اطلاعات کامل در مورد هیدرو کربن سبک

هیدرو-کربن-سبک-کیان-پترولیوم1
هیدرو-کربن-سبک-کیان-پترولیوم۱

در این مقاله میخوانیم … :

۱.معرفی کامل هیدرو کربن سبک و ترکیبات آن

۲.نحوه تولید هیدروکربن سبک از هیدرو کربن سنگین

۳.معرفی روش های تولید هیدروکربن سبک

۴.معرفی انواع هیدرو کربن های سازنده نفت

۵.معرفی روش بلندینگ هیدرو کربن ها

۶.نمایش آنالیز کامل هیدروکربن سبک

هیدروکربن ها شامل ترکیبات آلى مختلف هستند که بطور عمده از H و C ساخته شده اند. در این مولکول ها پیوند هیدروژن-کربن، پیوند کووالانسى است. ( پیوند یونى وجود ندارد)

اتم هاى گوگرد(S)، نیتروژن (N) و اکسیژن (O) معمولا در هیدروکربن ها به شکل جایگزین کربن مى باشند. هر چه مقدار گوگرد در ترکیبات هیدروکربنى بیشتر باشد، باعث تغییر رفتار فیزیکى مى شود و حالت خورندگى ایجاد مى کند. ترکیبات سنگین تر مى شوند و پالایش نفت سخت تر مى شود. هر چه عناصر جایگزین در هیدروکربن ها کمتر باشد ، نفت خام سبک تر و خالص تر است.

هیدروکربن سبک

بسیاری از مواد و اشیای محیط پیرامون می بینیم و با آن ها سر و کار داریم، محصولاتی هستند که عموما ریشه آزمایشگاهی دارند و پیش از عرضه به بازار در قالب محصولات مختلف توسط محققین و دانشمندان با اسامی پیچیده علمی که معرف عناصر تشکیل دهنده آنها می باشد معرفی شده اند. اما بعد از تولید انبوه و عرضه به بازار نام ساده تر که برای عامه مردم قابل درک باشد روی محصولات گذاشته می شود.

هیدروکربن سبک نیز جز همین دسته محصولات می باشد و ماده ای است که همه روزه با آن سر و کار داریم اما به دلیل رواج نداشتن این نام، موجب شده با شنیدن این نام یکی از مشتقات نفتی و شیمیایی کمیاب به ذهن ما خطور کند اما این در حالی است که یکی از جلوه های هیدرو کربن سبک همان بنزین مصرفی می باشد که همه روزه با آن سر و کار داریم.

ترکیبات هیدروکربن سبک

بسیاری از مشتقات شیمیایی و سوخت های مصرفی از نفت خام حاصل می شوند. گاهی این مواد حاوی درصد بیشتری از یک محصول خاص ، وزن مشخص، گرانروی و چگالی می باشند که در نمونه های بعدی یا خروجی چاه های نفتی دیگر متفاوت می باشند. هیدروکربن سبک نیز از ترکیب مواد قابل اشتعال مانند برش سبک نفت یا مایعات گازی و بوتیل استات با اکتانی نزدیک به بنزین حاصل می گردد.

در نتیجه هنگام  تصفیه در پالایشگاه، این مواد به زیر مجموعه های متفاوتی تقسیم می شوند که دارای هیدروکربن های C5 تا C12 یا به عبارتی گروه آلکان، آلکن و سیلو آلکان همراه با اوکتان می باشند و به عنوان هیدرو کربن سبک یا بنزین شناخته می شوند. نمونه خاص بنزین با تقطیر نفت خام که دارای هیدروکربن سبک با ۵ تا ۸ اتم کربن در هر مولکول آماده مصرف در موتورهای با نرخ اوکتان پایین می باشد.

آنالیز هیدرو کربن سبک

تولید هیدروکربن سبک از هیدروکربن سنگین

از آنجایی که بخش عمده ای از نفت استخراجی کشور سنگین بوده و ارزش اقتصادی پایین دارد، تبدیل ترکیبات هیدروکربنی سنگین به سبک بسیار اهمیت دارد. هیدروکربن های سنگین هم مشکلات حمل و نقل به دلیل گرانروی بالا، چگالی زیاد و … دارند و هم به دلیل سختی فرآوری و استفاده در فرآیندهای تولید انرژی دارای ارزش اقتصادی پایینی می باشند. این محصولات سنگین در بخش های کم ارزش مانند تولید قیر و واکس استفاده می شوند اما در صورت فرآوری و شکستن زنجیره های هیدروکربنی بزرگ به محصولات سبک تر دارای ارزش بالایی خواهند شد.

