صفحة بال مون على الموقع التواصل الاجتماعي فيسبوك

-







▓◄التقطير الجوي للبترول►▓
العلوم الهندسية




المنتدى | upload|books-computer games-software| Palmoon Market| games العلوم الهندسية|الأرشيف|الرئيسية






***

▓◄التقطير الجوي للبترول►▓



® المسابقة الثقافية عـــ 141 ـــــــدد ® - ▓◄التقطير الجوي للبترول►▓ - شــــــــــرح انشـــــــــــاء عمارة سكنية هداء للغالي خالد وsaabdel
العلوم الهندسية|الأرشيف|الرئيسية
****


 

 

وصلى الله على سيدنا محمد و على آله و صحبه أجمعين

 

 السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ تَعَالَى و بَرَكَاتُهُ !  

 

مرحبا بكل رواد وزوار منتدانا العلوم الهندسية

اتمنى ان يفيدكم موضوعي اليوم

 

التقطير الجوي للبترول
Atmospheric Distillation For Petroleum



تكرير النفط ( Oil Refining ):

[البترول في صورته الخام ( crude oil )غير مفيد ، وللاستفادة منه تتم معالجته بمجموعة من العمليات ، ويطلق على هذه العمليات تكرير البترول ، والتي ينتج عنها مجموعة من المشتقات المفيدة (Petroleum Products ) ، وتمرّ عملية تكرير النفط عادةً بالمراحل التالية : 
أولاً المعالجة الأوليّة : وتشمل التخلّص من الماء والأملاح المصاحبة للنفط ، وهي خطوة مهمّة تسبق عملية التقطير لكون وجود الماء والأملاح في برج التقطير يسبب مشاكل خطيرة ، فقد ينتج عن وجود الماء انفجار برج التقطير للضغط الهائل الذي ينتج من تبخّر الماء ، أمّا الأملاح فتسبب تآكل ( corrosion ) الحديد المصنوع منه مادة البرج .
ثانياً :عملية التقطير ( Distillation ): وهي العملية المهمّة والرئيسية التي تتم في أبراج ضخمة ، حيث يقطر النفط (الزيت الخام) في مصافي تكرير النفط و يحول إلى مشتقات كثيرة ذات استخدامات متعددة ، وذلك بمروره بعمليات مـختلفة من الفصل و عمليات التحويل والمعالجة والخلط لتحسين نوعية المنتجات. وكل مصفاة لها تصميمها الخـاص الذي يميزها عن غيرها ، إلا إن هذا الفصل لا يعتبر كاملا حيث انه عند تسخين مخلوط من المواد التي تذوب في بعضها لا تتحول إلى الطور البخاري جزيئات المركب الأكثر تطايرا فقط بل وبعض جزيئات المركب الثقيل أيضا وبالعكس تبقى جزيئات المركب المتطاير ذائبة في المتبقي . وللحصول على قطرات ومتبقيات نقيه يجب إعادة التقطير عدة مرات وتستخدم لهذا الغرض عملية تكرير التقطير (RECTIFICATION)وتتلخص عملية التقطير(RECTIFICATION) في فصل مركبين أو عدة مركبات عن طريق التلامس المتكرر للطورين البخاري والسائل المتحركين في اتجاهين متضادين مما يؤدي إلى تركيز المركب المنخفض الغليان في الطور البخاري والمركب المرتفع الغليان في الطور السائل ، وبوجهِ عام فإن معظم المش تقات البترولية الناتجة من برج التقطير التجزيئي للنفط تكون على النحو التالي :
