تصفيه نفت خام- حامد حرافي

[hamedharrafi]

تصفيه نفت خام
گردآوري: حامد حرافي

مواد سازنده نفت از نظر نوع هیدروکربور و همچنین از نظر نوع ترکیبات هترواتم داربستگی به محل و شرایط تشکیل آن دارد. بنابراین مقدار درصد مواد سازنده نفت خام دریک منبع نسبت به منبع دیگر تغییر می‌کند. بطور کلی مواد سازنده نفت شامل: هیدروکربورها- ترکیباتاکسیژنه - سولفوره - ازتهومواد معدنیمی‌باشد.
درحالی‌که مصرف کننده عادی تصور می‌کند که شمار فراورده‌های نفتی نظیربنزین ،سوختجت ،نفتسفید و غیره محدود است، ولی بررسیهایی کهموسسه نفت آمریکا ( API ) در مورد پالایشگاههای نفت و کارخانه‌هایپتروشیمی انجام داده است، نشان می‌دهد که بیش از 2000 فراورده نفتی با مشخصات منحصر بفردتولید می‌شود که در 17 گروه طبقه‌بندی می‌شوند و عبارتند از:
گازهای سوختی - گازهایمایع - انواع بنزین - سوختهای توربین گازی (جت) - نفت سفید - فراورده های میانتقطیر (سوخت دیزل و نفت کوره های سبک) - نفتکوره باقیمانده ای - روغن‌های روان‌ساز - روغن‌های سفید - فراورده های میان روغن‌های ترانسفورماتور و کابل- گریس- مومها (واکس) - آسفالتها - ککها - دوده‌ها - مواد شیمیایی ،حلالها ، متفرقه.

معمولا شمار فراورده‌هایی که طراحی پالایشگاه را جهت می‌دهندنسبتا کم است. فرایندهای اصلی پالایش را با توجه به فراورده‌هایی که تولیدشان زیاداست مانند بنزین ، سوخت جت ، سوخت دیزل طراحی می‌کنند. بعضی از اجزاینفتخام را همان‌گونه که هستند (یعنی فراورده ها تقطیر مستقیم) بفروش می‌رسانند ویا اینکه عملیات پالایش بعدی را بر روی آنها انجام می‌دهند تا فراورده‌های باارزشتری بدست آورند.
عملیاتی که در تولید و تصفیه نفت بر روینفت خامانجام می‌گیرند، عبارتند از: روش‌های گوناگونتقطیر،روش‌های فیزیکی و شیمیایی تصفیه وتفکیکوروش‌های تغییر و تبدیل مواد در واحدهایمربوطه. بنابراین یکپالایشگاه، مجتمعی از واحدهای مختلف تولید ، تصفیه و تغییر و تبدیل مواد خواهد بود که هرواحد آن مجهز به سیستم‌های آماده نمودن شارژ ، تماس ، تفکیک فازها و جمع‌آوریحلالیا حرارت می‌باشدو در هر واحد آن فرآورده های مختلفی بدست می‌آید.
البته نخستین عمل قبل ازهر گونه پالایش بر روی نفت خام ، عاری نمودن آن ازآبمی‌باشد و سپس تصفیه نفت خامانجام می‌گیرد.
عاری نمودن نفت خام از آب
نفت خامی که وارد تصفیه خانه می‌گردد، دارایمقدار قابل ملاحظه‌ای از آبهای نمکی است که اغلب در مجاورت شن و ترکیبات اکسیژنه بهحالتامولسیوندر می‌آید و وجود آب در این مورد ، ایجاد اختلالاتی در حین عمل تقطیر می‌نماید وبعلت وجود نمک‌ها نیز سببخوردگیدیگ‌های بخار می‌گردد. بنابراین باید بطرق ممکنه ، آب را از نفت خام جدانمود.

با استفاده از یکی از روشهایسانتریفوژ،دکانتاسیونواستفاده ار یک میدان الکتریکی، آب را از روغن تفکیک می‌کنند.
تصفیه برش های سبک
منظور از تصفیه برش های سبک ، بیشتر تخلیص گازهای حاصلازپالایشگاهو یا گازهای طبیعی ازهیدروژن سولفورهوگازکربنیکمی‌باشد. مهمترین روشهای بکار گرفته شده ، شامل روش‌هایژیربوتول (Girbotol) ،آلکازید (Alkazid) وفلوئورسلونت (Fluorsolvent) می‌گردد.

