مراحل پالایش نفت خام چیست؟ – به زبان ساده

پالایش نفت خام به مجموعه فرآیندهایی گفته می‌شود که بر روی نفت استخراج شده انجام می‌شود تا این ماده به فرآورده‌هایی مانند بنزین، گازوئیل، برخی از سوخت‌ها و .. تبدیل شود. مراحل پالایش نفت خام شامل ۳ مرحله اصلی جداسازی، تبدیل و خالص‌سازی است. در این سه مرحله مواد جداسازی شده، ترکیب می‌شوند تا موکلو‌ل‌ها تغییر داده شده و به مولکول‌های قابل استفاده در مواد و فرآیندهای مختلف تبدیل شوند و در نهایت خالص‌سازی می‌شوند. در این مطلب از مجله فرادرس می‌آموزیم مراحل پالایش نفت خام چیست و چگونه انجام می‌شود.

در ابتدای این مطلب می‌آموزیم مراحل پالایش نفت خام چیست و نفت خام چرا و چگونه پالایش می‌شود. سپس هر مرحله از این فرآیند را با جزئیاتی مانند انواع کراکینگ و فرآیندهایی مانند دسولفوره کردن و فرآیند اصلاح کاتالیزوری یاد می‌گیریم. در ادامه، با پالایشگاه نفت و اهمیت پالایش نفت خام آشنا می‌شویم. در نهایت با ساختار انواع هیدروکربن‌های موجود در نفت خام آشنا می‌شویم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل بیاموزید مراحل پالایش نفت خام چیست.

مراحل پالایش نفت خام چیست؟

بسیاری از روغن‌ها، مواد شیمیایی، سوخت‌های زیستی و گازها از محصولاتی هستند که از پالایش نفت خام به دست می‌آیند. پالایش نفت خام فرآیندی است که فرآورده‌های هیدروکربنی را از نفت خام جدا کند. پالایش نفت خام را می‌توان به سه مرحله اصلی جداسازی، تبدیل و خالص‌سازی خلاصه کرد که هر یک از این مراحل خود از چندین فرآیند تشکیل شده‌اند. در برخی از منابع، مراحل پالایش نفت خام به صورت جزئی‌تری به ۵ دسته تقسیم می‌شود. این فرآیند از ۵ مرحله اصلی زیر تشکیل شده است.

• جداسازی (با استفاده از تقطیر یا جذب)
• کراکینگ (شکستن مولکول‌های بزرگ به اجزای کوچک‌تر)
• شکلدهی مجدد (اصلاح و بازسازی ساختار مولکولی)
• ترکیب (ترکیب مولکول‌های کوچک‌تر برای ساختن ترکیبات بزرگ‌تر)
• پردازش (جداسازی شیمیایی ناخالصی‌ها)

بدین ترتیب می‌توان مراحل پالایش نفت خام را در سه مرحله کلی جداسازی، تبدیل (کراکینگ، شکلدهی و ترکیب) و پردازش خلاصه کرد. اساس فرآیند پالایش نفت خام از این ۳ مرحله تشکیل شده است و می‌تواند بسته به نوع نفت استخراج شده، تجهیزات و ترکیبات نفت خام موجود، در جزئیات با هم متفاوت باشد. در ادامه هر یک از این مراحل را با جزئیات بررسی خواهیم کرد.

مفهوم پالایش نفت خام چیست؟

پالایش نفت خام یکی از اجزای صنایع پایین دستی در صنعت نفت و گاز است. این فرآیند، نفت خام را به فرآورده‌هایی تبدیل می‌کند که می‌توانند در فرآیندها و صنایع دیگر استفاده شوند. این فرآیند همچنین به تبدیل نفت خام به اجزای سازنده آن نیز اشاره دارد.

