گزارش کارآموزی پالایشگاه نفت تهران

پالایشگاه تهران
پالایش یکی از عمده ترین عملیات نفتی است که بدنبال استخراج نفت انجام می پذیرد. نفتی که توسط لوله های قطور از مراکز
بهره برداری بدرون پالایشگاه سرازیر می شود، در این مراکز تصفیه و پس از انجام فعل و انفعالات مختلف تبدیل به فرآورده های گوناگون مانند گاز مایع، بنزین، نفت سفید، نفت گاز، قیر، انواع روغن های صنعتی گردیده و وارد شبکه شده توزیع می شود.

پالایشگاه تهران یکی از واحدهای پالایشی بزرگ ایران است که در حال حاضر با ظرفیت عملی ۲۵۰۰۰۰ بشکه تولید در روز نخستین پالایشگاه داخلی کشور بوده و از این نظر خدمات ارزنده ای را در دوران جنگ تحمیلی و پس از این ایام ارائه نموده و می نماید. مجتمع پالایشگاهی تهران که به نام پالایشگاه تهران نامیده می شود مشتمل است بر دو پالایشگاه و همچنین مجتمع تصفیه و تولید روغن.

عملیات ساختمانی پالایشگاه اول تهران بر مبنای نیاز بازار ایران جهت تأمین مواد سوختی گرمازا و بنزین اتومبیل در سال ۱۳۴۴ آغاز و در ۳۱ اردیبهشت ماه سال ۱۳۴۳ با ظرفیت طراحی ۸۵ هزار بشکه در روز رسما مورد بهره برداری قرار گرفت. در طراحی صنعتی این پالایشگاه از استانداردهای روز و آخرین کشفیات و ابداعات صنعت نفت استفاده شده است. در سال ۱۳۵۲ با ایجاد تغییراتی در سیستم طراحی این پالایشگاه ظرفیت آن را به ۱۲۵۰۰۰ بشکه تولید در روز افزایش دادند، روند افزایش مصرف و سیاست تأمین نیازهای بازار داخلی

ساختمان پالایشگاهی دیگر را در کنار پالایشگاه اول تهران ایجاب نمود. لذا با استفاده از تجارب حاصل از طراحی و ساخت این پالایشگاه ، پالایشگاه دوم تهران را در جوار پالایشگاه اول بر مبنای کپیه سازی با حذف اشکالات و نارسائی های موجود تسجیل نموده و کار ساختمانی آن را از اواخر سال ۱۳۵۰ آغاز و در فرودین ماه ۱۳۵۴ به ظرفیت یکصد هزار بشکه تولید در روز آغاز کردند.

نفت خام مورد نیاز این پالایشگاه از منابع نفتی اهواز تامین
می گردد و طراحی واحدها چنان انجام گرفته است که می تواند صدرصد نفت خام شیرین اهواز و یا ۷۵% نفت اهواز و ۲۵% نفت خام سنگین سایر مراکز را تصفیه و تقطیر نماید. هدفی که در طرح ریزی و انتخاب دستگاه های پالایش در هر شرایط مورد نظر قرار گرفته است تأمین و تولید حداکثر فرآورده های نفتی میان تقطیر یعنی نفت سفید و نفت گاز است. برای ازدیاد تولید این دو فرآورده از تکنیک تبدیل (کاتالیستی و آیزوماکس) حداکثر بهره وری را دریافت نموده اند. رشد اقتصادی و رفاه حاصل از ازدیاد سریع قیمت نفت در اوایل سالهای دهه پنجاه باعث ایجاد صنایع مونتاژ و در نتیجه ازدیاد منابع مصرف روغن گردید.

