بررسی صنعت نفت در جهان و خاورمیانه / دستهبندی محصولات پالایشگاههای نفت خام
به گزارش بورس نیوز، صنعت نفت در برگیرنده و چرخ محرك بسیاري از صنایع مانند خودروسازی، پتروشیمی، فولاد و بطور کلی اقتصاد ایران و جهان است. بخش های مختلف این صنعت شامل اکتشاف و استخراج نفت، پالایش نفت خام و میعانات گازي و حمل و نقل مواد هیدروکربوري است. بخش پالایش نفتخام یکی از بخشهاي مهم صنعت نفت است. اهمیت این بخش از صنعت نفت آن است که در صورت نبود آن، استفاده چندانی از این ماده استراتژیک نمی توان کرد و وجود این صنعت است که استفاده از نفتخام را امکان پذیر می کند. بیشترین محصولاتی که این صنعت تولید می کند، بنزین، گازوئیل، نفت سفید، سوخت جت، نفت کوره و مواد خام دیگر است، که بعنوان سوخت و ماده اولیه صنایعی مانند تولید فرآورده هاي شیمیایی (از جمله محصولات دارویی، حلالها، کودهاي شیمیایی، آفت کشها و پلاستیک)، صنعت حمل و نقل، خودروسازی و ... محسوب می شود. در واقع زنجیره ارزش صنعت نفت و گاز (زنجیره ارزش مجموعه عملیاتی است که در یک صنعت به صورت زنجیرگونه انجام می گیرد تا به خلق ارزش منجر شود) شامل سه بخش اصلی است: استخراج، پالایش و پتروشیمی.
پالایشگاه را می توان بر اساس نوع خوراك دریافتی آن طبقه بندي کرد که بر این اساس شامل: پالایشگاه نفت خام و پالایشگاه میعانات گاز است. بخش پالایشگاه نفت خام، بخشی است که با آن، از تفکیک و تصفیه نفت خام، محصولات متنوع و پر ارزشی از قبیل گاز مایع، سوخت اتومبیل و سوخت جت، انواع روانکار، نفت سفید، حلالهاي نفتی، مواد اولیه پتروشیمی ها (مانند نفتا) و ... تولید می شود.
صنعت نفت را از لحاظ تکمیل فرآیند تولید محصول به سه بخش که شامل صنایع پاییندستی، میاندستی و بالادستی است، تقسیم کرد. البته در بیشتر موارد صنایع میاندستی را جزئی از صنایع پاییندستی به حساب میآورند. بخش بالادستی از صنعت نفت فعالیتهاي گوناگونی را شامل می شود، فعالیتهایی مانند: حفاري، لوله گذاري، تأمین کشتی لوله گذار و یدك کش، تأمین قطعات و تجهیزات و ... می شود. همچنین شرکتهایی نیز وجود دارند که در جهت انتقال نفت و گاز استخراجی از محل استخراج این محصول و توزیع آن به بخش میاندستی، در حال فعالیت هستند. پس از تولید نفت خام و حمل آن، جهت تبدیل این ماده خام، نفت خام تحویل بخش میان دستی (پالایشگاهها) می شود. پالایشگاهها در این مرحله از طریق روشهاي مختلف، نفت خام دریافتی را به مواد و محصولات دیگر تبدیل کرده یا از آن استحصال می کند.
نفت خروجی از چاه ماهیت بسیار پیچیده ای دارد. بخش هیدروکربنی آن باید به محصولاتی که قابل انتقال و ذخیره سازی باشد، تفکیک شده و آلاینده ها از آن زدوده شود. جداسازی فازهای جریان محصول خروجی از چاه توسط تفکیک کننده ها انجام می شود. در دستگاه تفکیک کننده گازها، هیدروکربن،آب و مواد جامد از هم جدا شده و سپس هرکدام به طور جداگانه فرآوری می شوند.
1- معرفی فرآیند و فرآورده های پالایشگاه نفت
در ادامه این شکل، بررسی فرآیندها و فرآورده های پالایشگاه نفت خام شرح داده شده است.
نفت خام برای تبدیل به فرآوردههای مورد نیاز بوسیله خطوط لوله، راه آهن، نفتکش ها، و کامیون ها به پالایشگاه ها منتقل میشود. هنگامی که نفت خام وارد پالایشگاه می شود فرآیندی موسوم به مراحل تقطیر را طی میکند. در این فرآیند اجزاء تشکیل دهنده نفت خام از آن جدا شده و میتوان این اجزاء را بیشتر پالایش نمود. فرآیند تقطیر از زمان ورود نفت خام به بویلری با فشار بالا شروع میشود. نفت خام خود مخلوطی از هیدروکربن های مختلف است.
بویلر مخزنی است که نفت در آن جوش می آید و مانند آب
بخار می شود. نفت خام تا 1112درجه فارنهایت گرم و به فرآورده های مختلف تفکیک میشود.
