه سانتي گراداست. اگر بالاتر از 300 باشد در دور بالاي موتور دوره ايجاد مي‌شود و اگر كمتر از 200 درجه سانتي گراد باشد، ويسكوزيته و انرژي لازم جهت كار كردن موتور موجود نميباشد. ميزان گوگرد ديزل بين 50/0 تا 5/1 درصد متغير است. طبق استانداردهاي جديد،ميزان گوگرد بايد بين 10 تا 50 ppm باشد. اما در استاندارد NIOC اين مقدار هنوز يكدرصد است. عدد ستان سوخت ديزل كيفيت جرقه زدن را نشان مي‌دهد. زمان شعله زدن سوختبايد كوتاه باشد و عدد ستان تعيين‌كننده اين فاكتور است. عدد ستان با مقايسه سوختبا نرمال ستان كه كيفيت شعله‌ور شدن آن 100 و هپتامتيل نونان با عدد ستان حدود 15تعيين مي‌گردد. سوخت با عدد ستان بالا در موتور باعث سريع روشن شدن ماشين و همچنيندوده كمتر و مصرف بهتر مي‌شود. طبق استاندارد جديد، عدد ستان بايد 51 باشد.

حلال‌ها
حلال‌هاينفتي، برش‌هاي سبكي هستند كه از نفت خام تهيه شده، داراي هيدروكربن‌هاي پارافيني،نفتني و آروماتيكي با نسبت‌هاي متفاوت هستند. اين حلال‌ها معمولاً بي رنگ بوده، درآب حل نمي‌شوند، در صنايع رنگ‌سازي، چسب‌سازي، لاستيك و پلاستيك‌سازي به كارمي‌‌روند.
بر حسب نوع كاربرد، حلال‌هاي نفتني بايد دارايويژگي‌هايي خاص باشند.
ساختار هيدروكربني حلال‌ها تأثيرزيادي بر روي حلاليت آنها دارد. آروماتيك‌ها بيشتر قدرت حلاليت و نفتن‌ها حلاليتمتوسطي دارند، بنابراين ميزان آروماتيك ها در يك حلال نشانگر حلاليت آن است. فراريتحلال نيز از پارامترهاي مهم است كه به وسيله منحني تقطير (ASTM)‌ مشخص مي‌شود. آتشگيري نيز در حمل و نقل حلال ها و بارگيري آنها محدوديت‌هاي خاصي را اعمال مي‌كند. ميزان ناخالصي‌هاي حلال ها مخصوصاً گوگرد در كاربرد آنها تأثير مي‌گذارد، بنابراينبايد در محدوده خاصي باشد.


فرايندهاي لازم درپالايشگاه مايعات گازي
مايعات گازي ازهيدروكربن‌هاي سبك و ميان تقطير تشكيل شده است، اغلب آنها داراي هيدروژن سولفيد ومركپتان نسبتاً بالايي هستند. بنابراين بعد از تقطير و تهيه فرآورده‌ها نياز بهفرايندهاي پالايشي جهت كاهش گوگرد و مركپتان دارند. از طرف ديگر جهت افزايش عدداكتان بنزين توليدي لازم است بخشي از نفتا توسط فرآيند ريفرمر به بنزين با عدداكتان بالا تبديل شود تا با مخلوط سازي با بنزين تقطير مستقيم، بنزين با عدد اكتانقابل قبول تهيه شود. با تجهيز پالايشگاه به فرايند ريفرمينگ كاتاليستي (CCR)‌،علاوه بر تهيه ريفرميت، هيدروژن لازم نيز جهت فرايند تصفيه تهيه مي‌شود. برايبازيافت گوگرد از فرايندهاي تصفيه بنزين نياز به فرآيند تصفيه با آمين مي باشد. بدين ترتيب تمام محصولات اين پالايشگاه قابل استفاده و داراي ارزش افزوده بالايي ميباشند.

