วิธีการกลั่นน้ำมันดิบอย่างมืออาชีพช่วยเพิ่มผลผลิตการกลั่น

การเข้าใจกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบและการสำคัญของมัน

การกลั่นน้ำมันดิบถือเป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญในการเปลี่ยนน้ำมันดิบให้กลายเป็นของใช้หลากหลายชนิดที่เราพึ่งพิงในชีวิตประจำวัน โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่เกิดขึ้นที่นี่คือการแยกน้ำมันดิบออกเป็นส่วนประกอบต่าง ๆ ผ่านความแตกต่างของอุณหภูมิที่สารเหล่านั้นต้องการเพื่อให้เดือดและกลายเป็นไอ กระบวนการนี้จึงเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการแปรรูปน้ำมันส่วนใหญ่ และช่วยให้ผลิตเชื้อเพลิงที่สำคัญ เช่น แก๊สโซลีนสำหรับรถยนต์ ดีเซลสำหรับรถบรรทุก เครื่องบินเชื้อเพลิง และแม้แต่เชื้อเพลิงสำหรับตะเกียงก๊าด เมื่อทำกระบวนการนี้อย่างเหมาะสม การให้ความร้อนและรวบรวมส่วนประกอบแต่ละส่วนที่จุดอุณหภูมิที่เหมาะสมจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยรวมจากการดำเนินการทั้งหมด

การกลั่นน้ำมันดิบมีบทบาทสำคัญอย่างมากในภูมิทัศน์พลังงานของเรา กระบวนการนี้ให้เชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับรถยนต์ รถบรรทุก และระบบทำความร้อนภายในบ้าน พร้อมทั้งจัดหาวัตถุดิบพื้นฐานให้กับอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ตั้งแต่อุตสาหกรรมพลาสติกไปจนถึงอุตสาหกรรมยา แทบทุกสิ่งที่เราใช้ในชีวิตประจำวันล้วนมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ ซึ่งเป็นศูนย์กลางทั้งการผลิตพลังงานและการผลิตในภาคอุตสาหกรรมทั่วโลก ลองมองไปรอบๆ เมืองสมัยใหม่สักแห่ง คุณจะเห็นหลักฐานของสิ่งนี้ได้ทุกหนทุกแห่ง เชื้อเพลิงเบนซินในรถยนต์ของเรามาจากกระบวนการนี้ ภาชนะพลาสติกที่ใช้บรรจุอาหารของเรา ก็ทำมาจากวัสดุที่ได้จากกระบวนการนี้ และแม้แต่อุปกรณ์ทางการแพทย์บางชนิดก็ต้องพึ่งพาชิ้นส่วนที่ได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ จึงไม่น่าแปลกใจที่เศรษฐกิจของเราส่วนใหญ่ยังคงพึ่งพากระบวนการพื้นฐานนี้อย่างหนัก

ผลกระทบ การกระจายน้ํามันดิบ ผลกระทบต่อเศรษฐกิจโลกนั้นไม่อาจถูกมองข้ามได้ ข้อมูลล่าสุดแสดงให้เห็นว่ามีการผลิตน้ำมันดิบประมาณ 100 ล้านบาร์เรลต่อวันทั่วโลก ในขณะที่ผู้คนก็บริโภคเกือบเท่าจำนวนนี้เช่นเดียวกัน ตัวเลขเหล่านี้ทำให้เราเห็นได้ว่าน้ำมันดิบยังคงมีบทบาทอย่างลึกซึ้งในชีวิตประจำวันของเรา และเป็นเหตุผลว่าทำไมการกลั่นจึงยังคงมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองความต้องการพลังงานทั่วทั้งโลก นอกเหนือจากการเป็นแหล่งพลังงานสำหรับอุตสาหกรรมและครัวเรือนแล้ว กระบวนการนี้ยังมีบทบาทในการกำหนดตลาดระหว่างประเทศ และส่งผลต่อความมั่นคงทางเศรษฐกิจของแต่ละประเทศในระยะยาว หากพิจารณาดูรายงานทางการเงินของประเทศสำคัญๆ ใด ๆ ก็ตาม คุณมีแนวโน้มที่จะพบว่าราคาของน้ำมันดิบถูกระบุไว้ในรายงานเศรษฐกิจนั้นอย่างแน่นอน

