فهرست مطالب
عنوان صفحه
تاریخچه 1
پیش گفتار 5
کلیاتی راجع به نفت 9
نام گذاری فرآورده های نفتی 14
فصل اول: جستجو و تولید نفت 16
1-1- منشأ نفت 16
2-1- زمین شناسی نفت 16
1-2-1- انواع مخازن نفت 19
3-1- اکتشاف نفت 21
1-3-1- روش های ژئوفیزیکی 23
2-3-1- روشهای ژئوشیمی 24
4-1- حفاری 25
حفاری برای استخراج 26
فصل دوم: ترکیب شیمیایی نفت خام فرآورده های نفتی 31
1-2- ترکیب شیمیایی نفت خام 31
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-2- ترکیب شیمیایی فراورده های نفتی 36 1-2-2- مشتقات ایدروکربور نفت طبیعی 36
الف- بنزین 36
ب – نفت چراغ، نفت گاز 37
ج- روغن ها 38
2-2-2- مشتقات غیر ایدروکربورنفت طبیعی 41
الف- ترکیبات گوگردار دار 41
ب – ترکیبات اکسیژندار 42
ج- ترکیبات ازت دار 43
د- ترکیبات فلز دار 43
فصل سوم- مشخصات شیمی فیزیکی ایدروکربوهای خالص
و برشهای نفتی 45
1-3- کلیات 45
2-3- نقطه جوش متوسط برشهای نفتی 46
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-3- عامل تشخیص KUOP 47 1-3-3- ایدروکربورهای خالص 47
2-3-3- برشهای نفتی 47
5-3- فشار بخار 48
1-5-3- ایدروکربورهای خالص 48
2-5-3- برشهای نفتی 48
3-5-3- مخلوط ایدروکربورها 48
فصل چهارم
آزمایشهای انجام شده 50
تقدیر و تشکر:
با تشکر از استاد ارجمندم سرکار خانم قاسمی که سمت راهنمایی و ارشاد را پذیرفته و در انجام این فعالیت بنده را یاری نموده اند
همچنین از کارکنان محترم شرکت پالایش نفت استان کرمانشاه نهایت تشکر را دارم.
تاریخچه:
پالایشگاه کرمانشاه در سال 1314 با تولید روزانه 4200 شبکه، در شمال
شهر کرمانشاه در کنار رودخانه قره مو شروع به غعالیت کرد. در سال 1340 طرح
توسعۀ پالایشگاه به ظریت 15000 شبکه در روز به انجام رسید و در 27
اردیبهشت سال 1350 به طور رسمی افتتاح شد، متماقب آن ظرفیت پالایشگاه در
سال 1357 به حدود 19000 شبکه در روز افزایش یافت. همزمان با احداث
پالایشگاه، خط لوله 3 اینچ نفت شهر برپیده و به جای آن خط لوله ای به قطر 8
اینچ و به طول260 کیلومتر احداث شده در آبان ماه 1362 نیز خط لوله افرینه
به کرمانشاه به قطر 16 اینچ و به طول 172 کیلومتر آماده بهره برداری شد.
در حال حاضر خوراک پالایشگاه از طریق دو خط لوله نفت شهر به کرمانشاه و
اهواز به کرمانشاه و حوزه سرکان ماله کوه تأمین می شود. در سال 1363 نیز
با ایجاد تغییراتی تحت عنوان پروژه نوسازی، ظرفیت پالایشی آن به حدود
30000 شبکه در روز افزایش داده شد که نسبت به رفیت طراحی اولیه 100 درصد
افزایش نشان می دهد. در سال 1378 شرکت پالایش نفت کرمانشاه به ثبت رسید و
پالایشگاه در زیر مجموعۀ آن قرار گرفت.
