پالایشگاه نفت یک کارخانه صنعتی است که نفت خام را به فرآورده‌های نفتی قابل استفاده مختلف مانند گازوئیل، بنزین و روغن‌های گرمایشی مانند نفت سفید تبدیل یا پالایش می‌کند. پالایشگاه های نفت معمولا به عنوان دومین مرحله در فرآیند تولید نفت خام پس از استخراج واقعی نفت خام در بالادست عمل می کنند و خدمات پالایشگاهی به عنوان بخش پایین دستی صنعت نفت و گاز در نظر گرفته می شود.
اولین مرحله در فرآیند پالایش، تقطیر است، جایی که نفت خام در دماهای شدید حرارت داده می شود تا هیدروکربن های مختلف جدا شوند.

آشنایی با پالایشگاه های نفت

پالایشگاه‌های نفت نقش مهمی در تولید حمل و نقل و سایر سوخت‌ها ایفا می‌کنند. اجزای نفت خام، پس از جداسازی، می‌توانند برای اهداف مختلف به صنایع مختلف فروخته شوند. روان کننده‌ها را می توان بلافاصله پس از تقطیر به کارخانه‌های صنعتی فروخت، اما سایر محصولات قبل از رسیدن به مصرف کننده نهایی نیاز به پالایش بیشتری دارند. پالایشگاه های بزرگ ظرفیت فرآوری روزانه صدها هزار بشکه نفت خام را دارند.

در صنعت، فرآیند پالایش معمولا بخش پایین دستی نامیده می‌شود، در حالی که تولید نفت خام به عنوان بخش بالا دستی شناخته می شود. اصطلاح پایین دستی با این مفهوم مرتبط است که نفت از زنجیره ارزش محصول به یک پالایشگاه نفت فرستاده می شود تا به سوخت تبدیل شود. مرحله پایین دستی همچنین شامل فروش واقعی فرآورده های نفتی به سایر مشاغل، دولت ها یا افراد خصوصی است.

طبق گزارش اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA)، پالایشگاه های ایالات متحده – از یک بشکه ۴۲ گالنی نفت خام – ۱۹ تا ۲۰ گالن بنزین موتور، ۱۱ تا ۱۲ گالن سوخت تقطیر (که بیشتر آن به عنوان دیزل فروخته می شود) تولید می کنند و چهار گالن سوخت جت. بیش از ده ها فرآورده نفتی دیگر نیز در پالایشگاه ها تولید می شوند. پالایشگاه های نفت مایعاتی را تولید می کنند که صنعت پتروشیمی از آن برای ساخت انواع مواد شیمیایی و پلاستیک استفاده می کند.

کراکینگ نفت خام

یک پالایشگاه نفت ۲۴ ساعت شبانه روز و در ۳۶۵ روز سال کار می‌کند و به تعداد زیادی کارمند نیاز دارد. پالایشگاه‌ها هر سال به صورت آفلاین در می‌آیند یا برای چند هفته کار نمی‌کنند تا تحت تعمیرات فصلی و سایر تعمیرات قرار گیرند. یک پالایشگاه می تواند به اندازه چند صد زمین فوتبال زمین را اشغال کند. از شرکت های معروف پالایش نفت می توان به Koch Pipeline Company و بسیاری دیگر اشاره کرد.

Crack یا crack spread یک استراتژی معاملاتی است که در معاملات آتی انرژی برای ایجاد حاشیه پالایش استفاده می شود. کراک یکی از شاخص های اصلی درآمد شرکت های پالایش نفت است. کراک به شرکت های پالایشی اجازه می دهد تا در برابر خطرات مرتبط با نفت خام و خطرات مرتبط با فرآورده های نفتی محافظت کنند. یک معامله گر با خرید همزمان قراردادهای آتی نفت خام و فروش آتی فرآورده های نفتی، تلاش می کند موقعیتی مصنوعی در پالایش نفت ایجاد شده از طریق اسپرد ایجاد کند.

