جدا کردن حرارتی نقش کلیدی در این فرآیند ایفا می کند تراشیدن نفت خام که در واقع متکی به این است که هیدروکربن های مختلف دارای نقاط جوش خاص خود هستند و رفتار متفاوتی هنگام تبدیل از مایع به بخار دارند. در هنگام تصفیه نفت خام، فرآیند به این صورت است که مخلوط را گرم می کنند تا بخارهای حاصل از آن از این برج تقطیر بزرگ به سمت بالا حرکت کنند. هر بخش از مخلوط در دمای خاص خود می جوشد، بنابراین در ارتفاعات مختلف داخل برج چگالیده می شود. مهندسان این فرآیند را تعادل بخار-مایع می نامند. نتیجه چیست؟ محصولات مختلفی مانند بنزین معمولی، سوخت دیزل و حتی کروزین هواپیمایی به دست می آیند. در نظر گرفتن این سیستم واقعاً جالب است، به خصوص با توجه به پیچیدگی نفت خام قبل از پردازش.
تفاوتهای دما در جداسازی هیدروکربنها اهمیت زیادی دارد، چون هیدروکربنها دارای نقاط جوش و وزنهای متفاوتی هستند. مواد سبکتر مانند بنزین تمایل دارند در نزدیکی بالای برج که دمای کمتری دارد، تقطیر شوند. از سوی دیگر، مواد سنگینتر مانند بیتوم در قسمتهای پایینی که دمای بیشتری دارد، تهنشین میشوند. حفظ این مناطق دمایی نیازمند مدیریت دقیق انتقال حرارت درون سیستم است. این امر به بهبود بهرهوری حرارتی کل فرآیند تقطیر و دستیابی به نتایج بهتر در جداسازی اجزای مختلف کمک میکند. در عمل، اپراتورها به طور مداوم این شرایط را نظارت میکنند تا کیفیت خروجی محصولات نفتی مختلف را بهینه کنند.
درست کردن بهرهوری گرمایی در کنار تبادل گرمای مناسب، تفاوت ایجاد میکند که یک ستون تقطیر به درستی کار کند. وقتی انتقال گرما به خوبی انجام شود، مصرف انرژی کاهش مییابد و همچنین اطمینان حاصل میشود که اجزا به درستی از هم جدا شوند. گرمایی که از پایین میآید باید از طریق ستون به سمت بالا حرکت کند و در طول مسیر قدرت خود را از دست ندهد. بدون این بهرهوریها، اپراتورها منابع را هدر میدهند و در نهایت کیفیت ضعیفی از محصول خواهند داشت. به خصوص در تقطیر کسری نفت خام، دستیابی به تعادل درست بین کنترل دما و جریان مواد به تعیین این مسئله کمک میکند که آیا پالایشگاهها به اهداف تولید خود دست پیدا میکنند یا نه.
تفاوت اصلی بین تقطیر کسری و ساده عمدتاً در طراحی و کارایی آنهاست، که به ویژه در تصفیه نفت خام اهمیت زیادی دارد. تقطیر ساده زمانی بهترین نتیجه را میدهد که مخلوطی از مواد با دمای جوش بسیار متفاوت را سروکار داشته باشیم. اما زمانی که با چیزی پیچیده مانند نفت خام مواجه شویم که باید به بسیاری از اجزای مختلف تجزیه شود، استفاده از تقطیر کسری ضروری میگردد. این ستونهای خاصی که در تقطیر کسری به کار میروند، دارای صفحات زیادی یا مواد پرکننده داخلی هستند. این ساختار سطح بیشتری را برای مایع شدن بخار در حال حرکت به سمت بالای ستون فراهم میکند و به طور قابل توجهی کارایی جداسازی را نسبت به تجهیزات تقطیر ساده افزایش میدهد.
تقطیر جزئی در برخورد با مخلوطهای پیچیده نفت خام مزایای قابل توجهی دارد. نحوه تنظیم این ستونهای تقطیر و سینیها این امکان را فراهم میکند که بتوانند هیدروکربنهای مختلف را بر اساس نقطه جوش آنها جدا کنند. این سیستم به دستیابی به محصولات خاصی مانند نفت کوره یا نفت سفید امکانپذیر میکند که با روشهای ساده تقطیر به دست نمیآیند. در عمل این به معنای جداسازی بهتر بین اجزا است و این موضوع در تبدیل نفت خام به انواع محصولات نهایی ارزشمند بسیار مهم است.