نفت خام از هیدروکربن‌های متفاوت و زیادی تشکیل شده است که برای استفاده نهایی، تجاری و مصرفی باید جداسازی شوند. این هیدروکربن‌ها شامل پارافین، مواد آروماتیک، سیکلوآلکان‌ها و سایر هیدروکربن‌های آلکنی مانند اتیلن و ایزوبوتان هستند. نفت پالایش شده پس از انجام فرآیند پالایش به دسته‌های نفت سبک (گوگرد و فلزات کمتر) و نفت سنگین تقسیم می‌شود.

یادگیری شیمی یازدهم با فرادرس

برای درک بهتر این موضوع که مراحل پالایش نفت خام چیست، ابتدا باید با مفاهیمی چون هیدروکربن‌ها، مولکول قطبی و غیرقطبی، مواد آلی و تقطیر آشنا شوید. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این مفاهیم، به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه یازدهم، بخش شیمی مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مفاهیم می‌پردازد.

همچنین، با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه مراحل پالایش نفت خام دسترسی داشته باشید.

• فیلم آموزش شیمی عمومی ۱ و ۲ مرور و حل مساله فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم گواهینامه فرادرس
• فیلم آموزش شیمی ۱ پایه دهم حل سوالات تشریحی امتحانات نهایی فرادرس

مرحله اول: جداسازی اجزای نفت

جداسازی اجزای نفت خام پس از استخراج و انتقال به پلایشگاه، معمولا با روش تقطیر یا جذب انجام می‌شود. تقطیر از نوع تقطیر جزء به جزء بوده و در ستون‌های تقطیر انجام می‌شود. روش جذب نیز مواد ناخالص و ناخواسته را با استفاده از مواد جامد متخلخل جداسازی می‌‌کند.

در هر پالایشگاه، اولین مرحله از مراحل پالایش نفت خام با جداسازی شروع می‌شود. پس از جداسازی اجزای نفت خام با استفاده از تقطیر، این مواد با استفاده از روش‌های مختلف پردازش شده و به مواد کاربردی قابل فروش تبدیل می‌شوند. این روش‌ها ممکن است شامل مواردی مانند کراکینگ، تغییر شکل، آلکیلاسیون، پلیمریزاسیون و ایزومریزاسیون باشد.

مخلوط ترکیبات جدید به دست آمده با استفاده از روش‌هایی مانند استخراج حلال و روش تقطیر جزء به جزء جداسازی شوند. در نهایت ناخالصی‌های موجود در این مواد جداسازی شده با استفاده از روش‌های متنوعی مانند دیهیدراتاسیون، حذف گوگرد و هیدروژن کاری جدا می‌شود.

در ادامه هر یک از این روش‌ها را بررسی می‌کنیم.

تقطیر نفت خام

اولین مرحله از مراحل پالایش نفت خام، تقطیر جزء به جزء و جداسازی است. در این مرحله نفت خام در کوره‌های مخصوص تا دمای ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده شده و به بخار تبدیل می‌شود. بخار تولید شده به ستون‌های تقطیر هدایت می‌شود. در ستون تقطیر، سینی‌هایی برای جمع آوری اجزا بر اساس نقطه جوش و چگالی آن‌ها وجود دارد.

سبک‌ترین موا مانند گازها، به قسمت‌های بالایی برج تقطیر رفته و باقی‌مانده‌های سنگین‌تر مانند بنزین، در قسمت‌هایی پایینی ستون باقی می‌مانند. تصویر زیر نمایش دهنده یک ستون تقطیر برای تقطیر اجزای نفت خام است.

در این برج تقطیر، سینی‌هایی وجود دارد. هیدروکربن‌های سنگین‌تر در سینی‌های پایینی با سرعت بیشتری تقطیر شده و جدا می‌شوند اما هیدروکربن‌های سبک‌تر مدت زمان بیشتری به فرم بخار باقی‌مانده و به سطح سینی‌های بالایی می‌رسند.