การ อธิบาย กระบวนการ ทํา เรฟินเนอรี่ น้ํามัน น้ํามัน

ใจกลางของโรงกลั่นน้ำมันดิบใด ๆ คือคอลัมน์การกลั่น ซึ่งมีบทบาทหลักในกระบวนการกลั่นทั้งหมด ภายในหอคอยขนาดใหญ่ใบนี้ น้ำมันดิบจะถูกแยกออกเป็นส่วนต่าง ๆ หรือเศษส่วนต่าง ๆ กันตามจุดเดือด ซึ่งขึ้นอยู่กับความยาวของโซ่คาร์บอนในแต่ละส่วนประกอบ แต่ละองค์ประกอบจะระเหยออกมาที่อุณหภูมิของตนเอง แล้วทำไมเรื่องนี้ถึงสำคัญ? เหตุผลคือ น้ำมันดิบไม่ได้เป็นเพียงสารเดียว แต่จริง ๆ แล้วมีไฮโดรคาร์บอนหลายร้อยชนิดปนกันอยู่ การแยกองค์ประกอบเหล่านี้ออกจากกันอย่างเหมาะสม คือสิ่งที่ทำให้เราผลิตสินค้าที่มีประโยชน์มากมาย ซึ่งเราพึ่งพาในชีวิตประจำวันได้ โดยการใช้จุดเดือดที่แตกต่างกันนี้เอง โรงกลั่นจึงสามารถแยกเศษส่วนเฉพาะออกมาเพื่อแปรรูปเพิ่มเติมเป็นเชื้อเพลิงเบนซิน น้ำมันดีเซล สารหล่อลื่น และสินค้าอื่น ๆ ที่สามารถขายได้

การกลั่นน้ำมันดิบต้องผ่านหลายขั้นตอน โดยแต่ละขั้นตอนมีบทบาทในการเปลี่ยนน้ำมันดิบให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน ขั้นตอนแรกเริ่มต้นด้วยการกลั่นแบบความดันบรรยากาศ (Atmospheric distillation) เมื่อน้ำมันดิบถูกให้ความร้อนและเทลงในคอลัมน์สูง สิ่งที่เบากว่า เช่น น้ำมันเบนซิน จะลอยขึ้นด้านบน ในขณะที่วัสดุที่หนักกว่าจะจมลงด้านล่าง จากนั้นตามด้วยการกลั่นแบบสุญญากาศ (Vacuum distillation) ซึ่งจัดการกับสิ่งที่เหลืออยู่จากขั้นตอนแรก โดยการสร้างสภาวะความดันต่ำ ทำให้สามารถแยกเอาสิ่งที่มีค่า เช่น น้ำมันหล่อลื่น ออกมาจากส่วนที่หนักและดื้อด้านได้ นอกจากนี้ยังมีการกลั่นแบบแฟลช (Flash distillation) ที่เกิดขึ้นในช่วงท้ายของกระบวนการ ซึ่งใช้การให้ความร้อนแบบฉับพลันเพื่อแยกองค์ประกอบต่างๆ เพิ่มเติมออกจากกัน ขั้นตอนทั้งหมดนี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้โรงกลั่นสามารถได้รับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ได้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้จากน้ำมันดิบทุกบาร์เรลที่นำมาประมวลผลสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

แผนภาพและแผนภูมิลำดับขั้นตอนช่วยให้ผู้คนเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นภายในโรงกลั่นน้ำมัน โดยแสดงให้เห็นว่า น้ำมันดิบเริ่มต้นการเดินทางของมันที่คอลัมน์กลั่น จากนั้นแยกตัวออกเป็นส่วนต่าง ๆ ก่อนจะถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป สำหรับผู้ที่พยายามทำความเข้าใจขั้นตอนทั้งหมดนี้ แนวทางในการแสดงผลแบบภาพช่วยให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น การดูแผนภาพเหล่านี้ช่วยให้สามารถติดตามกระบวนการที่วัตถุดิบเปลี่ยนไปเป็นทุกสิ่งตั้งแต่น้ำมันเบนซินไปจนถึงน้ำมันดีเซล ในขณะที่มันผ่านขั้นตอนการแปรรูปต่าง ๆ ผู้เริ่มต้นใหม่ส่วนใหญ่พบว่าการได้เห็นภาพรวมทั้งหมดที่ถูกจัดวางไว้ให้เห็นด้วยตา จะเข้าใจง่ายกว่าการเพียงแค่อ่านคำอธิบาย