درست انجام دادن تقطیر کسری برای نفت خام به معنای کار با سیستمهای پیچیده مانند درپوشهای حبابی یا صفحات سوراخداری است که به بخارات کمک میکنند تا با مایعی که از بالا سقوط میکند، برخورد کنند. این صفحات در واقع به عنوان ایستگاههای جداسازی عمل میکنند که در آن کسرهای مختلف بر اساس دمای جوش خود از هم جدا میشوند و این امر باعث بهتر کار کردن کل فرآیند میشود. وقتی این کار به درستی انجام شود، چنین سیستمی منجر به صرفهجویی در منابع و تولید محصولات نهایی با کیفیت بالاتری میشود که واقعاً بازار و خواستههای مشتریان امروزی را برآورده میکند. بیشتر تصفیهخانهها متوجه شدهاند که سرمایهگذاری در بهینهسازی این سیستمها، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است و همچنین در تمام بازارها باعث تولید مداوم محصولات با کیفیت یکسان میشود.
قدم اول در تصفیه نفت خام، گرم کردن اولیه نفت برای کاهش ویسکوزیته آن است تا فرآیندهای بعدی به مراتب راحتتر انجام شوند. وقتی نفت خام را گرم میکنیم، در دمای حدود ۱۴۰ تا ۱۶۰ درجه سانتیگراد رقیقتر میشود و این موضوع باعث میشود دستکاری و پمپاژ آن از طریق لولهها بسیار آسانتر باشد. پس از این مرحله، فرآیند حذف نمک (دسنالتینگ) صورت میگیرد، جایی که نمک و سایر مواد ناخواسته موجود در نفت خام جدا میشوند. تجمع نمک درون تجهیزات پالایشگاه به مرور زمان مشکلات متعددی را به همراه دارد. مواردی دیده شده که رسوب نمک باعث سایش قطعات فلزی شده و در نهایت منجر به خرابی کامل آنها شده است. انجام صحیح فرآیند دسنالتینگ میتواند سود بسیاری برای پالایشگاهها داشته باشد. واحدهایی که رعایت دقیق روالهای دسنالتینگ را دارند، بهبودی بین ۱۵ تا ۲۵ درصدی در عملکرد کلی تجهیزات و همچنین کاهش قابل توجهی در تعداد دفعات توقف برای تعمیرات گزارش کردهاند. صرفهجوییها به سرعت جمع میشوند، بهویژه وقتی هم هزینه توقف تولید و هم هزینه قطعات تعویضی در نظر گرفته شود.
ستونهای تقطیر اتمسفری نقش محوری در پالایشگاههای نفت ایفا میکنند، در واقع این ستونها به عنوان جداسازهای بزرگ عمل میکنند که نفت خام را به قسمتهای مختلفی تجزیه میکنند. فرآیند زمانی شروع میشود که نفت خام گرم شده وارد ستون شده و به بخار تبدیل میگردد. هنگامی که این بخار در داخل برج به سمت بالا حرکت میکند، دماهای متفاوت موجود در ستون به تقسیم نفت به اجزای تشکیلدهنده آن بر اساس میزان سبکی و سنگینی و نقطه جوش هر کدام کمک میکند. بازچرخه کردن (Reflux) یکی از فرآیندهای مهمی است که در اینجا اتفاق میافتد - در واقع این کار با گرفتن مقداری از مایع از قسمت بالای ستون و بازگرداندن آن به سمت پایین، عمل جداسازی را بهتر میکند، همچنین محصولات ارزشمندی که از بالای ستون به دست میآیند را جمعآوری میکند. مهندسان پالایشگاه در دهههای اخیر بهبودهای زیادی را در طراحی این ستونها ایجاد کردهاند، به گونهای که امروزه میتوانیم از هر بشکه نفت خام بهرهبرداری بیشتری داشته باشیم. آنها مواردی مانند میزان نفتی که در واقع بازیابی میشود و دقیقاً اینکه هر یک از فراکسیونها چه خواصی دارند را دنبال میکنند تا ببینند آیا سیستم تقطیر به خوبی کار میکند یا نیاز به تنظیم دارد.
