تكرير النفط الخام

وانواع مصافي تكرير النفط

نظرة عام ) •تاريخية وجيزة فترة بعد بدأت التكرير ( 1860عمليات

عملية منفي تيتوسفيل في تجاري بئر اول حفر

بنسلفانيا.

النفط • تسخين على تعتمد التكرير عملية كانتاوعية في

Stills الدفعات بنظام .Batchingتعمل

•. لالنارة الكيروسين استخالص كان الهدف

الثقيل • الوقود زيت استخدام بدأ Fuel Oilايضا>للمراجل كوقود

الفحم . عن بديال> التجارية السفن في

فرن 1912عام • تستخدم مصفاة ل او تشغيل تمانبوبي

Tube Still. مستمرة بصورة وتعمل

1

الحراري • التكسير استخدام بدأ االولى العالمية الحرب بعدThermal Cracking ) من ) البنزين أي الكازولين غلة لزيادة

. الثقيلة المقطرات

استخدام 1930بعد • بدأ الثانية العلمية الحرب وخاللالحفازة العوامل

التكسير عملية .Catalytic Crackingفي

التهذيب • عملية طورت الخمسينات في الثانية الحرب بعدالحفاز بالعامل

Catalytic Reforming الهيدروجينية المعالجة وايضا>Hydrotreating.

بالعـــامـــل • التكســـير عمليــة طــورت الســتينات فيالمـــائـــــع الحفــــاز

Fluidized Bed Catalytic Cracking . لتكسير والستخدامهاالراسب

كلمة اضيفت التقطير ابراج في في Residueالثقيلالى واختصرت البداية

RFCC الثقيل الراسب لمعالجة االحــدث الطريقـــة وهيالثقيلة والنفـــوط

. الخفيفة المشتقات الستحصال

2

3

4

التكرير عملياتعمليات من العشرات هناكقبل من صممت التي التكريرالخبرة ودور النفط شركاتادناه في وسنعرض النفطيةاالكثر العمليات من عددا>

: < استخداما االمالح :Desaltingإزالة واهدافها ،

والتلويث التآكل من .Foulingالحد في الحفازة العوامل فعالية تعطيل منع

الالحقة . التكرير عمليات الطين او الرمل كذرات العالقة المواد ازالة

الجوي الدقيقة. Atmospheric Distillationالتقطير

للمشتقات االولى للفصل االساسية الوحدةتشمل : النفطية

المسبك الصلب من انابيب ذو AlloyفرنSteel حرارة الى داخلها الخام النفط يسخن330o. التقطير برج الى ويدفع م

5

الوحدة سعة مع يتناسب وقطر بارتفاع برج

الى) يصل (50االرتفاع متر

مسافات على مثبتة الصواني من بعدد مجهز

بين. يتراوح عددها متساوية

نوع. 40 -30 من النوع Bubble Capالصواني من او

. الثقوب ذي

للبرج، االسفل الثلث قرب تضخ الساخنة التغذية

البخار يحقن كما

. الى يصعد الخام من المتبخر الجزء االسفل من

بالتكثف ويبدأ اعلى

. الغاز زيت وهو اثقلها المتكثفات اول مراحل على

Gas Oil ثم

قسم يبقى بينما الثقيلة النفثا ثم الكيروسين

اعلى من ينفذ بخار بشكل

وحدة ) ملحقة وحدة في ليعالج (.Light Endsالبرج

6

النفثا منه لتتكثف البخار يبرد الوحدة هذه فيلفصل ليعالج المتبقي الغاز يؤخذ ثم الخفيفة

المسيل الغاز يشكالن اللذين والبيوتان LPGالبروبان( الجاف الغاز المادة(. C1 + C2ويبقى من جزء

ويدعى البرج اعلى من ضخه يعاد Refluxالمتكثفةالبخرة مع بتماس الصواني عبر االسفل الى ليسيح

خالل الثقيلة Bubble Traysالصاعدة المكونات ممتصا> . لذا الخفيفة مركباته وفاقدا> الصاعدة االبخرة فيالى صينية كل في تحدث التبخر وإعادة التكثيف فأناسفل نحو الحرارة في تدرج مع تعادل يحصل ان

البرج. بالتقطير Refluxاستخدام تدعى الطريقة هذه يجعلالتجزيئي

Fractional Distillation .عدد على تعتمد التجزئة دقة . الريفلكس نسبة الصواني، تصميم كفاءة ، الصواني