روش های تولید هیدرو کربن سبک

هیدروکربن های سبک از ترکیبات نفتی سنگین با استفاد از روش های شیمیایی همراه با کاتالیست و دمای بالا ایجاد می شوند که موجب افزایش قیمت تمام شده تولید فرآورده های سبک تر شده است.

روش های جایگزینی که موجب کاهش مصرف انرژی حین فرآیند تولید ترکیبات نفتی سبک تر از ترکیبات سنگین تر شوند از نظر اقتصادی ارزش بالاتری دارند. برای این منظور روش پلاسمای سرد برای شکستن ترکیبات نفتی سنگین و تبدیل آن به هیدروکربن های سبک و با ارزش نقش موثری دارد. پلاسما به دلیل دارا بودن ماهیت ذاتی یعنی یک محیط یونیزه شده با سطح انرژی بالا، می تواند گزینه بسیار مناسبی برای استفاده در فرآیندهای شیمیایی تبدیل ترکیبات سنگین نفتی به هیدروکربن سبک باشد. محیط یونیزه شده با یون های پر انرژی که شروع کننده بسیاری از واکنش های شیمیایی از جمله شکستن ترکیبات نفتی می باشد که جایگزین خوبی برای روش های رایج در فرآیندهای پالایشگاهی می باشد که در اکثر پالایشگاه های بزرگ دنیا استفاده می شود.

انواع هیدروکربن هاى سازنده نفت

 هیدروکربن هاى پارافینى ( آلکالن ها)

آلکالن ها ساده ترین و سبک ترین مولکول سرى پارافین ها هستند، پیوند ساده دارند، هیدروکربن اشباع شده هستند، مولکول هاى زنجیره اى یا خطى اند، مى توانند شاخه ى جانبى داشته یا بدون شاخه باشند. پارافین هاى سبک مختص گازهاى طبیعى هستند و انواع سنگین تر در نفت خام یافت مى شود. ساده ترین آن متان (CH۴) است.

معمولاً مقدار ۵ کربن براى گازها اما کربن ۱۰ تا ۱۵ حالت مایع به خود مى گیرند.

 هیدروکربن هاى نفتن ها (سیکلوآلکالن ها یا سیکلوپارافینى)

ساده ترین هیدروکربن هاى حلقوى هستند ، پیوند ساده ، اشباع ، مى توانند شاخه ى جانبى داشته باشند، تفتن ها در گازها کمیاب بوده ولى در نفت هاى خام بیشنر است. هرچه نفت خام داراى ترکیب خالص تر باشد، مقدار نفتن ها بیشتر است.

 هیدروکربن هاى آروماتیک (معطر)

هیدروکربن هاى حلقوى با پیوند دوگانه و ساده ، داراى واحد ساختمانى بنزنى اند و غیر اشباع اند.

 هیدروکربن هاى آسفالتیک

شامل ترکیبى از مولکول هاى حلقوى آروماتیک به تعداد زیاد، همراه با عناصر O, N, S که در مجموع بسیار سنگین بوده و غیراشباع هستند و فرمول عمومى مشخصى ندارند. بیشتر در نفت هاى خام سنگین کم کیفیت و غلیظ هستند یا در نفت هاى جامد (آسفالت طبیعى) یافت مى شوند.

انواع عمده نفت خام

نفت خام عمدتاً شامل هیدروژن و کربن است، ولى علاوه بر آن مقادیر کمى N, S, O و مقادیر بسیار کمترى فلزات غیر معمول، مانند وانادیوم (V) و نیکل (N) مى باشد. اگرچه ترکیب نفت خام نسبتاً ساده است اما تعداد ترکیبات هیدروکربنى که در نفت ممکن است موجود باشد، بسیار زیاد است.