در واحدهای تصفیه نفت، از تقطیر در خلا برای تجزیه قسمتهای سنگین نفت خام استفاده میشود که به دلیل داشتن نقطه جوش بسیار بالا، در شرایط عادی فشار جوی، قابل جداسازی نیستند. وقتی اپراتورهای تصفیهخانه در واحد تقطیر خلا ایجاد میکنند، در واقع دمای لازم برای تبخیر این اجزای مقاوم را بدون اینکه از نظر شیمیایی تخریب شوند، کاهش میدهند. چرا این روش ارزشمند است؟ اولاً نتایج بهتری از نظر جداسازی اجزاء فراهم میکند و همچنین باعث صرفهجویی در هزینههای انرژی میشود. یک سیستم خوب طراحی شده تقطیر در خلا قادر است چند گالن اضافی از محصولات مفید را از هر بار تولید نفت خام استخراج کند و موادی که قبلاً ضایعات محسوب میشدند را به کالاهای قابل فروشی مانند روغنهای روانکار و مواد شیمیایی خاص تبدیل کند. در دنیای تصفیه نفت، که حاشیه سود بسیار کم است، بهرهبرداری حداکثری از هر بشکه نفت پردازش شده از طریق تقطیر خلا، میتواند تفاوت بین باقی ماندن در رقابت و عقب افتادن در بازارهای انرژی تنگ امروزی باشد.
تغلیظ نفت خام باعث بروز انواع سردردها میشود، زیرا هر باره ترکیبات هیدروکربنی کاملاً متفاوتی دارد. ترکیب مواد از یک محموله به محموله دیگر تغییر میکند، بنابراین پالایشگران باید به طور مداوم روشهای خود را تغییر دهند تا بتوانند کیفیت محصولات خود را یکنواخت نگه دارند. روشهایی مانند کروماتوگرافی گازی در این زمینه نقش بزرگی ایفا میکنند و به اپراتورها کمک میکنند تا این تفاوتهای شیمیایی را شناسایی کنند و پارامترهای فرآورش را به صورت لحظهای تنظیم کنند. تطبیق با منابع متفاوت نفت خام و همچنین رعایت مقررات سختگیرانهتر محیط زیست اهمیت زیادی دارد، زیرا هر دو عامل به طور مستقیم بر نحوه عملکرد یک پالایشگاه و نوع محصول نهایی تأثیر میگذارند. وقتی شرکتها در این ابزارهای تحلیلی سرمایهگذاری میکنند، تنها مشکلات فنی را حل نمیکنند، بلکه در واقع در یک صنعت که در آن بهبودهای کوچک به صرفهجویی قابل توجهی در هزینهها در طول زمان تبدیل میشود، قابلیت رقابت خود را حفظ میکنند.
تقطیر نفت خام نیازمند مقدار بسیار زیادی انرژی است که هم هزینههای عملیاتی و هم میزان سبز بودن فرآیندها را تحت تأثیر قرار میدهد. برای پالایشگاههای امروزی که به دنبال کاهش هزینهها بدون ایجاد آسیب به سودآوری هستند، یافتن راههایی برای صرفهجویی در مصرف انرژی امری ضروری شده است. یکی از روشهای متداول، چیزی است به نام ادغام حرارتی که در آن تجهیزات خاصی با نام مبدلهای حرارتی گرما تولید شده در طول فرآیند را جذب کرده و دوباره از آن استفاده میکنند. سیستمهای بازیابی گرمای اتلافی نیز به شیوهای مشابه عمل میکنند اما تمرکز خاصی بر جذب انرژی حرارتی باقیمانده دارند که در غیر این صورت هدر میرفت. بسیاری از کارخانهها هم ارزش را در بهینهسازی دقیق کلیه فرآیند تولید مییابند تا گامهای غیرضروری و منابع هدر رفته را حذف کنند. گزارشهای صنعتی نشان میدهند که این روشها اغلب کاهشهای قابل توجهی را به همراه دارند و در برخی موارد نیاز کلی به انرژی تا ۳۰ درصد کاهش یافته و در عین حال انتشار گازهای گلخانهای نیز کاهش مییابد. این نوع بهبودها اهمیت دارند زیرا به پالایشگران کمک میکنند تا از نظر مالی رقابتپذیر باقی بمانند و در عین حال با مقررات زیستمحیطی سختگیرانهای که در سراسر جهان اعمال میشوند، انطباق پیدا کنند.