: بأنها تعرف وهذه

: ، العلوي المنتوج مقدار المضخ الريفلكس مقدار

بين 1 : 3و 1 : 1وتتراوح

7

8

9

10

الى يسيح البرج الى ضخه عند المتبخر غير السائلالنزع صواني تدعى اخرى صواني عبر االسفل

Stripping Trays خفيفة مكونات أي تحرير على تساعيجتمع الذي الثقيل الراسب ويبقى اعلى الى لتصعد

الجوي الراسب ويدعى البرج قعر Atmosphericفي

Residue. اخرى وحدة في معالجته ويمكن الفراغي Vaccum Distillationالتقطير

اج الى ـحرارة ة الراـسب الـجوي نحـت لـغرض تجزـئاعلى ولكن ـضمن ـحدود لمـنع تـكون فحم الـكوك في فـــرن التســـخين حيث اليجب ان تتجـــاوز

برج اـلذي 400oالـحرارة م، ثم يـضخ النـفط الى اـل بخاريــة الى Ejectorsيفــرغ بواســطة طــاردات

ملم زئبــق، ويجــزأ الراســب بنفس 10ضــغط ــير الجــوي. ــرج التقط طريقــة التجزئــة في بالمـشتقات المـستخرجة هي زيت الـغاز الخفـيف

وزيت الغـــاز الثقيـــل Light VGOالفـــراغي والراسب الثقيل.Heavy VGOالفراغي

11

12

Crude Oil

Desalting

H2oO

BrineNaCl +H2O

AtmosphericDistillation

Unit

Overhead distillate

Full range naphthagas-380°F

Light EndsUnit

Kerosene (380-480°F)

Light Gas Oil (480-610°F)

Heavy Gas Oil (610-690°F)

Atmospheric

Residue

VacuumDistillation

Unit10 mmHg

Light Vacuum Gas Oil (690-750°F)

Heavy Vacuum Gas Oil (750-985°F)

Vacuum Residue (+1000°F)

Atmospheric

Residue

C3 & lighter

C2 & lighter

C3 (propane)

DeethanizerUnit

Full-rangenaphtha

C4 & lighter

DebutanizerUnit

Debutanizednaphtha

C3 & lighter

DepropanizerUnit

C4 (butane)

Butanefrom depropanizer

sweetening

Propanefrom deethanizer

LPG

*Sweetening removes sulfur, essentially H2S in the production

of Liquified Petroleum Gas

13

الحراري Thermal Crackingالتكسير

ــات ــ ــير الجزيئ ــ ــة تكس ــ ــدف العملي ــ هالهيدروكاربونيــــــــــــــة الثقيلــــــــــــــة

الستحصال مشتقات خفيفة .

ــات ــان لتكســير جزيئ اول اســتخدامها كالكيروســـــــــــــــــــــــــــــــــــين وزيت

الغـاز بتسـخينها الى حـرارة تـتراوح بين 450-700o،م

ــتراوح بين ــغط ي ــار ، 35-18 وتحت ض بالستحصــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــال

وهي )70 الكــازولين بدرجــة اوكتــان تبلــغ واطئة بمعايير اليوم(.

الطريـقة الـيوم ـغير مـستخدمة إذ ـطورت لتســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــتخدم

الهيدروجين والعوامل الحفازة.

14

الحفاز بالعامل Catalyticالتهذيب

Reforming

ــا الى ــين النفثـ ــة تحسـ ــدف العمليـ هـكـــــــــازولين ذو قيمـــــــــة اوكتـــــــــان

عالية وكذلك ألنتاج مركبات اروماتية.

بـار 20 تعمـل تحت ضـغط يـتراوح حـولم،500oوحـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــرارة

وباســـتخدام عامـــل حفـــاز من البالتين المرسب على االلومنيا.

اه اميم، والـشكل ادـن دد من التـص اك ـع هـنيــــــــــــــــــــبين المعالجــــــــــــــــــــة

دعوة تي تسـتخدم Power Forming الـم اـلألنتـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــاج

اني ـيتراوح بين -85 ـكازولين ـبرقم اوكـت105.