نسبت فرآورده های نفتی که یک پالایشگاه از نفت خام تولید می کند نیز می تواند بر گسترش کرک تاثیر بگذارد. برخی از این محصولات شامل آسفالت، سوخت هواپیما، گازوئیل، بنزین و نفت سفید است. در برخی موارد، نسبت تولید بر اساس تقاضای بازار محلی متفاوت است.

ترکیب محصولات نیز به نوع نفت خام فرآوری شده بستگی دارد. پالایش نفت خام سنگین تر به محصولات سبک تر مانند بنزین دشوارتر است. پالایشگاه هایی که از فرآیندهای پالایش ساده تری استفاده می کنند ممکن است در توانایی تولید محصولات از نفت خام سنگین محدود شوند.

خدمات پالایشگاهی

پالایش نفت یک کارکرد صرفا پایین دستی است، اگرچه بسیاری از شرکت‌هایی که این کار را انجام می‌دهند تولید میان‌دستی و حتی بالادستی دارند. این رویکرد یکپارچه برای تولید نفت به شرکت‌هایی مانند اکسون (XOM)، شل (RDS.A) و شورون (CVX) اجازه می‌دهد تا نفت را از اکتشاف تا فروش تمام کنند. طرف پالایشی تجارت در واقع از قیمت های بالا آسیب می بیند، زیرا تقاضا برای بسیاری از محصولات نفتی، از جمله گاز، به قیمت حساس است. با این حال، زمانی که قیمت نفت کاهش می یابد، فروش محصولات با ارزش افزوده سودآورتر می شود. پالایش نمایشنامه‌های خالص عبارتند از Marathon Petroleum Corporation (MPC)، CVR Energy Inc. (CVI)، و Valero Energy Corp (VLO).

یکی از مناطقی که شرکت‌های خدماتی و پالایشگاه‌ها بر سر آن توافق دارند ایجاد ظرفیت و حمل و نقل بیشتر خط لوله است. پالایشگاه ها خط لوله بیشتری را می خواهند تا هزینه حمل و نقل نفت با کامیون یا راه آهن را کاهش دهند. شرکت های خدماتی می خواهند خطوط لوله بیشتری داشته باشند زیرا در مراحل طراحی و تخمگذار پول به دست می آورند و درآمد ثابتی از تعمیر و نگهداری و آزمایش به دست می آورند.

یک پالایشگاه نفت چگونه کار می‌کند؟

قبل از اینکه به فرآیند پالایشگاه بپردازیم، بسیار مهم است که درک کنیم که پالایشگاه های نفت تاسیسات بسیار پیچیده ای هستند. نقش اصلی آنها تبدیل نفت خام به محصولات ضروری مختلف از طریق یک توالی مراحل به دقت تنظیم شده است. این مراحل، از تقطیر تا فرآیندهای تبدیل، نقش حیاتی در تجزیه نفت خام به اجزای ارزشمند دارند. بیایید عملیات دقیق یک پالایشگاه نفت را تجزیه کنیم:

مصرف نفت خام

این فرآیند با ورود نفت خام به پالایشگاه آغاز می شود. تانکرها یا خطوط لوله نفت خام را به تاسیسات منتقل می کنند و در آنجا ارزیابی های اولیه از نظر کیفیت و ترکیب انجام می شود.

تقطیر

اولین مرحله اصلی تقطیر است که در آن نفت خام در کوره گرم می شود و آن را به بخار تبدیل می کند. این بخار از طریق ستون تقطیر با اجزای مختلف در ارتفاعات مختلف متراکم می شود. اجزای سبک تر مانند گازها و بنزین به سمت بالا بالا می روند، در حالی که اجزای سنگین تر مانند گازوئیل و روغن باقیمانده در پایین جمع می شوند.