پروژه های اجرا شده:
1/ تغییرات آرایش و تعداد مبدلهای پیشگرم
2/ نصب Studed tube در قسمت کنوکسیون کوره تقطیر
3/ نصب فلاش درام
4/ نصب دوده گیر در کوره واحد تقطیر
5/ نصب دستگاه نمک گیر
6/ نصب دودکش مستقل برای کوره سوم واحد تبدیل کاتالسیتی
7/ پروژه تصفیه فاضلاب صفتی و بهداشتی
8/ اخذ گواهینامه بین المللی مدیریت کیفیت Iso 9002
9/ اخذ گواهینامه بین الملی سیستم مدیریت زیست محیطی Iso 14001
پروژه های در دست اجرا:
1/ پروژه دیگهای بخار جدید شامل 2 دستگاه بویار
هر یک به ظرفیت 30 تن در ساعت با فشار 600 پوند بر اینچ مربع
2/ پروژه تولید آب صتی(DM) به ظریفت 100 متر مکعب در ساعت
3/ سیستم جمع آوری آبهای مقطر برگشتی
4/ پروژه نصب دو دستگاه ژنواتورهای بخاری هر یک به ظرفیت 3 مگاوات
5/ پروژه استفاده از MTBE بجای تترااستیل سرب
6/ پروژه بازیافت سلاپس بدون سرب و تزریق آن به نفت خام
تولیدات پالایشگاه:
با توجه به استقرار نظام های کنترل کیفی Iso9002 و زیست محیطی Iso
14001 فعلاً این شرکت حداکثر روزانه25000 شبکه فراورده نفتی را به شرح
زیر تولید می کند.
A بنزین معمولی56/17
B نفت سفید54/14
C نفت گاز8/16
D گاز مایع 24/3
E نفت کوره 24/43
F سوخت و ضایعات 62/4
جدول مقایسه ای
|
واحد های پالایش
|
ظرفیت حرارتی اولیه شبکه در روز
|
طرفیت بالقوه شبکه در روز
|
|
نمک گیر
|
30000
|
30000
|
|
فلاش درام
|
30000
|
30000
|
|
تقطیر در جو
|
15000
|
25000
|
|
تصفیه نفتا
|
2800
|
3400
|
|
تبدیل کاتالیسی
|
2800
|
3400
|
|
تصفیه نفت شفید
|
2800
|
4000
|
|
تولید گاز مایع
|
700
|
1150
|
|
واحر مراکس
|
1050
|
2200
|
مخازن شامل: ظرفیت شبکه:
نفت خام 400000
محصولات نفتی 420000
مواد غیر نفتی 130000
|
|
ظرفیت طراحی
|
ظرفیت بالقوه
|
|
واحد تولید آب صنعتی ( مترمکعب در ساعت)
|
(100)+27
|
27
|
|
واحد تولیدبخار( تن در ساعت)
|
(60)+44
|
44
|
|
واحد تولید برق( مگاوات در ساعت)
|
(6)+2/5
|
2/5
|
در دست راه اندازی (Future)
پیش گفتار:
عظمت صنایع نفت که در زمانی کوتاه در صف بزرگترین صنایع سنگین جهان
قرار گرفته مدیون تکنولوژی پیشرفته آن است که تمام قدرت علمی و دانش بشری
قرن بیستم را به خدمت گمارده است. خصوصیت واحدهای پالایش نفت را شاید بتوان
در پیچیدگی مادۀ اولیه آن به لحاظ شیمیایی و حجم زیاد مادۀ اولیه از نظر
فیزیکی خلاصه کرد. همین خصوصیات تکنولوژی خاصی را برای صنایع پالایش نفت
بوجود آورده که آنرا از تکنولوژی عمومی صنایع شیمیایی متمایز می سازد.
