خوراک پالایشگاه ماده ی خام ورودی است که پس از عبور از واحدهای مختلف، به فرآورده هایی چون بنزین، گازوئیل، نفت سفید، سوخت جت یا مواد پتروشیمی تبدیل می شود. اگرچه نفت خام هنوز اصلی ترین منبع تامین خوراک پالایشگاه ها در جهان به شمار می رود، اما در دهه های اخیر، گاز طبیعی، نفتا، گازوئیل سنگین و نفت کوره سنگین نیز به عنوان گزینه هایی کارآمد و پایدار وارد این عرصه شده اند. درک نوع و کیفیت خوراک پالایشگاه ها، به ما کمک می کند تا فرق پالایشگاه و پتروشیمی و همچنین مفهوم پتروپالایشگاه ها را بهتر متوجه شویم، که تفاوت آن در نوع استخراج فرآورده های نفتی و صنعتی است.
اصلی ترین خوراک پالایشگاه ها (نفت، گاز، زیستی)
پایه و اساس فعالیت هر پالایشگاه را نوع خوراک ورودی آن مشخص می کند. خوراک پالایشگاه همان ماده اولیه ای است که وارد واحدهای فرآیندی می شود تا پس از انجام عملیات فیزیکی و شیمیایی، به فرآورده های متنوعی مانند بنزین، گازوئیل، نفت سفید یا مواد پتروشیمی تبدیل شود.
مهم ترین خوراک پالایشگاه ها عبارت اند از:
- نفت خام
- نفتا
- گازوئیل سنگین
- نفت کوره سنگین
- روغن نباتی، جلبک و ضایعات کشاورزی
- گاز طبیعی
1. نفت خام (اصلیترین خوراک پالایشگاه)
نفت خام مهم ترین و متداول ترین خوراک در پالایشگاه های نفتی است. پالایش نفت خام معمولا از طریق فرآیند تقطیر جزء به جزء آغاز می شود، جایی که نفت در برج تقطیر گرم شده و به بخش های مختلفی مانند گازهای سبک، نفتا، نفت سفید، گازوئیل و نفت کوره تفکیک می شود. هر یک از این برش ها سپس وارد واحدهای پیشرفته تری مانند کراکینگ (شکستن مولکول های سنگین)، رفورمینگ یا هیدروتریتینگ می شوند تا کیفیت و ارزش آن ها افزایش یابد.
محصولات نهایی
از پالایش نفت خام، گستره ی وسیعی از محصولات تولید می شود که هرکدام کاربردهای متفاوتی در صنعت و زندگی روزمره دارند.
- بنزین (Gasoline)
- نفت سفید (Kerosene)
- گازوئیل (Diesel)
- گاز مایع (LPG)
- نفت کوره (Fuel Oil)
- قیر و آسفالت
- خوراک پتروشیمی
2. نفتا (Naphtha)
نفتا یکی از برش های میانی حاصل از پالایش نفت خام است که معمولا پس از فرآیند تقطیر به دست میآید. این ماده ترکیبی از هیدروکربنهای سبک است و بسته به نوع پالایشگاه و ویژگی نفت خام، در محدوده دمایی حدود ۳۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد از برج تقطیر جدا می شود.
نفتا به دو نوع اصلی تقسیم می شود:
- نفتای سبک (Light Naphtha): بیشتر در تولید سوخت و به عنوان حلال استفاده می شود.
- نفتای سنگین (Heavy Naphtha): در واحدهای رفورمینگ کاتالیستی برای تولید بنزین با عدد اکتان بالا و آروماتیک ها (مثل بنزن و تولوئن) به کار می رود.
محصولات نهایی
نفتا یکی از پرکاربرد ترین برش های پالایشگاهی است و محصولات حاصل از آن در صنایع مختلف از سوخت گرفته تا پتروشیمی نقش اساسی دارند.
