بنزین پتروشیمی (پیرولیز Pyrolysis gasoline) یک محصول میان برشی در محدوده نفتا است که در واحدهای کراکینگ حرارتی (steam cracking / pyrolysis) هنگام تولید اتیلن و پروپیلن به عنوان محصول جانبی پتروشیمی به دست می آید. این ترکیب شامل هیدروکربن های C5 تا C12 مانند آروماتیک ها (بنزن، تولوئن، زایلنها)، اولفین ها و پارافین ها است و به دلیل آکتان بالا می تواند پس از هیدروژنه سازی در واحدهای بازیابی آروماتیک (BTX) یا به صورت افزودنی برای مخلوط سازی بنزین استفاده شود.
از آنجا که بنزین پیرولیز در اصل در پتروشیمی تولید می شود نه در پالایشگاه، درک فرق پالایشگاه و پتروشیمی اهمیت دارد؛ زیرا پالایشگاه ها برای تولید سوخت نهایی مانند بنزین طراحی شده اند اما پتروشیمی ها با هدف تولید مواد شیمیایی و خوراک های الفینی فعالیت می کنند. به همین دلیل Pygas خروجی اصلی پالایشگاه نیست اما می تواند پس از فرآیندهای اصلاحی در پالایشگاه یا واحدهای هیدروآلکیلاسیون به عنوان بخشی از جریان تولید بنزین مورد استفاده قرار گیرد.
مقایسه بنزین پتروشیمی و پالایشگاه چیست؟
بنزین پالایشگاهی محصول نهایی پالایش نفت است که مستقیما برای سوخت خودروها طراحی شده و پایداری و ایمنی خوبی دارد. در مقابل بنزین پتروشیمی (پیرولیز) محصول واسطه ای واحدهای پتروشیمی برای تولید اتیلن یا پروپیلن است. پیرولیز تقریبا ناپایدار و به عنوان خوراک صنایع شیمیایی برای تولید مواد پایه پلاستیک ها کارایی دارد.
|
ویژگی ها |
بنزین پالایشگاهی |
بنزین پتروشیمی |
|
منشا تولید |
پالایشگاه نفت واحدهای ریفرمینگ کاتالیستی | واحدهای کراکینگ بخار در پتروشیمی |
|
هدف تولید |
تولید سوخت موتور | تولید اولفین های سبک مانند اتیلن |
|
ترکیب شیمیایی |
تعادلی از پارافین ها، نفتن ها و آروماتیک ها | غنی از آروماتیک ها و اولفین های ناپایدار |
|
عدد اکتان |
بالا و کنترل شده | بسیار بالا اما ناپایدار |
|
کاربرد اصلی |
سوخت موتورهای بنزینی | خوراک واحدهای شیمیایی تولید مواد اولیه پلاستیک |
در واحدهای کراکینگ با بخار، خوراک های نفت سنگین مانند نفتا یا گازوئیل را در دمای بسیار بالا و در حضور بخار آب تجزیه می کنند تا اولفین های سبکی مانند اتیلن یا پروپیلن تهیه شود. در کنار این محصولات اصلی، طیف وسیعی از محصولات جانبی نیز تولید می شود که بنزین پتروشیمی (پیرولیز) یکی از همان محصولات جانبی است.
دلایل تولید بنزین پتروشیمی چه بود؟
بنزین پتروشیمی (پیرولیز) یکی از فرآورده های تولیدی مجتمع های پتروشیمی بود که تا قبل از سال ۱۳۸۹ به خارج از کشور صادر می شد. اما زنگ خطر تحریم های ناگهانی بنزین باعث شد تا این محصول جانبی پتروشیمی به یکی از استراتژیک ترین فرآورده های نفتی ایران تبدیل شود. زیرا عملا طرح تولید انبوه بنزین پتروشیمی برای مقابله با تحریم بنزین در دستور کار قرار گرفت و خیلی زود تمام نیاز کشور را تامین کرد. دلایل تولید بنزین پیرولیز عبارتند از:
-
ماهیت فرایند کراکینگ: وقتی برای تولید اتیلن/پروپیلن ناپتای سبک (یا خوراک های مشابه) را در دماهای بالا می شکنند، بخشی از جریان مایع آروماتیک دار (pygas) به عنوان جانبی تولید می شود، بنابراین وجود Pygas طبیعی و ناگزیر است.
-
منفعت اقتصادی از اجزای آروماتیک: بنزن، تولوئن و زایلن موجود در Pygas خوراک ارزشمندی برای واحدهای آروماتیک (BTX) هستند که در صنایع پلاستیک، رزین و سایر شیمیایی ها قابل فروش اند.
-
قابلیت استفاده به عنوان افزودنی بنزین: به دلیل آکتان بالا، Pygas می تواند پس از اصلاح (مثلا هیدروژناسیون برای کاهش ترکیبات چندآلکنی/آلکنی و سایر ناخالصی ها) به عنوان مخلوط کننده (blendstock) بنزین استفاده شود.
