التجاوز إلى المحتوى
معدات تكرير النفط
- لمعرفة كَيْفَِيْة تكرير النفط، من الضروري المرور عبر الأجهزة التي يتم من خلالها التكرير، والتي تعرف بالمصافِيْ.
- مصافِيْ النفط هِيْ منشآت كبيرة تستقبل النفط والمواد المستخرجة التي تستهلكها الدول.
- مثل أنواع الوقود التي تستخدمها السيارات أو الطائرات والعديد من المنتجات الأخرى.
- تتكون هذه المصافِيْ من عدة مكونات، من بينها الأبراج المعروفة بأبراج الفصل، وكذلك المبادلات الحرارية.
- يجب أن تحتوي أيضًا على مفاعلات كيميائية ومضخات كهربائية وبخار وأدوات أخرى.
كَيْفَِيْة نقل الزيت لإجراء عملية التكرير داخل المصانع
- يحتاج النفط إلَّى عدة عمليات نقل سواء فِيْ الحالة الخام أو بعد خروج منتجاته من المصفاة أو المصافِيْ.
- يتم نقل النفط بطريقتين ؛ سواء عَنّْ طريق البر أو البحر، يتم النقل عَنّْ طريق البحر بواسطة بواخر من النوع المسطح.
- أما النقل البري وهُو أساس عملية النقل فهُو عبر خطوط الأنابيب.
- كَمْا يمكن نقلها عَنّْ طريق البر باستخدام بعض الشاحنات أو ما يعرف بقطارات الصهاريج.
كَيْفَِيْة تحضير الزيت للتكرير
- طريقة تكرير الزيت تعتمد على عملية أخرى تسبقها وهِيْ عملية التحضير والتي تتم بإزالة بعض المواد.
- حيث يتم إخراج الغازات المصاحبة للنفط من البئر وطردها أولاً.
- ثم يتم إزالة الماء وبعض الأملاح، والتي إذا تركت ستقلل من كفاءة المصافِيْ.
- حيث أن الأملاح الموجودة هِيْ فِيْ الغالب كلوريدات مما يؤدي إلَّى تحويلها إلَّى حمض الهِيْدروكلوريك مما يسبب التآكل.
كَيْفَِيْة تكرير الزيت
- بعد استخلاص الزيت من الآبار وجدنا أنه يتكون بشكل أساسي من مواد هِيْدروكربونية أي أنه يحتوي على عَنّْصري الكربون والهِيْدروجين.
- ولكن إلَّى جانب هذه العَنّْاصر نجد عَنّْاصر أخرى بنسبة أقل مثل الكبريت والنيتروجين والأكسجين.
- حيث تمر جميع هذه المكونات بعمليات مختلفة حتى حدوث التكرير، فهناك عمليات فِيْزيائية وكيميائية.
- أما الفِيْزيائية فهِيْ تشمل التقطير والتنقية والتبريد، أما المادة الكيميائية فتشمل جميع أنواع التكسير وإعادة التشكيل.
مرحلة التقطير فِيْ تكرير الزيت.
- مرحلة التقطير هِيْ المرحلة الأولى والأكثر أهمية فِيْ عملية تكرير الزيت، وتتم عملية التقطير بفصل مكونات الزيت.
- يتم هذا الفصل بالغليان، حيث تختلف نقطة غليان كل مكون عَنّْ الآخر، وهِيْ إحدى العمليات الفِيْزيائية.
- هناك عدة أنواع من التقطير، بما فِيْ ذلك التقطير الأولي، والذي يستخدم الضغط الجوي ويتم على عدة مراحل.
- حيث يتم تسخين الزيت مبدئيًا باستخدام المبادلات الحرارية، وهذا التسخين الأولي يساهم فِيْ تقليل التكلفة.
- حيث يتم ذلك عَنّْ طريق وضع فِيْ نفس الوقت بعض المواد التي يجب تبريدها بالزيت الذي يجب تسخينه لإجراء العمليات.
- بالإضافة إلَّى ذلك، يؤدي التسخين التدريجي إلَّى جودة الزيت وعدم حدوث الكربنة، كَمْا يحدث مع التسخين المفاجئ.
- ثم يتم التسخين الرئيسي بواسطة أفران أنبوبية تصل درجة حرارتها إلَّى 300 أو 400 درجة مئوية.