ปัจจัยที่ส่งผลต่อผลการกระจายน้ํามันดิบ

อุณหภูมิและความดันมีบทบาทสำคัญต่อการกลั่นน้ำมันดิบ และการตั้งค่าอุณหภูมิและความดันให้ถูกต้องนั้นมีความแตกต่างอย่างมากต่อการแยกองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ต้องการและผลิตภัณฑ์ที่ได้ในท้ายที่สุด โรงกลั่นส่วนใหญ่มักกำหนดอุณหภูมิไว้ที่ประมาณ 350 ถึง 400 องศาเซลเซียส เพราะเป็นช่วงที่สารประกอบต่าง ๆ เริ่มกลายเป็นไอระเหยได้ดีโดยไม่สลายตัวมากเกินไป ส่วนความดันนั้น มักจะควบคุมให้สูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย เพราะการเพิ่มความดันมากเกินไปจะทำให้เกิดปัญหาในการแยกผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำออกจากสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง เมื่อวิศวกรของโรงกลั่นสามารถควบคุมให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสมได้อย่างสม่ำเสมอ คอลัมน์กลั่นก็จะทำงานได้อย่างราบรื่นและให้ผลผลิตที่มีคุณภาพสูงขึ้น เช่น น้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล

ประสิทธิภาพของระบบกลั่นน้ำมันดิบขึ้นอยู่กับความสามารถของคอลัมน์ในการแยกส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอนออกจากกัน โครงสร้างของคอลัมน์เองก็มีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้เช่นกัน—จำนวนถาด (tray) และวัสดุที่ใช้ในการบรรจุ (packing material) มีผลอย่างมาก แต่สิ่งที่ป้อนเข้าไปในระบบก็สำคัญไม่แพ้กัน การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของน้ำมันดิบและอุณหภูมิของสารป้อนเข้ามามีผลโดยตรงต่อผลลัพธ์ของการแยกสาร ถ้าวิศวกรมีการออกแบบคอลัมน์และปรับค่าพารามิเตอร์ของสารป้อนให้เหมาะสม ก็จะได้ผลผลิตสารกลั่นที่มีมูลค่าสูงมากขึ้น ซึ่งหมายถึงรายได้ที่เพิ่มขึ้นสำหรับการดำเนินงานโรงกลั่น วิศวเคมีหลายปีที่ผ่านมาได้ศึกษาประเด็นนี้อย่างต่อเนื่อง และสิ่งที่พบเสมอคือ การปรับแต่งเล็กๆ น้อยๆ ต่อปัจจัยเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม รวมถึงผลกำไรที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมการกลั่น

ความท้าทายในการดําเนินงานการกระจายน้ํามันดิบ

การกลั่นน้ำมันดิบสร้างปัญหาปวดหัวให้กับผู้ควบคุมเครื่องจักรไม่น้อย ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปัญหาการอุดตัน การสะสมของคราบสกปรก และประสิทธิภาพในการดำเนินงานที่ลดลง โดยเฉพาะเมื่อพูดถึงปัญหาการอุดตันนั้น สิ่งที่เกิดขึ้นคือ คราบตะกรันคาร์บอเนตและซิลิเกตเริ่มเกาะติดตามพื้นผิวของอุปกรณ์ต่างๆ ภายในโรงกลั่น สิ่งนี้ก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรง เนื่องจากกระบวนการถ่ายเทความร้อนทำงานได้ไม่ดีเท่าที่ควร และทำให้โรงงานต้องเผาเชื้อเพลิงมากกว่าที่จำเป็น นอกจากนี้ยังมีปัญหาการเกิดคราบสเกล (scaling) อีกด้วย โดยแร่ธาตุต่างๆ จะค่อยๆ ก่อตัวเป็นชั้นหนาตามระบบท่อ สิ่งเหล่านี้จะค่อยๆ อุดตันระบบไปเรื่อยๆ ในระยะยาว ปัญหาประเภทนี้ทำให้กระบวนการผลิตช้าลงอย่างมาก และแย่กว่านั้นคือ จำเป็นต้องปิดระบบเพื่อทำการล้างอุปกรณ์อย่างละเอียด เพื่อป้องกันไม่ให้ระบบหยุดทำงานโดยสมบูรณ์

