? نفت خام - PETROLMAN
X
تبلیغات
رایتل

PETROLMAN

نفت خام




نفت خام



مقدمه :

نفت ترکیب پیچیده ای از هیدروکربنهای مایع است که به صورت ذخایر زیر زمینی در صخرههای رسوبی وجود دارند. نفت خام مهمترین بخش از این ماده است که فرآوردههای نفتی از آن تولید میگردند. به غیر از نفت خام، از سایر خوراکهای پالایشگاه نیز مانند نفت مصنوعی و میعانات گازی جهت تولید فرآوردههای نفتی استفاده میگردد. طیف گستردهای از فرآوردههای نفتی از نفت خام تولید میشوند. تعدادی از این فرآوردهها مانند بنزین موتور و روغنها جهت مقاصد خاصی تولید میگردند و دیگر فرآوردهها مانند نفت گاز و نفت کوره به عنوان سوختهای حرارتی استفاده میشوند.

  براساس تعاریف آژانس بین المللی انرژی (IEA)، سازمان همکاریهای اقتصادی و توسعه(OECD) و مرکز آمار اتحادیه اروپا(Eurostat)  آنچه که در تهیه تراز انرژی به عنوان نفت خام در ستون خاصی طبقه بندی میگردد، شامل 2  گروه زیر می شود:

- تولیدات اولیه نفت شامل نفت خام، مایعات و میعانات گازی، و سایر هیدروکربنها (نفت غیر معمول)،

- تولیدات ثانویه نفت (ورودی به پالایشگاهها) شامل افزودنیها[1] و نفت مصنوعی خوراک پالایشگاهها.

همچنین در تهیه تراز انرژی ستون دیگری به فرآوردههای نفتی اختصاص دارد که این ستون تولیدات ثانویه خروجی از پالایشگاه را در بر میگیرد.

تولیدات اولیه نفت:

نفت خام: به مواد اولیه استخراج شده از میادین نفتی گفته میشود. ترکیبات اصلی آن شامل هیدروژن و کربن است و از این رو به آن هیدروکربن اطلاق میگردد. نفت خام بسته به نقاط مختلف پیدایش ذخایر، دارای انواع گوناگونی است و هیدروکربن موجود در آن از سبک تا سنگین متغیر است. این مشخصه یکی از عوامل اصلی در تعیین قیمت نفت خام محسوب میگردد. نفت خام حاوی هیدروکربن سنگین، نفت خام سنگین و نفت خام حاوی هیدروکربن سبک، نفت خام سبک نامیده میشود. در عین حال نفت خام در زمان استخراج حاوی ناخالصیهایی مانند نمک و گوگرد نیز میباشد. هر قدر غلظت و چگالی نفت خام بیشتر باشد میزان گوگرد موجود در آن بیشتر است. به نفت خام حاوی گوگرد کمتر، نفت خام شیرین و دارای گوگرد بیشتر، نفت خام ترش اطلاق میگردد.

مایعات و میعانات گازی: مایعات و میعانات گازی ترکیبات هیدروکربوری هستند که در دما و فشار مخزن به صورت گاز موجودند و از طریق میعان قابل استحصال میباشند. مایعات و میعانات گازی شامل پروپان، بوتان، پنتان، هگزان و هپتان میگردند، اما متان و اتان را شامل نمیشوند.

سایر هیدروکربنها: شامل نفت به دست آمده از قطران نفت، شل نفتی، مایعات حاصل از مایع سازی زغال سنگ و مایعات حاصل از فرآیند تبدیل گاز طبیعی به بنزین، هیدروژن و روغنهای حل شونده[2] می باشند. اصطلاح نفت غیر معمول نیز به آنها اطلاق میگردد.

تولیدات ثانویه نفت (ورودی به پالایشگاهها):

افزودنیها: ترکیبات غیر شیمیایی هستند که جهت تعدیل و بهبود خواص سوختی سایر فرآوردهها به آنها افزوده و یا  مخلوط میگردند مانند اکتان و ستان، و اکسیژنهها مانند الکل (متانول و اتانول)، اتر (مانندMTBE ) و ETBE [3] .

نفت مصنوعی[4] خوراک پالایشگاهها: منظور نفتی است که از نفت خام اولیه به دست نیامده بلکه از ترکیبات شیمیایی تهیه شده است. نفت مصنوعی نفتی می باشد که میتواند جایگزین مشتقات نفتی به ویژه روغنهای نفتی گردد. این ترکیبات جهت صرفه جویی در نفت و یا برای جایگزینی نفت تهیه میگردند. در حقیقت نفت مصنوعی نفتی است که قبلاً طی فرآوری خاصی در پتروشیمی تهیه شده و خود برای تبدیل به فرآوردههای نفتی و یک یا چند ترکیب نفتی به پالایشگاه ارسال میگردد.