توسعههای جدید در فناوری غشا در حال تغییر نحوه جداسازی اجزای مختلف در تقطیر نفت خام هستند. این غشاهای پیشرفته از مواد پلیمری سنتزی خاصی استفاده میکنند که برخلاف روشهای قدیمیتر به شیوههای متفاوتی عمل میکنند. آنها به جای گرم کردن کل مخلوط، اجازه میدهند تا برخی مولکولها بر اساس ویژگیهای اندازه و شکل خود از میان آنها عبور کنند. صرفهجویی در مصرف انرژی نیز بسیار خوب به نظر میرسد، طبق پروژههای مشترک تحقیقاتی بین محققان دانشگاه جورجیا تک، دانشگاه امپریال کالج لندن و مهندسان شرکت اکسون موبیل. در مورد مزایای واقعی، این روشهای جدید میتوانند هم انتشارات و هم مصرف کلی انرژی را کاهش دهند. برخی آزمایشها حتی نشان میدهند که غشاها ممکن است در نهایت جایگزین سیستمهای تقطیر قدیمی مبتنی بر گرما شوند، که قطعاً منجر به کاهش ردپای کربنی در سطح پالایشگاههای جهان خواهد شد. شرکتهایی که این فناوری را به صورت زودهنگام پذیرفتهاند، اقدام به نصب موفق این غشاها کردهاند و نمونههای واقعی از عملکرد آنها تحت شرایط صنعتی را فراهم کردهاند.
تبخیر لایه نازک در تقطیر نفت خام به دلیل داشتن مزایای متعدد نسبت به روشهای قدیمیتر، در حال کسب محبوبیت است. تقطیر سنتی با گرم کردن کل مخلوط تا نقطه جوش انجام میشود، اما تبخیر لایه نازک تنها روی لایه سطحی اتفاق میافتد. این روش از آسیبهای ناشی از گرمای بیشازحد که میتواند باعث خراب شدن محصولات نهایی شود، میکاهد. این روش همچنین باعث بهبود جداسازی اجزای مختلف از یکدیگر و افزایش کیفیت کلی محصولات میشود و تمام این موارد با مصرف انرژی کمتری نسبت به فرآیندهای معمولی انجام میگیرد. گزارشهای صنعتی نشان میدهند که انتقال به این فناوری در بلندمدت میتواند منجر به صرفهجویی در هزینهها و بهبود عملکرد مالی پالایشگاههای نفت شود. بسیاری از بهرهبرداران شروع به استفاده از سیستمهای تبخیر لایه نازک کردهاند چرا که ارزش واقعی این روش را از نظر کارایی عملیاتی و کاهش تأثیرات زیستمحیطی در فرآیند پالایش مشاهده کردهاند.
به کارگیری اتوماسیون در تقطیر نفت خام به طور قطع باعث بهتر و مطمئنتر شدن فرآیندها میشود، چرا که اشتباهات انسانی را کاهش میدهد و امکان رفع مشکلات قبل از وقوع آنها را فراهم میکند. سیستمهای کنترل پیشرفتهای که هوش مصنوعی را با یادگیری ماشینی ترکیب میکنند، در تشخیص به موقع مشکلات و اطمینان از انجام صحیح فرآیندها عملکرد خوبی دارند. این سیستمها به طور مداوم وضعیت را نظارت میکنند و در صورت نیاز تنظیمات را تغییر میدهند، که این امر منجر به انجام فرآیندها در زمان کمتر و با هزینههای کلی پایینتر میشود. نگاهی به برخی از پالایشگاههایی که اخیراً این نوع سیستمهای اتوماتیک در آنها به کار گرفته شده است، نشان میدهد که چگونه این فناوریها مدیریت عملیات روزانه را به طور کامل دگرگون کردهاند. با توجه به پیشرفتهای موجود، روشن است که شرکتها برای بهبود فعالیتهای خود و همچنین دستیابی به اهداف پایداری در صنعت پالایش نفت، باید به سیستمهای کنترل مبتنی بر هوش مصنوعی روی بیاورند.
