تبلیغات
علم و دانش - استخراج نفت و پالایش آن
آموختن علم و دانش بیشتر

استخراج نفت و پالایش آن

تاریخ:یکشنبه 10 شهریور 1392-03:12

نفت :

1 – معنی واژه نفت : در زبان لاتین نفت دایترولیوم Detroleum  یا Rockoil  به معنی روغن سنگ گویند .

2 – منشاء نفت : از گذشته تا حال نظریه های گوناگونی درباره منشاء نفت پیشنهاد شده امروزه اکثر دانشمندان این نظریه را قبول دارند که منشاء نفت از پلانکتون های دریایی است . پلانکتون ها حیوانات و نباتات بسیار کوچکی هستند که در آب دریاها به مقدار زیاد وجود دارند این موجودات عمرشان کوتاه و تکثیرشان فوق العاده سریع است . وقتی می میرند بدنشان با گل ولای در آب دریا ته نشین می شود وقتی این مواد رسوبی روی همه انباشته می شوند لایه های بالایی روی موادرسوبی طبقات زیرین فشار می آورند آن را فشرده و متراکم می کنند . پلانکتون هایی که بین لایه ها هستند بوسیله باکتری ها و کاتالیزورها و نیز بر اثر دما فشار زیاد در مدت بسیار طولانی بصورت مواد نفتی در می آیند ، برای اینکه نفت تشکیل شود به محیط رسوبی خاص نیاز است . در همه ی دریا ها چنین محیطی یافت نمی شود بهترین شرایط ایجاد نفت وجود محیط رسوبی فاقد اکسیژن است . زیرا وجود اکسیژن موجب تجزیه کامل مواد آلی می شود طوری که دیگر چیزی از آنها در رسوبات نفتی باقی نمی ماند . چنین محیطی در دریاهایی وجود دارد که :

1 – فاقد جریان های آب زیر دریایی باشند .

2 – حرکات امواج در آن طوری شدید نباشد که آب های سطحی اکسیژن دار را به اعماق دریا برساند .

استخراج نفت



استخراج نفت

3 – شیمی نفت : نفت خام مخلوط پیچیده ای از هیدروکربنهای مایع و گاز است و ترکیب شیمیایی ثابتی ندارد . نوع هیدروکربنهای نفت در نقاط مختلف متفاوت است در بعضی نقاط نفت بیشتر از نوع هیدروکربنهای زنجیری است در صورتی که در بعضی از نوع هیدروکربنهای حلقوی است . نفت علاوه بر هیدروکربنهای مختلف ، ترکیبات اکسیژن دار ، نیتروژن دار گوگردی و حتی برخی عناصر فلزی نیز دارد .

درصد ترکیبات عناصر در نفت خام به قرار زیر است :

بر حسب درصد :

C : 84 – 87                                                              H : 11 – 14

S : 0 – 5                                                                    O : 0 – 1

N : 0 – 1

4 – فیزیک نفت : معمولا نفت خام در مناطق مختلف وجود دارد . خواص فیزیکی نفت خام بنا به محیطی که از آن بدست می آید با دیگری متفاوت است . بعضی ویژگی های فیزیکی نفت خام در تعیین مشخصات فرآورده های نفتی که از آن بدست می آید ودر نتیجه تعیین قیمت آنها بسیار مهم است .

1 – رنگ : بطور کلی رنگ نفت های خامی که از هیدروکربنهای سنگین وزن تشکیل شده اند از قهوه ای تا سیاه تغییر می کند ولی محصولاتی که هیدروکربنهای سبک وزن دارند روشن تر هستند و رنگ های آنها بین سبز تا قهوه ای متغییر است .

اغلب نفت های خام در برابر نور نوعی خاصیت درخشنده گی ( فلورسانس ) دارند و نوعی فروسانس سبز ایجاد می کنند .

2 – بو : بوی نفت خام بسیار متفاوت است . نفت های گوگرد دار بوی نامطبوع سولفید هیدروژن ، نفت های خام ینسیلوانیا بوی سیر و نفت خام تگزاس بوی کافور می دهند .

3 – وزن مخصوص : یکی از ویژگی های موثر در تعیین مشخصات فرآورده نفتی وزن مخصوص آنهاست . وزن مخصوص هیدروکربنهایی که نقطه جوش پایین دارند از وزن مخصوص هیدروکربنهایی که نقطه بالایی دارند کمتر است . بنابراین از روی نقطه جوش کم و بیش می توان مواد سازنده یک فرآورده را شناسایی کرد .

