نفت سنگین نوعی نفت خام با چگالی و ویسکوزیته بالا است که استخراج، حمل و نقل و پالایش دشوارتری دارد. این نفت دارای درجه API کمتر از ۲۰ بوده و به دلیل وجود مولکول های درشت و ترکیبات سنگین مانند آسفالتن ها و رزین ها، ظاهری تیره و قیرمانند دارد. این ویژگی ها موجب می شود در دماهای پایین تقریباً جامد شود و برای جریان یافتن نیاز به حرارت یا رقیق کننده داشته باشد. در پالایشگاه های نفت ایران، واحدهای ویژه ای برای فرآوری این نوع نفت طراحی شده اند و از آن برای تولید فرآورده هایی مانند مازوت و قیر استفاده می شود.
ویژگی های نفت سنگین چیست؟
نفت سنگین به دلیل ترکیب شیمیایی خاص و ساختار مولکولی پیچیده، ویژگی هایی دارد که آن را از سایر انواع نفت خام متمایز می کند. این ویژگی ها بر نحوه استخراج، پالایش و حتی ارزش اقتصادی آن تأثیر مستقیم می گذارند.
- چگالی بالا
- ویسکوزیته زیاد
- سختی در استخراج و پالایش
- محتوای هیدروکربنی و گوگرد
چگالی بالا
چگالی در واقع میزان جرم در واحد حجم است و هرچه عدد آن بیشتر باشد، مایع سنگین تر محسوب می شود. نفت سنگین به قدری متراکم است که گاهی چگالی آن نزدیک به آب یا حتی بیشتر از آن است. به همین دلیل، در برخی آزمایش ها مشاهده می شود که بخشی از نفت سنگین روی آب شناور نمی ماند بلکه ته نشین می شود. این چگالی بالا ناشی از مولکول های بزرگ و زنجیره های طولانی هیدروکربنی در ترکیب آن است.
ویسکوزیته زیاد
نفت سنگین به دلیل داشتن مولکول های پیچیده و درشت، ویسکوزیته بسیار بالایی دارد؛ به بیان ساده تر، این نوع نفت ب هسختی حرکت می کند و مانند شیره یا قیر از درون لوله ها عبور می کند. به همین علت، در هنگام استخراج یا انتقال از لوله ها، معمولاً آن را گرم می کنند یا با مواد سبک تر مانند نفتا رقیق می سازند تا جریان آن آسان تر شود. در برخی میادین، از فناوری های خاص مانند تزریق بخار آب داغ یا روش های مرسوم به تخلیه ثقلی با کمک بخار برای به جریان انداختن نفت سنگین استفاده می شود.
سختی در استخراج و پالایش
در بسیاری از کشورها مانند کانادا، ونزوئلا و ایران، از فناوری های پیشرفته گرمایی و شیمیایی برای استخراج استفاده می شود. تزریق بخار، تزریق گاز و حتی استفاده از حلال های مخصوص از جمله روش های متداول هستند. به دلیل وجود ترکیبات سنگین و ناخالصی های زیاد مانند گوگرد، نیتروژن و فلزات، فرآیند پالایش نفت سنگین در مقایسه با نفت سبک هزینه برتر است. در پالایشگاه ها این واحدها شامل برجهای تقطیر خلأ، واحدهای کراکینگ کاتالیزوری و سیستم های هیدروژن زنی هستند تا مولکول های سنگین را به ترکیبات سبک تر و قابل استفاده مانند بنزین، گازوئیل و نفت سفید تبدیل کنند.
محتوای هیدروکربنی و گوگرد
نفت سنگین دارای درصد بالایی از هیدروکربن های سنگین (مولکول هایی با تعداد اتم های کربن زیاد) است. علاوه بر آن، میزان گوگرد، نیتروژن و فلزاتی مانند وانادیم و نیکل در آن بیشتر از انواع سبک تر است. وجود این عناصر علاوه بر ایجاد مشکلات زیست محیطی، سبب فرسایش تجهیزات پالایشگاهی و افزایش هزینه های پالایش می شود. در مقابل، نفت های سبک خالص ترند و ترکیبات سبک تر مانند پارافین ها و نفتن ها در آن ها غالب است.