تولیدات ثانویه (خروجی از پالایشگاهها) :

شامل فرآوردههای نفتی میگردند. فرآوردههای نفتی عمدتاً از نفت خام و در پالایشگاهها تولید میشوند. به غیر از نفت خام از میعانات گازی و سایر خوراک پالایشگاهها که در بالا از آنها نام برده شد نیز فرآوردههای نفتی تولید میگردد. عمده ترین فرآوردههای نفتی شامل گاز پالایشگاه، اتان، گاز مایع، نفتا، بنزین موتور، سوخت سبک و سنگین جت، بنزین هواپیما، نفت سفید، نفت کوره، نفت گاز، انواع روغن، قیر و پارافین می باشند.

روند رو به رشد تقاضا برای انرژی در سراسر دنیا به ویژه کشور های صنعتی و در حال توسعه لزوم و نقش تولید و انتقال نفت خام سنگین را برای پاسخ و تامین نیازهای انرژی ، دو چندان و بسیار برجسته کرده است. طبق پیش بینی آژانس بین المللی انرژی تقاضای دنیا برای انرؤی اولیه تا سال 2010 به میزان 20% و تا سال 2030 بمیزان 60% افزایش خواهد یافت و به ابارتی نرخ رشد متوسط تقاضای انرژی 1/7% در هر سال خواهد بود .سهم و نقش منابع هیدرو کربنی در تامین و پوشش دادن به این تقاضای فزاینده انرژی بسیار بزرگ و مقدم بر سایر منابع انرژی می باشد و نقش نفت خام ستگین بسیار برجسته و تعیین کننده خواهد بود.

به طور کلی نفت خام های سنگین و فوق سنگین، از اکسیداسیون باکتریولوژیک نفت خام در داخل مخازن ایجاد می شوند. این گونه های نفتی خواص متفاوتی نسبت به نفت های خام سبک دارند. از جمله این خواص می توان؛ ویسکوزیته بالا، محتوای بالای فلزات سنگین، میزان قابل توجه واکس های نفتی و درصد سولفور و نیتروژن زیاد را نام برد. تفاوت نفت خام های سبک، سنگین و فوق سنگین مطابق تعریف زیراز تفاوت دانسیته آن ها ناشی می شود.

نفت خام سبک، نفتی است که محدوده دانسیته آن مطابق API > 20  باشد .  

نفت خام سنگین، نفتی است که محدوده دانسیته آن مطابق 10<API< 20 باشد.

نفت خام فوق سنگین، نفتی است که محدوده دانسیتهآن مطابق API< 10  باشد.

تفاوت نفت خام فوق سنگین و قیر، در ویسکوزیته آن ها است که برای نفت فوق سنگین کمتر از 10000cP و برای قیر بیشتر از آن است. میزان منابع نفت خام سنگین، فوق سنگین و قیر شناخته شده در جهان حدود 4700 میلیارد بشکه است، که این میزان معادل منابع باقی مانده فعلی نفت خام معمولی شناخته شده در جهان است. اما در حال حاضر از درصد بسیار کمی( 1  تا 2 درصد) ازمنابع نفت خام فوق سنگین جهان بهره برداری می شود.

بطور کلی بهره برداری از نفت سنگین ، از تولید گرفته تا انتقال و پالایش ، به علت خواص ویژه ای که دارد فناوری پیشرفته خواصی را میطلبد. بعلاوه به علت سنگین شدن تدریجی نفت در مخازن و مقادیر عظیم ذخایر نفت سنگین تولید ، انتقال و فراوری آن نیاز مند سرمایه گذاری خاص و بزرگتر از سرمایه گذاری لازم برای بهره برداری از نفت متعارف است . در حاظر پروژه های متعدد تولید و علی الخصوص انتقال نفت سنگین از طریق خط لوله در کشور های تولید کننده نفت در سراسر دنیا در حال انجام و عمل می باشند که با مسائل و مشکلات عدیده ای به لحاظ های فنی و اقتصادی روبرو هستنند. در این فصل روش های موجود  پیشنهادی برای انتقال نفت خام سنگین به وسیله خط لوله از جنبه های فنی و اقتصادی بررسی و تحلیل می شوند.