برآورد مصرف و بررسی هائی که در این باره انجام گرفت نشان داد که تولیدات کارخانجات داخلی که عبارت بودند از پالایشگاه آبادان و شرکت تولید و تصفیه روغن، پاسخگوی تأمین احتیاجات روز کشور نمی باشد لذا ایجاد کارخانه ای که بتواند نیازهای آتی را تأمین نماید مورد احتیاج واقع شد. از این رو امکانات احداث یک واحد یکصدهزار مترمکعبی روغن در سال در مجاورت مجتمع پالایشگاهی تهران فراهم گردید. این مجتمع شامل واحدهای اصلی پالایش از قرار آسفالت گیری با پروپان جهت تولید روغن چرب کننده سنگین، استخراج مواد حلقوی با استفاده از فورفورال، واحد جداسازی موم و تصفیه با گاز هیدروژن و واحدهای وابسته از قبیل دستگاه اختلاط و امتزاج روغن، سیستم تولید و بسته بندی قوطی های یک لیتری، چهار لیتری، چلیک بیست لیتری و شبکه های ۲۱۰ لیتری می باشد.

روغن های تولیدی پالایشگاه تهران با نامهای الوند، البرز، چهار فصل، لار، الموت و ارژن جهت استفاده در موتورهای احتراق مطابق با آخرین وجدیدترین استانداردهای بین المللی ساخته و عرضه می گردد. علاوه بر آن انواع روغن های صنعتی نیز از تولیدات این کارخانجات می باشد و اخیراً نیز محصولات جدیدی از قبیل روغن ترانس، پارافین مایع، روغن انتقال حرارت نیز به بازار مصرف عرضه گردیده است. در اینجا باید یادآور گردید که ظرفیت تقطیر و تصفیه نفت خام در پالایشگاه تهران با از بین بردن تنگناها به حد نصاب تولید ۲۵۰۰۰۰ بشکه در روز افزایش

یافته و ظرفیت تولید روغن نیز مورد تجدید نظر قرار گرفته و میزان جدید تولید ۱۴ میلیون لیتر از انواع مختلف روغن های چرب کننده و صنعتی بدست آمده است پالایشگاه تهران علاوه بر تصفیه نفت خام و تولید و تحویل فرآورده های نفتی خدمات مورد لزوم را در زمینه های مختلف صنعتی به سازمانهای تابعه وزارت نفت و همچنین وزارتخانه ها و سازمانهای دولتی و وابسته به دولت ارائه نموده و می نماید. همچنین پالایشگاه تهران، شرکت فعال در امر بازسازی و نوسازی پالایشگاه آبادان و پتروشیمی بندر امام خمینی (ره) داشته و خدماتی را به شرح زیر ارائه داده است:

۱٫ بازسازی کلیه قسمتهای آب و برق و بخار و من جمله دیگ بخار و تلمبه خانه، کمپرسور هوا و همچنین برجهای خنک کننده.
۲٫ بازسازی واحدهای رآکتور، دستگاه احیا کننده، دستگاه ذخیره کاتالیست و واحد تقطیر و همچنین سایر واحدهای وابسته به دستگاه کت کراکر پالایشگاه آبادان که قادر است روزانه حدود ۴۰ هزار بشکه خوراک را دریافت و آنرا تبدیل به ۳ میلیون لیتر بنزین مرغوب با اکتان بالای ۹۴ بنماید و کلیه سرویس های جنبی واحد مربوط به کت کرالر بازسازی گردید و در حال حاضر در سرویس تولید قرار دارد.

۳٫ بازسازی و تعمیرات ۱۱۰۰ دستگاه منازل سازمانی در آبادان در منطقه بوآرده.
۴٫ شرکت بسیار فعال در بازسازی بخش های مهمی از پتروشیمی بندر امام با اعزام گروه های مخلف در سطوح تخصصی.

تعریف نفت خام
نفت خام ماده سیال سیاهرنگ و بدبوئی است که گفته می شود در اثر تجزیه مواد آلی موجودات تک سلولی نباتی و حیوانی بوجود آمده است و در طول بیش از صدها هزار سال در مویرگ و منافذ موجود درسنگهای آهکی زیرزمینی محبوس و مدفون بوده و از

نقطه ای به نقطه دیگر مهاجرت نموده است. این ماده سیال شامل کربن و هیدروژن بوده و اصطلاحاً «هیدروکربور» خوانده می شود.
بررسی های انجام شده بر روی نفت خام نشان داده است که هر یک از هیدروکربورهای نفتی دارای خواص فیزیکی مختص به خود از قبیل وزن مخصوص، نقطه جوش، فشار بخار بوده و آن را در کل مجموعه نفت خام نیز حفظ می نماید. از اهم خواص فیزیکی گروه های مختلف هیدروکربور، خاصیت تفکیک پذیری آنها می باشد.
تفکیک پذیری گروه هیدروکربورها پدیده تقطیر یا قطران گیری را بوجود آورده است که اساس پالایش و تصفیه نفت خام را طرح ریزی نموده است.