تقطیر مجدد

برای جداسازی بهتر اجزای سنگین‌تر نفت خام ممکن است برخی از ترکیبات جدا شده به ستون‌های تقطیر جداگانه‌ای فرستاده شوند تا تحت خلا و در دمای بالاتر (۴۵۰ درجه سانتی‌گراد) مجددا تقطیر شوند. این تقطیر این امکان را فراهم می‌کند تا ترکیبات دیگر این قسمت‌های جداسازی شده، بدون شکستن آن‌ها و تبدیل به مواد ناخواسته،‌ جداسازی شوند.

روش‌های دیگری نیز برای تقطیر نفت خام و جداسازی اجزای آن نیز وجود دارد. برای مثال، تقطیر خلا تقطیر اجزای سنگین‌تر نفت خام را ممکن می‌سازد و طی این فرآیند موادی مانند روان‌کننده‌های صنعتی و بتومین (قیر طبیعی) تولید می‌شوند.

سایر روش های جداسازی

تقطیر معمولا به عنوان اصلی‌ترین روش برای جداسازی اجزای نفت خام استفاده می‌شود. تقطیر مجدد و استخراج، بسته به مواد تشکیل دهنده نفت خام و فرآورده‌های مورد نظر ممکن است متفاوت باشد. معمولا، پس از تقطیر مجدد اجزای سنگین نفت خام، روغن‌های روان‌کننده صنعتی به دست می‌آیند. برای جداسازی این مواد معمولا از حلال‌هایی استفاده می‌شود که این روغن‌ها را حل نکرده و سایر مواد را حل می‌کنند و با شست و شوی محصول با این حلال‌ها می‌توان روغن‌های روان کننده صنعتی را از آن‌ها جدا کرد.

همچنین استفاده از حلالی که تنها روان کننده را در خود حل کند نیز ممکن است. فرآیندهای دیگری مانند جداسازی ناخالصی‌ها با استفاده از جامدهای بسیار متخلخل نیز وجود دارند. با استفاده از این روش‌ها، تمامی مواد مومی که ممکن است باعث کریستاله شدن محصولات شود، جداسازی می‌شوند.

مرحله دوم: تبدیل

مرحله تبدیل (Conversion) شامل تغییر شکل مولکول‌ها و ایجاد اصلاحات شیمیایی بر روی مولکول‌های جداسازی شده است. این تغییرات خود می‌تواند شامل فرآیندها و واحد‌های مختلفی مانند کراکینگ، فرآیند اصلاح و ترکیب است. در ادامه این فرآیندها را بررسی می‌کنیم.

کراکینگ

مرحله کراکینگ (Cracking) یا شکستن، مرحله‌ای است که در آن مولکول‌های آلی بزرگ، به اجزا و مولکول‌های کوچک‌تری شکسته می‌شوند تا بتوان از آن‌ها در برخی از فرآیندها و تولید مواد جدید بهره بیشتری برد. مرحله کراکینگ انرژی زیادی نیاز دارد و یک فرآیند گرماگیر است.

برخی از روش‌های کراکینگ معمولا به شکل کالا حرارتی و بدون فرآیندها یا کاتالیزوهای اضافه انجام می‌شوند. برخی دیگر نیز با استفاده از کاتالیزورهایی مانند آلومینیوم کلرید انجام می‌شوند. بنابراین فرآیند کراکینگ به دو دسته کراکینگ حرارتی و کراکینگ کاتالیتیک تقسیم می‌شود.

• کراکینگ حرارتی: استفاده از دمای بالا بای شکستن مولکول‌های بزرگ در مراحل پالایش نفت خام
• کراکینگ کاتالیتیک: استفاده از کاتالیزگر در کنار حرارت‌دهی بر شکستن مولکول‌های بزرگ

برای مثال، واکنش شیمیایی زیر، نمایش‌دهنده یک فرآیند کراکینگ برای مولکول دکان است.