- بنزین با عدد اکتان بالا
- مواد آروماتیک (بنزن، تولوئن، زایلن)
- الفین ها (اتیلن، پروپیلن، بوتادین)
- حلال ها و مواد شیمیایی صنعتی
3. گازوئیل سنگین (VGO – Vacuum Gas Oil)
گازوئیل سنگین یا یکی از برش های میانی تا سنگین نفت خام است که در مرحلهی تقطیر در خلا (Vacuum Distillation) از نفت کوره جدا می شود. این ماده چگالی بالاتری نسبت به گازوئیل معمولی دارد و شامل زنجیره های بلند هیدروکربنی است که مستقیما قابل استفاده به عنوان سوخت نیستند. ویژگی های فیزیکی و شیمیایی VGO، مانند شاخص API، میزان گوگرد و ترکیبات آروماتیک، در تعیین کیفیت و بازدهی فرآیندهای بعدی بسیار تاثیر گذار است. پالایشگاه های مدرن با فناوری های جدید قادرند از VGO محصولاتی با ارزش افزوده بالا تولید کنند که در گذشته عمدتا بهصورت نفت کوره مصرف می شد.
محصولات نهایی
گازوئیل سنگین یکی از مهم ترین خوراک های ثانویه در پالایشگاه ها است و پس از انجام فرآیندهای پیشرفته پالایشی، به محصولات با ارزش و پرکاربردی تبدیل می شود.
- بنزین و سوخت جت
- گازوئیل باکیفیت
- گاز مایع (LPG) و گازهای سبک
- خوراک پتروشیمی (الفین ها و آروماتیک ها)
4. نفت کوره سنگین (Residuum یا Residual Fuel Oil)
نفت کوره سنگین یا Residuum سنگین ترین بخش باقی مانده از فرآیند تقطیر نفت خام است. این ماده که در دمای بالا و فشار کم (در برج تقطیر خلا) به دست می آید، حاوی مولکول های بسیار بزرگ و پیچیده ی هیدروکربنی است. نفت کوره از نظر ویسکوزیته بالا، رنگ تیره و درصد بالای گوگرد شناخته میشود و به همین دلیل مستقیماً قابل استفاده در بسیاری از کاربردها نیست. با این حال، در پالایشگاههای مدرن، نفت کوره سنگین بهعنوان خوراک واحدهای شکست حرارتی (Thermal Cracking)، ککسازی تاخیری (Delayed Coking) یا هیدروکراکرها مورد استفاده قرار میگیرد تا به محصولات سبکتر و با ارزشتر تبدیل شود.
محصولات نهایی
نفت کوره سنگین، با وجود چگالی و غلظت بالا، منبع مهمی برای تولید سوخت ها و مواد صنعتی است. با به کارگیری فناوری های پیشرفته، می توان از این خوراک سنگین محصولات ارزشمندی به دست آورد.
- کک نفتی (Petroleum Coke)
- سوخت کشتیها (Bunker Fuel)
- نفت گاز سنگین و سوخت نیروگاهی
- مواد اولیه برای کراکینگ یا هیدروکراکر
- قیر (Bitumen)
5. روغن نباتی، جلبک و ضایعات کشاورزی (برای پالایشگاه های زیستی)
سوخت های فسیلی، پالایشگاه های زیستی (Bio-refineries) به عنوان نسل جدیدی از پالایشگاه ها توسعه یافته اند. خوراک این پالایشگاه ها برخلاف پالایشگاه های سنتی، منشأ تجدید پذیر دارد و شامل موادی مانند روغن نباتی، چربی های حیوانی، جلبک و ضایعات کشاورزی است. روغن های گیاهی مانند سویا، کلزا و نخل، از رایج ترین خوراکها برای تولید سوخت زیستی هستند. همچنین، ضایعات کشاورزی مانند تفاله نیشکر یا چوب نیز می توانند از طریق فرآیندهای شیمیایی مانند گازی سازی و تخمیر به سوخت های مایع یا گازی تبدیل شوند.
