wwwmohamad
عضو جدید
شيميدانان از روشهاي زير براي تهيه محصولات از نفت استفاده مي كنند:
1. قديمي ترين و رايج ترين راه جدا كردن يك مخلوط به اجزاي مختلف آن, استفاده از اختلاف دماي جوش مي باشد. اين فرآيند تقطيرجزﺀ به جز ﺀ ناميده مي شود. اساس كار اين فرآيند اين است كه نفت خام حرارت داده شده و به بخار تبديل مي شود، سپس بخارات حاصله سردشده و به مايع تبديل ميشوند.
2. درتكنيكهاي جديد از فرآيندهاي شيميايي استفاده شده ويك برش نفتي به برش ديگر تبديل مي شود. اين فرآيند , فرآيند تبديل ناميده مي شود. براي مثال مي‌توان با فرآيند شيميايي يك هيدرو كربن سنگين را به هيدروكربن هاي كوچكتر تبديل كرد. اين تكنيك به پالايشگران كمك مي كند تا در صورت نياز يك سوخت سنگين مانند ديزل را به بنزين تبديل كنند.
3. پالايشگاهها بايد برش هاي نفتي را تصفيه كرده و ناخالصيهاي آنها را بگيرند.
4. پالايشگا هها برش هاي مختلف را با هم مخلوط كرده و محصولات مورد نظر خود را مي سازند. براي مثال با تركيب كردن مخلوط هاي متفاوتي ازهيدروكربن هاي مختلف, بنزين هايي با عدداكتان متفاوت به دست مي آيد.
محصولات توليدي معمولاً تا زمان تحويل به مصرف كننده‌ها، مانند پمپ بنزين‌ها، فرودگاهها، كارخانجات شيميايي و غيره در محدوده پالايشگاه ذخيره شوند. علاوه بر توليد محصولات نفتي، پالايشگاهها بايد زباله‌هاي ناشي از عمليات پالايش را نيز تصفيه نمايند تا آلودگي هوا، آب و محيط زيست را به حداقل برسانند.
در بخش زير به نحوه جداسازي نفت خام به اجزاي آن پرداخته ميشود.
تقطير جزﺀ به جز ﺀ
اجزاء سازنده نفت خام داراي اندازه‌ها، وزنها و نقاط جوش متفاوتي هستند. بنابراين اولين قدم، جداكردن اين اجزا است. از آنجائيكه نقطه جوش اين اجزاء متفاوت است، مي‌توان آنها را توسط فرآيندي بنام تقطير جزﺀ به جز ﺀ ، جدا كرد. مراحل تقطير جزﺀ به جز ﺀ به شرح زير است:
1. مخلوطي از دو مايع يا بيشتر كه نقاط جوش متفاوتي دارند تا دماي خاصي حرارت داده مي شود. حرارت دادن، معمولاً به وسيله بخار آب فشار بالا تا دماي حدود 600 درجه سلسيوس انجام مي شود.
2. مخلوط جوشيده و توليد بخار (گاز) ميكند. اغلب اجزاء به بخار تبديل ميشوند.
3. بخارآب وارد قسمت پايين يك ستون بلند كه با سيني پرشده است(ستون تقطير جز ﺀ به جز ﺀ) ميشود.
a) سيني ها تعداد زيادي سوراخ و bubble cap دارند .اين سوراخها به بخار اجازه عبور ميدهند.
b) سيني‌ها زمان تماس بين بخار و مايع موجود در ستون را افزايش ميدهند.
c) مايعاتي كه در ارتفاعات مختلف ستون تشكيل مي شوند در سيني‌ها جمع ميشود.
d) در طول ستون يك اختلاف دما وجود دارد. (پايين ستون گرم و بالاي آن خنك است)
4. بخار در ستون به سمت بالا حركت ميكند
5. هنگامي كه بخار از سيني‌ها عبور كرده وبالا مي رود سرد ميشود.
6. زمانيكه بخارات يك ماده به ارتفاعي از ستون مي‌رسد كه دماي آن برابر با دماي نقطه جوش آن ماده است، بخارات آن ماده چگالش يافته و به مايع تبديل ميشوند. ماده‌اي كه نقطه جوش پائين‌تري دارد در بالاترين نقطه ستون و موادي كه نقطه جوش بالاتردارند در نقاط پائين تر ستون به مايع تبديل ميشوند.
7. برش هاي مختلف مايعات نفتي در سيني ها جمع ميشود.
8. برش هاي نفتي جمع آوري شده ممكن است:
a) به كندا نسورها منتقل شوند و در آنجا خنكتر شده و سپس به مخازن انتقال پيدا كنند.
b) به منظور انجام عمليات شيميايي به مناطق ديگري منتقل شوند.