1) الغازات ( petrol ether ): وهو منتج يتألف من عدد قليل من المركبات العضوية معظمها عبارة عن هيدروكربونات خفيفة مثل الميثان والإيثان والإيثلين والبروبان والبوتان وغيرها وفي الغالب تتراوح أعداد ذرات الكربون في المركبات المكونة لها من 1-4 وتتكثف عند درجات غليان أقل من 25 درجة م ويستخدم هذا المشتق في انتاج غاز الطهي ( البوتاغاز ) وإنتاج غازات أخرى مثل غاز الاسيتلين المستخدم في عمليات اللحام ، كما يعتبر هذا المشتق مادة تغذية هامة جداَ للصناعات البتروكيميائية .
2) السوائل الخفيفة ( light petrol ): وأهمها منتج الجازولين ( gasoline) ( وقود السيارات ) وتتراوح أعداد ذرات الكربون في مركباته من 5-9 ويتكثف عند درجات حرارة 35-150 ويعتبر الحقيقة هذا المنتج من أهم مشتقات البترول نظراً للاستخدام الواسع النطاق له في كل دول العالم .
3) الكيروسين ( kerosene ): تتراوح أعداد ذرات الكربون في هذا المشتق من 9-15 ذرة كربون ويتكاثف عند 150-250 ويستخدم كوقود للطائرات النفاثة (jet engine fuel) ، كما يستخدم نوع رديء منه كوقود رخيص الثمن في المنشآت الصناعية والمنازل .
4) الديزل أو السولار ( Diesel ): سائل أثقل من الكيروسين يستخدم كوقود في المصانع والمحركات الضخمة والشاحنات .
5) السوائل الثقيلة ( lubrication oil ): وهي تتألف من مركبات تتكاثف عند درجات حرارة أعلى من 300 درجة م ويتم إنتاج زيوت التزييت المختلفة منها ، كما تعتبر مصدر مهم للصناعات البترولية حيث يمكن تحويل جزء منها إلى مشتقات خفيفة كالجازولين عن طريق عمليات بترولية معروفة مثل التكسير الحراري والتكسير الحفزي .
6) الزفت (asphalt): وهي البقايا المتجمعة في قاع البرج تتألف من مركبات عضوية (هيدروكرونات وغيرها) ذات وزن جزيئي عالي ودرجات غليان مرتفعة جداً وتستخدم في طلاء الإنشاءات الخرسانية وطلاء السفن وفي تزفيت الطرق وتعبيدها .
ــ وتلي عمليات التقطير عدة عمليات تهدف إلى الحصول على مشتقات الوقود الهيدروكربونية مثل عمليات التكسير الحراري (Thermal Cracking) وعمليات التكسير باستخدام العامل الحفاز (Catalytic Cracking) وعمليات التكسير الهيدروجيني (Hydro - Cracking) وعمليات التحلل الحراري (Steam Cracking) Pyrolysis والتكويك (Coking) والتكسير الإنتقائي لخفض اللزوجة (Visbreaking) وعمليات التنقية أو التنقية الإنتقائية Refining (Solvent Extraction) ونزع البارافين (Dewaxing) وعمليات التصفة النهائية مثل الهدرجة (Hydrofining) والتلامس (Contact Treating) إضافةً إلى ذلك هناك الوحدات التكميلية ذات الأصل البتروكيميائي مثل عمليات الألكلة (Alkylation) والبلمرة (Polymerization) والأزمرة (Isomerization) والأكسدة (Oxidation) وغيرها .وتعرف مجمل ه ذه العمليات بعمليات تكرير النفط .