مراحل مختلف پالایش
بررسی های انجام شده بر روی نفت خام نشان داده که می توان آن را به برشهای مختلفی با مشخصات کمی و کیفی معلوم و معین تفکیک کرد. با توجه به این برشهای نفتی و امکان استفاده از آن دنیای صنعتی خود را با شرایط پیش آمده وفق داد و محل و مصرف برش های نفتی را فراهم نمود. تعدادی از این برش ها مانند: گاز مایع، نفت سفید، نفت گاز و قیر مصرف گرمایی، صنعتی و انرژی زایی پیدا نمودند و جذب بازار مصرف شدند و تعدادی از برشها از قبیل نفتا، نفتای سنگین برش های روغنی قابل مصرف نبوده و جهت استفاده از آنها می بایست مراحل دیگری را طی نموده، تبدیل گردند. از این رو مراحل تبدیل قدم به عرصه وجود گذاشته و با رشد صنعت مراحل مختلف تعالی خود را طی نمودند. در زیر مراحل مختلف پالایش نفت خام در پالایشگاه تهران جهت تولید فرآورده های مورد نیاز بازار بطور خلاصه بیان می گردد.

 

واحد تقطیر
۱٫ دستگاه تقطیر در فشار جو (واحد قطران گیر):
اولین مرحله پالایش نفت خام در هر پالایشگاه، تقطیر در فشار جو می باشد بوسیله روش تقطیر که یک عمل فیزیکی است نفت خام به برشهای اصلی و مورد نیاز عملیات بعدی پالایش با کیفت های مشخص فیزیکی جدا و دسته بندی می گردند.

برشهای حاصل از دستگاه تقطیر تحت نامهای گاز سوخت، گاز مایع، نفتای سبک، نفتای سنگین، نفت سفید، نفت گاز، نفت کوره و یا باقیمانده تقطیر نامگذاری گردیده اند.
از برشهای یاد شده، گاز مایع، نفت سفید و نفت گاز مستقیماً جهت ارسال به بازار به مخازن مربوطه ارسال شده و بقیه برشها جهت تداوم کار و انجام تفکیک و یا تبدیل و تصفیه به سایر واحدهای پالایشی گسیل می گردد.

۲٫ دستگاه تقطیر در فشار خلأ:
مرحله دوم عملیات پالایش، تداوم کار تقطیر می باشد. از آنجا که حرارت زیاد جهت تقطیر برشهای سنگین نفت خام باعث شکسته شدن مولکولهای هیدروکربن و ذغال می گردد لذا برای تداوم کار تقطیر و تفکیک مواد سبک باقیمانده در نفت کوره (ته مانده برج تقطیر در جو) از روش تقطیر در خلأ استفاده می شود.
در این روش برش های نفت گاز سنگین جهت سوخت، نفت گاز موم دار بعنوان خوراک واحدهای تبدیل (آیزوماکس)، برشهای روغن جهت تولید روغن های چرب کننده ، نفت سیاه سنگین جهت تولید قیر و فرآورده های قیری ارسال می گردند. واحدهای تقطیر در فشار جو و تقطیر در خلاء و تفکیک گاز مایع یک واحد پالایشی نام داشته و کلاً به اسم واحد تقطیر خوانده می شود.

