كيف يتم تكرير النفط ويمر بستة عمليات

يمر النفط الخام بالعديد من العمليات والمعالجات الكيميائية قبل أن نحصل على مشتقاته منثل البنزين، ولكن كيف يتم تكرير النفط بالضبط وما هي مراحل معالجته؟

3 إجابات
صيدلانية
الصيدلة, جامعة تشرين

شكَّلتِ الثروةُ النفطيةُ ثورةً في عالم الصناعةِ منذ اكتشافها وحتى الآن، وبالرغم من الاقتراب من نفادها والبحث عن مصادرَ بديلةٍ للطاقةِ ما يزال النفطُ في غاية الأهمية، ووَجدتِ البشريةُ الطريقة المُثلى للاستفادةِ من هذه المادة الخام وسمَّت هذه الطريقةَ بتكريرِ النفط (Petroleum Refining)؛ والتي تُعرَّفُ بأنها عمليةُ تجزئةِ النفط الخام إلى موادَّ مختلفةِ التركيبِ والخواصِ الفيزيائية والكيميائية، وتتم في مبانٍ ضخمةٍ تُسمّى مصافي النفط، وأُنشئت أولُ مصفاةٍ عام 1861 وكان الكيروسين الناتج بالتقطير الجوي البسيط أول منتجاتها.

يعتمدُ عددُ ونوعُ العمليات المستخدمة في المصافي الحديثة على طبيعة النفط الخام والمواد المراد الحصول عليها بالإضافة للحالة الاقتصادية للشركة، ولكن إليك العمليات الأساسية في أي عمليةِ تكريرٍ للنفط:

  • عملية الفصل: وهي عمليةٌ فيزيائيةٌ تتمثل بالتقطير الجوي والفراغي، وتتم في أبراجِ التقطير التي يصلُ عمقها إلى 60 مترًا، وتبدأ برفع درجة حرارة النفط الخام إلى أكثر من 350 درجةٍ مئويةٍ مما يحوله إلى مجموعاتٍ من أبخرةِ المواد الهيدروكربونية، وترتفع هذه الأبخرة مُجتازةً البرج العميق لتُفصَل حسب كثافتها؛ حيث تتدرج لتكون الأبخرة الأقل كثافةً في الأعلى والأعلى كثافةً في الأسفل، ثم تتكاثفُ كلٌّ منها على حدا، وتتجمع في حجرات التكثيف داخل الأنبوب.
  • عملية التحويل: وهي تطبيق مجموعةٍ من العمليات والتفاعلات الكيميائية لتحويل نواتج المرحلة الأولى إلى مُرَكَّباتٍ أكثر نقاوةً وخِفَّةً، وأهم هذه العمليات:
    1. التكسير (القطع او التحليل)؛ وله عدّة أنواعٍ كالتكسير التحفيزي، والمائي، والحراري، وفحم الكوك وتكسير اللزوجة، بالإضافة لاستخدام موادٍ مساعدةٍ كالهيدروجين، وتتم جميعها بتطبيق ضغطٍ وحرارةٍ عاليين جدًا، وينتج عن كلٍّ منها مزيجٌ من المواد المختلفة.
    2. التوحيد؛ من خلال عمليات الألكلة والبلمرة.
    3. التعديل؛ بواسطة الأزمرة وإعادة الترتيب التحفيزي.
    4. العلاج الأولي بالحرارة وإزالة الماء واستخدام مذيباتٍ عضويةٍ للاستخلاص، لتنتج بنهايتها العديد من المركبات معقدة التركيب بالإضافة للبنزين والغاز الطبيعي.
  • عملية المعالجة: وهي المرحلة التي تستخدم طرقًا وتفاعلاتٍ مختلفةً للتنقية وزيادة الكفاءة عبر إزالة المواد الهيدروكربونية غير المشبعة والأكاسيد والشوائب الصلبة كالقطران والإسفلت بتمرير الناتج المرحلي بأعمدةٍ حاويةٍ على حمض السلفوريك وإزالة الماء بالتمرير في أنابيبَ تحوي موادَ مجفِّفةٍ، والتخلص من المكونات الأخرى التي تؤثر سلبًا على خصائص المنتج النهائي كالكبريت باستخدام كبريتيد الهيدروجين وهو غازٌ سامٌّ للغاية وقابلٌ للاشتعال.
  • الصياغة والمزج: وهي عملية دمج أجزاء الهيدروكربونات مع موادَ مضافةٍ لتصنيع منتجاتٍ بالخصائص المطلوبة بدقةٍ.
  • عمليات التكرير المساعدة: تُستخدَمُ لدعم المعالجة، وتشمل التجريدَ من المياه الحامضة (الحاوية على كبريتيد الهيدروجين والأمونيا المستخدمين في المعالجة) بالإضافة للنفايات الصلبة، واستعادة الهيدروجين والمحفزات والغازات المستخدمة في العمليات السابقة.

تتضمن كلُّ مرحلةٍ الكثير من التفاصيلِ المعقدة، وتتطلب العديد من إجراءات السلامةِ.