طرح مساله و ضرورت آن :

انتقال نفت سنگین به وسیله خط لوله بدون کاهش قبلی در ویسکوزیته آن امکان پذیر نمی باشد. بالا بودن ویسکوزیته نفت خام ، که بخشی از آن حاصل لختگی یا رسوب مواد آسفالتین با جرم مولکولی بسیار بزرگ است ، مشکلات شدیدی را پیش می آورد که گرفتگی حفره چاه در عملیات تولید و ته نشینی و نهایتا انسداد در خط لوله طی عملیات انتقال از اهم آنها می باشند. بررسی گزارشات متعدد نشان می دهد که تولید نفت سنگین به ویژه  از سال 2000 به این طرف رو به افزایش بوده است و انتظار می رود این روند افزایش تولید حداقل تا سال2020 همچنان ادامه یابد . از این رو و والاتر از آن ، نیاز مبرم به نفت سنگین به منزله منبع انرژی هیدروکربنی ، جهت تامین ایمن تقاضای فزاینده برای انرزی در دهه های آینده نه تنها لزوم توسعه و دست یابی به روشهای موثر با جذابیت های اقتصادی را برای حمل و نقل خط لوله نفت سنگین ایجاب می کند بلکه به عنوان یک ضرورت استراتژیک برای یک کشور نفت خیز چه در گستره درون مرزی و چه در صحنه بین المللی مطرح و اعمال می نماید. زیرا ذخایر نفت سنگین قابل استحصال از لحظ فنی بسیار عظیم است و نزدیک به  Gbbl  1000 یعنی تقریبا معادل ذخایر ثابت شده نفت متعارف برآورد می شود.

شکل (1_1) توضیع این ذخایر را نشان می دهد بعلاوه همین حجم ذخایر در کشور های تولید کننده نفت در کشور های خاور میانه ،روسیه،آمریکای جنوبی و ایالات متحده آمریکا و حتی به میزان اندکی در منطقه خاور دور توزیع یافته اند . هر چند که میزان قابل توجهی از ذخایر نفت سنگین در خارج از منطقه خاور میانه واقع هستند و بهره برداری از آنها می تواند در کنترل و کاهش قیمت نفت متعارف توسط کشور های تولید کننده پیشرو منطقه موثر باشد ولی وضعیت خاص جغرافیایی منطقه خاور میانه از جمله کشور پهناور اسلامی ایران و اهمیت وافر و بسی روز افسون این منطقه به لحاظ ذخایر غنی نفت و تولید آن و به ویژه نفت سنگین در دهه های آتی نه تنها اهمیت برجسته کشور های تولید کننده نفت این منطقه استراتژیک جهان در عرضه نفت یعنی تامین امنیت انرژی در کشور های اروپایی _ ممالک عضو سازمان   توسعه همکاری اقتصادی ،بیش از پیش فزونی می یابد بلکه نقش حیاتی را در این مورد ایفا خواهند نمود.

لاجرم نزول کیفیت تدریجی نفت در مخازن هیدرو کربنی واقع در گستره عظیم کشور پهناور عظیم ایران جه در مناطق خشکی و چه در مناطق دریایی روند افزایشی دارد. امکان تشکیل رسوب آسفالتین از برخی نفت های سبک و حتی بعضی نفت های سنگین وجود دارد و گزارش شده است . فشار میتواند تاثیر مهمی بر رسوب آسفالتین در ذخایر نفت داشته باشد به طوری که کاهش فشار اغلب سبب تشکیل رسوب آسفالتین می گردد. البطه لازم به یاد آری است که کاهش فشار همیشه منجر به تشکیل و افزایش مقدار رسوب نمی شود . در فشارهایی کمتر از فشار نقطه حباب  روند معکوس اتفاق می افتد . هر چند که رسوب آسفالتین در ذخایر نفت یک مساله شناخته شده قدیمی است اهمیت تاثیر آن بر نزول کیفیت نفت ویا بعبارتی سنگین شدن آنو فعالیت های علمی و مهندسی در توصیف و مقابله با حداقل کنترل رسوب آسفالتین تنها در سال های اخیر نمایان و افزون شده است و قطعا در سال های آینده شدت خواهد یافت . انتقال نفت با کیفیت نازل یعنی سنگین به پالایشگاه ها و مراکز مصرف و فروش بین المللی چالش های علمی _مهندسی ویژه ای را میطلبد که نه تنها گریز از آنها قابل تصور نمیباشد بلکه تداوم آنها و دست یابی راهکار های بهینه فنی  _ اقتصادی در انتقال نفت سنگین یک ضرورت استراتژیک است.