در این کتاب که تکنولوژی پالایش نفت است به اصول و پایه های که تکنولوژی
صنایع پالایش برآن استوار است پرداخته است. بدون اغراق امروزه، امور جهان
پیشرفته، بر پایه نفت می گردد. برای درک بهتر مسأله کافی است تصور کنیم که
اگر عرضه نفت در جهان یکباره قطع شود، چه اتفاقی می افتد. روشن است که
منظور از نفت، تنها بنزین نیست، گر اینکه بنزین یکی از مهمترین فراورده
های نفتی است، اما نفت شامل فراورده هایی چون گازوئیل برای وسایل نقلیه
سنگین، نفت گاز برای سیستم های حرارت مرکزی، نفت کوره برای استفاده در کشتی
ها، نیروگاهها و کوره هزاران کارخانه و سوخت جت برای هواپیماها نیز می
شود.
انواع روغن های مورد استفاده در ماشین آلات و قر که در ساختن سطح جاده
ها مورد مصرف دارد از جمله فراورده های نفتی محسوب می شود. از نفت همچنین
هزاران فرآوردۀ دیگر ماننده پلاستیک ها ، رنگها، شوینده ها، لاستیک های
مصنوعی، پارچه ،لوازم آرایشی و بهداشتی، شمع، ضد یخ، حشره کش ها کودهای
شیمیایی و مواد فراوانی که در زندگی روزمره بشر کاربرد دارد و بدست می آید.
به این ترتیب نفت خام نقش بسیار مهمی در زندگی جوامع ایفا می کند. و بدون
وجود آن ،تمدن امروزی، با پس رفت فاحشی روبرو می شود. با این وجود، مردم
عادی کمتر به اهمیت چنین نشی آگاهند و شاید به همین دلیل است که موقعت نفت
خام و فرآورده های آن در زندگی روزمره دست کم گرفته می شود.
میلیون ها سال پیش نفت خام چگونه درژ رخای زمین و زیر بستر دریاها تشکیل شده است؟
نفت معدنی، « پترولیوم» Petroleum خوانده می شود که از دو حکم«پترا» به
معنی سنگ و « اولیوم» به معنی روغن تشکیل شده است. پترولیوم، « ترکیبات
مایع» (نفت خام)، «گاز طبیعی» ( منابع مستقل و یا همراه نفت) و حتی مواد
جامد و نیمه جامد مانند قیر می شود.
نفت چکونه بوجود آمد؟
با اینکه نفت و ترکیبات گوناگون آن، پس از آب فراوانترین مایع در داخل
پوته سطحی کره زمین است، اما چگونگی تشکیل آن، هنوز بطور قطعی و دقیق، روشن
نیست. شاید مناسب ترین راه برای یافتن پاسخ این پرسش، بازگشت به صدها
میلیون سال پیش و تجسم این نکته باشد که در آن دوران، در بستر اقیانوس ها
که بخش اعظم خشکی های امروز را تشکیل می دهد، چه گذشته است. نظریه مورد
قبول همگان در شرایط کنونی این است که نفت محصول آمیختگی لاشه میلیاردها
موجود ریز و درشت آبزی با گیاهان بستر دریا و نیز تجزیه بقایای گیاهان
مناطق خشکی است که توسط رودخانه ها به دریا حمل شده است. به مرور زمان
،رسوبات اولیه و زیرین، با افزایش رسوبات در ماحل بعدی و متأثر از حوادث
موجود در اعماق زمین، فشرده تر شده و به این ترتیب، رسوبات اولیه و تحت
فشار، به صورت لایه های سخت در زیر بستر دریاها طبقات بزرگ سنگی را به وجود
آورده است و در نهایت، به صورت نیروی وارده بر پوستۀ خارجی زمین به تدریج
لایه های سنگی را فشرده تر ساخته و آنرا به صورت خمیده در آورده است. و
بستر دریا تحت چین فشاری به سطح دریا رانده شده و خشکی ها را تشکیل داده
است. هم اینک در بسیاری از مناطق می توان سنگریزه های کنار دریا را
کیلومترها دورتر از ساحل و در مواردی در نوک تپه ها مشاهده کرد. در طول
این مدت، بقایای موجودات دریایی و گیاهان خشکی که به اعماق زمین رانده و
در آنجا محبوس شده بودند به تدریج تجزیه و به نفت تبدیل شدند و این روند
تجزیه و تبدیل طی میلیون ها سال ادامه یافت. هم اکنون در اعماق زمین و یا
بستر دریاها در بسیاری از مناطق جهانف لایه های سنگی و عظیمی از جنس سنگ
آهک یا ماسه سنگ وجود دارد.
