كيفية تكرير البترول، حيث يعتبر البترول من الموارد الهامة في الوقت الحاضر، وتسعى جميع الدول إلى امتلاكه، ولذلك من الضروري معرفة كيفية تكرير البترول.
أجهزة تكرير البترول
- عندما نتعرف على عملية تكرير البترول، يجب أن نمر عبر الأجهزة المستخدمة في عملية التكرير، والتي تعرف بالمصافي.
- تعتبر مصافي البترول منشآت كبيرة تستقبل البترول وتقوم باستخراج المواد التي تستهلكها الدول.
- مثل أنواع الوقود المستخدمة في السيارات والطائرات ومنتجات أخرى كثيرة.
- تتألف هذه المصافي من عدة مكونات، وأهمها الأبراج المعروفة بأبراج الفصل، وكذلك وحدات التبادل الحراري.
- ويجب أيضا أن تحتوي على مفاعلات كيميائية ومضخات كهربائية ومضخات بخارية وأدوات أخرى.
اقرأ أيضا: شركات البترول في مصر
كيفية نقل البترول لإجراء عملية التكرير داخل المعامل
- النفط يحتاج إلى عمليات نقل متعددة، سواء كان في حالته الخامة أو بعد خروج منتجاته من المصفاة أو معامل التكرير.
- يتم نقل البترول بطريقتين؛ إما برا أو بحرا، وفي النقل البحري يتم استخدام أنواع مسطحة من البواخر.
- أما نقل البضائع عن طريق البر، وهو الأسلوب الأساسي في عملية النقل، فيتم عبر خطوط الأنابيب.
- يمكن أيضا نقله برا عن طريق بعض الشاحنات أو ما يعرف بالقطارات الصهريجية.
كيفية إعداد البترول للتكرير
- عملية تكرير البترول تعتمد على عملية سابقة وهي عملية الإعداد التي تتم عن طريق إزالة بعض المواد.
- حيث يتم إزالة الغازات المصاحبة للبترول عند خروجه من البئر وطردها أولا.
- ثم يتم إزالة الماء وبعض الأملاح، وإذا بقيت فسوف تؤدي إلى تقليل كفاءة أجهزة التكرير.
- بناء على وجود الأملاح، غالبيتها كلوريدات، تحدث تفاعل يحولها إلى حمض الهيدروكلوريك الذي يسبب التآكل.
كيفية تكرير البترول
- بعد استخراج البترول من الآبار، نجد أنه يتكون أساسا من مركبات هيدروكربونية، أي يحتوي على عنصري الكربون والهيدروجين.
- ومع ذلك، بوجود هذه العناصر نجد عناصر أخرى بنسب أقل مثل الكبريت والنيتروجين والأكسجين.
- حيث تدخل هذه المكونات جميعها في عدة عمليات حتى يتم التقطير، فهناك عمليات فيزيائية وأخرى كيميائية.
- وتشمل العمليات الفيزيائية التقطير والتنقية والتبريد، وتشمل العمليات الكيميائية التكسير وإعادة التشكيل بأشكالها المختلفة.
مرحلة التقطير في تكرير البترول
- يعتبر مرحلة التقطير الأولى والأهم في عملية تكرير البترول، وتتم عملية التقطير عن طريق فصل مكونات البترول.
- يتناول هذا الفصل استخدام الغليان كطريقة، حيث تختلف درجة غليان كل مكون عن الآخر، وهو عملية فيزيائية.
- هناك عدة أنواع من عملية التقطير، بما في ذلك التقطير الابتدائي الذي يستخدم الضغط الجوي ويتم على مراحل متعددة.
- يتم تسخين البترول في البداية باستخدام مبادلات حرارية، ويساهم هذا التسخين الأولي في تقليل التكاليف.
- حيث يتم تنفيذ العمليات في وقت واحد عن طريق وضع بعض المواد التي تحتاج إلى تبريد مع البترول الذي يتطلب تسخينا.
- كما أن التسخين التدريجي يؤدي إلى جودة البترول وعدم حدوث تفحم كما يحدث مع التسخين المفاجئ.
- ثم يتم تسخينه الأساسي باستخدام الأفران الأنبوبية، والتي تصل درجة حرارتها إلى 300 أو 400 درجة مئوية.