محصولات نهایی
خوراک های زیستی مانند روغن نباتی، جلبک و ضایعات کشاورزی، بسته به نوع فرآیند پالایش و فناوری مورد استفاده، می توانند به طیف گسترده ای از محصولات تجدید پذیر و سازگار با محیط زیست تبدیل شوند. مهم ترین محصولات نهایی این نوع خوراک ها عبارتاند از:
- سوخت دیزل زیستی (Biodiesel)
- سوخت هواپیمای زیستی (Biojet Fuel)
- اتانول زیستی (Bioethanol)
- گاز زیستی (Biogas)
- مواد شیمیایی زیستی (Biochemicals)
6. گاز طبیعی
گاز طبیعی یکی از پاک ترین و کارآمد ترین خوراک های مورد استفاده در پالایشگاه ها و صنایع انرژی است. این ماده عمدتا از متان (CH₄) تشکیل شده و در ترکیب خود ممکن است مقادیری اتان، پروپان، بوتان و گاهی نیتروژن و دی اکسیدکربن نیز داشته باشد. در پالایشگاه های گازی، هدف اصلی جداسازی و تصفیه اجزای مختلف گاز طبیعی است تا ترکیبات سبک و سنگین آن به صورت مجزا مورد استفاده قرار گیرند. گاز طبیعی خام معمولا حاوی گوگرد، بخار آب و ترکیبات اسیدی است که باید در واحدهای شیرینسازی (Gas Sweetening) حذف شوند.
محصولات نهایی
گاز طبیعی به دلیل ترکیب ساده و خلوص بالا، پایه تولید بسیاری از سوخت ها و مواد شیمیایی پرکاربرد است. فرآیندهای پالایش و جداسازی آن، محصولات متنوعی با ارزش اقتصادی بالا ایجاد می کنند.
- متان تصفیهشده (Natural Gas)
- گاز مایع (LPG)
- میعانات گازی
- گاز طبیعی مایعشده (LNG)
- هیدروژن
- خوراک پتروشیمی (اتان و متانول)
جمع بندی
نفت خام همچنان اصلی ترین منبع تأمین انرژی و فرآورده های سوختی در جهان است، اما نقش خوراک های جایگزین مانند گاز طبیعی و خوراک های زیستی روز به روز پر رنگ تر میشود. گاز طبیعی، نفت کوره سنگین، نفتا، گازوئیل سنگین به دلیل بازده بالا، در تولید سوخت های سبک و مواد پتروشیمی کاربرد گسترده دارد؛ در حالی که منابع زیستی به عنوان گزینه ای تجدید پذیر، مسیر حرکت به سوی پالایش سبز و پایدار را هموار کرده اند.
سؤالات متداول
کیفیت خوراک پالایشگاه چگونه سنجیده میشود؟
کیفیت خوراک پالایشگاه با بررسی ویژگی هایی مانند درصد گوگرد، چگالی (API Gravity)، ویسکوزیته، نقطه جوش اجزاء و ترکیبات فلزی سنجیده می شود. این پارامترها تعیین می کنند که چه نوع فرآیندهایی برای پالایش مناسب تر است و بازدهی و هزینه تولید فرآوردهها چقدر خواهد بود.
مقدار گوگرد موجود در خوراک چه تاثیری بر محصولات پالایشگاه دارد؟
وجود گوگرد در خوراک پالایشگاه تاثیر مستقیم بر کیفیت سوخت نهایی و میزان آلودگی زیستمحیطی دارد. هرچه درصد گوگرد در نفت خام یا گاز طبیعی بیشتر باشد، نیاز به فرآیندهای گوگردزدایی (Desulfurization) نیز افزایش می یابد.
سهم میعانات گازی در تولید بنزین چقدر است؟
میعانات گازی (Condensates) ترکیباتی سبک و غنی از هیدروکربن های زنجیره کوتاه هستند که می توانند تا ۴۰ تا ۵۰ درصد از خوراک مورد نیاز تولید بنزین را در برخی پالایشگاه ها تامین کنند. این ترکیبات پس از فرآیندهای تقطیر و اصلاح، به بنزین با عدد اکتان بالا تبدیل می شوند و از منابع مهم خوراک برای پتروپالایشگاه ها نیز محسوب می شوند.
خوراک پالایشگاههای گازی (NG) چه موادی هستند؟
خوراک اصلی پالایشگاه های گازی، گاز طبیعی خام است که از چاه های گازی استخراج می شود. این گاز شامل متان، اتان، پروپان، بوتان، میعانات گازی، بخار آب و ترکیبات گوگردی است. در پالایشگاه گاز، این اجزاء از یکدیگر جدا می شوند تا محصولاتی مانند گاز تصفیهشده، LPG، میعانات گازی و گوگرد بهدست آید.
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.
