صناعة تكرير النفط

يعتبر النفط واحد من المصادر الطبيعية الهامة المتواجدة بباطن الأرض ولكن

كيف يتكون البترول

، هو عبارة عن مجموعة من العناصر المركبة والمعقدة المختلطة فيما بينها ومن أمثلتها عنصر الهيدروكربونات، إلى جانب كونه يتمثل مادة خام للكثير من المنتجات الكيميائية ومن أبرز أمثلتها الأدوات البلاستيكية، والمواد الحشرية والأسمدة، والعديد من المنتجات الأخرى، حيث إنه يمثل أحد المصادر الرئيسية للطاقة، بعدما يتم إجرائه من

مراحل عملية تكرير البترول

مثلما يتم استخدامه به إنتاج الكهرباء في تشغيل المحركات والمصانع، بالإضافة إلى عمل وسائل النقل بمختلف أنواعها، وعلى ذلك فإن النفط يمثل أحد المنتجات الأساسية والتي من غير الممكن أن يتم الاستغناء عنه، في حين أن النفط بصورته الخام لا يعد ذو فائدة حيث يشترط أن تتم معالجته من خلال الكثير من العمليات لكي يصبح من الممكن الاستفادة منه.

وفي الولايات المتحدة تقوم عمليات صناعة معالجة البترول على تكرير ما تبلغ نسبته سبعة وتسعون بالمائة من الوقود المستخدم في وسائل النقل، إلى جانب تصنيع وتكرير المواد الخام لاستخدامها في العديد من أنواع الصناعات الهامة الأخرى، ومن أمثلتها الصناعة الكيميائية، وفي ذلك الصدد يذكر أن صناعة تكرير البترول تمتلك شحنات سنوية تبلغ قيمتها مائة ستة وثلاثون دولار، ويعمل ما يصل عدده سبعة وسبعون ألف عامل بها، تلك الصناعة يتم استخدامها بشكل كبير لإنتاج الطاقة والتي يبلغ الاستهلاك السنوي لها 6 كوادريليونات Btus من الطاقة، كما ويتم إنتاج مائة وثمانون طن كل عام من النفايات

. [1]

احتياجات فصل مشتقات النفط

يتم استخدام التقنية ذاتها التي يتم استخدامها في كل من صناعة تكرير البترول، والتقنيات المتبعة بفصل الهندسة التقليدية الكيميائية التي يتم الاعتماد عليها بالصناعات الكيميائية والتي تتضمن كل من الاستخراج، والنزع، والامتصاص، وعمليات الأغشية، والتبلور، والتقطير

، وسوف تستفيد صناعة تكرير البترول من تقنيات الفصل مع تعزيز

كفاءة المواد الخام، وكفاءة الطاقة وفعالية التكلفة. [1]

الفصل العضوي لمشتقات النفط

سوف تستفيد صناعة تكرير البترول من التقنيات المعززة لعمليات الفصل العضوية والتي تمثل العمليات الأساسية العضوية ومن أمثلتها فصل البنزين عن النفط، أو عمليات فصل المواد العطرية عن وقود الديزل ووقود الطائرات، وفي إطار ما يتم اتباعه من تقنيات مطورة للأغشية في مرحلة الفصل العضوي وبشكل خاص مع عمليات معالجة مشكلة التورم بالأغشية، والمشترك من البوليمرات صلبة الأجزاء في سبيل الاستقرار ومن الممكن أن يتم التغلب على الأجزاء الانتقائية الناعمة على ذلك القيد.

وفي الأعوام القليلة الماضية تطورت تقنية جديدة تقوم على نظام بوليستر كوبوليمر / غشاء بوليميد في فصل النفتا الثقيل والذي يكون متشقق بطريقة تحفيزية لمادة عطرية ممتلئة بالنفاذ والذي يتم عن طريقه مزج مواد عطرية خفيفة ومادة الجازولين لخلط نواتج التقطير والتي تتمثل في الديزل ووقود الطائرات

وهناك احتمال أن تصبح الأنظمة الحالية لأغشية التبخر تتمتع بفعالية كبيرة في

عملية التقطير

أو عمليات التبخر الهجين، إذ يترتب على التبخر عملية تعرف بالفصل وهي العملية الأولية، والتي تتميز بأنها ذات تكلفة منخفضة وطاقة طاقة، أما عملية التلميع فإنها تتم عن طريق التقطير، وسوف تكون كل من الوحدات الانتقائية والأغشية والتدفق الأعلى ومن خلالهم يصبح من الممكن احتمال الخلائط العدوانية العضوية بظروف تسرب درجات الحرارة التي تعد مرتفعة بعض الشيء حيث تتراوح ما بين مائة وعشرون درجة مئوية إلى مائتين وخمسون درجة مئوية، والتي تتمتع بمزيد من الفاعلية فيما يتعلق بمسألة التكلفة ولها الكثير من التطبيقات.