که در داخل برخی از آنها ثروت هنگفتی از نفت نهفته است.
نفت درچه مناطقی بدیت می آید؟
نفت در کشورهای زیادی یافت می شود. در برخی کشورها بیشتر و در برخی دیگر
کمتر. در شرایط کنونی در هفت منطقه اصلی جهان، منابع نفت در مقیاس
بالا، وجود دارد. این مناطق عبارت است از:
1- روسیه و کشورهای بلوک شرق از جمله چین
2- خاورمیانه
3- آمریکای شمالی( ایالات متحده و کانادا)
4- آمریکای لاتین( مکزیک ،ونزوئلا، آرژانتین و برزیل)
5- آفریقا( نیجریه، لیبی، مصر ، الجزایر)
6- اروپای غربی( بیشتر در دریای شمال)
7- خاور دور و اقیانوسیه( اندونزی، اترالیا، هند و مالزی)
در سال 1975 روسیه بزرگترین تولید کننده نفت در جهان بود و این موقعیت
را برای مدت کوتاهی در اختیار داشت سپس ایالات متحدۀ آمریکا این مقام را
بدست آورد. آمریکاهم اینک در مرتبۀ سوم و خاورمیانه در مرتبۀ دوم تولید
کنندگان نفت جهان قرار دارند. خاورمیانه به لحاظ پایین بودن میزان مصارف
داخلی بیشترین تولید خود را به خارج صادر می کند. پس از جنگ جهانی دوم،
خاورمیانه منبع اصلی واردات نفت انگلستان به شمار می رفت. کشف نفت در دریای
شمال انگلیس در دهۀ 1970 این موقعیت را تغییر داد. با این وجود هنوز
منابع عظیمی از نفت در خاورمیانه وجود دارد. که می تواند در آینده استخراج
شود بر پایه بررسی های انجام شده در سال 1984 و 6/56 درصد از ذخایر نفتی
جهان در خاورمیانه قرار دارد. اروپای غربی تنها دارای 4/3 درصد از ذخایر
نفتی جهان است که بیشتر این منابع نیز در دریای شمال انگلیس واقع است.
تکنولوژی پالایش نفت
اصول تکنولوژی پالایش نقت
کلیاتی راجع به نفت:
اثر مستقیم و غیر مستقیم فراورده های نفتی در زندگی بشر به قدری زیاد
است که به زحمت می توان دوران قبل از پیدایش نفت را مجسم ساخت. تولید و
پالایش نفت یکی از جوانتریم صنایع سنگین است زیرا اولین چاه نفت بوسیله
Drake در نزدیکیTitusville در ایالت پنسیلوانیای آمریکا در سال 1859 یعنی
کمی بیش از یک قرن پیش حفر گردیده و آثار پیشرفت صنعت نفت در سالهای بعد از
آن پیدا شد. تاریخ گسترش نفت را باید از دهۀ اول قرن بیشتم یعن هنگامی که
کاربرد موتورهای احتراق داخلی درون سوز شکل عمومی به خود گرفت دانست. در
حال حاضر مشکل می توان قسمتهایی از زندگی انسانی را نام برد که مستقیم و
یا غیر مستقیم بعضی از مشتقات نفت در آن نقشی نداشته باشد. نیروی محرکۀ
ماشین ها و موتورهای دیزل بوسیلۀ بنزین و نفت گاز تأمین می شود کلیه
قسمتهای متحرک موتورها از روغن های نفتی استفاده می کند، در داروسازی
کاربرد فرآورده های نفتی هر روز زیادتر می شود و بالاخره صنایع عظیم
پتروشیمی از گازها و سایر فرآورده های نفتی مایه می گیرد. سال 1859 به
عنوان سال تولد صنعت نفت ذکر شد لیکن تاریخ استفاده از فرآورده های نفتی
به شکلی که در طبیعت وجود دارد و به شکل محدود آن خیلی قدیمی تر است
استفاده از نفت به قدیمی ترین تمدنهای بشری در کشورهایی که نفت و قیر در
سطح زمین پیدا می شده بر می گردد. در بین النهرین ( عراق) مهد تمدن
یومریها، آسوریها و بابلی ها و در جنوب غربی ایران در حدود4000 تا 5000
سال قبل اهلی بعضی مواد نفتی را از دریاچه های قیر موجود در اختیار داشته و
از آنها استفاده می کرده اند. در موزۀ ایران نیز می توان اشیایی که
مربوط به عهد سومریها یعنی حدود 4500 سال قبل بوده و از مواد قیری در
ساختمان آنها استفاده شده مشاهده نمود. مهمترین کاربرد مواد قیری در قدیم
به عنوان مواد غیر قابل نفوذ کننده در معماری و تأسیسات ایدرولیک بوده است.
