metallurgy12
عضو انجمن
مقدمه
به طور کلی نفت مایعی طبیعی است که از مولکول های آلی تشکیل شده است. با این حال، طبق تعریف بخش انرژی جهانی سازمان های نفتی، نفت خام سوخت فسیلی مایعی است که از زمین استخراج می شود. تجهیزات مورد استفاده جهت استخراج و جداسازی اجزاء نفت خام، دارای خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی سازگار با نوع ترکیب شیمیایی آن هستند. به عنوان مثال اکثر تجهیزات از جنس ورق استیل 316 با آماده سازی سطحی ویژه (ورق استیل مات) ساخته می شوند. تقریباً 3/1 انرژی اولیه جهان از این سوخت تأمین می گردد، لذا دارای ارزش مالی بسیار بالایی می باشد تا حدی که هزینه های اولیه طراحی و ساخت و احداث تجهیزات و مواد اولیه نظیر قیمت ورق استیل 316 به سرعت مستهلک می گردد.
نفت خام چیست؟
از نظر شیمیایی، نفت خام عمدتاً از کربن و هیدروژن با سایر عناصر کمیاب تشکیل شده است. از آنجایی که نفت بیشتر از اتم های کربن و هیدروژن ساخته شده است، به عنوان هیدروکربن شناخته می شود (اگرچه از نظر شیمیایی، اغلب یک هیدروکربن واقعی نیست). ترکیب شیمیایی خاص نفت خام بسته به محل حفاری و شرایطی که در آن شکل گرفته است، می تواند به شدت متفاوت باشد. بر همین اساس انتخاب کیفیت ورق استیل 316 مورد استفاده و نیز میزان آماده سازی سطحی آن جهت تهیه ورق استیل مات وابستگی جدی به ترکیب شیمیایی نفت استخراج شده دارد. ممکن است برای ترکیب خاصی از نفت، قیمت ورق استیل 316 مورد استفاده کمتر یا بیشتر از ترکیب دیگر باشد.
نفت میلیون ها سال پیش زمانی که مواد آلی زنده از بین رفتند و قبل از تجزیه شدن در حضور هوا دفن شدند، تشکیل شده است. این امر، کربن را در زیر زمین قفل کرد، جایی که گرما و فشار منجر به تغییرات شیمیایی و فیزیکی شد. این تغییرات، طی دوره‌های زمانی طولانی، انرژی خورشید را به انرژی ذخیره شده در نفت تبدیل کرد.
نفت میلیون ها سال پیش زمانی که مواد آلی زنده از بین رفتند و قبل از تجزیه شدن در حضور هوا دفن شدند، تشکیل شده است. این امر، کربن را در زیر زمین قفل کرد، جایی که گرما و فشار منجر به تغییرات شیمیایی و فیزیکی شد. این تغییرات، طی دوره‌های زمانی طولانی، انرژی خورشید را به انرژی ذخیره شده در نفت تبدیل کرد.
تقطیر نفت خام
نفت خام قبل از پالایش و جداسازی اجزاء اصلی قابل استفاده نمی باشد. برای این منظور از انواع روش های تقطیر برای جداسازی اجزایی نظیر نفت سفید، بنزین، قیر و ... استفاده می گردد. روش تقطیر جزئی (کسری)، فرآیندی است که طی آن پالایشگاه های نفت، نفت خام را به محصولات هیدروکربنی متفاوت و مفیدتر بر اساس وزن مولکولی نسبی آنها در یک برج تقطیر جدا می کنند. این اولین مرحله در فرآوری نفت خام است و به عنوان فرآیند جداسازی اصلی در نظر گرفته می شود، زیرا جداسازی اولیه سوخت های مختلف را انجام می دهد. اجزای مختلفی که در طی این فرآیند از هم جدا می گردند، به عنوان جزء (کسر) شناخته می شوند. همانگونه که گفته شد، بخش هایی که از هم جدا می شوند عبارتند از بنزین، گازوئیل، نفت سفید و قیر. تقطیر کسری اجازه می دهد تا بسیاری از محصولات مفید از نفت خام ساخته شوند که پیامدهای زیست محیطی زیادی برای استفاده از آن محصولات مفید دارد.