 

۳٫ دستگاه کاهش گرانروی
نفت سیاه سنگینی که از باقیمانده تقطیر در خلأ تولید می گردد جهت تولید قیر جاده و قیر سفت بکار گرفته می شود. با توجه به محدود بودن ظرفیت واحدهای قیرساز، پالایشگاه ها عملا دارای مازاد این محصول می باشند.
این فرآورده بعلت سنگین بودن و گرانروی بیش از حد آن، قابل عرضه به بازار جهت مصرف گرمایی نخواهد بود. برای بهبود کیفیت آن لازم است که به آن مقداری نفت سفید بعنوان حلال تزریق و یا تحت شرایطی از تبدیل گرمایی قرار گیرد. عمل تبدیل گرمایی در
دستگاه هایی بنام کاهش گرانروی انجام می پذیرد. این روش یک نوع کار ملایم شکستن مولکولهای سنگین هیدروکربور است که تحت شرایط معینی از فشار و دما انجام می پذیرند. نتیجه حاصل از شکستن مولکولها، تولید مولکول سبکتر با گرانروی کمتر و کک راسب می باشد. در این مرحله مقداری از مشتقات گوگردی نفت به گاز هیدروژن سولفوره تبدیل شده، از دستگاه خارج شده و باعث کم شدن گوگرد موجود در نفت سیاه می گردد. کک راسب در لوله های تبدیل رسوب کرده و باعث افت گرمایی می گردد. لذا عملیات این واحد مستلزم کک زدائی دوره ای کوره های تبدیل می باشد.
فرآورده نهایی این واحد عبارتست از گاز سوخت مقداری نفتا با درجه آرام سوزی پایین و نفت کوره مرغوب.

۴٫ دستگاه تهیه گاز مایع:
گاز مایع عبارتست از مخلوطی از پروپان و بوتان که در تحت شرایطی بصورت مایع نگهداری شده و در موقع مصرف بصورت گاز از مخزن خارج شده و می سوزد. مواد سبکی که از دستگاه های تقطیر نفت خام، تبدیل کاتالیستی و آیزوماکس بدست می آید، مخلوطی از متان، اتان، پروپان، بوتان و پنتان می باشد که در دستگاه تهیه گاز مایع ابتدا گازهای متان و اتان بوسیله عمل تفکیک از سایر گازها جدا شده و برای تصفیه به دستگاه تصفیه گاز فرستاده می شود و سپس پروپان و بوتان و پنتان در مراحل بعدی بوسیله تقطیر جزء به جزء در شرایط معین فشار و دما از یکدیگر جدا می گردند.

فرآورده های پروپان و بوتان بر حسب احتیاج و شرایط فصلی به نسبت مورد نظر مخلوط شده و به مخازن مخصوص کروی شکل فرستاده می شود. محصول پنتان به بنزین موتور اضافه می شود و از برج پنتان گیری، حلالهای صنعتی برای استفاده در صنایع مختلف تولید می گردد.

۵٫ دستگاه تبدیل کاتالیستی:
همچنانکه گفته شد برشهایی از نفت خام وجود دارند که به شکل اولیه خودقابل استفاده در صنعت نبوده و لازم است تبدیل شده و به محصولاتی تبدیل گردد که قابل مصرف باشد.
نفتای حاصل از تقطیر نفت خام، از این برشها می باشد که بعلت پایین بودن خاصیت آرام سوزی آن قابل استفاده در موتورهای احتراق نمی باشد،جهت تبدیل این برش نفتی به تولیداتی بادرجه آرام سوزی مناسب از روش تبدیل کاتالیستی استفاده می نمایند. این دستگاه شامل دو قسمت مجزا و چسبیده به هم می باشد. قسمت اول برای زدودن مشتقات گوگردی

نفتا بکار گرفته می شود که با استفاده از مجاورت کاتالیزورهای آلومیناکبالت، مولیبدینیوم تحت شرایط اشباع هیدروژنی، گوگرد به گاز گوگرد (هیدروژن سولفوره) تبدیل شده و از سیستم خارج می گردد. قسمت دوم که واحد تبدیل می باشد در مجاورت کاتالیزور فلزات، دما و فشار معینی، مولکولهای نفتا شکسته می شود و تحت شرایط اشباع هیدروژن قرار می گیرد این عمل تبدیل زنجیره کربورهای پارافینی به کربورهای حلقوی معطر می باشد. ارتقاء درجه آرام سوزی (اکتان) تولیدات واحد تبدیل بعلت بوجود آمدن این نوع هیدروکربورها می باشد. مجموعه دو واحد تصفیه نفتا با هیدروژن وتبدیل، کلا واحدهای تبدیل کاتالیستی خوانده می شود. محصول اصلی این واحد بنزین سوپر با اکتان ۹۷ می باشد.