- بينما أثناء التسخين، تبدأ المواد بالتكثف فِيْ أماكن معدة لاستقبال المواد بعد التكثيف، اعتمادًا على درجة غليانها.
- تتركز منتجات عملية التقطير فِيْ الغازات العضوية مثل الميثان والإيثان والبروبان وغيرها.
- وكذلك بعض نواتج التقطير الخفِيْفة مثل البترول المسال ووقود السيارات ونواتج التقطير المتوسطة مثل الكيروسين.
- بالإضافة إلَّى نواتج التقطير الثقيلة مثل الديزل وبعض زيوت التزليق، فإن البقايا من عملية التقطير هِيْ الإسفلت أو الراتنجات وغيرها.
- نوع آخر من التقطير هُو التقطير المخلخل أو الضغط المنخفض، والضغط فِيْ هذا النوع يصل إلَّى 50 مم زئبق.
- كَمْا أن المواد الناتجة عَنّْ هذا التقطير أثقل من المواد الناتجة عَنّْ التقطير الأولي.
- يستخدم هذا النوع من التقطير فِيْ إنتاج بعض أنواع الزيوت والدهُون الثقيلة، كَمْا يستخدم فِيْ التكسير الحراري.
- وبالمثل، فإن أحد أنواع التقطير هُو ما يعرف بالتقطير الأزيوتروبي، وأساس هذه العملية هُو استخدام مذيب بنقطة غليان منخفضة.
- حيث يتم خلط هذا المذيب بإحدى المادتين المراد فصلهما ويخرج من الأخرى ليسهل استخراجه.
- هناك أيضًا أنواع التقطير المعروفة باسم التقطير الاستخراجي، وكذلك تقطير الزيت الخفِيْف.
1- عملية الاستخلاص بالمذيبات
- عملية فِيْزيائية أخرى تُستخدم لمعرفة كَيْفَِيْة تكرير الزيت هِيْ عملية الاستخلاص بالمذيبات.
- تعتمد هذه العملية على فكرة الفصل حسب النوع الكيميائي للمواد، ومن أهم منتجاتها زيوت التشحيم.
- تتميز هذه العملية بحَقيْقَة أن الزيوت الناتجة عالية النقاء والجودة، وتؤخذ فِيْ الاعتبار المعايير الدولية.
2- عملية التنقية
- عملية التنقية هِيْ أيضًا إحدى العمليات الفِيْزيائية فِيْ طريقة تكرير الزيت، وهناك طرق تنقية مختلفة.
- حيث يوجد تنقية بالمذيبات، والتي تعتمد على الاختلاف فِيْ قابلية ذوبان المركبات فِيْ مذيب قطبي معين.
- هناك أيضًا تنقية عَنّْ طريق الامتصاص، والتي تعتمد على وجود مسام على سطح المواد للسماح بدخول الجسيمات من خلالها.
3- عملية التبريد
- عملية فِيْزيائية نهائية بعد التقطير والاستخراج والتنقية هِيْ التبريد.
- تتضمن عملية التبريد عدة أشياء ؛ البدء بفصل الغازات الناتجة عَنّْ عملية التكسير الحراري.
- بالإضافة إلَّى تلك الناتجة عَنّْ عمليات التكسير التحفِيْزي، وتعتبر هذه الغازات مصدرًا مهمًا للمنتجات البتروكيماوية.
- يتبع فصل الغاز بعد ذلك تثبيت البنزين، حيث يتم الاحتفاظ بالغازات فِيْ حالة تسييل لأنها يمكن أن تتبخر أثناء الفصل.
- ثم ما يعرف بأوكتان البنزين، ومن خلاله تُعرف الخواص المتفجرة.
- يتم ذلك عَنّْ طريق مقارنة الخصائص المتفجرة للمادة مع مادة قياسية أخرى مثل ISO أو الكتان أو هِيْبتان.
- ثم يأتي رقم السيتان الآخر للوقود، ثم ما يعرف برقم السيتان للديزل، والذي تنتهِيْ به عملية التبريد.
العمليات الكيميائية فِيْ تكرير النفط.
- العمليات الكيميائية هِيْ الجزء الثاني من عملية تكرير النفط، وتتأثر العمليات الكيميائية بعوامل مختلفة.