فرآیند تقطیر جزئی
فرآیند تقطیر جزئی نسبتاً ساده است، اما از این جهت قدرتمند است که تمام اجزای مختلف و پیچیده نفت خام را جدا می کند. ابتدا نفت خام حرارت داده می شود تا بخار شود و به کف برج تقطیر وارد می شود و سپس بخار حاصل از ستون عمودی بالا می رود. با افزایش گازها از داخل برج، دما کاهش می یابد. با کاهش دما، هیدروکربن های خاصی شروع به متراکم شدن در سطوح مختلف می کنند. هر کسری که در یک سطح معین متراکم می شود، حاوی مولکول های هیدروکربن با تعداد مشابهی از اتم های کربن است. این فرآیند خنک کننده وابسته به ارتفاع برج است که امکان جداسازی را فراهم می کند. پس از این پالایش خشن، سوخت های جداگانه ممکن است برای حذف هرگونه آلاینده یا مواد نامطلوب، یا برای بهبود کیفیت سوخت، پالایش بیشتری انجام دهند.
روش های مختلفی برای طبقه بندی فراکسیون های مفیدی که از نفت خام تقطیر می شوند، وجود دارد. یک راه کلی تقسیم کردن به سه دسته است: جزءهای سبک، متوسط و سنگین. اجزای سنگین تر در دماهای بالاتر متراکم می شوند و در پایین ستون حذف می شوند. بخش‌های سبک‌تر می‌توانند قبل از سرد شدن تا دمای متراکم خود در ستون بالاتر بروند و به آنها اجازه می‌دهد در سطوح کمی بالاتر حذف شوند. علاوه بر این، جزءها دارای خواص زیر هستند:
روش های مختلفی برای طبقه بندی فراکسیون های مفیدی که از نفت خام تقطیر می شوند، وجود دارد. یک راه کلی تقسیم کردن به سه دسته است: جزءهای سبک، متوسط و سنگین. اجزای سنگین تر در دماهای بالاتر متراکم می شوند و در پایین ستون حذف می شوند. بخش‌های سبک‌تر می‌توانند قبل از سرد شدن تا دمای متراکم خود در ستون بالاتر بروند و به آنها اجازه می‌دهد در سطوح کمی بالاتر حذف شوند. علاوه بر این، جزءها دارای خواص زیر هستند:
تقطیر سبک یکی از فرآیندهای مهم است و محصولات آن دارای نقطه جوش حدود 200-70 درجه سانتیگراد هستند. هیدروکربن های مفید در این محدوده شامل بنزین، نفتا (یک ماده اولیه شیمیایی)، نفت سفید، سوخت جت و پارافین است. این محصولات بسیار فرار هستند، مولکول های کوچکی دارند، نقطه جوش پایینی دارند، به راحتی جریان می یابند و به راحتی مشتعل می شوند. تقطیر متوسط محصولاتی هستند که دارای نقطه جوش 200 تا 350 درجه سانتیگراد هستند. محصولات این محدوده شامل سوخت دیزل و نفت گاز است که در تولید گاز شهری و گرمایش تجاری استفاده می شود. تقطیر سنگین محصولاتی هستند که کمترین فراریت را دارند و نقطه جوش آنها بالای 350 درجه سانتیگراد است. این کسری ها می توانند جامد یا نیمه جامد باشند و ممکن است برای جاری شدن نیاز به حرارت داشته باشند. نفت کوره در این بخش تولید می شود. این محصولات دارای مولکول های بزرگ، فراریت کم و جریان ضعیفی هستند و به راحتی مشتعل نمی شوند.