 

۶٫ دستگاه آیزوماکس:
تولیدات میان تقطیر اصطلاحاً به نفت سفید و نفت گاز گفته
می شود که اولی مصرف گرمایی داشته و دومی علاوه بر مصرف انرژی زائی بعنوان سوخت ماشین های دیزل بکار گرفته می شود.
از تقطیر نفت خام، میزان میان تقطیر حاصله به اندازه کافی نبوده و در بهترین شرایط از ۴۰% حجمی آن تجاوز نمی کند و با توجه به شرایط اقلیمی کشور ایران که در منطقه معتدله سرد قرار گرفته نیاز به مصرف فرآورده های گرما زا بسیار بالا میباشد. ازدیاد ظرفیت پالایشگاه نیز علاوه بر تولید بیشتر محصولات مورد نیاز ، نفت کوره و تولیدات جانبی دیگری را نیز به دنبال دارد که در همه حالات فاقد بازار مصرف می باشد.

لذا نیاز به تولیدات مواد نفتی مذکور در فوق به مقدار بیشتر از حد نصاب دریافتی باقیمانده از نفت خام ایجاب نموده است تا تکنیک و روش هایی برای تبدیل برش هایی از تقطیر نفت خام که مصرف اولیه ندارد ابداع و پیاده گردد. دستگاه آیزوماکس یکی از این ابداعات می باشد. در این برش نفت گاز موم دار که از تقطیر در خلاء تولید گردیده است در مجاورت کاتالیزور تحت شرایط معینی از دما و فشار قرار گرفته و در محیطی اشباع از گاز هیدروژن عمل شکستن و تبدیل هیدروکربورهای سنگین به اجزاء سبک تر را کامل می کند. پس از تفکیک جزء به جزء عناصر تولید شده می توان نفت سفید و نفت گاز را جدا کرد، با استفاده از روش آیزوماکس می توان تا ۹۰% حجمی خوراک هر واحد، محصولات میان تقطیر بدست آورد.

۷٫ دستگاه تولید هیدروژن:
هیدروژن مورد نیاز دستگاه های آیزوماکس در دستگاه های هیدروژن پالایشگاه تهیه می گردد.
خوراک این دستگاه ها از طریق گازهای حاصل از واحد تبدیل کاتالیستی و یا گاز طبیعی تأمین می گردد.
این گازها در تحت شرایط معینی با بخار آب مخلوط شده و از کوره تبدیل که حاوی کاتالیست مخصوص است عبور می نماید. گازهای نفتی با بخار، در مجاورت کاتالیست، ترکیب شده و تبدیل به هیدروژن و اکسیدهای کربن می شود.
در مراحل بعدی، منوکسید کربن تبدیل به دی اکسید کربن شده و سپس از گاز هیدروژن جدا می شود، گاز هیدروژن با درجه خلوص ۵/۹۶ درصد (حاوی ۵/۳ درصد متان) توسط کمپرسورهای مخصوص فشرده شده و به دستگاه های آیزوماکس ارسال می گردد.

۸٫ واحد ازت سازی (نیتروژن سازی):
واحد ازت سازی جهت تولید ازت برای مصارف داخلی پالایشگاه تهران احداث شده، خوراک این واحدها از گازهای هیدروکربن که حاوی مقادیر بسیاری هیدروژن می باشد تأمین می گردد.
در این واحد، خوراک ورودی با مقدار مشخصی از هوا در محفظه احتراق کوره موجود در واحد سوخته و تبدیل به آب و اکسیدهای کربن می شود که با گاز ازت موجود در آن بخارج از کوره هدایت می گردد.
طی عملیاتی ناخالصی های موجود که عمدتاً شامل بخار آب و اکسیدهای کربن می باشند از گاز ازت جدا شده و ازت با درجه خلوص بالا (۵/۹۹%) که محصول این واحدها می باشد به سیستم توزیع ازت در پالایشگاه وارد می گردد.