دستگاههای تصفیه روغن پیرولیز با نرخ بازیابی بالا، نقش مهمی در بهبود هم کارایی و هم کیفیت خروجی در فرآیندهای تصفیه روغن ایفا میکنند. این سیستمها با استفاده از فناوریهای پیشرفته تصفیه، به تمیز کردن و بازیابی موثر روغن پیرولیز میپردازند که به معنای نتایج بهتر در مجموع است. تجهیزات مدرن از فناوری پیشرفتهتری بهره میبرند که کنترل دقیقتری را از سوی اپراتورها بر روی کیفیت نهایی روغن فراهم میکند، چیزی که امروزه در بسیاری از صنایع ضروری شده است. نمونه خوبی از این نوع ماشینآلات در دستگاه تصفیه روغن پیرولیز با نرخ بازیابی بالا از شرکت SQATW قابل مشاهده است که بهطور خاص برای پردازش روغن لاستیک و روغن پلاستیک از طریق روشهای تقطیر طراحی شده است.
کارخانههای تقطیر نفت که شامل مراحل از بین بردن بوی نامطبوع هستند، نقش کلیدی در تولید محصولات نفتی با کیفیتی ایفا میکنند که در بازار به خوبی فروش دارند. وقتی این تاسیسات بتوانند به طور موفقیتآمیزی بوهای نامطبوع را از نفتهای باطله حذف کنند، محصول نهایی را برای کسبوکارهایی که به دنبال خرید نفتهای بازیافتی هستند، جذابتر میکنند. به عنوان مثال میتوان به سیستم تقطیر نفت باطله SQATW اشاره کرد که پسماندهای پلاستیکی را به سوخت دیزل تبدیل میکند و در عین حال از طریق فرآیندهای خاص تیمار، بوهای شیمیایی ناخوشایند را از بین میبرد. این نوع فناوری باعث میشود نفت بازیافتی تنها عملی نباشد، بلکه در برابر محصولات پتروشیمیایی متداول امروزی در بازار واقعاً رقابتپذیر باشد.
سیستمهای تبدیل نفت پلاستیکی به دیزل واقعاً میتوانند بازی را در زمینه بازیافت در صنعت نفت تغییر دهند و هم از لحاظ مالی و هم از نظر محیط زیست مزایایی دارند. اساس کار این سیستمها این است که نفت پلاستیکی از دست رفته را گرفته و به سوخت دیزل قابل استفاده تبدیل میکنند، بجای اینکه این مواد آلودهکننده باقی بمانند. به عنوان مثال، دستگاه تقطیر نفت پیرولیز پلاستیکی به نفت دیزل با کارکرد مداوم SQATW. این طرح خاص نشان میدهد که چگونه شرکتها میتوانند در عین کسب درآمد، پایبندی خود را به محیط زیست نیز بهبود دهند. بسیاری از متخصصان این حوزه گزارش دادهاند که پس از به کارگیری این فناوری بهبودهای قابل توجهی را تجربه کردهاند، که این موضوع گویای ارزش واقعی این فناوری فراتر از حد گفتههاست.
دستگاههای پیرولیز نصبشده روی اسکید در عملیات تقطیر سیار در مکانهای مختلف، انعطافپذیری زیادی فراهم میکنند. این دستگاهها طراحی فشردهای دارند که واقعاً در تحرک آنها کمککننده است و نصب آنها را نسبت به نصبهای سنتی بسیار آسانتر میکند. این موضوع به معنای اجرای روانتر عملیات است. به عنوان مثال، دستگاه تصفیه روغن از پسماند لاستیک و پلاستیک با روش پیرولیز با نصب اسکید برای تولید روغن قابلاجرا را در نظر بگیرید. متخصصان صنعت اغلب به این مدلها اشاره میکنند که تمام مزایای مورد بحث ما را بهخوبی نشان میدهند و همچنین گزارشهای میدانی، عملکرد بسیار خوبی را برای آنها نشان دادهاند.