چند سال قبل در عملیات حفاری Eshnunna یک حمام بابلی کشف شد که از
مواد قیری برای غیر قابل نفوذ کردن آن استفاده شده بود. رومی ها و
یونانی ها نیز با استفاده از مواد قیری آشنایی داشته و از این مواد برای
غیر قابل نفوذ کردن آن استفاده شده بود. رومی ها و یونانی ها نیز با
استفاده از مواد قیری آشنایی داشته و از این مواد برای غیر قابل نفوذ
کردن کشتی ها خود استفاده م یکرده اند. همچنین ا نفت برای گرم کردن و
روشنایی استفاده می نموده اند. در قرون اخیر نقت دبعضی از کاربردهای
پزشکی نیز پیدا کرد. اکنون این سئوال پیش می آید که با وجود آشنایی بشر به
نفت و موارد کابرد آن چرا توسعه صنعت نفت تا این اندازه به عقب افتاده؟
علت آن مسلماً نقص صنعت حفاری نبوده است یرا ثابت شده که در چین حدود 200
سال قبل از میلاد مسیح برای استخراج نمک تا اعماق قابل ملاحظه و با
روش ضربه ای که هنوز نیز مورد استفاده است حفاری می کرده اند. علت عقب
ماندگی این صنعت معلول عوامل چندی است که مهمترین آنها را باید در نقص
دستگاه های تقطیر دانست زیرا تزه در اواخر قرن هجدهم بود که دستگاههای
تقطیر به سبب پیشرفت تئوریهای جدید حرارتی تکمیل شد. و در مقیاس صنعتی مورد
استفاده قرار گرفت.
نکتۀ دیگر آنکه پیشرفت صنعت نفت و تولید زیاد مواد نفتی محتاج مصرف و در
نتیجه تقاضای زیاد برایفرآورده های نفتی بود. ابتدا در مناطق نفت خیز تنها
فرآوردۀ مورد استفاده که ه مقیاس تجاری تولید شده و به فروش می رفت نفت
چراغ بود که جای روغنهای ناتی و حیوانی را که قبلاً برای روشنایی استفاده
می شده می گرفت. در برش نفت چراغ به طور متوسط فقط حدود 15% کل نفت خام را
تشکیل می دهد. قسمت بنزین و باقیمانده تقطیر یعنی سوخت موتورها و سوختهای
ماع که حالیه یکی از مهمترین و با ارزشترین فرآورده های نفتی است هیچگونه
ارزشی نداشت. در سوماترا ( اندونزی) بنزین بی مصرف و خطرناک سالهای متمادی
سوزانده و از بین برده می شد! برای اینکه درصد نفت چراغ باقی می گذاشتند
به این دلیل هنگام سوزاندن در چراغ غالباً موجب انفجار و حریق می شد.