مواد جاذب مورداستفاده برای این سه روش بدین قرار است:

• در روش ژیربوتول:مونواتانول آمین - دی اتانول آمین - تری اتانول آمین
• در روش آلکازید:دی متیل آمینوپتاسیماستات - متیل آمینو پتاسیم پروپیویان
• در روش فلوئوسلونت:کربناتپروپیلن

این مواد جاذب ، اغلب در درجه حرارتی نزدیک به درجه حرارتمعمولی باCO2وH2Sعمل می‌کنند و گازهای جذبشده بعدا ، در فشار اتمسفر و حرارت110درجه سانتی‌گراد از محلول جاذب جدا وخارج می‌گردند.

تصفیه مواد سفید
در صنعت نفت معمولا به برش های بنزین و کروزون "موادسفید" گفته می‌شود. منظور از تصفیه این مواد ، عاری کردن آنها از مواد مضر بعلتبوی یا رنگ زردشان می‌باشد و همچنین حذف هیدروکربورهای غیر اشباع. ترکیبات: اکسیژنه (اسیدهای نفتی ، ترکیبات آسفالتی) ،گوگردار (سولفوره ،سولفونه) وازتهخواهد بود. عمل تصفیه شامل ترتمان‌های مختلف می‌گردد که بهشرح این روش‌های تصفیه می‌پردازم.
ترتمان با اسید سولفوریک
اولین دفعه ، "ایشلر" (Eichler) در سال 1865 درباکو، نفت را بکمکاسیدسولفوریکغلیظ تخلیص نمود. اسید سولفوریک مخصوصا با هیدروکربورهای آروماتیک - اولفین ها - ترکیبات اکسیژنه - مواد رنگی و سولفوره ترکیب می‌شود. برای اینکه نفت ،رنگ زرد نداشته باشد باید مقدار اسید نیتروی موجود در اسیدسولفوریک کمتر از 1/0 درصد باشد. اغلب ، این ترتمان جهت حذف ذرات باقیمانده اسید ، بوسیله شستشو با یکمحلول سود و سپس با آب تعقیب می‌گردد.
ترتمان با سود
این شستشو اغلب بمنظور حذف ترکیبات اسیدی محتوی در برشینفتی بکار گرفته می‌شود. مهم‌ترین این ترکیبات: مرکاپتان‌ها - هیدروژن سولفوره - گاز کربنیک - تیوفنل‌ها و آلکیل فنل‌ها - اسید سیانیدریک - اسیدهای چرب - اسیدهاینفتی می‌باشد که به این مواد بایدسولفور کربونیل (COS) را هر چند کهیک ترکیب خنثی است، اضافه نمود. زیرا این ترکیب در اثرهیدرولیزتولیدCO2وH2می‌نماید. برای مثال ،مرکاپتانها بر اساس واکنش تعادلی زیر با سود ترکیب می‌گردند.

RSH + NaOH ↔ RSNa + H2O

عاری نمودن برشهای نفتی ازCO2وH2Sبا محلول سود انجام پذیر است، البتهوقتی که مقدار آنها کم باشد. اما هنگامی که مقدار این مواد زیاد باشد باید از روشترتمان با آمین‌ها استفاده نمود. اغلب پس از عمل با قلیا ، برش نفتی را با آب شستشومی‌دهند.
تصفیه کروزون بوسیله انیدرید سولفورو- روش ادلینو
چونانیدریدسولفوروی مایعبسادگی می‌تواند هیدروکربورهای غیر اشباع غنی ازکربنرا در خود حلنماید، لذا از آن ، جهت تصفیه نفت چراغ (کروزون) استفاده می‌گردد.
روش‌های ملایم کردن
این روش‌ها ، امکان عاری نمودن برش‌ها را از ترکیباتگوگردی ، مرکاپتان‌ها و گوگرد بصورتعنصرمی‌دهد. مهمترینروشهای بکار گرفته شده عبارتند از:

• روش سلوتیزر "Solutizer": اینروش مربوط به اکستراسیون همه کانی‌ها از کلیه برش‌هایبنزین (بدست آمدهاز تقطیر یا کراکینگ یا رفرمینگ) می‌گردد. از مزایای این روش ، افزایش قابلیت بنزینجهت پذیرشسرببوده که علت آن حذفترکیبات گوگردی است.
• روش دکتر:انواع بنزین‌ها و همچنینترکیبات سینگن‌تر ازقبیل برش نفت و کروزون را می‌توان به توسط این روش مورد ترتمانقرار داد. در این روش از محلول قلیاییپلمبیت سدیمجهت ترتمان استفادهمی‌گردد.
• روش هیپوکلریت:اغلب از هیپوکلریتبعنوان یک عاملاکسیدکنندهجهت کاهش بو و همچنین مقدار مرکاپتان‌ها در برش‌های نفتی استفاده می‌شود. این روش می تواند یک روش تکمیلی برای ترتمان برش‌ها با سود باشد.
• روش های کلرکوئیوریک (روش پرکو):دراین روش ، بر روی نفت ،کلرور مسافزوده می‌گردد که باعث تبدیل مرکاپتان‌هابهدی‌سولفورمی‌گردد.
• روش تصفیه کاتالیکی:در این روش ،بجای استفاده از ترکیبات حل کننده ذکر شده در روش های قبلی ، ازکاتالیزوراستفاده می‌شود. برای مثال ،روش مراکسیک طریقه تصفیه کاتالیتکی است که درآن ، کاتالیزور یک بستر ثابت از اکسید سرب می‌باشد که طول عمر آن بیشتر از سه سالمی‌باشد.