بنزین پتروشیمی چگونه تولید می شود؟
خوراک سنگین نفتی مانند نفتا یا گازوئیل را وارد کوره های دمای بالای کراکینگ می کنند. در دمای بسیار بالا حدودا ۸۰۰ الی ۹۰۰ درجه سانتی گراد و در حضور بخار آب فوق داغ، مولکول های بزرگ هیدروکربن شکسته و به مولکول های کوچکتر اما با ارزش بیشتر تبدیل می شوند. مراحل کلی تولید این محصول به قرار زیر است:
-
واحد تولید: در واحدهای کراکینگ حرارتی (steam crackers یا ethylene crackers) که برای تولید الفین ها طراحی شده اند، زمانی که خوراک (معمولا نفتا یا گاز مایع) تحت دما و زمان مشخصی قرار می گیرد رشته های کربنی می شکنند. علاوه بر گازها و سبک ترین محصولات، یک جریان مایع به نام raw pyrolysis gasoline (RPG) یا pygas تولید می شود.
-
پردازش بعدی: RPG غالبا حاوی بنزن و اولفین های غیراشباع است؛ پیش از استفاده در برخی کاربردها معمولا هیدروژنه (HPG) می شود تا اولفین ها به پارافین تبدیل شوند و سپس یا به واحد BTX فرستاده می شود یا به مخلوط بنزین افزوده می شود.
محصولات اصلی این فرایند گازهای ارزشمند اتیلن و پروپیلن است که به عنوان مواد اولیه پلاستیک ها کارایی دارند. در کنار محصولات اصلی طیف وسیعی از مایعات سبک تولید می شود که بنزین پیرولیز مهم ترین آن ها است. مایعات خروجی، برج های کراکینگ را سرد کرده و پس از جداسازی ترکیبات سنگین محصول جانبی اما حالا استراتژیک بنزین پیرولیز تهیه می شود.
آیا تولید بنزین پیرولیز متوقف شده است؟
قیمت جهانی بنزین نیز قابل توجه است و تحریم ها نیز همچنان ادامه دارد. لذا اگرچه صحبت هایی از توقف تولید بنزین پتروشیمی است، اما آن چه مسلم است، تولید بنزین پتروشیمی سال ها در دستور کار بوده و ممکن است هرچند کمتر اما تا مدتی همچنان بخشی از زنجیره سوخت کشور را تشکیل دهد.
-
به صورت کلی و جهانی تولید Pygas متوقف نشده، این محصول طبیعی فرآیند کراکینگ است و تا وقتی کراکرها فعال باشند تولید می شود.
-
در سطح ملی ممکن است رویکردهای عملیاتی تغییر کند، گاهی در شرایط کمبود بنزین، تولیدکنندگان پتروشیمی Pygas را جهت تولید بنزین به پالایشگاه ها تحویل دادند یا هیدروژنه سازی کردند تا قابل سوزاندن/مخلوط شدن باشد. ولی این موضوع به تصمیمات تجاری، استانداردهای زیست محیطی (برای کاهش بنزن)، و امکانات فرآیندی واحدها بستگی دارد؛ بنابراین متوقف شدن کامل مطلبی که شواهد گسترده ای داشته باشد نیست.
جمع بندی
بنزین پتروشیمی (پیرولیز) یک محصول جانبی ناپتا-محدوده از واحدهای کراکینگ حرارتی است که آکتان بالا و محتوای آروماتیکی قابل توجه دارد؛ می تواند خوراک واحد آروماتیک (BTX) یا مخلوط کننده بنزین باشد پس از پردازش. به طور کلی تولید پیرولیز ممکن است بسته به سیاست ها و بازار در مقاطع خاص تولید/ مسیر استفاده تغییر کند، ولی قطع کامل تولید گزارش نشده است. در برخی کشورها/دوره ها، Pygas برای کمک به تامین بنزین کوتاه مدت استفاده شده است.
بنزین پیرولیز محصول فرایند پتروشیمی (کراکر) است، ولی اغلب برای تبدیل به سوخت یا استخراج آروماتیک با پالایش یا واحدهای جانبی تعامل می کند و در این میان نقش شرکت هایی مانند نیرونماد در مدیریت، کنترل کیفیت و بهینه سازی جریان مواد هیدروکربنی می تواند اهمیت زیادی داشته باشد.
سوالات متداول
بنزین پالایشگاه ها آلاینده تر هستند یا پتروشیمی ها؟
بنزین پتروشیمی (پیرولیز) به طور قابل توجه آلاینده تر از بنزین پالایشگاهی است. البته این مقایسه را باید با در نظر گرفتن کاربرد نهایی محصول بررسی نمایید. بنزین پتروشیمی دارای ترکیبات بالای بنزن و استایون است. همچنین اولفین ها و دی اولفین های موجود در آن، واکنش پذیری فتوشیمیایی بسیار بالایی دارند. علاوه بر این در صورت احتراق مستقیم ذرات معلق هیدروکربن های نسوخته و مونوکسید کربن قابل توجه تولید می کند. در کل بنزین پتروشیمی خیلی آلاینده تر از بنزین پالایشگاهی است.
آیا بنزین پتروشیمی استاندارد بود؟
بدون تردید بنزین پتروشیمی خام کاملا غیر استاندارد است. اما پس از فرآوری شدن مانند مرحله هیدروژناسیون و یا اختلاط کنترل شده با بنزین پالایشگاهی تا حدود قابل قبولی استانداردهای یورو ۴ را از منظر عدد اکتان، فشار بخار، محتوای بنزن و آروماتیک ها تامین میکند. اما صرفا می تواند بخش احتراق استاندارد یورو ۴ را پوشش دهد. این در حالی است که برای پس از احتراق تا خروج از اگزوز خودروها تابع استاندارد خاصی نیست.
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.