نفت خام سنگین چه کاربردی دارد؟
با وجود دشواری های استخراج و پالایش، نفت سنگین همچنان ارزش صنعتی و اقتصادی بالایی دارد. به ویژه در کشورهایی که پالایشگاه های مجهز و فناوری های پیشرفته دارند، می توان از این منبع انرژی به طور مؤثر استفاده کرد. برخی از مهم ترین کاربردهای نفت سنگین عبارتند از:
- تولید سوخت های سنگین و مازوت
بخشی از نفت سنگین پس از پالایش به سوخت هایی با چگالی و ویسکوزیته زیاد تبدیل می شود. این سوخت ها در نیروگاه های حرارتی، کارخانه های بزرگ و ناوگان کشتی رانی به کار می روند. مازوت حاصل از نفت سنگین یکی از مهم ترین سوخت ها برای تولید برق در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است.
- تولید قیر و آسفالت
شاید شناختهشده ترین کاربرد نفت سنگین در تولید قیر باشد. بخش باقی مانده از فرآیند پالایش، که شامل مولکول های بسیار سنگین و پیچیده است، به قیر تبدیل می شود. این ماده در ساخت جاده ها، ایزولاسیون سقف ها و پروژه های عمرانی کاربرد گسترده دارد.
- رقیق سازی برای انتقال
چون نفت سنگین به خودی خود چسبناک است، در خطوط لوله به راحتی جریان نمی یابد. برای رفع این مشکل، آن را با نفت سبک یا حلال هایی مانند نفتا مخلوط می کنند تا غلظت کاهش یابد. این ترکیب را “دیلوتد بیتومن” می نامند که به راحتی پمپاژ می شود.
- تولید مواد پتروشیمی
بخشی از ترکیبات نفت سنگین در صنایع پتروشیمی برای تولید رزین ها، حلال ها و ترکیبات شیمیایی سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. این بخش از صنعت در کشورهای نفت خیزی مانند ایران، عربستان و ونزوئلا اهمیت فزاینده ای یافته است.
- خوراک پالایشگاه های سنگین
در پالایشگاه هایی که واحدهای پیشرفته کراکینگ و هیدروکراکینگ دارند، نفت سنگین به عنوان خوراک اصلی برای تولید فرآورده های ارزشمند به کار می رود. این پالایشگاه ها قادرند با فناوری های مدرن، نفت سنگین را به بنزین و گازوئیل تبدیل کنند.
تفاوت نفت خام سبک و سنگین چیست؟
درک تفاوت میان نفت خام سبک و نفت سنگین اهمیت زیادی دارد، زیرا این دو نوع نفت نه تنها از نظر ترکیب فیزیکی و شیمیایی متفاوت اند، بلکه در فرآیند پالایش، هزینه تولید و حتی ارزش اقتصادی نیز تفاوت های قابل توجهی دارند.