شکل (1_1)

منشا ازدیاد ویسکوزیته نفت سنگین :

وجود مواد آسفالتین با مقادیر بیشتر در نفت های سنگین از جمله مشخصات و ویژگی بارز آنها می باشد . تعریف کلسیک آسفالتین ها بر خواص محلول حاصل از انحلال ته مانده نفت در حلال های مختلف مبتنی است. به طور کلی آسفالتین ها در پارافین ها ( نظیر پنتان نرمال ) نا محلول و در آرماتیک ها (نظیر تولوئن) محلول هستند .  هر چند بیشتر خواص آسفالتین ها هنوز هم کامل بررسی نشده و نا شناخته مانده اند ولی آنها موادی هستند غیر فرار با وزن ملکولی بسیار زیاد و در واقع سنگین ترین و بیشترین بخش آرماتیکی و قطبی نفت خام را تشکیل می دهند. از آنجا که آسفالتین ها در هپتان حل نمی شوند لذا به صورت جامد در نفت خام باقی می مانند .این اجزاء خاص را میتوان به صورت مولکول هائی توصیف کرد که از حلقه های آرماتیک پلی کندانسه حاوی زنجیر های آلیفاتیک دارای گروه های اسید باز و قطبی در کناره های تریکب می یابند. مطالعاتی که با استفاده از حلال های آلی ساده انجام شده است نشان میدهد که اسفالتین ها می توانند بواسطه کنش های فیزیکی متقابل خود بخود بهم پیوسته و جمع شوند و لذا بدین سان ویسکوزیته نفتی را که در آن وجود دارند بالا ببرند. مطالعات تجربی رئولوژیکی و ساختاری در باره آسفالتین اضافه شده به نفت عاری از  آسفالتین توسط عده ای از پژوهشگران انجام یافته است. از نتایج حاصل از این مطالعات تجربی می توان به این نتیجه مهم رسید که آسفالتین ها را بالا تر از غلظت بحرانی ، ویسکوزیته را به شدت افزایش می دهند . طرح اجمالی تجمع آسفالتین ها در شکل (2_1) نشان داده شده است.

شکل (2_1)- طرح اجمالی تجمع و بهم پیوستگی آسفالتین ها

هرگاه غلظت آسفالتین C از غلظت بحرانی آنC  کمتر شود (رقیق)ذرات آسفالتین در نفت به صورت ذرات کلوئیدی پخش شده رفتار می کنند . در وضعیت C>C*   (نیمه رقیق) ذرات آسفالتین در همدیگر تداخل می کنند که بیانگر بالا بودن ویسکوزیته می باشند. بنابراین در غلظت بحرانی ، ذرات آسفالتین در نفت سنگین به صورت ساختار منظم قرار دارند که خود تابعی از غلظت است . به اختصار می توان نفت های خام سنگین را همانند سوسپانسیون کلوئیدی توصیف نمود که از حل شونده (مواد آسفالتین )و فاز مایع موسوم به مالتین[5](نفت عاری شده از آسفالتین) تشکیل می گردد.

در جدول  (1_1) اجزای عمده یک نمونه نفت خام سنگین (تجزیه سارا)[6] نشان داده شده است.





جدول (
1_1) خواص یک نمونه نفت سنگین(b.p.>334˚c  و API˚=8.5 )

 

انتقال نفت خام :

انتقال نفت خام از مبادی تولید تا پالایشگاهها و مراکز مصرف به دلیل گذر از مسیرهای ناهموار و صعب العبور دارای روندی دشوار و طاقت فرساست. به طور معمول، انتقال نفت خام به پالایشگاههای داخلی و پایانههای صادراتی از طریق خطوط لوله و کشتی های حمل نفت خام میسر می باشد. برای ایجاد سهولت و حفظ فرآیند استراتژیک انتقال نفتخام به پالایشگاهها و بنادر صادراتی، به کارگیری خطوط لوله از اولویتهای اصلی انتقال میباشد. لازم به ذکر است هر چنداستفاده از خطوط لوله برای انتقال نفت خام و فرآوردههای نفتی، احتیاج به سرمایه گذاری اولیه بالایی دارد، اما هزینه های جاری خطوط لوله نسبت به سایر روشهای انتقال بسیار پایین تر میباشد. هم اکنون، مجموعه خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآوردههای نفتی با مسئولیت سوخت رسانی به کلیه نقاط کشور به عنوان اصلی ترین وسیله انتقال در تمامی شرایط جوی مورد بهره برداری قرار می گیرند.



[1] . Additives / blending components

[2] . Emulsified Oils

[3]. Ethyl Tertiary Butyl Ether

[4]. Synthetic Oils

[5] .Maltenes

 

[6] .Saturates, Aromatics,Resins and Asphaltenes-SARA

center">













اوکسین ادز معتبرترین و بزرگترین سیستم کسب درآمد وبمسترها
اوکسین ادز معتبرترین و بزرگترین سیستم کسب درآمد وبمسترها