دستگاههای بازیابی روغنهای زائد به مدلهای چندهدفهای موجود هستند که تمام انواع کارهای بازیابی روغنهای استفادهشده را انجام میدهند و به این ترتیب به کاهش هزینهها و افزایش بهرهوری در عملیات کمک میکنند. این سیستمها قادر به پردازش انواع روغنهای زائد از صنایع مختلف هستند و این امر آنها را بسیار انعطافپذیر میکند تا کارگاهها و واحدهای تولیدی بتوانند جریانهای زائد خود را کاهش داده و از منابع موجود بهتر استفاده کنند. به عنوان مثال میتوان به دستگاه تقطیر روغن پیرولیز یا سیستم تصفیه روغن موتور استفادهشده اشاره کرد که ما در SQATW آنها را تولید میکنیم. نتایج آزمایشهای ما نشان میدهد که این ماشینآلات در مقایسه با روشهای سنتی دفع زباله، بازدهی قابلقبولی را از لحاظ مالی و همچنین از نظر محیط زیست فراهم میکنند. بسیاری از کسبوکارها دریافتهاند که سرمایهگذاری در مدیریت مناسب روغنهای زائد به سرعت از طریق کاهش هزینههای دفع در محلهای زباله و خرید کمتر مواد اولیه در طول زمان، سودآوری دارد.
تقطیر جزئی در تولید سوختهای زیستی اهمیت زیادی دارد و ممکن است روشهای تولید انرژی ما را در سالهای آینده شکل دهد. اساساً این روش باعث جداسازی بخشهای مختلف مواد خام میشود، به طوری که تولیدکنندگان بتوانند اجزای مفید سوخت زیستی را استخراج کنند. با افزایش تقاضا برای گزینههای انرژی پاک، بهبودهای ایجاد شده در فناوری تقطیر به افزایش بهرهوری و کاهش منابع هدر رفته کمک میکند. از دیدگاه محیط زیست، سوختهای زیستی مزایای خاص خود را دارند، چرا که آلایندههای کمتری نسبت به بنزین یا گازوئیل معمولی در هوا آزاد میکنند و این امر به شهرها در رسیدن به اهداف اقلیمیشان کمک میکند. دادههای بازار نیز نشان میدهند که سوختهای زیستی در حال کسب موضع هستند. میزان استفاده جهانی از این سوختها در سالهای اخیر به طور پیوسته افزایش یافته است، که نشان میدهد این سوختهای جایگزین ممکن است به زودی بتوانند با محصولات نفتی به صورت جدی رقابت کنند.
فرآیندهای تقطیر جزئی در حال گرایش به سمت پایداری هستند، زیرا شرکتها به دنبال کاهش ردپای اکولوژیک خود هستند. بسیاری از پالایشگاهها اکنون از فناوریهای پیشرفتهای استفاده میکنند که گازهای گلخانهای را کاهش داده و ضایعات را کم میکنند، که این امر با اهداف جهانی عملیات مربوط به آب و هوا هماهنگ است. به عنوان مثال، سیستمهای دستگیری انتشارات امروزه به طور گستردهای به عنوان تجهیزات استاندارد در بیشتر واحدهای مدرن به کار گرفته شدهاند، همراه با سیستمهای بازیافت پیشرفتهای که مواد را در چرخههای تولید حفظ میکنند تا اینکه در محلهای دفن زباله پایان یابند. مطالعات منتشر شده در نشریاتی مانند Journal of Cleaner Production آنچه را که در عمل مشاهده میکنیم تأیید میکنند؛ این رویکردهای سبز واقعاً در کاهش آلودگی و صرفهجویی در مواد اولیه با ارزش مؤثر هستند. علاوه بر کمک به حفظ سیاره زمین، زاویه دیگری نیز وجود دارد؛ شرکتهایی که این روشها را اتخاذ میکنند، خود را برای مقررات سفتگیرانهتر در بخش پالایشگاهها بهتر آماده میکنند که در نهایت هم به سودآوری و هم به رشدی متمرکز بر پایداری بلندمدت، نه راهحلهای کوتاهمدت، کمک میکند.
[1] منبع: آمار رشد سالانه زیست سوختها
[2] منبع: مطالعه مجله تولید پاک درباره کاهش انتشار در تصفیه
2024-09-25
2024-09-18
2024-09-12
2024-09-05
2024-08-30
2024-08-23
کپیرایت © 2025 متعلق به شرکت تجهیزات حفاظت از محیط زیست شانگچیو AOTEWEI است. سیاست حریم خصوصی