ثالثاً:تحسين المواصفات : بعد الحصول على هذه المشتقات فإنه لا يتم تسويقها مباشرة لأنها في الحقيقة غير صالحة للاستخدام حتى الآن ، ولكي تكون صالحة للاستخدام لابد من إجراء بعض التحسينات عليها لتكون ملائمة للاستخدام المطلوب فلو أخذ على سبيل المثال الجازولين مباشرة من برج التقطير ووضع في سيارة فإن المحرك سوف يعمل مصحوباً بخبط شديد وضوضاء ، ولو استخدم الكيروسين مباشرة كوقود للطائرة لسقطت الطائرة لاحتواء الكيروسين غير المعالج على مواد شمعية تتجمد في أنابيب التوصيل بالطائرة عند درجات الحرارة المنخفضة في الأجواء المرتفعة .
إذا فلابد من القيام ببعض العمليات التي تجعل المشتق جاهزاً للاستخ دام وهذا ما يعرف باسم(تحسين المواصفات ).





التقطير الأولي للبترول
Primary Petroleum Processing (Distillation)

يغلي خليط من سائلين قابلين للامتزاج عند درجة تقع بين نقطتي غليان كل منهما. ولكن السائل ذو درجة الغليان المنخفضة يتبخر أسرع من السائل الآخر، وبالتالي تكون نسبته المئوية في البخار أكثر من نسبته المئوية في المزيج السائل. وعند تكثيف بخار الخليط ينتج مزيج تزيد فيه نسبة السائل ذي نقطة الغليان المنخفضة.
وباستمرار عملية غليان المزيج، تنقص فيه نسبة السائل ذي نقطة الغليان المنخفضة تدريجيًا. وعندئذ ترتفع نقطة غليان المزيج حتى يكاد البخار لا يحتوي إلا على السائل ذي نقطة الغليان المرتفعة.
وهذه العملية نطلق عليها "التقطير". وهذه هي الطريقة التي تتبع في التقطير الأولي للبترول بهدف فصله إلى المجموعات الهيدروكربونية التي يتكون منها.
وتعد هذه العمليات الخطوة الأولى التي تستخدم في معامل تكرير البترول لفصل الزيت الخام إلى مكوناته الأساسية حيث يتم هذا الفصل في محطات خاصة تدعى بمحطات التقطير التي تحتوي على ابراج تكرير التقطير (Rectification Column) وهي عبارة عن اجهزة اسطوانية عمودية مزودة على طول ارتفاعها بصواني ( رفوف – الواح – Tress - Plates) . 

*تصنيف محطات التقطير:
< /FONT>تصنف محطات التقطير اعتمادا على الضغط في أبراج التقطير إلى ثلاثة أقسام:
1) محطات تعمل تحت الضغط الجوي Atmospheric distillilation tower (A.D.T)
2) محطات تعمل تحت الفراغ (Vacum DistillationTower (V.D.T)
3) محطات ذات أبراج تقطير تعمل تحت الضغط الجوي والفراغ Ttmospheric Vacuum Distillation Tower(a.v.d.t)

*اعتمادا على عدد مرات التقطير :
تصنف اعتمادا على عدد مرات التقطير إلى:
1) محطات تقطير أحاديه: تستخدم برج تقطير واحد يعمل تحت الضغط الجوي يمكن الحصول منها على المنتجات النفطية من الجازولين حتى زيوت الاسطوانات اللزجة وخلاصة هذه العملية هو القطران (Tar).
2) محطات تقطير ثنائيه: تستخدم عمودين للتقطير الأول يعمل تحت الضغط الجوي والأخر يعمل تحت الضغط الفراغي ويمكن منها الحصول على نفس المنتجات السابقة الذكر .
3) محطات تقطير ثلاثيه: في هذا النوع يتم استخدام 3 أبراج للتقطير, أول اثنين يعملان تحت الضغط الجوي , أما الثالث يعمل تحت الفراغ.
4) محطات تقطير رباعيه: تحتوي على أربعة أبراج للتقطير, الأول والثاني يعملان تحت الضغط الجوي, والثالث والرابع يعملان تحت الفراغ وتنتج خام زيوت الاساس .