4 – نقطه جوش و تقطیر : هر یک از هیدرو کربنهای نفت خام نقطه جوش ویژه ای دارند که با آزمایش تقطیر بدست می آید و می توان چگونگی گسترش کربن ها را در فرآورده های سبک نفتی اهمیت زیادی دارند .

5 – فشار بخار : با توجه به ترکیب نسبی مواد سازنده آن بارها تغییر می کند و با آزمایش تعیین فشار بخار می توان فرار بودن یک فرآورده را مشخص کرد که برای فرآورده های سبک نفت اهمیت زیادی دارند .

تعریف پالایشگاه : مجتمعی صنعتی و متشکل از واحد عملیاتی مختلف پالایش نفت است .

عملیات پالایشگاهی : 1 –  عملیات تفکیک 2 –  عملیات تبدیل 3 –  عملیات تصفیه

انواع پایشگاه :

1 – ساده : شامل تقطیر اتمسفری ، تبدیل کاتالیستی و تصفیه محصولات این فرآیند .

2 – مجتمع پالایشگاهی : علاوه بر فرآیندهای پایشگاه ساده شامل تقطیر در خلا ، شکست کاتالیدسی ، هیدرو کراکینگ می شود .

3 – پیچیده : علاوه بر فرآیندهای مجتمع پالایشگاهی شامل روغن سازی ، موم گیری ، آسفالت و دوده هم می شود .

 

استخراج نفت



واحد های جانبی پالایشگاه :


1 – انرژی حرارتی : انرژی حرارتی عملیات پالایش از دو منبع تامین می شود .

الف ) فرآورده های که کمتر برای آنها بازار وجود دارد مانند تقطیر گازهای زاید پالایشکاه یا نفت کوره سنگین یا منابع آن متشابه و مصرف آن ارزان تمام می شود مانند گاز طبیعی .

ب ) بخار به ویژه برای واحدهایی که بنا بر ملاحضات کوره نصب نمی شود .

2 – انرژی حرکتی : برای برگرداندن پمپ ها و کمپرسورهای از سه روش استفاده می شود .

الف ) موتور های برقی

ب ) توربین های بخاری

ج ) توربین های گازی : در صورت استفاده از گاز طبیعی

3 – آب : خنک کردن عملیات پالایش بوسیله آب و هوا صورت می گیرد .

تولید بخار هم نیاز مند آب کافی است لیکن مصرف آب در این دو فرآیند آن قدرها که به نظر می رسد زیاد نیست . چون آب در یک مسیر بسته گردش می کند .

4 – هوای فشرده : شیرهای خودکار ، کنترل جریان و ابزار دقیق اکثرا نیازمند هوای فشرده اند .

5 – مواد مصرفی : مواد مصرفی پالایشگاه ها را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

الف ) موادی که مستقیما در عملیات پالایش نفت مصرف می شود که عبارتند از کاتالیت ها

- موادی برای ذودن ناخالصی های گوگردی

- موادی برای استخراج هیدروکربنهای ناخواسته

ب ) موادی که برای بهبود کیفیت فرآورده ها مصرف می شود .

مانند تترا اتیل سرب که برای بهبود کیفیت فرآورده ها مصرف می شوند یا رنگ های شیمیایی که برای مشخص کردن فرآورده مصرف می شوند مانند رنگ قرمز بنزین .

ج ) مواد برای جلوگیری از خوردگی دستگاه در عملیات پالایش نفت مصرف می شود .

د ) مواد دیگر مانند موادی برای خشک کردن فرآورده ، مواد ضد کف و موادی برای عملیات تصفیه آب

مواد افزودنی به دو روش افزوده می شود :

1 – افزودن ، افزودنی به مخزن : افزودنی به وسیله همزن کاملا یکنواخت می شود .

2 – افزودن ، افزودنی در خط لوله : افزودنی به نسبت معین در مسیر خط لوله وارد شده به این ترتیب افزودنی تارسیدن به مخزن کاملا آمیخته می شود .

پالایش

نمک زدایی : در پالایش برای به حداقل رساندن خوردگی تجهیزات پالایشگاهی معمولا پیش از واحد تقطیر نفت خام ، نمک زدایی می شود .