عموماً چهار گروه ترکیبات عمده در نفت خام وجود دارند که شامل پارافین ها، نفتن ها، آروماتیک ها و رزین ها- آسفالتین ها مى باشند. رزین ها و آسفالتین ها، هیدروکربن خالص نیستندو داراى عناصر دیگرى علاوه بر H و C مى باشند. پارافین ها، نفتن ها و آروماتیک ها هیدروکربن هاى واقعى هستند. در مجموع پارافین ها و نفتن ها هیدروکربن هاى اشباع شده هستند، بطوریکه هیدروژن کافى براى اشباع کردن ظرفیت الکترونى اتم هاى کربن دارند. هیدروکربن هاى آروماتیک از نظر هیدروژن غیر اشباع هستند.

پارافین ها(paraffins)یا(آلکالن ها Alkanes)

اولین نوع عمده ى نفت خام، پارافین ها هستند. ساده ترین و سبک ترین مولکول سرى پارافین ها، متان با فرمول CH۴ است. پارافین ها با کمتر از پنج اتم کربن، در فشار و حرارت عادى به شکل گازى هستند. علاوه بر متان، دیگر پارافین هاى گازى عبارتند از اتان، پروپان و بوتان.

دو نوع اساسى از مولکول هاى پارافینى وجود دارد که هر دوى آنها داراى ترکیب یکسانى هستند و در طول یک سرى با افزایش یک اتم کربن و دو اتم هیدروژن پدید مى آیند. یک سرى از آنها شامل مولکول با زنجیره مستقیم یا عادى بوده( n-paraffin) و دیگرى مولکول هاى با زنجیره ى شاخه دار است که ایزوپارافین ( iso-paraffin) نامیده مى شوند.

در نفت هاى خام، انواع نرمال پارافین ها از نوع شاخه دار معمول تر مى باشند. اگرچه از نظر شیمیایى این دو کاملا یکسانند، ولى شکل ساختمانى آنها بر روى ویژگى هاى فیزیکى تأثیر مى گذارد. براى مثال، پارافین هاى نرمال با زنجیره ى مستقیم، نقطه جوش بالاترى نسبت به ایزوپارافین هاى شاخه دار معادل خود دارند.

پارافین ها تشکیل دهنده ى اصلى هیدروکربن هاى گازى هستند. آنها همچنین در نفت سفید (kerosene oils) و گازولین (gasoline) که بیش از ٣٠٪ نفت خام را تشکیل مى دهند فراوانند.

نفتن ها( Naphthenes)

دومین هیدروکربن عمده در نفت خام، نفتن ها هستند که گاهى اوقات cycloalkanes نیز نامیده مى شوند. فرمول عمومى نفتن ها است. مانند پارافین ها، نفتن ها نیز هیدروکربن هاى اشباع شده هستند، ولى نفتن ها داراى ساختمانمولکولى حلقوى بسته مى باشند. نفتن ها از حداقل ٣ تا بیش از ٣٠ اتم کربن را در حلقه هایشان قرار داده اند. سیکلوپنتان با یک حلقه پنج اتم کربنى و سیکلوهگزان با یک حلقه شش اتم کربنى، نفتن هاى متداول در نفت هاى خام هستند.

بیشتر نفت هاى خام، مقادیر مشابهى از نفتن ها و پارافین ها را دارا هستند. مجموعا هیدروکربن هاى اشباع شده ۶٠٪ اغلب نفت هاى خام را تشکیل مى دهند.

 آروماتیک ها (Aromatics)

سومین گروه اصلى ترکیبات هیدروکربنى موجود در نفت هاى خام، آروماتیک ها هستند. بر خلاف نفتن ها و پارافین ها، آروماتیک ها نسبت به هیدروژن غیر اشباع هستند. ساختمان آنها بر پایه ى یک حلقه شش اتم کربنى است که با توجه به ساده ترین عضو این خانواده یعنى بنزن، حلقه بنزنى نامیده مى شود. در بنزن، تنها اتم اتصال یافته به حلقه کربن، هیدروژن است. گروه عمده آروماتیک ها از جانشین شدن مولکول هاى پارافینى به جاى اتم هیدروژن در حلقه ى بنزنى بدست مى آیند. این سرى ها شامل تولوئن و اتیل بنزن ، نافالن و آنتراسن مى باشند.