محطة التقطير الجوي Atmospheric Distillation Tower))
محطة تكرير تتكون من برجين يعملان تحت الضغط الجوي:
يستخدم في مثل هذه المحطات ثلاثة أبراج ,اثنان يعملان تحت الضغط الجوي ويعملان على تقطير وفصل مركبات المادة المعرض للتقطير ، أما البرج الثالث فيستخدم لتثبيت مركب الجازولين إحدى منتجات البرجين الأوليين.
شرح العملية:
1- يضخ النفط الخام الخالي من الأملاح والماء عن طريق شبكة من المبادلات الحرارية لتسخينه لدرجة حرارة C 200- 180 ومن ثم يدفع إلى وسط برج التقطير الأول رقم (2).
2- بخار الماء مع الجازولين وكذلك الغازات الهيدروكربونية,أضافة الى H2S تخرج عن طريق رأس برج التقطير الأول رقم (2) من خلال جهاز برج التقطير التبريد رقم (6)
condensers and coolers إلى جهاز فصل الغاز (5) Gas separator
3- الغاز من أعلى جهاز فصل الغاز (5) يوجه إلى محطات صناعة الغاز أما الجازولين الخفيف من أسفل فجزء منه يعود العمودcolumn للتسقية Reflux الجزء المتبقي من الجازولين الخفيف يرسل إلى برج التثبيت رقم(4)column stabilization .
4- النفط الخالي من الجازولين الخفيف يدفع من أسفل البرج (2) من خلال أنابيب التسخين في الفرن (1)heather حيث يسخن الخليط النفطي إلى درجة حرارة قدرهاC 340-330 ثم يوجه الخليط الساخن إلى برج التقطير (3) الذي يعمل تحت جوي قدرة atm 1.8-1.1 .
المنتوج الأساسي لهذا البرج هو الجازولين الثقيل وبخا هذا المركب يعبر من خلال جهاز التكثيف –التبريد (6) إلى جهاز (5) Gas Separator ومن هناك جزء إلى تسقيه البرج (3) ،والباقي يضاف إلى الجازولين المثبت المأخوذ من البرج (4)
5- من البرج (3) نحصل على منتجات جانبية (Side-Cut distillate ) هي الوقود النفاث(C 240-140( وقود الديزل ( C350- 240) أحيانا يفضل الحصول على نوعين مختلفين من الديزل هما
(320 - 380, C240-320) مع تغير درجة حرارة أسفل برج التقطير الأساسي الجوي أو العامل تحت الضغط الجوي إلى C380 من أسفل هذا البرج نحصل على المازوت Fuel Oil )) C350< أو C 380< حسب الحاجة.
ظروف العملية التكنولوجية:
1-الضغط في البرج التقطير الأول رقم (2) مابينatm 2 - 1.8 ,قد يصل أحيانا إلى 5-4 جوي على حسب نوع النفط الخام.
2-الضغط في الفرن (مدخل الفرن) يقع ما بينatm 24-20 


الشروط الضرورية لأجراء عملية تكرير التقطير:
1- وجود تيار الأبخرة الصاعد وتيار الرجع الهابط بطول البرج Column )).
2- وجود فرق بين درجات حرارة الأبخرة والراجع( يجب أن يكون درجة حرارة الأبخرة أعلى من درجة حرارة الراجع الملامس لها ) .
3- يجب أن يوفر تركيب البرج تلامسا وثيقا بين الأبخرة والسائل





أسماء الٍأجهزة :- 
1. فرن أنبوبي (pipefurnaces ) .
2. برج تقطير (برج طرد الجازولين ) (rectification column) .
3. برج التقطير الجوي الأساسي (column) .
4. برج التثبيت ( stabilization column) .
5. جهاز فصل الغاز (سعة التنقية ) (Gas – separator , tonus ) .
6. مكثف – مبرد (condenses and coolers) .
7. مبادل حراري (heat exachanger) .
8. برج تقطير مساعد (stripper column ) .
9. مسخن بخاري (reboiler).
أسماء المواد :-
1. النفط الخام (الألفيم ) .
2. النفط الخالي من الجازولين الخفيف والغازات .
3. الغاز الحاف C1- C2 .
4. الغاز C3 - C4 . 
5. الجازولين الثقيل .
6. الجازولين المثبت . 
7. المنتج الجابي الأول (الوقود النفاث 140 – 240 C◦ ) .
8. المنتج الجابي الثاني (وقود الديزل 240 - 320 C◦ ) .
9. المنتج الجابي الثالث (وقود ديزل 320 – 380 C◦ ) أحيانا يتطلب على وقود ديزل (240 – 350 c0 ) حسب الحاجة .
10. المازوت ( >350 C◦ ) .
11. الماء للتبريد .
12. بخار الماء .
13. reflux (تسقيه) .
المواد المنتجة :
1- الجازولين الثقيل .
2- الجازولين المثبت . 
3- المنتج الجابي الأول (الوقود النفاث 140 – 240 C◦) ) .
4- المنتج الجابي الثاني (وقود الديزل 240 - 320 C◦) ) .
5- المنتج الجابي الثالث (وقود ديزل 320 – 380 C◦) ) أحيانا يتطلب على وقود ديزل 240 – 350 C◦) ) حسب الحاجة .
6- المازوت ( >350 C◦).