رنگ بری و بی بو کردن نفت
رنگ‌بری را می‌توان اغلب اوقات بوسیله خاک‌هایرنگ بر - آرژیل ها و هیدروسیلیکات‌های طبیعیمنیزیمانجام داد. جهت بی‌بو کردن نفت ، برخی آن را باکلرورو دوشوو کمیاسید کلریدریکبه هم زده ، سپس دکانتهمی‌نمایند و بمنظور از بین بردنکلرمحتوی ، بعدا آن را باآهک مخلوط نموده و تکان می‌دهند. ضمنا ممکن است از مواد معطر و عطر بهار نارنج برایخوش‌بو کردن آن استفاده نمود. با افزایش مواد رنگی از قبیلنیترونفتالینوزرد کینولئینمی‌توان خاصیت فلوئورسانس را از بین برد.

تصفیه روغن‌های گریس‌کاری
تصفیه
همان طور که مواد سفید احتیاج به تصفیه دارند، روغن‌های گریس‌کاریجهت حذف مواد مضر محتاج به پالایش می‌باشند. عمل تصفیه در روغن‌ها بعلت ویسکوزیتهزیاد و خاصیت امولسیون شدنشان نسبت به مواد سفید مشکل می‌باشد. عمل تصفیه شاملشستشوهای متوالی با اسید سولفوریک ، سپس شستویش با مواد قلیایی و سپس آب خواهد بود. برای خنثی‌شدن روغن ، از مخلوطکربنات سدیم (خاک‌های رنگ‌بر) استفادهمی‌نمایند.
بی‌بو کردن
روغن‌هایمعدنیرا باآلدئید فرمیکمخلوط و گرم می‌کنند و بعدا ، قبل از این‌که اسید یاقلیا بدان بیفزایند، بخار آب از آن عبور می‌دهند. بیست درصد از روغن معدنی خام رابوسیله بخار آب در مجاورتاستات پلمبتقطیر می‌نمایند. مایع تقطیر شده عاریاز گوگرد است و از آن بعنوانروغن چراغیاروغن موتوراستفادهمی‌شود. روغنی که از صاف نمودن باقیمانده بدست می‌آید، روغن چرک کننده سنگین (بادانسیته زیاد) و بی‌بو می‌باشد.
بی‌رنگ نمودن
جهت بدست آوردن روغن‌های معدنی بی‌رنگ (مانند روغن وازلین) از روغن‌های تیره ، آنها را از استوانه‌های بلند و پر ازآرژیل (که جاذب رنگاست) با دمای 50-30 درجه سانتی‌گراد به آهستگی عبور می‌دهند. این آرژیل‌ها ،هیدروسیلیکات آلومینیم و منیزیم می‌باشند و پس از خاتمه عمل ، آرژیل‌ها را با بنزینشستشو داده ، مایع حاصله را جهت جمع آوری بنزین تقطیر می‌نمایند و بنزینی را که رویآرژیل مانده است، بوسیله عبور هوا به خارج رانده ، جمع آوریمی‌نمایند.

آرژیل حاصله را در کوره‌های دوار حرارت می‌دهند و بعد از آن ،وارد استوانه دیگری می‌کنند. در نتیجه آرژیل حاصله مانند اول فعال می‌گردد. با زغالحیوانی و یا مخلوطی از زغال حیوانی با سیلیس - سیلیکات - اکسید دو فر می‌توان روغنرا بی‌رنگ نمود. قسمتی از رنگ روغن‌های معدنی را که خیلی رنگین است، بوسیله اسیدسولفوریکی که به آن بیکرومات پتاسیم افزوده شده است از بین می‌برند.

برایروغن‌هایی که کمتر رنگین است، به عوض صاف نمودن مجدد ، روی خاک‌های رنگبر عمل تصفیهرا با اسید سولفوریک و یا سود انجام می‌دهند.

منبع:http://daneshnameh.roshd.ir