أكمل القراءة

0
مهندس مدني

تكرير النفط الخام يحيله منتجات بترولية تستخدم في مركبات النقل، والتسخين، ورصف الطرقات، وتوليد الكهرباء ومركبات أخرى تستخدم في الصناعات الكيماوية؛ فالتكرير يفصل النفط إلى عدة مركبات يمكن إعادة تركيبها كمنتجات أخرى. مصافي النفط منشآت صناعية معقدة، إلا أن كل المصافي تتبع خطوات تكرير النفط الثلاثة: الفصل، التحويل والمعالجة.

الفصل: في المصافي الحديثة يتم فصل النفط بضخه عبر أفران ساخنة، ومن ثم طرح السوائل والأبخرة الناتجة إلى وحدات تقطير. جميع المصافي تحتوي على وحدات تقطير جوية، إلا أن بعضها يستخدم وحدات تقطير فراغية.

داخل وحدات التقطير: تنفصل الغازات والأبخرة الناجمة عن معالجة البترول إلى كسور وفقاً لنقاط غليانهم. تبقى الكسور الثقيلة في الأسفل في حين تطفو الخفيفة نحو الأعلى. السوائل متوسطة الوزن بما في ذلك الكيروسين تبقى في منتصف برج التقطير. السوائل الثقيلة، تسمى زيوت الغاز، تبقى في القسم السفلي من برج التقطير في حين أن الكسور الأثقل ذات نقاط الغليان الأعلى تستقر في الأسفل.

التحويل: بعد التقطير يتم معالجة الكسور الأثقل ذات القيمة المنخفضة إلى منتجات أخف أعلى قيمة مثل الجازولين. يتم هنا نقل الكسور من وحدات التقطير عبر تيارات (مكونات انتقالية) لتتحول فيما بعد إلى المنتج النهائي.

أكثر طرق التحويل انتشاراً تسمى بالكسر وتستخدم الحرارة، الضغط وفي بعض الأحيان الهيدروجين لتحطيم المركبات الهيدروكربونية إلى أخرى أخف. تتكون وحدة الكسر من مفاعل طويل، أو أكثر، جدرانه كثيفة شكله كالصاروخ و شبكة من الأفران، مبدلات الحرارة، و مستوعبات أخرى. الكسر ليست الطريقة الوحيدة التي يتم فيها تحويل النفط. بعض العمليات تعيد ترتيب الجزيئات للحصول على منتجات أكثر قيمة عوضاً عن فصلها (كالكلة التي تولد منتجات الغازولين بدمج بعض نواتج الكسر، وإعادة التشكيل التي تستخدم الحرارة، ضغطاً معتدلاً وبعض مسرعات التفاعل لتحويل النافثا إلى مكونات الجازولين عالي الأوكتان.

المعالجة: المرحلة الأخيرة، يتم فيها إضفاء اللمسات الأخيرة. لتشكيل الغازولين يتم دمج مجموعة من التيارات الخارجة من وحدات المعالجة بنسب محددة. تحدد نوعية مزيج الجازولين من نسبة الأوكتان، معدلات ضغط الغاز ومعايير أخرى.

أكمل القراءة

0
مهندس
هندسة أتمتة صناعية, طرطوس

تتم عملية تكرير النفط ضمن مصافٍ خاصة لاستخلاص جميع المشتقات كالبنزين والمازوت والكيروسين والزيوت وغيرها، وفق المراحل التالية:

  • مرحلة الفصل: وهي مرحلة الفصل الفيزيائي للنفط، إما بالتقطير أو التبريد أو باستخدام المذيبات، لكن أكثر الطرق شيوعًا هي التقطير، تتم عملية التقطير من خلال تسخين النفط الخام إلى درجة حرارة حوالي 350 درجة مئوية ضمن برج التقطير، الأمر الذي يجعل النفط يتحول إلى خليط من الغازات والأبخرة، والتي تنفصل عن بعضها ضمن البرج بحسب كثافتها، حيث تبقى الأبخرة ذات الكثافة العالية في أسفل البرج، أما أعلاه نجد الأبخرة ذات الكثافة المنخفضة.
  • مرحلة التحويل: يتم فيها البدأ بالحصول على مشتقات النفط الخام من خلال مجموعة من العمليات الكيميائية على الأبخرة التي فُصلت في المرحلة السابقة، حيث تُكسر الروابط بين جزيئات الأبخرة عن طريق رفع درجة حرارتها لحوالي 540 درجة مئوية وتطبيق ضغط عالي، وإضافة بعض المواد المساعدة كالهيدروجين.
  • مرحلة المعالجة:  يتم في هذه المرحلة تنقية نواتج المرحلة السابقة من أي شوائب أو ماء أو شوارد وأملاح معدنية أو كبريت أو أزوت متبقية فيها، حيث يتم تمريرها ضمن برج يحوي حمض الكبريتيك لإزالة أي مركبات كربوهيدرية غير مشبعة أو أزوتية أو تحوي أكاسيد منها، لتنتقل بعدها إلى برج آخر لتجفيفها من أي مياه عالقة فيها، ومن ثم إلى وحدة معالجة الكبريت التي تحوي على كبريتيد الهيدروجين لإزالة أي جزيئات كبريت تحويها.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "كيف يتم تكرير النفط ويمر بستة عمليات"؟