$$C_{10}H_{22} \rightarrow C_{8}H_{18} + C_{2}H_{4}$$

کراکینگ کاتالیتیک

فرآیند کراکینگ کاتالیتیک برای تبدیل برش‌های نفتی سنگین حاصل از تقطیر خلا نفت خام، به سوخت‌ها و روغن‌های سبک استفاده می‌شود. در این فرآیند، مواد اولیه با استفاده از یک شکستن شیمیایی تحت دمای کنترل شده (۴۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد)، فشار بالا و کاتالیزگر به مواد سبک‌تر تبدیل می‌شوند. معادله واکنش زیر یکی از مثال‌های فرآیند کراکینگ کاتالیتیکی است. این فرآیند با کاتالیزور زئولیت انجام می‌شود.

$$C_{16}H_{34} \xrightarrow{\text{catalyst}} C_{8}H_{18} + C_{8}H_{16}$$

کاتالیزگر این فرآیند معمولا پرک‌های کوچک سیلیکا - آلومینا یا سیلیکا - منیزیا هستند. در نتیجه این فرآیند ترکیباتی مانند بنزین، LPG، ترکیبات اولفینی اشباع نشده، بخار روغن‌های شکسته شده، یک فرآورده مایع به نام روغن چرخه، گازهای سبک و زغال سنگ کُک هستند. در این فرآیند روغن چرخه جدا می‌شود تا دوباره در یک فرآیند شکسته شود و زغال کک یک لایه روی سطح کاتالیست تشکیل می‌دهد و با استفاده از سوختن جدا می‌شود. سایر فرآورده‌ها از یک تفکیک‌کننده عبور داده می‌شوند و به صورت جداگانه پردازش می‌شوند.

کراکینگ کاتالیتیک سیال

در این فرآیند از یک کاتالیزگر با فرم پودری بسیار ریز و خالص استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از بخار، مانند سیال جاری شود. مواد اولیه در این فرآیند تحت اثر یک بخار بسیار داغ شامل کاتالیزگر قرار می‌گیرند. در نتیجه این فرآیند، بخارهای تولید شده کاتالیزگر را به صورت سیال نگه می‌دارند و به همان صورت وارد راکتور می‌شوند که در آن فرآیند کراکینگ رخ می‌دهد. پس از آن کاتالیزگر وارد یک بخش تخلیه بخار می‌شود که در آن بیشتر هیدروکربن‌های فرار جدا می‌شوند.

سپس مواد باقی‌مانده وارد یک مخزن احیاکننده می‌شوند که در آن با استفاده از یک مخلوط هوا، فرآورده‌های سوختن جاری می‌شوند. در نتیجه این فرآیند، زغال کک و کاتالیزگرها سوخته شده و جدا می‌شوند. سپس کاتالیزگر دوباره به راکتور بازگشته و در یک چرخه مجددا حرکت می‌کند.

کراکینگ حرارتی

در کراکینگ حرارتی، از انرژی گرمایی برای شکستن مولکول‌های هیدروکربنی بزرگ استفاده می‌کند. عناصر سبک‌تر تولید شده طی این فرآیند، می‌توانند به سوخت‌های تقطیر شده و بنزین تبدیل شوند. گاز‌های شکسته شده با استفاده از فرآیندهای آلکیلاسیون و پلیمریزاسیون به اجزای ترکیب بنزین تبدیل می‌شوند. نفتا طی این فرآیند با استفاده از فرآیند اصلاح به بنزین با کیفیت تبدیل می‌شوند. روغن‌های گازی می‌توانند به عنوان سوخت دیزل استفاده شوند یا با استفاده از فرآیند هیدروکراکینگ به بنزین تبدیل شوند. همچنین، باقی‌مانده‌های سنگین این فرآیند به نفت پس‌مانده یا زغال سنگ تبدیل می‌شوند که در آینده می‌توانند برای تولید الکترودها، ییا کاربیدها استفاده شوند.