فرايندهاي تصفيه باهيدروژن
هدف از عمليات تصفيه با هيدروژن، حذف ياكاهش ناخالصي‌هايي مانند تركيبات گوگردي، نيتروژنه، اكسيژن دار و فلزات مي باشد. اين تركيبات نقش مهمي در آلودگي محيط زيست، مسموميت كاتاليزورها و خوردگي دستگاههادارند. اين فرايند براي كليه محصولات سبك و سنگين قابل استفاده است. در اين فرايندخوراك بدون تغيير زياد در محدوده جوش، ناخالصي‌هايش را از دست مي‌دهد. ناخالصي‌هايگوگردي به ناخالصي‌هاي نيتروژنه و هم زمان تركيبات اشباع نشده مانند اولفين‌ها وآروماتيك ها نيز اشباع مي‌شوند.

 

[RMY]

در پایان

در پایان

ريفرمينگ كاتاليستي
ريفرمينگ كاتاليستي يكي از واحدهاي هر پالايشگاه بوده و هدف آن افزايش عدد اكتان بنزين است. خوراك اين واحد، بنزين سنگين با محدوده جوش بين 210ـ80 درجه سانتيگراد مي باشد. خوراك مخلوطي از هيدروكربن‌هاي پارافيني، نفتي و آروماتيكي است. از خوراك هاي نفتني در شرايط يكسان، محصولي با عدد اكتان بالاتر توليد مي‌شود. همچنين براي كراكينگ خوراك هاي پارافيني نياز به شرايط سخت تري است. در اين واحد، كاتاليست، پلاتين بر پايه آلومين است كه نسبت به ناخالصي‌ها بسيار حساس است، به طوري كه ميزان گوگرد خوراك بايد كمتر از ppm 30 باشد و نيتروژن آن نيز نبايد از ppm 2 تجاوز كند. بنابراين قبل از اين فرآيند خوراك بايد از فرايند تصفيه با هيدروژن عبور نمايد.

ضرورت احداث پالايشگاه مايعات گازي
در پالايشگاه مايعات گازي با نصب يك برج تقطير و چند فرآيند تصفيه و ريفرمينگ كاتاليستي مي توان به محصولات با ارزش بيشتري نسبت به يك پالايشگاه نفت خام دست يافت. در سال 1999 يك پالايشگاه كاندنسيت در امارات متحده عربي با ظرفيت 120 هزار بشكه در روز احداث شد، كه بدين ترتيب 60 درصد به ظرفيت پالايشگاه‌هاي اين كشور افزوده شد. هزينه اين پالايشگاه بالغ بر 500 ميليون دلار برآورد شده است. خوراك اين پالايشگاه از قطر، ايران و استراليا تأمين مي‌شود.
يك پالايشگاه با ظرفيت 57 هزار بشكه در روز نيز در سال 2001 در قطر احداث شده است. بنابراين با توجه به حجم توليد مايعات گازي در كشور و بهره برداري فازهاي جديد پارس جنوبي، احداث پالايشگاههاي مايعات گازي بسيار ضروري است.
با مقايسه فرآورده‌هاي حاصل از نفت خام و مايعات گازي، نتايج زير بدست مي آيد:
در پالايشگاه مايعات گازي، ميزان توليد بنزين بيش از دو برابر بنزين توليدي در پالايشگاه نفتي است.
در اين پالايشگاه، نفت كوره توليد نمي‌شود و مشكلات ناشي از توليد اين فرآورده وجود ندارد.
در اين پالايشگاهها با احداث نيمي از تجهيزات موجود در پالايشگاه‌هاي نفت خام، محصولات باارزش بيشتري توليد مي‌شود.
هزينه توليد در اين نوع پالايشگاه، بسيار پايين تر از پالايشگاه نفت خام است.
ميزان سرمايه گذاري براي احداث پالايشگاههايي كه در آن مايعات گازي به عنوان خوراك استفاده مي‌شود حدوداً نصف ميزان سرمايه گذاري لازم براي احداث پالايشگاه نفت خام است.