- أثناء التسخين، تبدأ المواد في التكثف في أماكن مخصصة لاستقبالها بعد تكثيفها وفقا لدرجة غليانها.
- تكون المنتجات الناتجة عن عملية التقطير تركز في الغازات العضوية مثل الميثان والإيثان والبروبان وغيرها.
- بالإضافة إلى بعض المواد القابلة للتقطير الخفيفة مثل البترول المسيل ووقود السيارات، والمواد المتوسطة مثل الكيروسين.
- بالإضافة إلى المشتقات الثقيلة مثل الديزل وبعض زيوت التشحيم، تتكون بقايا عملية التقطير من الأسفلت والراتنجات وغيرها.
- من أنواع التقطير أيضا التقطير تحت ضغط منخفض أو فراغي، وفي هذا النوع يكون الضغط منخفضا يصل إلى 50 ملم زئبق.
- بالإضافة، المواد المتولدة عن هذا التقطير تكون أثقل من المواد المتولدة عن التقطير الأولي.
- يستخدم هذا النوع من التقطير في إنتاج بعض أنواع الزيوت الثقيلة والشحوم، كما يستخدم في التكسير الحراري.
- من أنواع التقطير أيضا، هناك ما يعرف بالتقطير الأيزوتروبي، ويكمن الأساس في استخدام مذيب ذو درجة غليان منخفضة لهذه العملية.
- يقوم هذا المذيب بالمزج مع إحدى المواد التي يتم فصلها، ويترك المادة الأخرى لتستخلص بسهولة.
- من أنواع التقطير أيضا التقطير الاستخلاصي المعروف، وكذلك التقطير بواسطة الزيت الخفيف.
1- عملية الاستخلاص بالمذيبات
- من العمليات الفيزيائية أيضا التي تستخدم لمعرفة كيفية تكرير البترول عملية الاستخلاص باستخدام المذيبات.
- وتعتمد هذه العملية على تصنيف المواد حسب النوع الكيميائي، وتنتج زيوت التشحيم كواحدة من نتائجها الرئيسية.
- يتميز هذا العملية بأن الزيوت التي تنتج منها ذات جودة ونقاء عاليين، وتلتزم بالمواصفات العالمية.
2- عملية التنقية
- تعد عملية التنقية أيضا من العمليات الفيزيائية في تكرير البترول، وهناك عدة طرق للتنقية.
- هناك طريقة لتنقية المركبات باستخدام المذيبات، حيث يتم استخدام مذيب قطبي معين وذلك بناء على اختلاف درجة ذوبان المركبات فيه.
- بالإضافة إلى ذلك، يمكن الفرز بالامتصاص والذي يعتمد على وجود مسامات في سطح المواد تسمح بدخول الجزيئات من خلالها.
3- عملية التبريد
- هناك عملية فيزيائية أخيرة تأتي بعد التقطير والاستخلاص والتنقية، وهي عملية التبريد.
- تشمل عملية التبريد عدة عناصر؛ بدءا من التجزئة الحرارية للغازات المتولدة من عملية الكسر.
- وكذلك الغازات التي تنتج من عمليات التكسير الحفزي، وتعتبر هذه الغازات مصدرا هاما للبتروكيماويات.
- ثم يأتي تثبيت البنزين بعد فصل الغازات، حيث يتم حفظ الغازات في حالة سائلة لأنها قد تتبخر أثناء الفصل.
- بعد ذلك، يتم تحديد عدد الأوكتان لوقود البنزين وهو الذي يستخدم لتحديد الصفات الانفجارية.
- يتم ذلك عن طريق مقارنة الخواص التفجيرية للمادة مع مادة أخرى قياسية مثل الأيزو أو الكتان أو الهبتان.
- ثم يأتي عدد الكتاني للوقود، ثم العدد السيتاني للديزل والذي ينتهي به عملية التبريد.
كما يمكنكم الاطلاع على: تعريف البترول ومكوناته
العمليات الكيميائية في تكرير البترول
- تعد العمليات الكيميائية الجزء الثاني من عملية تكرير البترول، وتتأثر العمليات الكيميائية بعوامل متعددة.
- بما أنها تتأثر بتغيرات درجات الحرارة وتتأثر أيضا بالضغط والعوامل المحفزة وغيرها من العوامل.