هیدروکراکینگ

در فرآیند هیدروکراکینگ از هیدروژن و کاتالیزگرهای مختلف برای تبدیل اجزای سنگین نفت خام به سوخت‌هایی سبک و با کیفیت بالا استفاده می‌شود. هیدروکراکینگ می‌تواند میزان بازده ترکیبات بنزین را افزایش دهد و برای تولید فرآورده‌های تقطیر سبک استفاده شود. این فرآیند هیچ پسماندی تولید نمی‌کند و تنها باعث تولید ترکیبات هیدروکربنی سبک می‌شود. هیدروکراکینگ در واقع همان کراکینگ کاتالیتیکی است که در فشار گاز هیدروژن انجام می‌شود. هیدروژن اضافی موجود در این روش از مراحل پالایش نفت خام، اشباع شده یا در واکنش هیدروژناسیون شرکت می‌کند.

در نتیجه، پیوندهای هیدروکربن‌های شکسته شده، هیدروژن‌دار شده و ایزومرهایی با خواص شیمیایی مورد نظر را تولید می‌کنند. هیدروکراکینگ همچنین در فرآیند اصلاح نیز استفاده می‌شود و می‌تواند با استفاده از واکنش شیمیایی با آلودگی‌ها و ناخالصی‌هایی چون نیتروژن و گوگرد، به حذف آن‌ها بیانجامد. فرآیندهای زیر مثال‌هایی از فرآیند هیدروکراکینگ هستند.

$$C_{16}H_{34} + H_2 \xrightarrow{\text{catalyst}} 2C_{8}H_{18}$$

$$C_{12}H_{26} + H_2 \xrightarrow{\text{catalyst}} C_{6}H_{14} + C_{6}H_{14}$$

در هیدروکراکینگ، فرآورده‌های سبک گازی با هیدروژن ترکیب شده وحرارت داده می‌شود و به یک راکتور فرستاده می‌شود. در این راکتور یک بستر کاتالیستی وجود دارد که در سطح آن کراکینگ و هیدروژناسیون انجام می‌شود. فرآورده‌های این مرحله به یک تفکیک‌کننده منتقل می‌شود تا جداسازی آن‌ها انجام شود. هیدروژن استفاده شده در این روش بازیافت می‌شود.

اغلب پسماندهای این روش دوباره با هیدروژن ترکیب شده، مجددا حرارت داده شده و تبدیل به محصولات سوختی با کیفیت بالا یا روغن‌های روان‌کننده تبدیل می‌شوند.

فرآیند اصلاح (کاتالیزوری)

فرآیند اصلاح فرآیندی است که در آن با استفاده از فشار، حرارت و کاتالیزگر ( عموما کاتالیزگر شامل پلاتین)، ترکیبات نفتا را به بنزین‌های با عدد اکتان بالا تبدیل می‌کند. ترکیبات نفتا، هیدروکربن‌هایی هستند که مخلوطی از تعداد زیادی ترکیب پارافینی و نفتنی هستند. در برخی از پالایشگاه‌ها، ترکیبات نفتا با استفاده از تقطیر نفت خام یا فرآیندهای پردازش کراکینگ کاتالیستی به دست می‌آیند. این مواد همچنین می‌توانند با استفاده از کراکینگ حرارتی یا هیدروکراکینگ هم به دست آیند.

فرآیند اصلاح این ترکیبات را به ایزوپارافین‌ها و ترکیبات آروماتیک تبدیل می‌کنند که سپس می‌توانند برای تولید بنزین با اکتان بالا استفاده شوند. مواد اولیه و فرآورده‌های فرآیند اصلاح در ادامه معرفی شده است.

برای مثال، دو فرایند اصلاح کاتالیزوری برای تبدیل هپتان به تولوئن و سیکلوهگزان به بنزن در ادامه اورده شده است.

فرآیند آروماتیزاسیون: $$C_7H_{16} \xrightarrow{\text{catalyst}} C_7H_8 + 4H_2$$

فرآیند دهیدروژناسیون: $$C_6H_{12} \xrightarrow{\text{catalyst}} C_6H_6 + 3H_2$$

مرحله سوم: پردازش

برای تبدیل فرآورده‌های سوختی حاصل از پالایش نفت خام به موادی که با قوانین و استانداردهای زیست محیطی هماهنگ باشند، نیاز است برخی از فرآیندهای پالایش و خالص‌سازی برای جداسازی ناخالصی‌ها و بهبود خواص محصول انجام شود. برخی از این فرآیندها در ادامه معرفی می‌شود.