این فرآوردهها شامل گازها، نفتا، بنزین، نفت سفید، گازوئیل، روغن های روانکاری،
روغن های سنگین و نفت کوره و ... می باشند.
شکل 3- فرآیند جداسازی فرآورده های نفت در پالایشگاه
2-1- فرآورده های نفت خام
دسته بندی محصولات پالایشگاه نفت خام از نظر تعداد کربن در جدول زیر نشان داده شده است.
جدول 1- محصولات پالایشگاه نفت بر اساس تعداد کربن
همچنین فرآورده های حاصل از میعانات نفت خام را میتوان به چند گروه اصلی و فرعی تقسیم نمود. این فرآوردهها پس از پالایش بیشتر به موادی تبدیل میشوند که در زندگی روزمره ما مورد استفاده قرار میگیرند:
محصولات اصلی:
- گازهای سبک:
این گازها شامل هیدروژن و هیدروکربن هاي سبک و کم کربن است که معمولا به عنوان سوخت صنعتی یا ماده اولیه پتروشیمی ها به کار گرفته میشود.
- گازهای مایع و گاز نفتمایع شده:
گاز نفت مایع شده مخلوطی از گازهائی مانند پروپیلن ها و سرد کننده ها می باشند، که اغلب در مصارف خانگی برای پخت و پز و مصارف گرمایشی یا سرمایشی و سوخت وسایل نقلیه بکار می روند. انواع دیگر گاز نفت مایع شده، LPG یا پروپان و بوتان می باشند. گاز نفت مایع شده در فشار معمولی جو بخار می شود بنابراین باید آن را در کپسولها یا مخزن های فولادی با جدار زخیم تحت فشار نگهداری نمود.
گازهای مایع شامل پروپان و بوتان و یا مخلوط تجاري این دو که به عنوان سوخت کپسولهاي خانگی و صنعتی استفاده میشود. از این دو آلکان براي تولید پروپیلن و بوتادین در پتروشیمی ها نیز استفاده میکنند.
- بنزین:
بطور میانگین حدود 15% نفت خام را بنزین تشکیل می دهد. از بنزین در موتورهای درون سوز مانند اتومبیل ها استفاده می شود. بمنظور بالابردن درجه اکتان پس از طی مرحله تقطیر به بنزین تصفیه شده اتان اضافه می شود تا برای اتومبیل ها قابل استفاده شود. در آمریکا تقریبا نیمی از نفت خام تصفیه شده به بنزین تبدیل می شود.
- نفتا:
کاربرد اصلی این ماده پتروشیمی هایی با خوراك مایع مانند پتروشیمی اراك است. اما در صورت استفاده از فرایند کراکینگ، می توان این ماده را به موادي همچون بنزین تبدیل کرد.
- نفت سفید:
نفت سفید یا روغن چراغ در جریان تقطیر بین درجه 302 تا 527 فارنهایت بدست می آید. این ماده رقیق و روشن قابل اشتعال می باشد. از نفت سفید بیشتر بعنوان سوخت جت و برای تولید گرما در مصارف خانگی و ساختمانها و بعنوان سم جهت دفع آفات استفاده می شود. در دوران پیدایش نفت، نفت سفید جایگزین روغن نهنگ در چراغ های روشنائی گردید و در اوایل قرن 21 در سیستمحمل و نقل نیویورک بکار گرفته شد. این محصول علاوه بر کاربرد به عنوان سوخت، در تولید مواد شیمیایی مانند الکیل بنزن خطی نیز کاربرد دارد.
- نفت گاز (گازوئیل):
نفت گاز یا گازوئیل به هر سوختی گفته می شود که بتوان از آن در موتورهای دیزلی استفاده نمود. نفت گاز در مراحل تقطیر بین درجه 392 تا 662 درجه فارنهایت بدست می آید. دانسیته نفت گاز از بنزین بیشترو تصفیه آن آسانتر است. از این سوخت عموما" برای حمل و نقل استفاده می شود.
- روغن های روانکاری
پایه روغن های روانکاری نفت و افزودنی ها می باشد. این روغن ها طی فرآیند ویژه ای تولید می شوند و به پارافین، نفتالین، یا آروماتیک طبقه بندی می شوند. این روغن ها در بین سطوح قرار می گیرند تا از میزان اصطکاک و خوردگی آن ها جلوگیری کنند. مشهورترین این روغن ها روغن موتور است که قطعات داخلی موتور درون سوز را حفاظت می کند.