هیدروکربن هاى آروماتیک در فشار و حرارت عادى مایع هستند. آنها در نفت سبک نسبتا به مقدار کمترى وجود دارند، ولى در نفت هاى سنگین فراوانند. تولوئن معمولى ترین آروماتیک ها در نفت خام مى باشد. دیگر آروماتیک هاى مهم گزیلن و بنزن مى باشند.

 رزین ها- آسفالتین ها (Resins & Asphaltines)

چهارمین گروه مهم ترکیبات نفت هاى خام، رزین ها و آسفالتین ها مى باشند. رزین ها و آسفالتین ها ترکیبات پیچیده اى هستند. این هیدروکربن هاى ناخالص، اغلب به ترکیبات NSO معروفند زیرا حاوى اتم هاى O، S و N مى باشند که بعضى از آنها جانشین کربن حلقه آروماتیک ها مى شوند. ترکیبات NSO بالاترین وزن مولکولى را دارند و سنگین ترین اجزاى تشکیل دهنده ى نفت هاى خام مى باشند. عموماً رزین و آسفالتین همراه با نفت خام هاى آروماتیک سنگین یافت مى شوند.

  • تاثیر پارامترهای مهم در تشخیص کیفیت محصولات تولیدی هیدروکربن
  •      چگالی/وزن مخصوص : ASTM D1298/ISIRI197
  •      تقطیر در فشار اتمسفر (ASTM D86 / ISIRI6261: (Atmospheric Distillation
  •      تقطیر در خلاء (ASTM D1160 / ISIRI890 : ( Vacum Distillation
  •      تعیین رنگ (ASTM D1500 / ISIRI20 : (Color Test
  •      نقطه ریزش (ASTM D97 / ISIRI201 : (Pour Point
  •      مقدار خاکستر (ASTM D482 / ISIRI2940 : (Ash Content
  •      نقطه ابری شدن  (ASTM D2500 / ISIRI5438 : (Cloud Point
  •      نقطه ی اشتعال (FIash Point)
  •      نقطه اشتعال بسته : ASTM D93 / ISIRI19695
  •      نقطه اشتعال باز : ASTM D92 / ISIRI198
  •      تعیین میزان گوگرد (ASTM D4294 / ISIRI8402 : (Sulfur Content
  •      تعیین میزان آب به روش کارل فیشر (ASTM D6304 / ISIRI18481 : (Wster Content 
  •      خوردگی نوار مس (ASTM D130 / ISIRI336 : (Copper Corrosion
  •      میزان مرکاپتان : ASTM D3227 / ISIRI9397
  •      میزان هیدروژن سولفید : ASTM D 3227 / ISIRI9397
  •      صمغ (ASTM D381 / ISIRI18034 : ( Gum Content

معرفی روش بلندینگ هیدرو کربن ها

این سیستم جهت میکس و مخلوط کردن دو یا چند هیدرو کربن سبک و سنگین می باشد.

در ایران اغلب کارحانجات به دنبال تهیه ی محصولی مشابه گازوییل پالایشگاهی دراین روش هستند ، که بتوانند در بازار های افغانستان،پاکستان ، و عراق به جای گازوییل اصلی پالایشگاهای دولتی به فروش برسانند ، چرا که گازوییل پالایشگاهای دولتی سوپسیتی بوده و صادرات ان به صورت خصوصی وبا قیمت داخلی ممنوع می باشد و لذا این کارخانجات با پیدا کردن فرمولاسیون مناسب و مشابه و قیمت تمام شده ی پایین تر می توانند محصول خود را به فروخته و به شکلی ساده وکاملا قانونی در امر صادرات ذی نفع باشند.

مسلم است که هیدرو کربن حاصل از این فرایند از نظر کیفیت در سطح پایین تری از گازوییل  می باشد اما با توجه به تشابه بسیار نزدیک خواص فیزیکی از جمله دانسیته و فلش پوینت و رنگ و شفافیت و مهم تر از همه قیمت تمام شده ی پایین تر نسبت به قیمت جهانی گازوییل می تواند به راحتی در کشور های همسایه مثل افغانستان ، پاکستان و عراق به فروش برسد.

مقالات مرتبط