دسولفوره کردن

دسولفوره کردن یا جداسازی سولفور فرآیندی است که معمولا پس از انجام کراکینگ استفاده شده و مقدار گوگرد موجود در ترکیبات جداشده و سایر ناخالصی‌ها را از بین برده یا کاهش می‌دهد.

برای مثال، واکنش دسولفوره کردن تیوفن در ادامه آورده شده است.

$$C_4H_4S + 4H_2 \xrightarrow{\text{catalyst}} C_4H_{10} + H_2S$$

ترکیب

برخی از هیدروکربن‌ها را با هم مخلوط می‌کنند تا محصول نهایی با خواص مورد نظر به دست آید. در مراحل بعدی پالایش نفت خام، ترکیبات جداسازی شده و خالص شده با سایر مواد ترکیب می‌شوند تا به کیفیت و ترکیب مورد نیاز استفاده در صنایع برسند.

تزریق افزودنی

این فرآیند باعث افزایش پایداری سوخت‌ها، عملکرد بهتر آن‌ها و کنترل انتشارات مخرب آن‌ها می‌شود. برای مثال، اتانول به بنزین اضافه می‌شود تا سوختی جدید به دست آید. همچنین در واکنشی دیگر، با اضافه کردن آنتی‌اکسیدان به سوخت‌ها از اکسایش آن‌ها جلوگیری می‌شود.

پیشنهاد می‌کنیم برای درک بهتر و تخصصی‌تر مراحل پالایش نفت خام، فیلم آموزش مهندسی پالایش نفت فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.

پالایشگاه نفت چیست؟

نفت خام استخراج شده از چاه‌های نفت نمی‌تواند به صورت مستقیم و پس از استخراج مورد استفاده قرار گیرد. نفت خام ترکیبی از هیدروکربن‌های متعدد و متنوع است که با جداسازی آن‌ها از یکدیگر و بهبود خواص شیمیایی آن‌ها، می‌تواند در صنایع بسیاری استفاده شود. این فرآیندها، در پالایشگاه‌های نفت انجام می‌شوند.

پالایشگاه‌های نفت بسته به روش انجام پالایش می‌توانند تجهیزات مختلفی داشته باشند و فرآیندهای مختلفی برا برای پالایش نفت استفاده کنند. در پالایشگاه معمولا اجزای نفت خام در دماهای بالا جداسازی شده و سپس تغییر داده شده و خالص‌سازی می‌شوند. نفت خام استخراج شده معمولا با استفاده از خطوط لوله به پالایشگاه متنقل می‌شود. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با تجهیزات پالایشگاه و صنایع نفتی، مطلب آموزش ابزار دقیق در صنعت نفت مجله فرادرس را مطالعه کنید.

اهمیت پالایش نفت خام

پالایش نفت خام یکی از مهم‌ترین فرایندهایی است که پس از استخراج نفت روی آن انجام می‌شود. زیرا در فرآیند پالایش نفت، ترکیبات پتروشیمیایی مانند بنزین و گازوئیل به دست می‌آید و سایر فرآورده‌ها نیز برای صنایع نفت و گاز بسیار با اهمیت هستند. فرآورده‌های نفت خام از پرمصرف‌ترین مواد جهان بوده و روزانه تعداد زیادی بشکه نفت در سراسر دنیا برای پالایش و تصفیه و استفاده مصرف می‌شود.

در ادامه برخی از کاربردهای انجام مراحل پالایش نفت خام را بررسی می‌کنیم.

تولید سوخت

یکی از مهم‌ترین و اصلی ترین کاربردهای پالایشگاه‌ها، تولید سوخت است. سوخت‌های تولید شده حاصل از مراحل پالایش نفت خام شامل موادی مانند بنزین، گازوئیل و سوخت‌های پسماند هستند.