برای جلوگیری از چنین حوادث قوانین و مقررات شدیدی در مود «نقطۀ اشتغال»
فراورده های نفتی وضع و به مورد اجرا گذاشته شد.
در حال حاضر اندازه گیری نقطه اشتغال با وجود آنکه هنور هم یکی از
مشخصات فراورده های نفتی است تقریباً بی معنی به نظر می رسد. فرآورده های
دیگر نفتی مانند بنزین – نفت گاز- روغن ها- موم ها- سوختهای مایع و مواد
آسفالتی کم کم در طول سالها مورد استفاده پیدا کرد ، لیکن صنعت نفت
مدتهای مدید هنوز شکل ابتدایی داشت، پالایش نفت خام شامل یک عمل تقطیر
بسیار ساده و ابتدایی بود وسایر اعمال بعدی مثل شستشوی با اسید و مواد
قلیایی و غیره نیز وضع بهتری نداشت. افزایش ناگهانی مصرف بنزین به عنوان
سوخت موتورهای درون سوز پیشرفت های فنی زیادی را ایجاد می نمود تا تولید
بتواند جوابگوی تقاضا و مصرف باشد[1].
به این ترتیب می توان گفت که افزایش زیاد تعداد ماشین های سواری محرک
اصلی پیشرفت سریع صنعت نفت در قرن ما است. کیفیت بنزین نیزمی بایست بهبود
یابد زیرا بهبود کبفبت امکان می دهد که نسبت تراکم در موتورهای احتراق
داخلی افزایش یابد و در نتیجه بازده موتور بالا رفته در میزان سوخت صرفه
جویی گردد. یادآوری می شود که
که د رآن = بازده حرارتی R = نسبت تراکم
نسبت گرمای ویژه سوخت به ترتیب در فشا و حجم ثابت .
می توان گفت رقابتی میان سازندگان موتور و تولید کنندگان بنزین بوجود
آمده است. البته کیفیت بنزین بهتر شده است لیکن پیشرفت صنعت ماشین سازی
هنوز بهبود بیشتری را می طلبد. اکنون در مورد موتورهای اتومبیل این مسابقه
تا حدی آرام شده ولی در مورد موتورهای هواپیما همچنان ادامه دارد شاید با
پیشرفتهای که موتورهای جت می نماید در سالهای آینده بهبود نوع سوخت شکل
دیگری به خود بگیرد. احتیاجات جدید برای بنزین موجب تغییرات زیادی در صنعت
نفت گردید. چون رفع احتیاجات تنها از بنزین حاصله از تقطیر مستقیمن نفت
خام میسر نبود لذا جبران کمبود بنزین از راه شکستن مولکولهای بزرگ موجود
در نفت و تبدیل آنها به مولکولهای کوچکتر و سبکتر عملی گردیده به این
ترتیب صنعت گراکنیگ بوجود آمد. اولین کاربرد گراکنیگ در صنعت نفت در سال
1912 به وسیلهBurton در Whiting در آزمایشگاههای Standard oilco .of
Indiana صورت گفت.
نامگذاری فراورده های نفتی:
نامگذاری فراورده های نفتی داراری خصوصیات مختلف و متنوع است. مانند
صنایع دیگر ،که در کشورهای مختلف همزمان و به طور موازی گسترش می یابد، در
صنعت نفت نیز نامگذاری دچار بعضی بی وقتی ها و نارسائیهاست. این نارسائی
گاهی به حدی می رسد که نام یک جسم معین در یک کشور به جسم کاملاً متفاوت
دیگری در کشوردیگر داده می شود. مثلاً در آمریکاکلمۀ «Petroleum» مرادف
«Crude Oil» به فضای نفت خام است در صورتیکه در کشورهای آلمانی به زبان
همین کلمۀ Petroleum» تنها به فرآورده ای که در زبان انگلیسی«Kerosine» (
نفت چراغ) است اطلاق می گردد.
