یکی از مهمترین و کلیدی ترین محصولات میانی صنعت پالایش نفت خام، برش نفتا (Naphtha) است. این محصول به عنوان خوراک در واحدهای پتروپالایش از جمله کراکر با بخار، تبدیل کاتالیستی و ایزومریزاسیونمورد استفاده قرار می گیرد. انواع برش نفتا در فرایندهای پالایشگاهی تولید و عرضه می شود.
مشخصات نفتا
نفتا شامل هیدروکربن‌های دارای ۵ تا ۱۲ اتم کربن می‌شود که نقطه جوش آنها از ۳۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد متغیر است. یعنی اگر نفت خام را از ۳۰ درجه تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد حرارت دهیم و بخش جوشیده را جدا کنیم نفتا به دست خواهد آمد. معمولا ۱۵ تا ۳۰ درصد نفت خام در این حرارت به جوش می‌آید در نتیجه همین میزان از نفت خام را می‌توان به طور مستقیم به نفتا تبدیل کرد. اما نفتا در بازار معمولا در دو نوع نفتای سبک (هیدروکربن‌های ۵ و ۶ کربنی) و نفتای سنگین (هیدروکربن‌های ۶ تا ۱۲ کربنی) عرضه می‌شود.
تقسیم بندی نفتا
تقسیم بندی نفتا به دو نوع اصلی تقسیم می شود: آروماتیک و آلیفاتیک. نفتای آلیفاتیک از هیدروکربن ها پارافینی و سیکلو پارافینی (نفتن ها) تشکیل شده و مستقیما از نفت خام به روش تقطیر بدست می آید. نفتای آروماتیک شامل آروماتیک ها، آلکیل بنزن ها است که بندرت مستقیما از نفت خام بدست می آید و احتیاج به ریفرمینگ دارد. به طور کلی نفتا از روش های زیر حاصل می شود :
۱ – محصول straight-run از تقطیر نفت خام .
۲ – استخراج با حلال
۳ – هیدروژناسیون ترکیبات اشباع نشده
۴ – پلیمریزاسیون ترکیبات اشباع نشده (اولفین )
۵ – فرآیند آلکیلاسیون
البته نفتا را می توان از ترکیب این روش ها نیز بدست آورد .
کاربرد
نفتا کاربردهای متنوعی دارد. صنایع شیمیایی و پتروشیمی خریدار اصلی نفتا هستند که از آن به عنوان خوراک تولید فراورده‌های مختلف پتروشیمی از جمله حلال‌ها و رقیق‌کننده‌ها، مواد اولیه انواع پلاستیک، الیاف مصنوعی و الکل‌های صنعتی استفاده می‌کنند. برای مثال بخش عمده تینرهای رنگرزی از نفتا تشکیل می‌شود و بیشتر ترکیب‌های پلاستیکی اتیلنی با نفتا ساخته می‌شوند. همچنین با استفاده از فرایندهای کاتالیستی می‌توان نفتا را به بنزین‌های اکتان بالا و سوخت‌های نفتی دیگر نیز تبدیل کرد. نفتا حلالی بسیار نیرومند با کاربردهای متنوع است به همین جهت برای تولید مواد شوینده و تصفیه مواد هیدروکربنی دیگر نیز استفاده می‌شود. همچنین از آن برای تولید جلادهنده‌ها و لاک‌ها و به عنوان سوخت گرمایشی و پخت‌وپز (مشابه گاز مایع و نفت سفید) نیز استفاده می‌شود.
در ایران نفتا ۳محل مصرف دارد؛ واحد آروماتیک و کوره الفین در پتروشیمی‌ها و واحد ریفرمینگ در پالایشگاه‌ها. به عنوان مثال، نفتا به عنوان خوراک واحد الفین جهت تبدیل به اتیلن و پروپیلن در پتروشیمی تبریز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تبدیل نفتا به بنزین با ریفرمینگ کاتالیستی
ریفرمینگ کاتالیسیتی نفتا یکی از عملیات های اساسی در پالایش نفت و صنایع پتروشیمیایی است که به صورت گسترده برای تبدیل هیدروکربن های اکتان پایین به بنزین اکتان بالا بدون تغییر در محدوده جوش استفاده می شود . نفتا به صورت معمول ۱۵ تا ۳۰ درصد وزنی از نفت خام را تشکیل می دهد و در محدوده بین 30 تا ۲۰۰ درجه سانتی گراد می جوشد .
به علاوه محصولات تولید شده در طی فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی مانند بنزن ، تولوئن و زایلن ها (BTX) ترکیبات بسیار مهم پتروشیمیایی هستند . هیدروژن نیز به عنوان محصول جانبی در طی این فرآیند تولید می شود که یکی از مواد مهم در بسیاری از فرآیندها می باشد .
نفتا ترکیب پیچیده ای از هیدروکربن های مختلف است و واکنش های مختلفی بین این ترکیبات اتفاق می افتند که شامل دی هیدروژناسیون و دی هیدروایزومراسیون نفتن ها به آروماتیک ها ، دی هیدروژناسیون پارافین ها به اولفین ها ، دی هیدروسیکلاسیون پارافین ها و اولفین ها به آروماتیک ها ، ایزومریزاسیون و هیدروایزومریزاسیون به ایزوپارافین ها ، ایزومریزاسیون آلکیل سیکلوپنتان ها و هیدروکراکینگ پارافین ها و نفتن ها به هیدروکربن های سبک تر می شوند .
مراحل ریفرمینگ کاتالیستی
- آماده سازی خوراک : هیدروتریتمنت نفتا
- پیش گرمایش : کنترل دما
- ریفرمینگ کاتالیستی و چرخش و احیای کاتالیست در صورت انجام عملیات به صورت پیوسته
- جداسازی : حذف گازها و ریفرمیت با استفاده از تقطیر جزئی
- جداسازی آروماتیک ها در صورت تولید ترکیبات آروماتیک