كما تعد مسألة السيطرة على تضخم الأغشية بالغة الأهمية من أجل تعزيز الانتقائية، حيث يعد من الممكن الوصول إلى انتقائية مرتفعة مع عملية التبخر، إذ أنه من الممكن أن يحل التقطير

محل

الكثير من عمليات الفصل

. [1]

عمليات فصل مشتقات النفط

يتواجد النفط الخام في صورة سائل داكن اللون لزج القوام، وهو في تلك الحالة لا يكون صالحاً للاستخدام قبل أن يخضع لعمليات المعالجة، إذ أنه في تلك الحالة يتكون من مجموعة من مختلف المواد الكيميائيّة المختلطة والمعروفة باسم الهيدروكربونات، وعملية الفصل تلك أو التي يطلق عليها عمليّة التّقطير فإنها تتم من خلال تسخين النفط داخل أفران مخصصة لذلك، حتى تنفصل الهيدروكربونات وفق درجة غليانها.

وتجرى تلك العملية في أبراد عملاقة بحيث تبدأ أبخرة النفط الذي تم تسخينه في التصاعد، ومن ثم فصلها لجزيئات كل وفق درجة غليانه ووزنه، وتصعد عن طريق تلك العملية الجزيئات ذات الوزن الأقل للبرج من الأعلى قبل أن تبدأ في التكاثف وتتحول لسائل، ومن أمثلتها البنزين، في حين تبدأ الجزيئات الثقيلة في الترسب نتيجة لأنها تتكاثف أولاً، وبذلك تتم عملية الفصل ويبدأ استخراج السائل من أجل صناعة البنزين، ووقود الديزل، والبارافين. [2]

عملية المعالجة

تعتبر المعالجة هي آخر

مراحل تكوين النفط

، ويتمّ بها الجمع فيما بين المنتجات المصنّعة من أجل تكوين مختلف مستويات الأوكتان، وخصائص المنتجات لكي يتم استخدامها بالبيئات القاسية، وخصائص ضغط البخار، ومما يمكن ذكره من أمثلة على المعالجة ما يتم إزالته من الكبريت عن وقود الدّيزل، وهو ما يعتبر من العمليات الهامة حتى يتوافق مع تعليمات الهواء النّظيف، وتستغرق عمليّة المعالجة

الوقت

الأطول في عملية تكرير

مشتقات النفط

. [3]

عملية التّحويل

بعد انتهاء

تكوين النفط في الطبيعة

يبدأ مروره بالعديد من العمليات الهامة ومنها التحويل والذي يعد تغيير للهيدروكربون إلى غيره من الأنواع في سبيل الحصول على المنتج المناسب للاستخدام، ومن تلك العمليات هي التكسير (Cracking) الذي يتم به أخذ الجزيئات ذات القيمة القليلة والوزن الأثقل ومن ثم تحويلها لجزيئات أقل وزناً، ويتم في تلك العملية استخدام كل من الحرارة والضغط، ومن بين تلك العمليات كذلك عملية الألكلة (Alkylation)، والتي تعد خلاف عملية التكسير، إذ يتم بها دمج الجزيئات لتكوين المزيد من الهيدروكربونات. [3]

الفصل الكيميائي والفيزيائي لمشتقات النفط

إن النفط الخام يمر بعدد من العمليات قبل استخدامه تعرف بالتكرير، ويتم منها استخلاص الكثير من المركبات الهامة من خلال تكسير الزيوت الخام الى مكوّنات أصلية من النفط عن طريق الأيدروجين وجزيئات الكربون، ثمّ الترتيب مرة أخرى داخل المصافي وتحويلها لمنتجات يصلح استخدامها، سواء صلبة، سائلة أم غازية:

العمليات الفيزيائية

الطريقة الأولى:

تعرف بالتقطير ويتم بها فصل المكوّنات وفق درجة الغليان المنخفضة عبر التبريد والتكثيف، وتتم تلك العملية من خلال العديد من الأجهزة وهي جهاز التقطير الابتدائي، والآخر هو جهاز التقطير التفريغي.
الطريقة الثالثة:

التبريد ويتم بها فصل الوقود والغازات وتثبيت البنزين.
الطريقة الثانية:

تتمثل في الاستخلاص عن طريق المذيبات والتي تتم من خلال استعمال المذيبات في سبيل فصل خليط من المكوّنات، وتقوم بالاعتماد على النوع الكيميائي للمواد العضوية التي تذوب في المذيبات العضوية، في حين تذوب المواد غير العضوية فيالمذيبات غير العضوية)، ومن تلك المذيبات البنزول والبروبان، والتولوين، وتنتج عن تلك العملية العديد من أنواع الزيوت منها المتوسطة، والثقيلة.

العمليات الكيميائية

تتم تلك العمليات تحت تأثير الحرارة والضغط أو عبر العوامل المساعدة إذ يتم بها تحويل المركبات الناتجة عن عملية التقطير لمنتجات يمكن استخدامها، ومن بين تلك العمليات التكسير المهدرج، التكسير التحفيزي، والتكسير الحراري.

التنقية والمعالجة

هي آخر العمليات التي تخضع لها المنتجات النفطية التي تكون إما كيميائية أو فيزيائية، وتتم بها إزالة والمواد النيتروجينية والشوائب وكبريتيد الهيدروجين التي تتواجد في الزيت.