|
ویژگی |
نفت سبک |
نفت سنگین |
|
چگالی و API |
دارای چگالی کمتر و درجه API بالاتر از ۳۱ است. این نوع نفت به راحتی جریان می یابد و شباهت زیادی به مایعات معمولی دارد. |
دارای چگالی بیشتر و درجه API پایین تر از ۲۰ است و در دمای معمولی بسیار غلیظ و چسبناک است. |
|
ویسکوزیته |
ویسکوزیته پایین دارد و به آسانی استخراج و منتقل می شود. |
ویسکوزیته بالا دارد، گاهی مانند قیر است و برای انتقال نیاز به حرارت یا رقیق کننده دارد. |
|
هزینه پالایش |
به علت ترکیبات سبک تر، پالایش آن ساده تر و کم هزینه تر است. |
به فناوری های پیچیده و واحدهای خاص در پالایشگاه نیاز دارد. |
|
درصد ناخالصی |
گوگرد، فلزات و نیتروژن کمتری دارد و آلودگی کمتری تولید می کند. |
دارای گوگرد و فلزات بیشتر است که سبب خوردگی تجهیزات و آلودگی بیشتر می شود. |
|
فرآوردههای اصلی |
بنزین، نفت سفید و گاز مایع در حجم زیاد |
مازوت، قیر و فرآوردههای سنگین تر |
|
قیمت در بازار جهانی |
معمولاً بالاتر به دلیل سادگی پالایش و تقاضای زیاد | معمولاً ارزان تر به علت دشواری پالایش و حمل و نقل |
در پالایشگاه های نفت ایران طی دو دهه اخیر، پروژه های مهمی برای بهینه سازی فرآیند پالایش نفت سنگین اجرا شده است. برای مثال، در پالایشگاه های آبادان، بندرعباس و اراک، واحدهای تقطیر خلأ و کراکینگ کاتالیزوری به روز شده اند تا بتوانند بخش سنگین تر نفت خام را به محصولات سبک تر و با ارزش افزوده بیشتر تبدیل کنند. این تغییرات علاوه بر صرفه جویی در هزینه واردات فرآورده ها، موجب افزایش صادرات فرآورده های نفتی نیز شده است.
قیمت نفت سنگین چقدر است؟
قیمت نفت سنگین در بازار جهانی همواره پایین تر از نفت های سبک تر بوده است، اما این اختلاف قیمت (که به آن «دیسکانت» یا تخفیف می گویند) مقدار ثابتی ندارد و به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله:
کیفیت نفت خام: هرچه گوگرد و ترکیبات سنگینتر در نفت بیشتر باشد، پالایش آن دشوارتر است و در نتیجه قیمت آن کمتر تعیین میشود.
فناوری پالایشگاه ها: در مناطقی که پالایشگاه های پیشرفته وجود دارند، نفت سنگین تقاضای بیشتری دارد، چون این پالایشگاه ها قادرند آن را به محصولات سبک تر تبدیل کنند. در نتیجه، اختلاف قیمت کاهش می یابد.
هزینه حمل و نقل: به دلیل چسبندگی بالا، حمل نفت سنگین گران تر است و این موضوع بر قیمت نهایی تأثیر می گذارد.
بازار جهانی نفت: در زمان هایی که قیمت نفت جهانی بالا می رود، فاصله قیمت میان انواع نفت کمتر می شود، اما در دوره رکود، نفت های سبک ارزش بیشتری پیدا می کنند.
در سال های اخیر، قیمت نفت سنگین ایران معمولاً بین ۵ تا ۱۰ دلار کمتر از قیمت شاخص های بین المللی مانند برنت یا WTI بوده است. البته این اختلاف به صورت دوره ای تغییر می کند. به عنوان مثال، اگر قیمت نفت خام سبک حدود ۶۰ دلار در هر بشکه باشد، نفت سنگین در محدوده ۵۰ تا ۵۵ دلار معامله می شود.
جمع بندی
نفت سنگین با چگالی و ویسکوزیته بالا، استخراج و پالایش دشوارتری دارد اما ارزش اقتصادی زیادی دارد. این نوع نفت در تولید مازوت، قیر و مواد پتروشیمی نقش مهمی ایفا می کند. پالایشگاه های نفت ایران با فناوری های نو توانسته اند بهره وری آن را افزایش دهند. با توسعه فناوری، اختلاف قیمت آن با نفت سبک کاهش یافته و جایگاه نفت سنگین در آینده صنعت انرژی تثبیت می شود.
من متخصص مهندسی مکانیک هستم و چندین سال در حوزه تصفیه روغن و تجهیزات صنعتی تجربه دارم. هدف من از نوشتن مقالات در «نیرو نماد» این است که دانش فنی را به شکل کاربردی و قابل استفاده برای حرفهایها و علاقهمندان به اشتراک بگذارم.