ــزل أي من ــة يمكن ع ــذه الطريق في هالمفــــــــــــــــــاعالت االربــــــــــــــــــعاز ثم ل الحـف يط العاـم ادة تنـش رض اـع لـغاعادتـــــــــــــــــه الى الخدمـــــــــــــــــة. لذا فأن الوحدة تعمل بطريقة مستمرة.

15

16

المائع الحفاز بالعامل الراسب تكسيرRFCC

تي ة اـل ادة التغذـي ير ـم ة تكـس ـهدف العملـيتــــــــــــــــــتراوح بين النفثــــــــــــــــــا والراســب الثقيــل ذي المحتــوى العــالي من االســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــفلتين والشـــــموع الى مشـــــتقات خفيفـــــة

ومتوسطة.

ة ات الثقيـل ير الجزيـئ دة بتكـس وم الوـح تـقخالل مـــــــــــــــــــدة تمـــــــــــــــــــاســاز وبطريقــة ــل الحف ــع العام قصــيرة مانتقائيـــــــــــــــــــــــــــــــــــة حيث يتم دد راري مـح دى ـح تبخيرالراسـب ضـمن ـميعتمـــــــــــــــــــد على نـــــــــــــــــــوعة وينفث من خالل صـمام الغلـة المطلوـب

ذي حقن تصــميم خاص. بعــد التمـاس مـع العامـل الحفـــــــــــاز يمـــــــــــر المنتـــــــــــوج

( وعلى جهـاز Cyclone على جهـاز فصـل)نــــــــــــــــــــــزع يقومــــــــــــــــــــــان

بفصل ونزع حبيبات العامل الحفاز.

17

العاـمل الحـفاز ـكان في االول من الـسيليكا او االلمونيـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــا ثم اـستبدل في الـستينات ـبالزيواليت اـلذي يتمـــــــــــــــــــــيز بانتقاءيتـــــــــــــــــــــه

C10 – C5 العالـية النـتاج مركـبات ـضمن الـمدى كمــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــا يعطيــعبة ــ ــ ــة متش ــ ــ ــات هيدروكاربوني ــ ــ مركب

(ISO.……ممــــــــــــــــــا يعــــــــــــــــــني ) درجة اوكتان اعلى.

الشـكل ادنـاه يـبين وحـدة من هـذا النـوع. يالحـظ دخــــــــــــــــول مــــــــــــــــادة التغذيــــــــــــــــة المسـخنة سـابقا> لتمـتزج مـع تيـار العامـل الحفـاز > الــــــــــذي يســــــــــاعد الســــــــــاخن جــــــــــدا

على تبـخير الـمادة النفطـية اـلتي تـكون ـضمن الـمدى (C100-C25 .عـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــادة )

يمــر بخــار المــادة خالل العامــل الحفــاز في بــرج المفاعـــــــــــــــل الـــــــــــــــذي تكـــــــــــــــون ــو ــر نح ــه ويتطلب االم ــة علي ــائع غالب ــفات الم صثــــــــانيتين لمــــــــرور المــــــــادة النفطيــــــــة

خالل العامل الحفاز ليتم التكسير.

18

19

از ل الحـف از لفصـل العاـم د جـه برج يوـج ة اـل د قـم عـنالـــــــــــــذي يترســـــــــــــب الى االســـــــــــــفل.ــة ــواد هيدروكاربوني ــنزع أي م ــار ل ــتخدم البخ يسالزالت عالقــــــــــــــــــــة في العامــــــــــــــــــــل

الحـفاز قـبل دـفع ـهذا الى ـبرج اـعادة التنـشيط اـلذي يـــــــــــدفع فيـــــــــــه هـــــــــــواء ســـــــــــاخنبة وك المترـس ار فحم الـك رق آـث ه ـح رض مـن دا>، الـغ ـجعلى العامــــــــــــــــــــــــل الحفــــــــــــــــــــــــاز

واـلتي ـتؤدي الى )تـسممه( وفـقدان فـعاليته. عملـية الحـــــــــــــــــرق ترفـــــــــــــــــع درجـــــــــــــــــة حــرارة العامــل الحفــاز ليعــاد اســتخدامه في بــرج المفـــــــــــــاعل. غـــــــــــــازات االحـــــــــــــتراق

وجـهاز فـصل ـسايكلوني Stripper تـمر ـعبر جـهاز ـنزع الســـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــتخالص أي

آثار للعامل الحفاز منها.