เมื่อต้องรับมือกับปัญหาในลักษณะนี้ สามารถแก้ไขและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้หลายวิธี การทำให้ทุกสิ่งทำงานได้อย่างราบรื่นจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาเป็นประจำ ซึ่งรวมถึงการล้างทำความสะอาดตามปกติและการตรวจสอบอย่างละเอียดเป็นระยะ ช่วยป้องกันไม่ให้ปัญหาเล็กๆ พัฒนาไปสู่ปัญหาใหญ่ในระยะยาว การอัปเกรดอุปกรณ์ก็มีผลเช่นกัน โรงงานบางแห่งเริ่มติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพดีขึ้น หรือใช้สารเคลือบพิเศษที่ช่วยป้องกันการสะสมของสิ่งสกปรกบนพื้นผิว การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดเวลาเมื่อเกิดการขัดข้อง แต่ยังทำให้หน่วยกลั่นทำงานได้ดีขึ้นในระยะวันต่อวัน สำหรับสถานประกอบการอุตสาหกรรมที่กำหนดการผลิตมีความสำคัญมาก การลงทุนทั้งในด้านการบำรุงรักษาเชิงป้องกันและอัปเกรดเทคโนโลยีอย่างชาญฉลาดนั้น ให้ผลตอบแทนที่คุ้มค่าในระยะยาว

ข้อมูลอุตสาหกรรมและตัวอย่างจากโลกแห่งความเป็นจริงแสดงให้เห็นว่า บริษัทต่างๆ กำลังค้นพบวิธีการที่สามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น การวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Petroleum Technology ซึ่งศึกษาโรงกลั่นขนาดกลางแห่งหนึ่ง พบว่าสามารถลดการดำเนินงานที่สูญเปล่าได้ประมาณร้อยละ 15 หลังจากนำระบบการบำรุงรักษาเชิงพยากรณ์มาใช้ เมื่อบริษัทต่างๆ ลงมือปฏิบัติตามแนวทางลักษณะนี้จริงๆ แล้ว โดยปกติจะเห็นตัวเลขของการผลิตที่ดีขึ้น และผลประกอบการที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการแก้ไขปัญหาประจำวันที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินงานแปรรูปน้ำมันดิบนั้นมีความสำคัญเพียงใด