۹٫دستگاه تصفیه گاز و بازیافت گوگرد:
منظور اساسی از نصب این دستگاه ها ، زدودن هیدروژن سولفوره از گازهای پالایشگاه و جلوگیری از آلودگی هوا و تهیه خوراک مناسب دستگاه های تهیه و بالاخره تولید گوگرد می باشد که بعنوان یک محصول فرعی پالایشگاه به بازار عرضه می گردد.
گاز گوگرد که بوسیله آهن جذب شده در برج مخصوص از آن جدا گردیده و برای تهیه گوگرد به دستگاه بازیافت گوگرد هدایت
می شود.
آمین احیاء شده مجدداً به سیستم جذب برگشته و مورد استفاده قرار می گیرد. در دستگاه بازیافت گوگرد، هیدروژن سولفوره بدست آمده در واحد تصفیه گاز سوزانده شده و بر اثر ترکیب انیدرید سولفوره حاصل با بقیه هیدروژن سولفوره در مجاورت کاتالیست مخصوص گوگرد تولید می گردد.

واحدهای تولید قیر و فرآورده های آسفالتی
قیر که جهت پوشش سقف، آسفالت جاده ها و عایق بندی کابلهای برق و سایر مصارف صنعتی بکار گرفته می شود یکی از برشهای باقیمانده از نفت خام می باشد.
این فرآورده پس از خروج از واحدهای تقطیر بعلت عدم دارا بودن خواص مورد نظر رأساً قابل مصرف نمی باشد.
با استفاده از روش اکسیداسیون که نوعی تبدیل می باشد، مولکولهای سبک نفت، اکسید شده و بصورت دلخواه که دارای خواص فیزیکی مورد نظر از قبیل درجه استقامت، چسبندگی، عایق بودن، نقطه ذوب و غیره می باشد در می آید و در پالایشگاه تهران، واحد تولید قیر جهت ساخت قیر سقف و قیر جاده وجود دارد که با دریافت باقیمانده تقطیر در خلاء و تزریق هوا به اندازه مورد لزوم این نوع قیرها را تولید می نماید.

واحدهای تصفیه و تولید روغن
جهت تولید روغن های چرب کننده و صنعتی از برشهای حاصله از عمل تقطیر در خلاء استفاده می گردد.
روند تولید روغن را از ابتدا تا انتها می توان بصورت زیر بیان کرد:
۱٫ واحد استخراج آسفالت:
نفت باقیمانده از تقطیر در خلاء که بعنوان سوخت مصارف گرمایی دارد (نفت سیاه سنگین) علاوه بر ذرات معلق آسفالت دارای مقادیری روغن سنگین با خواص چرب کنندگی عالی می باشد. جهت استخراج این روغن از روش استخراج فیزیکی با حلال پروپان استفاده می گردد. باقیمانده تقطیر در خلأ بعنوان خوراک با پروپان مایع مخلوط می گردد. ذرات معلق آسفالت و مواد افزودنی درپروپان حل شده و روغن چرب کننده از آن جدا می شود. از این روغن سنگین جهت تصحیح نقطه گرانروی روغن های صنعتی استفاده می گردد.
۲٫ واحد استخراج با حلال فورفورال:
برشهای روغنی حاصل از تقطیر در خلأ جهت تولید روغن های چرب کننده و صنعتی با گرانروی های مختلف مورد استفاده قرار
می گیرد.
هیدروکربورهای حلقوی موجود در این برشها در مقابل اکسیداسیون ناپایدار بوده و بعد از اکسیده شدن باعث ایجاد مواد خورنده شده و نوسان گرانروی بوجود می آورد. جهت استخراج مواد زائد حلقوی از روش فیزیکی استخراج با حلال فورفورال استفاده
می گردد. در این عمل برش روغن با حلال فورفورال مخلوط گردیده، تحت شرایط مشخص دما و فشار قرار می گیرد، مواد زائد در حلال حل شده و از سیستم خارج می گردد. این روش باعث تصفیه روغن خواهد شد، با استخراج مجدد حلال از مواد حلقوی آن را آزاد نموده بصورت واگردانی وارد عملیات می نماید.