برج های تقطیر

برج تقطیر در اصل مجموعه ای از برج های تقسیم بندی است. هر برج به گونه ای طراحی شده است که اجزای خاصی از نفت خام را جذب کند و طیف وسیعی از محصولات را ایجاد کند. به عنوان مثال، یک برج ممکن است بر روی تولید بنزین تمرکز کند، در حالی که برج دیگر روی گازوئیل متمرکز شود.

فرآیندهای تبدیل

برخی از اجزای نفت خام نیاز به پردازش بیشتر از طریق تکنیک های تبدیل دارند. روش‌های رایج تبدیل عبارتند از کراکینگ، که در آن هیدروکربن‌های بزرگ‌تر به هیدروکربن‌های کوچک‌تر و با ارزش‌تر تجزیه می‌شوند، و اصلاح که کیفیت بنزین را افزایش می‌دهد.

تصفیه و گوگردزدایی

محصولات تصفیه شده برای حذف ناخالصی ها و عناصر نامطلوب تحت درمان قرار می گیرند. گوگرد زدایی گامی حیاتی برای کاهش محتوای گوگرد در سوخت ها، رسیدگی به نگرانی های زیست محیطی و حصول اطمینان از انطباق با مقررات است.

مخلوط کردن

این پالایشگاه محصولات مختلف پالایش شده را برای دستیابی به کیفیت های خاص و پاسخگویی به تقاضاهای بازار ترکیب می کند. این مرحله برای تولید سوخت هایی با ویژگی های مورد نظر، مانند رتبه بندی اکتان برای بنزین، حیاتی است.

ذخیره سازی محصول نهایی

سپس محصولات تصفیه شده قبل از انتقال به نقاط توزیع در مخازن ذخیره می شوند. این مخازن اغلب ساختارهای عظیمی هستند که برای حمل و نقل ایمن انواع محصولات طراحی شده اند.

مدیریت محصول جانبی

در طول فرآیند پالایش، محصولات جانبی مانند پت‌کک (کک نفتی) و آسفالت تولید می‌شوند. پالایشگاه‌ها این محصولات جانبی را مدیریت می‌کنند، یا از آنها برای مقاصد صنعتی دیگر استفاده می‌کنند یا روش‌های دفع سازگار با محیط زیست را پیدا می‌کنند.

کنترل های محیطی

پالایشگاه‌های مدرن از کنترل‌های محیطی گسترده برای مدیریت انتشار گازهای گلخانه‌ای استفاده می‌کنند. فناوری‌های پیشرفته مانند مبدل‌های کاتالیزوری و اسکرابر برای کاهش آلاینده‌های هوا و به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی فعالیت‌های پالایشی استفاده می‌شوند.

نظارت مستمر و بهینه سازی

پالایشگاه ها سیستم های نظارت مستمر را برای ردیابی کارایی عملیات و کیفیت محصول اجرا می کنند. تلاش‌های بهینه‌سازی منظم تضمین می‌کند که فرآیندهای پالایش کارآمد، مقرون‌به‌صرفه و از نظر زیست‌محیطی مسئول باقی می‌مانند.

ایمنی پالایشگاه نفت

پالایشگاه های نفت می توانند مکان های خطرناکی برای کار باشند. به عنوان مثال، در سال ۲۰۰۵ یک حادثه در پالایشگاه نفت تگزاس سیتی BP رخ داد. طبق گزارش هیئت ایمنی شیمیایی ایالات متحده، یک سری انفجار در هنگام راه اندازی مجدد یک واحد ایزومریزاسیون هیدروکربن رخ داد. پانزده کارگر کشته و ۱۸۰ نفر دیگر زخمی شدند. این انفجارها زمانی رخ داد که برج تقطیر پر از هیدروکربن شد و بیش از حد تحت فشار قرار گرفت و باعث آزاد شدن آبفشان مانند از پشته دریچه شد.

شرکت ایمن بالابران کهکشان به عنوان مجری خدمات کار با طناب در پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها، آمادگی خود را برای همکاری با این مجموعه‌های عظیم اعلام می‌کند.