خالص‌سازی فرآورده نفت

فرآیندهایی که در مراحل پالایش نفت خام انجام می‌شود باعث جداسازی و خالص‌سازی فرآورده‌های نفتی می‌شود. باید دقت داشت که نفت خام شامل موادی مانند نیتروژن، گوگرد و اکسیژن است. این ترکیبات بسته به فرآورده‌هایی تولیدی و قوانین محیط زیستی باید حذف یا کاهش یابند. این فرآیندها با استفاده از پالایش نفت خام انجام می‌شود.

تولید مواد شیمیایی صنعتی

پالایشگاه‌های نفت مواد شیمیایی صنعتی پرکاربردی مانند سوخت نفتا، پروپیلن، اتیلن و بسیاری دیگر از مواد شیمیایی را تولید می‌کنند. این مواد شیمیایی برای تولید موادی پرکاربرد مانند لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها، چسب‌ها، حلال‌ها و پوشش‌ها استفاده می‌شود.

تولید فرآورده‌های جامد

یکی دیگر از کاربردهای پالایش نفت خام، افزودن موادی به فرآورده‌های نفتی و تولید مواد جامد مورد نظر است. این فرآیند برای تولید مواد بسته به نیاز‌های بازار انجام می‌شود.

ساختار هیدروکربن‌های نفت خام

در این مطلب از مجله فرادرس آموختیم مراحل پالایش نفت خام چیست. نفت خام عمدتا از سه گروه هیدروکربن‌های مختلف تشکیل شده است. این گروه‌ها، پارافین‌ها و هیدروکربن‌های سبک، نفتالن و ترکیبات آروماتیک هستند. در ادامه این ترکیبات نفت خام را بررسی می‌کنیم.

پارافین ها

پارافین‌ها ار هیدروکربن‌های راست زنجیر ساده یا حلقه‌های هیدروکربنی تشکیل شده‌اند که با اتم هیدروژن اشباع شده‌اند. ساده ترین آن‌ها گاز متان است که با نام گاز شهری نیز شناخته شده و فرمول شیمیایی آن ($$CH_4$$) است. این گروه شامل موادی مانند اتان با فرمول شیمیایی ($$C_2H_6$$) و پروپان با فرمول شیمیایی ($$C_3H_8$$)‌ نیز هست.

هیدروکربن‌های سبک با تعداد کربن ۱ تا ۴، سبک هستند و در دمای اتاق و فشار اتمسفر به فرم گاز وجود دارند. پارافین‌ها ترکیباتی بسیار پایدار هستند.

نفتن ها

نفتن‌ها هیدروکربن‌هایی هستند که دارای حلقه‌های کربنی هستند. این حلقه‌ها می‌توانند زنجیره‌های جانبی داشته باشند و با اتم هیدروژن اشباع شده‌اند. نفتن‌ها از نظر شیمیایی پایدار بوده و به صورت طبیعی در نفت خام وجود دارند.

ترکیبات آروماتیک

ترکیبات هیدروکربنی آروماتیک حلقه‌های ۶ تایی کربن هستند که دارای پیوندهای دوگانه و شش اتم هیدروژن متصل هستند. این نوع از ساختار به عنوان حلقه بنزنی شناخته می‌شوند. این ترکیبات به صورت طبیعی در نفت خام وجود دارند و می‌توانند طی مراحل پردازش نفت خام نیز تولید شوند.

هرچه تعداد اتم‌های کربن این ترکیبات بیشتر باشد، ترکیاتی به اصلاح سنگین‌تر هستند. ترکیبات هرچه سنگین‌تر باشند، نقطه جوش آن‌ها بالاتر است.

سایر ترکیبات

درصد پایینی از اجزای تشکیل دهنده نفت خام را موادی مانند اکسیژن، نیتروژن، گوگرد و فلزات تشکیل می‌دهند. مقادیر گوگرد می‌تواند ناچیز بوده یا تا ۵ درصد نیز باشد. دار ترکیبات موجود در هر نمونه نفت بسته به محل استخراج آن متفاوت است.