- تشمل العمليات الكيميائية تكسير المواد باستخدام الحرارة وتكسيرها باستخدام عوامل مساعدة.
- تتضمن هذه العملية أيضا التكسير بالهدرجة وما يعرف بإعادة التشكيل بوجود عوامل حفزية.
1- عملية التكسير بالحرارة
- تتميز عملية التكسير بالحرارة بعدم الحاجة إلى عوامل محفزة لبدء التفاعلات، حيث تعتمد بشكل كامل على ارتفاع درجة الحرارة والضغط.
- يتم في هذه العملية تحويل البترول والمواد الثقيلة إلى مواد أخف وذات نقطة غليان منخفضة.
- وترافق عملية التكسير بتفاعلات أخرى مهمة مثل إزالة الألكيل والهيدروجين وإعادة تكوين المركبات.
2- عملية التكسير الحفزي
- يعتبر التكسير الحفزي أحد أهم أنواع التكسير، ولكن لا يتم إلا في وجود مواد تحفز حدوث التفاعلات.
- ومن أمثلة المواد التي تحفز التفاعلات، المغنيسيا وأيضا الأمونيا والسيليكا.
- الهدف الأساسي لهذه العملية هو الحصول على وقود عالي الجودة وبعدد أوكتان عال.
3- عملية التكسير بالهدرجة
- تعد عملية التكسير بالهدرجة عملية شبيهة جدا بعملية التكسير الحفزي ولكنها تتم في وجود عنصر الهيدروجين.
- والهدف أيضا هو إنتاج مواد عالية الجودة، بالإضافة إلى إنتاج مركبات هيدروكربونية ذات وزن جزيئي منخفض.
- بالإضافة إلى انخفاض درجة غليان المواد الهيدروكربونية الناتجة أيضا، يتم خلال عملية التكسير إزالة بعض المواد مثل الكبريت والأكسجين.
4- عملية إعادة التشكيل في وجود حافز
- عملية إعادة التشكيل تعتبر إحدى العمليات الكيميائية ذات الكفاءة العالية عند وجود حافز.
- حيث يتم الحصول من خلالها على وقود عالي الأوكتان ومواد عضوية ذات رائحة.
- تستخدم في هذه العملية نوعان من المواد الحفازة، الأول هو أكسيدات الموليبدينوم والكروم المحملة على الأمونيا.
- والثاني، يتم تحميل مواد محفزة من عنصر البلاتين على الأمونيا أيضا، ولذا يحتاج هذا التفاعل إلى ظروف خاصة من الضغط ودرجة الحرارة.
5- عمليات كيميائية إضافية
- قد تحدث بعض العمليات الكيميائية الأخرى خلال عملية تكرير البترول.
- من الطرق المستخدمة لزيادة عدد أوكتان بعض المواد الهيدروكربونية مثل الجازولين هي عملية التماكب.
- من بينها عملية البلمرة الحفزية التي تستخدم لتحويل بعض الغازات التي نتجت من التقطير إلى وقود ذو عدد أوكتان عال.
6- عملية المعالجة
- بعد المرور بالعمليات الفيزيائية والكيميائية في تكرير البترول يأتي المرحلة النهائية وهي المعالجة.
- تنقسم طرق المعالجة إلى كيميائية وفيزيائية، وتستخدم بعض المواد مثل الصودا الكاوية وحمض الكبريتيك.
- الهدف الرئيسي للمعالجة هو إزالة الشوائب التي تتكون مع الوقود، وأحد أبرز هذه الشوائب هو كبريتيد الهيدروجين.
- إزالته من أحد الإجراءات الأساسية في العلاج، حيث يتسبب في رائحة كريهة وتآكل بعض المعدات.
- بالإضافة إلى ذلك، هناك نوعا من المعالجة التي تتم باستخدام غاز الهيدروجين وتستخدمه المؤسسات التجارية.
- يقوم بتنقية بكفاءة عالية بتكلفة معقولة مقارنة بأنواع أخرى من العلاج.
كما يمكنكم التعرف على: ما هو البترول وكيف يتم استخراجه
ومن خلال زيارتنا لموقع مقال mkaal.com، تعرفنا بشكل عام على عملية تكرير البترول والعمليات الفيزيائية والكيميائية المشتركة فيها، وانتهاء بعملية المعالجة التي تنتج وقودا يستخدمه جميع الدول.