مراحل پالایشگاه

1 – عملیات تفکیک – تقطیر : نفت همانطور که حرارت می بیند وارد برج تقطیر می شود بخارهایی که در قسمت های بالایی برج پدید می آید پس از سرد شدن و معیان به صورت به دست آمده از تقطیر جمع می شود . البته قسمتی از آنها به صورت مایعی پس ریز دوباره به برج برگردانده می شود تا در اثر برخورد با بخارها ، تبادل حرارت و جرم بیشتری حاصل شود . اگر بخواهیم عمل تقطیر افزایش یابد باید کاری کنیم که میزان مایع پس ریز افزایش نیابد چون مقرون به صرف نیست با قرار دادن سینی های متعدد درون برج تقطیر می توان به خلوص محصولات و تنوع برش های جدا شده از نفت افزود .

برج های تقطیر را به شکل زیر طراحی و احداث می کنند :

1 – برج با سینی کلاهک دار

2 – برج با سینی دریچه دار

3 – برج با سینی مشبک

4 – برج انباشته یا آکنده

برج تقطیر تحت خلاء : در برج های تقطیر مواد سبک تر و فوارتر تا حدی تفکیک می شوند ولی مواد سنگین تر در ته برج باقی می مانند . حتی اگر گرما افزایش یابد نه تنها تفکیک نمی شوند بهعلت تبدیل و شکستن به موادی از جمله کک باعث بروز مشکلات می شود در این برج چون فشار پایین تر است با در جه حرارت مشابه می توان موادی را که نقاط جوش بالاتری دارند از هم تفکیک می شوند .

عملیات تبدیل : فرآورده های حاصل از عملیات تقطیر از سویی پاسخگوی نیازهای بازار نیست . بخش عمده ای از ته مانده های برج تقطیر بی استفاده می ماند .

بنابراین عملیات تبدیل ، مجموعه ای از فرآیندهایی است که برای تولید فرآورده های مناسب و پرهیز از ته مانده بودن مصرف . احتمالا آلاینده محیط زیست انجام می شود و به چهار دسته تقسیم می شود :

1 – عملیات شکست ( کرالینک ) : شکستن ترکیبات پیچیده تر به ترکیبات ساده تر را گویند که دو نوع است : حرارتی و کاتالیست

2 – عملیات حرارتی : در جنگ جهانی اول که بنزین حاصل از روش های تفکیکی پاسخگو نیازهای بازار نبود عملیات شکست بوسیله حرارت با شکستن ته مانده های برج های تقطیر به فراورده سبکتر ، توانست بخشی از نیاز بازار را برطرف کند این بنزین با کیفیتی بهتر از بنزین عملیات تقطیر حاصل شد .     

کاتالیتی : در فاصله دو جنگ جهانی شکست کاتالیتی ابداع شد که در آن از موادی بنام کاتالیت یا کاتالیزور استفاده می شد . کاتالیت ها ممکن است ماده ای طبیعی باشند مثلا نوعی خاک فعالی شده و یا ماده مصنوعی باشند که به صورت پودر یا دانه به کار گرفته می شوند .

واحدهای کاتالیتی به شکل :     

1 – بستر کاتالیتی ثابت

2 – بستر کاتالیتی متحرک

3 – بستر کاتالیتی سیال موثر تر و معمول تر است .


2 – عملیات تبدیل ( رفورمینگ ) در این روش هیدرو کربن های پارافینی و نفتینی به هیدرو کربنهای آروماتیک تبدیل می شوند و در کنار آن هیدروژن آزاد می شود .

واحد های کاتالیتی به دو بخش تقسیم می شود :          

1 – یونیفاینر

2 – پلاترمر

نکته : هیدرو کراکینگ : فرآیند هیدرو کراکینگ مستلزم عملیات همزمان شکست کاتالیستی و تبدیل کاتالیستی به قسمتی است که ترکیبات سنگین تر در مجاورت کاتالیزور به ترکیبات سبک تر می شکنند از سوی دیگر ترکیبات اشباع نشده در مجاورت کاتالیزور و در واکنش با هیدروژن ، به ترکیبات اشباع شده تبدیل می شود .

3 – عملیات ترکیبی : به دو نوع تقسیم می شود .

1 – پلی مریزاسیون

2 – ایزومریزاسیون

پلی مریزاسیون : طی این عملیات دو یا چند ترکیب سبک تر ترکیب می شوند و هیدرو کربن سنگین تری با نقطه جوش بالاتر تولید می شود .