ผลิตภัณฑ์ที่มาจากการกระจายน้ํามันดิบ

การกลั่นน้ำมันดิบยังคงเป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ซึ่งผลิตสินค้าหลากหลายชนิดที่เราพึ่งพาในชีวิตประจำวัน น้ำมันเบนซินเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการนี้ ซึ่งชัดเจนว่ามีความจำเป็นอย่างมากในการทำให้รถยนต์ขับเคลื่อนได้ ในขณะที่น้ำมันดีเซลก็จ่ายพลังงานให้กับทุกอย่างตั้งแต่รถบรรทุกไปจนถึงเครื่องจักรก่อสร้างทั่วประเทศ ภาคการบินก็พึ่งพาเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบินที่ผลิตผ่านกระบวนการคล้ายกันนี้อย่างหนักเช่นเดียวกัน นอกจากเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่งแล้ว โรงกลั่นน้ำมันยังผลิตวัตถุดิบปิโตรเคมีที่ใช้เป็นพื้นฐานในการผลิตสินค้านับไม่ถ้วน รวมถึงภาชนะพลาสติก สารทำความสะอาด และตัวทำละลายสำหรับอุตสาหกรรม วัสดุเหล่านี้มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ตั้งแต่ในร้านขายของชำไปจนถึงโรงงานผลิต ทำให้พวกมันเป็นส่วนสำคัญที่ขาดไม่ได้ของเศรษฐกิจของเรา แม้ว่าจะมีความกังวลเพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การนำหน่วยกลั่นน้ำมันเสียและวิธีการกลั่นแบบต่อเนื่องมาใช้ได้ก้าวหน้าไปมากในด้านนี้ สิ่งที่ทำให้ระบบเหล่านี้โดดเด่นคือความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน ขณะเดียวกันก็ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมผ่านการลดของเสียและระดับการปล่อยมลพิษ สำหรับบริษัทที่จัดการเกี่ยวกับน้ำมันใช้แล้ว นวัตกรรมเหล่านี้นำมาซึ่งการดำเนินงานที่สะอาดขึ้น และการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการควบคุมมลพิษที่ดีขึ้น หลายสถานประกอบการรายงานว่าเห็นการปรับปรุงที่ชัดเจนทั้งในแง่ประสิทธิภาพทางการเงินและภาพลักษณ์ขององค์กรต่อชุมชนหลังจากนำเทคโนโลยีอันทันสมัยเหล่านี้ไปใช้

อุปกรณ์ใหม่สําหรับการกระจาย

โรงงานปั่นน้ํามันเสีย เครื่องรีไซเคิลน้ํามันพลาสติกที่ใช้ เครื่องปิโรลิส์น้ํามันเป็นดีเซล พร้อมการกําจัดกลิ่น

โรงงาน ที่ นวัตกรรม นี้ เปลี่ยน น้ํามัน ไพโรลิสส์ ให้ เป็น ไดเซล โดย ใช้ เทคนิค การ ล้าง กลิ่น ด้วย เคมี ยี่ห้อ ที่ มี ความ พัฒนาการ และ ไม่ ใส่ กลิ่น ที่ ไม่ น่า รู้สึก. โรงงานมีอุปกรณ์ในการจัดการความจุที่แตกต่างกัน ทําให้มันปรับตัวได้ตามขนาดการผลิตที่แตกต่างกัน

การทํางานต่อเนื่องของน้ํามันพลาสติก ไพโรลิสิส ไลล์กระบี่น้ํามันไปยังโรงงานชําระน้ํามันดีเซล

โรงงานนี้ถูกออกแบบให้ทํางานต่อเนื่อง ทําให้น้ํามันพลาสติกไพโรลิสส์ดีเซล เหมาะสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ด้วยความสามารถในการประมวลผลที่แข็งแรง

ตัวอย่างเหล่านี้แสดงถึงอุปกรณ์ที่นําไปใช้ในกระบวนการกระป๋องกระป๋อง กระตุ้นความมุ่งมั่นของอุตสาหกรรมในการนวัตกรรมและประสิทธิภาพ

สรุป: ผลของการกระจายน้ํามันดิบต่อผลการชําระ

การกลั่นน้ำมันดิบยังคงเป็นหัวใจสำคัญของการดำเนินงานโรงกลั่นในอนาคต เนื่องจากเทคโนโลยีมีการพัฒนาและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มมากขึ้น หลายบริษัทในอุตสาหกรรมนี้ต่างมุ่งมั่นที่จะค้นหาวิธีการผลิตเชื้อเพลิงที่สะอาดยิ่งขึ้น ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาวิธีการกลั่นที่ช่วยลดการปล่อยคาร์บอนและทำให้กระบวนการดำเนินงานมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น อุตสาหกรรมน้ำมันโดยรวมกำลังก้าวออกจากวิธีการเดิมอย่างชัดเจน โดยมีเป้าหมายลดรอยเท้าคาร์บอนอันใหญ่โตที่ทุกคนได้ยินกันอยู่ในปัจจุบัน การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ถือเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญสำหรับแนวทางด้านความยั่งยืนของอุตสาหกรรม และการค้นหาแหล่งพลังงานใหม่ที่สอดคล้องกับกฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นในปัจจุบัน