تأثير البارافينات على المنتج البترولي :
Influence of paraffin on petroleum product:
إن أهم صفات البارافينات الكيميائية هي أنها مركبات ذات ثبات عالي لا تتفاعل مع بعضها البعض بسهولة ولا مع غيرها كالحوامض أو القواعد وتقاوم الأكسدة مقاومة عالية عند الظروف الاعتيادية كما أنها تتفاعل مع الهالوجينات تفاعل الإزاحة .
وتتوقف جودة المنتجات البترولية على نسبة وجود السلاسل البارفينية فيها ، فوجود نسبة عالية في البنزين تؤدي إلى انخفاض خواصه المحركية ٍأي الاحتراقية ، وفي الكيروسين تؤدي ليس فقط إلى انخفاض خواصها المحركية بل تزيد من كثافة الدخان مما يسبب عدم الرؤية عند الإقلاع والهبوط للطائرات النفاثة ، أما في وقود الديزل والزيوت له فائدة خاصة عند نسب معينة ، أما عند نسب أعلى فيؤدي إلى ارتفاع درجة تجمدها مما يصعب استخدامها .

تأثير المركبات النيتروجينية (influence of N2 compounds ) :
تتصف المركبات النتروجينية بأنها مواد مطهرة ومانعة للعفن ومانعة للتآكل وكذلك تستخدم كمانعة للتأكسد وكإضافة كيميائية لزيوت التزييت والبيتومين .
وجودها في الوقود يغير لونه من الطبيعي إلى الٍأصفر أو الأحمر أو البني خلال فترة أسبوع أو عدة أسابيع ثم تظهر الرواسب الصمغيه gums في الوقود وتسمي هذه الظاهرة بعدم الثبات أثناء الخزن storage instability وسرعان ما يظهر اللون البني Brown color وتظهر الرواسب الشمعية (الصمغيات )
تأثير الأرومات على المنتج البترولي : (Aromatic influence ) :
زيادة نسبة الأرومات في الجازولين (بنزين السيارات) يرفع من الخواص المحركية للمحرك كمنع الخبط داخل المحرك بينما زيادة نسبتها في الديزل يقلل من الخواص المحركية بسبب بطء تأكسدها وكذلك الحال بالنسبة لوقود الطائرات والتربينات .


ألواح التقطير (رفوف , أطياف) Plates , Towers , Tries :
إن الهدف من وجود هذه الألواح داخل أبراج التقطير هو إيجاد احتكاك قوي بين المواد المتصاعدة في الطور الغازي بفعل التسخين من أسفل البرج , وبين المواد الهابطة في الطور السائل بفعل التبريد والتكثيف.
توجد في برج التقطير مجموعة من الأطباق المثقبة بأشكال مختلفة التي تسمح بمرور الأبخرة خلال البرج فتصعد الغازات إلى أعلى بينما تنزل السوائل إلى أسفل وتتوزع حسب كثافتها ودرجة غليانها في البرج فتبقى السوائل الأثقل في أسفل البرج.
والثقوب التي في أطباق التقطير مجهزة عادة بأدوات تسمى أكواب الفقاقيع (انظر الرسم) مهمتها جعل البخار الصاعد خلال البرج يمر خلال السائل الذي يرتفع عدة بوصات في الطبق مكوناً فقاقيع. هذه الفقاقيع هي أحد أسرار التقطير وتساعد على نقل الحرارة من الغازات المتصاعدة إلى السوائل مما يزيد فصل المواد . فمن ناحية يؤدي نقل الحرارة من البخار إلى السائل إلى انخفاض درجة حرارة البخار مما يؤدي إلى تكثيف الأجزاء الثقيلة منه , ومن ناحية أخرى تؤدي الحرارة المنتقلة إلى السائل إلى تبخر الأجزاء الخفيفة منه . وعليه فأكواب الفقاقيع تزيد من كفاءة الفصل في أبراج التقطير
.


 

 
كـل الاحتـرام والتقديـر
مراقب المنتدى
  
وطاقم اشراف المنتدى 
 
 رحيل صامت  

  + نبض الشوق

 + 

 
flowrance

 < /STRONG>  أبوالعز89

محمد وردي    + الزهرات  +    saabdel




***


® المسابقة الثقافية عـــ 141 ـــــــدد ® - ▓◄التقطير الجوي للبترول►▓ - شــــــــــرح انشـــــــــــاء عمارة سكنية هداء للغالي خالد وsaabdel
العلوم الهندسية|الأرشيف|الرئيسية


-----




****


--





palmoon tool bar
privacy policy