- يتأثر بالتغيرات فِيْ درجة الحرارة وكذلك الضغط والعوامل الحفازة وعوامل أخرى.
- تشمل العمليات الكيميائية التكسير الحراري والتكسير التحفِيْزي.
- كَمْا يشمل التكسير بالهدرجة، وما يعرف بالترميم فِيْ وجود العوامل المحفزة.
1- عملية التكسير الحراري
- تتميز عملية التكسير الحراري بأنها لا تحتاج إلَّى محفزات لبدء التفاعلات وتعتمد كليًا على درجات حرارة وضغوط عالية.
- فِيْ هذه العملية، يتم تحويل الزيت والمواد الثقيلة إلَّى مواد أخرى أخف وزنا ومنخفضة الغليان.
- تصاحب عملية التكسير أيضًا تفاعلات مهمة أخرى مثل إزالة الألكيل والهِيْدروجين وإعادة التدوير المركب.
2- عملية التكسير الحفزي
- يعتبر التكسير التحفِيْزي من أهم أنواع التكسير ولكنه يحدث فقط فِيْ وجود المواد التي تحفز حدوث التفاعلات.
- ومن أمثلة المواد الحفازة المغنيسيا وكذلك الأمونيا والسيليكا.
- الهدف الرئيسي من هذه العملية هُو الحصول على جودة عالية للوقود الناتج وكذلك الحصول على رقم أوكتان عالي.
3- عملية التكسير بالهِيْدروجين
- التكسير الهِيْدروجيني هُو عملية تشبه إلَّى حد بعيد التكسير التحفِيْزي، ولكنها تتم فِيْ وجود الهِيْدروجين.
- هدفها أيضًا هُو إنتاج مواد عالية الجودة، بالإضافة إلَّى هِيْدروكربونات منخفضة الوزن الجزيئي.
- بالإضافة إلَّى نقطة الغليان المنخفضة للهِيْدروكربونات الناتجة، وأثناء عملية التكسير، تتم إزالة بعض المواد مثل الكبريت والأكسجين.
4- عملية إعادة التكوين فِيْ وجود منبه
- الإصلاح فِيْ وجود محفز هُو إحدى العمليات الكيميائية عالية الكفاءة.
- يتم من خلالها الحصول على الوقود والمواد عالية الأوكتان أو المواد العضوية العطرية.
- يتم استخدام نوعين من المحفزات فِيْ هذه العملية، الأول هُو الموليبدينوم وأكاسيد الكروم المحملة على الأمونيا.
- والثاني عبارة عَنّْ مادة محفزة بلاتينية محملة أيضًا بالأمونيا، وهذا التفاعل له ظروف خاصة للضغط ودرجة الحرارة.
5- عمليات كيميائية إضافِيْة
- قد تكون هناك عمليات كيميائية أخرى تحدث أثناء عملية تكرير النفط.
- بما فِيْ ذلك عملية الأزمرة التي تستخدم لرفع رقم الأوكتان لبعض الهِيْدروكربونات مثل البنزين.
- بما فِيْ ذلك عملية البلمرة الحفزية، والتي تستخدم لتحويل بعض الغازات الناتجة عَنّْ التقطير إلَّى وقود عالي الأوكتان.
6- عملية العلاج
- بعد المرور بالعمليات الفِيْزيائية ثم الكيميائية فِيْ كَيْفَِيْة تكرير الزيت، تأتي العملية النهائية، وهِيْ المعالجة.
- تنقسم المعالجة بدورها أيضًا إلَّى مواد كيميائية وفِيْزيائية، حيث يتم استخدام بعض الصودا الكاوية وحمض الكبريتيك.
- الهدف الأساسي من المعالجة هُو إزالة الشوائب الناتجة عَنّْ الوقود، ومن أبرز هذه الشوائب كبريتيد الهِيْدروجين.
- إزالته من أهم الأمور التي يجب القيام بها فِيْ عملية المعالجة، حيث تنبعث منه رائحة كريهة ومسببة للتآكل لبعض الأجهزة.
- بالإضافة إلَّى ذلك، هناك نوع من المعالجة يستخدم غاز الهِيْدروجين، والذي تستخدمه المؤسسات التجارية.
- حيث تؤدي دورها فِيْ التنقية بكفاءة عالية وبتكاليف معقولة مقارنة بأنواع العلاج الأخرى.