تقطير جزﺀ به جز ﺀ براي جداسازي مخلوطي از مواد كه تفاوت دماي جوششان كم است، مفيد است و مهمترين گام در فرآيند پالايش مي باشد.
تعداد خيلي كمي از برشهايي كه از ستون تقطير بيرون مي‌آيند, براي ارسال به بازار مناسب مي‌باشند. اغلب آنها را بايد توسط فرآيندهاي شيميايي به برش هاي ديگر تبديل نمود. براي مثال، تنها 40% نفت خام تقطيرشده را بنزين تشكيل مي‌دهد ولي با اين وجود بنزين يكي از مهمترين محصولات شركتهاي نفتي مي‌باشد. شركتهاي نفتي بجاي اينكه حجم زيادي از نفت خام را به طور پيوسته تقطير كنند، بعضي از برش هاي نفتي را به روش شيميايي به بنزين تبديل مي‌كنند. اين روش باعث افزايش توليد بنزين از هر بشكه نفت خام ميشود.
در بخش زير به بررسي فرآيند شيميايي تبديل يك برش به برش ديگر پرداخته مي شود.
فرآيند شيميايي
با استفاده از يكي از سه روش زير مي توان يك برش نفتي را به برش ديگر تبديل نمود:
- با شكستن هيدروكربنهاي بزرگ به هيدروكربن هاي كوچكتر (كه آن را كراكينگ cracking مي‌نامند).
- با تركيب مولكول هاي كوچكتر وساختن مولكول هاي بزرگتر (كه آن را unification مي‌نامند).
- با تغيير آرايش اجزا مختلف سازنده هيدروكربن وتبديل آن به هيدروكربن مورد نظر (كه آن را alteration مي‌نامند).
كراكينگ(cracking)
در روش كراكينگ هيدروكربنهاي بزرگ شكسته شده و به هيدروكربنهاي كوچكتر تبديل مي شوند.
عمليات كراكينگ به روش هاي گوناگوني انجام مي شود:
- كراكينگ حرارتي – با حرارت دادن هيدروكربنهاي بزرگ در دماي بالا (و همچنين گاهي اوقات در فشار بالا), اين مولكول ها شكسته مي شوند.
- -Aبخار – از بخار با دماي بالا (816 درجه سلسيوس) براي شكستن اتان، بوتان و نفتا به اتيلن و بنزن استفاده ميشود كه ازآن ها براي ساختن ماد شيميايي استفاده مي شود.
- -Bشكستن غلظت(visbreaking) – باقيمانده ستون تقطير در 482 درجه سلسيوس حرارت داده و سپس آن را با نفت گاز سرد كرده و آن را سريعا" وارد يك ستون تقطير يا ظرف انبساط ناگهاني مي نمايند. اين عمل باعث كم شدن غلظت مواد نفتي سنگين و توليد قير ميشود.
- -Cفرآيند توليد كك(coking) – باقيمانده برج تقطيررا در دمايي بالاتر از 482 درجه سلسيوس حرارت مي‌هند تا به نفت سنگين، بنزين و نفتا تبديل شود. در پايان فرآيند، يك باقيمانده نسبتا" خالص كربني به نام كك باقي مي‌ماند. كك را نهايتا" از دستگاه جدا كرده و بفروش مي‌رسانند.
كراكينگ كاتاليزوري(catalystic) – در فرآيند كراكينگ كاتاليزوري از يك كاتاليزور جهت سرعت بخشيدن به واكنش هاي شكستن استفاده ميشود. كاتاليستها شامل زئوليت ,هيدرو سيليكات آلومينيوم, بوكسيت و سيليكا-آلومينا مي‌باشند.
- - A كراكينگ به كمك كاتاليزور سيال ( fluid catalystic cracking) – در اين فرآيند كاتاليست سيال با دماي حدود538 درجه سلسيوس نفت گاز سنگين را به سوخت ديزل و بنزين تبديل ميكند.
- - Bهيدرو كراكينگ يا شكستن هيدروكربنها توسط هيدروژن(hydrocracking) – فرآيند هيدروكراكينگ مانند فرآيند شكستن به كمك كاتاليزور سيال مي باشد, با اين تفاوت كه در آن از كاتاليزور ديگري استفاده شده، در درجه حرارت كمتر و فشار بيشتري انجام شده و ازگاز هيدروژن استفاده ميشود. با اين روش مي توان نفت گاز سنگين را به بنزين و نفت سفيد يا سوخت جت تبديل نمود.
بعد از اينكه هيدروكربنهاي مختلف شكسته شده و به هيدروكربنهاي كوچكتري تبديل شدند، محصولات وارد يك ستون تفكيك ديگر شده و برش هاي مختلف از هم جدا مي شوند.