- نفت کوره (مازوت):
نفت کوره به هرگونه فرآورده مایع حاصل از نفت گفته می شود که بتوان با سوزاندن آن حرارت ایجاد کرد. نفت کوره همچنین سنگین ترین سوخت تجاری است که از نفت خام بدست می آید. نفت کوره به گروه های زیر طبقه بندی می شود: نفت کوره تقطیری، نفت کوره دیزلی، نفت کوره سبک و نفت کوره سنگین. از نفت کوره سنگین در ناوگان دریائی بمنظور سوخت نیز استفاده می شود.این ماده ارزان‌ترین ماده سوختنی برای کوره حمام‌ها و تنور نانوایی‌ها و موتورهای دیزلی و برخی نیروگاه‌ها است.
- وکیوم باتوم:
آنچه که در پایین ترین سطح برجهاي تقطیر باقی می ماند به این اسم شناخته می شود. از جمله کاربردهاي این ماده می توان به ساخت آسفالت و قیر در تاسیسات قیر سازي و در برخی از تاسیسات تولید روغن پایه اشاره کرد.
محصولات فرعی:
- سوخت جت:
این ماده در موتورهاي واکنشی، توربینهاي گازي و موشکها مورد استفاده قرار میگیرد.
- لوبکات:
همان روغن خام است. از این ماده پس از تصیفه آن در پالایشگاههاي روغن خام، روغن پایه و در نهایت انواع روانکارهاي خودرو و صنعتی بدست می آید.
- موم پارافین:
موم پارافین ماده ای است که در حرارت معمولی سفید رنگ، بی بو، و بدون طعم می باشد. موم پارافین با توجه به سایر عوامل در حرارت بین 117 تا 147 درجه فارنهایت ذوب می شود. این ماده بعد از تفلون که یک فرآورده ویژه نفتی می باشد، بهترین عایق برق است. از موم پارافین برای عایق نمودن دیوارهای خشک در ساختمان ها استفاده می شود. از این ماده همچنین در ساخت شمع نیز استفاده می گردد.
- مواد پتروشیمی:
مواد پتروشیمی فرآورده هائی هستند که از نفت بدست می آیند. این مواد عبارتند از: اتیلن ( که برای ساخت مواد بیحس کننده، ضد یخ، و شوینده ها بکار می رود)؛ پروپیلن (که برای ساخت استون، و فنول بکار می رود)؛ بنزن (که برای ساخت سایر مواد شیمیائی و مواد منفجره بکار می رود)؛ تولوئن (که هنگام تصفیه بنزین بعنوان حلال بکار می رود)؛ و زیلن (که بعنوان حلال و مواد شوینده بکار می رود).
- قیر:
قیر ماده ای سیاهرنگ، چسبنده و سفت است. هنگام تقطیر نفت خام، وکیوم باتوم ماده اصلی ساخت قیر در پائین ترین سطح قرار می گیرد. این بدان معنی می باشد که نقطه جوش قیر بسیار بالا است به همین علت نمی تواند از برج تقطیر بالا برود. نقطه جوش قیر 977 درجه فارنهایت می باشد. از قیر در راه سازی و عایق بندی پشت بام ها و قایق ها استفاده می شود. از لایه های نازک قیر برای عایق بندی ماشین های ظرفشوئی از نظر صدا و همچنین در سخت افزارهای کامپیوتری نیز استفاده می شود.
- آسفالت:
آسفالت رایج ترین ماده برای راه سازی است. آسفالت از سایر مواد موجود در نفت خام در جریان تقطیر گرفته می شود. این ماده پس از جداسازی از نفت خام در فرآیندی موسوم به "جوش آوردن" آنقدر گرما داده می شود تا در واکنش نسبت به اکسیژن سفت شود.
1- بررسی صنعت نفت در جهان و خاورمیانه
در سال 2017، کل ذخایر نفت خام در مناطق مختلف دنیا 1،483 میلیارد بشکه به شرح جدول زیر می باشد. منطقه خاورمیانه 54% ذخایر جهان را در اختیار دارد، آمریکای لاتین با 23% در رتبه بعدی واقع شده است. کمترین ذخایر نفت خام مربوط به اروپای غربی و آمریکای شمالی می باشد. حجم ذخایر اثبات شده نفت خام در کشورهای عضو اوپک، تقریبا 1،214 میلیارد بشکه می باشد که معادل 82 درصد کل ذخایر دنیا می باشد. کشور ونزوئلا با داشتن 302.8 میلیارد بشکه در رتبه نخست دارندگان ذخایر نفت خام قرار دارد. رتبه های بعدی متعلق به عربستان (266 میلیارد بشکه) و ایران (156 میلیارد بشکه) می باشد.
علاوه بر نفت خام، با در نظر گرفتن میعانات گازی و منابع نامتعارف، کل ذخایر نفت دنیا 1،697 میلیارد بشکه می باشد. اختلاف بین ذخایر نفت و نفت خام در منطقه آمریکای شمالی بسیار قابل توجه است که به دلیل وجود حجم زیاد منابع نفت نامتعارف در این منطقه می باشد.
جدول 2- حجم ذخایر اثبات شده نفت خام و نفت در مناطق مختلف جهان در سال 2017