ترکیبات سبک اولیه را مونومر و محصولات حاصل از ترکیب مونومر را پلی مر گویند . در ابتدا پلیمریزاسیون جهت تولید بنزین موتور ابداع شد ولی بعدها کاربرد وسیعی در پلاستیک ، فیبر ، الیاف مصنوعی و لاستیک سازی کاربرد دارد .

این عملیات نیز تحت روشهای حرارتی امروزه عمدتا کاتالیتی صورت می گیرد .

کاتالیزورها : سیلیکا آلسومین ، کلرید آلمینوم ، اسید سولفوریک و اخیرا اسید فسفریک از این دسته اند .

ایزومریزاسیون : طی این عملیات بر خلاف پلی مریزاسیون وزن ترکیبات هیدرو کربنی تغییر نمی کند فقط ساختمان مولکولی آنها به شکل دلخواه تبدیل می شود . برای ایزومریزاسیون نفت های سبک مورد استفاده قرار می گیرد .

عملیات پیوند : در این دسته عملیات با پیوند مولکولی هیدروکربن های مورد نیاز تولید می شود به این عملیات آلکیلاسیون می گویند . از پیوند مولکولی اولفین ها و ایزو بوتان ها هیدرو کربن شاخه ای پارافینی با نقطه جوش بالا و ارزش سوختی مطلوب تولید می شود . این عملیات ابتدا با کنترل دما و فشار انجام می شود ولی امروزه در مجاورت کاتالیزورهایی نظیر اسید سولفوریک ، اسید فلوئرریدریک ، اسید کلریدریک و غیره می شود .


عملیات تصفیه نفت

3 – عملیات تصفیه : شامل جداسازی ناخالص ها و تصفیه با حلال هاست که در آن از هیدروژن استفاده می شود . چون ترکیبات هیدروکربنی نفت خام و هیدروژن کافی و ارزان به میزان کافی و ارزان در اختیار همه هست این ناخالص ها ترکیبات گوگردی – نیتروژن دار ، اکسیژن دار و فلزات نیستند و همگی را می توان به سهولت به وسیله هیدروژن و در مجاورت کاتالیست مناسب حذف کرد .

حذف ناخالص دو مرحله ای است : ابتدا اتصال عناصر ناخالصی ها به هیدروکربن ها این ناخالصی ها شکسته می شوند  سپس هیدروژن جایگزین پیوند های شکسته شده می شود . به این ترتیب از سویی هیدروکربن های اشباع و از سویی دیگر سولفید هیدروژن آمونیاک و آب تولید می شود .

تصفیه توسط حلال :

1 – جزء ناخالصی همراه هیدروکربن در یک حلال قویتر حل می شود .

2 – با جداسازی حلال از هیدروکربن ، عمل تصفیه صورت می گیرد .

3 – با جداسازی جزء ناخالص از حلال ، می توان مجددا از آن برای عملیات تصفیه بهره جست .



سنتز استن :

در تمام روش های مربوط به سنتز استن « CH3 – CO – CH3 » ؛ از یک هیدروکربور سه کربنه به عنوان ماده اولیه استفاده می شود . و به طور خلاصه روش های مربوط به این سنتز به سه دسته تقسیم می گردد :

-       روش سلانز – وارن : در این روش قسمتی از پروپان را بوسیله احتراق ناقص در درجه حرارت پایین ( 300 درجه

سانتی گراد ) اکسیده می نمایند . مواد حاصله از این عمل بی شمار است زیرا تمام درجات مختلف اکسیداسیون ( برای تشکیل الکل ها ، آلدئید ها ، اسیدها ، اکسید کربن ، گاز کربنیک ، همچنین تمام موادی که از اثر این فرآورده ها بر روی یکدیگر بدست می آید ) در این شرائط امکان پذیر می باشد . راندمان ماکزییم استن در مواد حاصل از عمل احتراق قسمتی در حدود 13 درصد است . تهیه استن بدین طریق کمی گران تمام می شود اما باید توجه داشت که این روش برای تهیه استالدئید است و استن یک محصول فرعی بشمار می رود .

روش انتخابی برای تهیه استن :

در این روش از پروپیلن به عنوان ماده اولیه استفاده می گردد . این جسم در مقابل اسید سولفوریک آب جذب نموده به ایزوپروپانول مبدل می گردد که در اثر هیدروژن گیری از آن می توان استن بدست آورد .