ــثر من ــاك أك ــوع في 400 هن ــذا الن ــدة من ه وحمختلف المصافي في العالم

20

المزلقة الزيوت تصنيع Lubricatingطرق

Oils

ة تـصنيع زيت االـساس ة لعملـي ام التغذـي ـخ او Light VGOـهو زيت الـغاز الخفـيف الـفراغي

او Heavy YGOزيت الغــاز الثقيــل الفــراغي ، Vaccum Residueراســب التقطــير الفــراغي

ــة ــ ــزيت النهائي ــ ــة ال ــ ــادا> على لزوج ــ اعتمالمطلوبة.

ــة ــراغي في المرحل ــب الف ــالج الراس يعاالولى في وحــــدة ازالــــة االســــلفلت

Deasphalting Unit ــذيبات ــك بواســـطة مـ وذلـهيدروكاربونيــة خفيفــة )بروبــان مــع نســبة زيت ذيب اـل ان(، ـت ان و البيوـت ة من االيـث قليـل

لكنها التذيب الصمغيات و االسفلتينات.

21

تخالص دة االـس ة في وـح واع التغذـي ة اـن الج كاـف تـعبالمــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــذيبات

Solvent Extraction واهم المــذيبات المســتخدمة هــو تي ات اـل ة االروماتـي ه خاـصية اذاـب ذي ـل الـفورفرال اـلة وت المزلـق ا في الزـي وب فيـه ير مرـغ واد ـغ بر ـم تعـت

ة ل اللزوـج ا تخفض دلـي ة Viscosity Indexالنـه و داـل وـهــة ــير درج ــع تغ ــزيت م ــة ال ــير لزوج ــة تغ على درج

الحرارة.

المرحـلة التالـية هي ازاـلة الـشمعيات اـلتي تخفض ويتم ذـلك باـستخدام Pour Pointدرـجة انـسكاب اـلزيت

مـــذيبات خاصـــة، من اكثرهـــا اســـتخداما> الكيتـــون ثيلي برد MEKاالثيلي الـم ام وـي ع الـخ زج ـم ، حيث يـم

المـزيج الى مـادون حـرارة انجمـاد الشـمع ويرشـح المزيج حيث يفصل الشمع المتبلور.

بالهدرجة االنهاء هي االخيرة المرحلة Hydro

finishing ــير ــدروكاربونات غـ ــة الهيـ ، حيث تتم هدرجـــون. يقــوم ــة الل ــون وثبوتي المشــبعة وتحســين اللالهيـــدروجين بازالـــة آثـــار المـــواد النتروجينيـــة

والكبريتية الموجودة في الزيت.

22

الطرق المستحدثة

الزيوت لتصنيعالمزلقة

الهيدروجيني التكسير على تعتمدHydrocracking الشمع إزالة وعلى

الحفاز والعامل بالهدرجةHydrocatalytic Dewaxing .الطرق هذه

: اساس زيوت تنتج لكنها كلفة اكثرالمحرك • تشغيل بدء يعني مما اقل، لزوجة ذات

. اقل بجهد

اقل • فقدان يعني مما اقل، تبخر قابلية ذات. اقل بيئي وتلوث للزيت

هو • وهذا اطول تشغيلية لمدد بخواصها تحتفظفي الرئيسي السبب

لفترات المحركات زيت استخدام فترة تمديدالى اآلن تصل

لهذه السيارة في كيلومتر الف ثالثينالزيوت.

المضافات • من اقل كمية الى الزيت يحتاج.Additivesالمحسنة

المستخدم • الزيت من اكبر نسبة مزج يمكن. تكريره والمعاد

23

العمليات هذه كافةذات اساس زيوت تعطينا

. مختلفة لزوجة درجات

المستخدمة الزيوتالغراض

: مثل مختلفة

محرك زيتالسيارات.

محركات زيتالديزل.

الزيوتالهيدروليكية.

صناديق زيوتالتروس.

. التوربينات زيوت

المحوالت زيوتالكهربائية.

زيوت من مزيج هيالستحصال االساس

المطلوبة اللزوجة

محسنات اليها وتضاف: مثل مختلفة

. اللزوجة دليل محسنات

. التأكسد مانعات

التنظيف عواملوالتشتيت

من) الكاربونية االحتراق مركبات ألزالةالمحرك(.

. الفائق الضغط مضافات

. الصدأ منع مضافات

24