به جای علامت پیکان از خط تیره بلند استفاده شده است .

                                              H2SO4

CH3 – CH  CH2 + H2O  ــــــــ  CH3 – CHOH – CH3

Ni  

CH3 – CHOH  - CH3  ــــــ  CH3 – CO – CH3 + H2

دومین مرحله ( یعنی هیدروژن گیری ) همیشه در مقابل کاتالیزور جامدی مثل نیکل انجام می گیرد . ممکن است عمل را در فاز گازی شکل و دمای بالا  ( طریقه شل ) یا در فاز مایع با دمای ملایم ( روش موسسه فرانسوی نفت ) انجام داد . انتخاب دقیق شرائط عمل در دو مرحله فوق سبب گردیده است که راندمان عمل خیلی خوب و قابل ملاحظه باشد . با وصف این مطلب این روش بوسیله متد بعدی مورد رقابت قرار گرفته است زیرا در طریقه سوم علاوه بر استن می توان فنل هم تهیه نمود .

روش کومن :

در این روش با استفاده از مواد اولیه بنزن و پروپیلن می توان ترکیبات فنل و استن را تهیه نمود . بنزن و پروپیلن به نسبت یک مول  - یک مول در مجاورت کاتالیزور اسید در فاز هتروژن ( H3 PO4 ) یا هموژن ( H2 SO4 ) کندانسه می گردد و در نتیجه به ایزوپروپیل بنزن ( که کومن نامیده می شود . ) تبدیل می شود . مایع حاصله در اثر گاز اکسیژن کومن می نماید که از هیدرولیز آن در حدود 90 در جه سانتی گراد استن و فنل تهیه می گردد .

این طریقه سنتز کاملا انتخابی است و فعلا موارد استعمال هر دو محصول که تواما می شود تقریبا یکسان و برابر می باشد و اگر هم تغییراتی از نظر احتیاج در بازار آید مازاد یکی از آنها را می توان به موادی دیگری تبدیل نمود . 




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 
How can we increase our height?
سه شنبه 10 مرداد 1396 06:16
I like the valuable info you provide in your articles.

I'll bookmark your blog and check again here frequently.
I am quite sure I'll learn many new stuff right here!
Best of luck for the next!
BHW
پنجشنبه 24 فروردین 1396 08:01
This design is incredible! You obviously know how to
keep a reader amused. Between your wit and your videos, I was almost moved to start my own blog (well, almost...HaHa!) Great job.

I really enjoyed what you had to say, and more
than that, how you presented it. Too cool!
manicure
پنجشنبه 17 فروردین 1396 12:19
What's up to every one, it's in fact a nice for me to go to see this web page, it consists
of valuable Information.
manicure
سه شنبه 15 فروردین 1396 01:39
Wow, awesome blog structure! How lengthy have you been running a blog for?
you made blogging look easy. The whole look of your site
is magnificent, as neatly as the content!
manicure
دوشنبه 14 فروردین 1396 10:35
This is really interesting, You're a very
skilled blogger. I have joined your feed and look forward
to seeking more of your excellent post. Also, I have shared your website in my social networks!
سارا
یکشنبه 16 فروردین 1394 17:20
مطالبت خیلی به دردم خورد ممنون.به وبه منم سر بزن
پاسخ سیدمحمدامین شاهمرادی : ممنون
پریسا
یکشنبه 31 شهریور 1392 18:42
سلام دوست گرامی مطالبت خوبن مرسی که وبم سر زدی
فاطمه و سعید
پنجشنبه 28 شهریور 1392 10:38
سلام احسنت وبلاگ پرباری دارین استفاده کردم.
با ارزوی موفقیت
پاسخ سیدمحمدامین شاهمرادی : مرسی
کلک
پنجشنبه 28 شهریور 1392 09:58
مرسی استخراج نفت خیلی مفید بود.
پایدار بمانید
ورمی کمپوست
چهارشنبه 27 شهریور 1392 18:26
باسلام وتشکرازشما دوست عزیز.
sarvenazfayyaz
چهارشنبه 20 شهریور 1392 13:34
salam weblogtan ra doost daram mataleb jalebee darid
پاسخ سیدمحمدامین شاهمرادی : ممنون
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.