نفتا
نفتا چیست ؟ | تبدیل نفتا به بنزینReviewed by 02177641136 on Jul 16Rating: 5.0

نفتا چیست ؟ Naphtha اصطلاحی عمومی است که به ترکیبات نفتی پالایش شده ، پالایش شده جزئی و یا غیر پالایش شده که در کمتر از 240 درجه سانتی گراد تقطیر می شوند ، اطلاق می شود . این برش جزء فرار نفت در نظر گرفته می شود که به عنوان حلال  و یا در تولید بنزین و ترکیبات آروماتیک استفاده می شود و از لحاظ محدوده جوش و تعداد اتم های کربن شبیه به بنزین است . در تعریفی دیگر نفتا برشی حاصل از تقطیر اتمسفری نفت خام است که بین برش های گازی و کروزن قرار دارد .

این برش شامل مولکول هایی با تعداد اتم کربن بین 5 تا 12 است که عموما شامل پارافین ها ، اولفین ها ، نفتن ها و آروماتیک ها می شوند . همچنین ترکیباتی مانند گوگرد ، نیتروژن ، اکسیژن ، آب ، نمک و تعدادی ترکیبات فلزی مانند وانادیوم ، نیکل و سدیم نیز وجود دارند . نفتا را می توان بر اساس ترکیبات موجود و تعداد اتم های کربن موجود در ساختار آنها به دو دسته سبک و سنگین تقسیم کرد . نفتای سبک به عنوان حلال لاستیک و رقیق کننده لاک استفاده می شود ، در حالی که نفتای سنگین به عنوان حلال وارنیش (جلا) ، در رنگرزی و به عنوان پاک کننده استفاده دارد .

سبک : عموما دارای مولکول هایی با 5-6 اتم کربن که در 30-145 درجه سانتی گراد می جوشند .

سنگین : عمدتا از مولکول هایی با 7-12 اتم کربن تشکیل شده و دارای نقطه جوش بین 140 تا 205 درجه سانتی گراد هستند.

 

نفتا

 

خواص

بو : به طور کلی ترکیبات پارافینی دارای کمترین و ترکیبات آروماتیک قوی ترین بو را دارند ، بوی نفتا که مخلوطی از ترکیبات متنوع است به میزان هر کدام از این مواد بستگی دارد .

رنگ : نفتا در حالت کلی بی رنگ است اما در صورت وجود میزای بالای ترکیبات آروماتیک ممکن است زرد کم رنگ از خود نشان دهد .

در شکل زیر مشخصات یک نفتای سبک را می توان مشاهده کرد :

 

خواص نفتای سبک

 

کاربرد ها

گستردگی ترکیبات موجود ، از پارافین های ابتدایی گرفته تا آروماتیک ها ، باعث می شوند که این برش ترکیب خواص متفاوتی پیدا کند .  فراریت ، قدرت حل کنندگی بالا ، خلوص و بوی مشخص نیز دیگر خواصی هستند که باعث می شوند از آن در کاربری های خاص استفاده شود . در جنگ برای آتش افروزی استفاده می شد و کاربری آن به عنوان منبع نور به 1200 سال قبل از تاریخ میلادی بر می گردد .

عمده کاربرد نفتا استفاده برای تولید بنزین و یا تولید ترکیبات آروماتیک است ، اما کاربردهای دیگری نیز مانند استفاده به عنوان سوخت اتومبیل ، سوخت موتور ، حلال و سوخت جت دارد . در فرآیندی دیگر نفتا طی عملیات کراکینگ بخار به ترکیباتی مانند اتیلن ، پروپیلن و بنزن تبدیل می شود .

حلال های نفتا می توانند در 3 دسته با محدوده جوش های مختلف قرار بگیرند : 30-150(اسپریت های جوششی ) ، 150-210 (وایت اسپریت ها ) و 160-325 (کسر نفتی دارای جوش بالا) .

 

کاربردهای نفتا

 

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 15 تا 30 درصد وزنی از نفت خام را تشکیل می دهد و در محدوده بین  30 تا 200 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

 

هیدروتریتمنت نفتا (آماده سازی خوراک)

این عملیات یکی از مراحل مهم جهت حذف سم های کاتالیست است . در این عملیات ناخالصی هایی مانند گوگرد ، نیتروژن ، هالوژن ها ، اکسیژن ، آب ، اولفین ها ، دی اولفین ها ، آرسنیک و سایر فلزات موجود جهت  افزایش عمر مفید کاتالیست حذف می شوند .

گوگرد : مرکاپتان ها ، دی سولفید ها و تیوفن ها باعث مسموم شدن کاتالیزور پلاتین می شوند . در برخی مواد مقدار گوگرد موجود در خوراک500 ppm است . ماکزیمم مقدار مجاز برای گوگرد 0.5 ppm و یا پایین تر بوده و این مقدار برای آب کمتر از 4 ppm است .

خوراک به یک راکتور بستر ثابت حاوی نیکل مولیبدن وارد شده و واکنش  ها در آن اتفاق می افتند که منجر به حذف ترکیبات گوگردی می شود . کاتالیست نیز به صورت پیوسته بازیابی می شود  و آب و مایع تولید شده در راکتور جهت حذف آب و هیدروکربن های سبک به یک استریپر وارد می شوند.

پس از انجام این مرحله خوراک عاری از آب و ترکیبات نامطلوب به ریفرمر وارد می شود . ریفرمینگ را می توان به سه صورت انجام داد :

هیدروتریتمنت نفتا

ریفرمینگ

نیمه احیا : در این مدل راکتور بچ مورد استفاده قرار می گیرد و عمر کاتالیست ها 1 سال و یا بیشتر است . پس از آنکه کاتالیست ها کارایی خود را از دست دادند ، خارج شده و احیا می شوند و دوباره به فرآیند بازگردانده می شوند .

چرخشی : در این روش راکتورهایی خارج از خط (off line) وجود دارند که با استفاده از شیرهایی مخصوص جریان به داخل آنها انتقال یافته و فرآیند احیای کاتالیست نیز همزمان انجام می شود.

پیوسته : در این روش کاتالیست در حین واکنش احیا می شود . به این صورت که هر باز میزان کمی از کاتالیست خارج شده و به احیا کننده فرستاده می شود و سپس به راکتور بازگردانده می شود .

در شکل زیر فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی را می توان مشاهده کرد :

 

ریفرمینگ کاتالیستی نفتا

 

واکنش های موجود در فرآیند ریفرمینگ کاتالیستی نفتا به دو دسته مطلوب و نامطلوب تقسیم می شوند که عبارتند از :

مطلوب :

  • دی هیدروژناسیون نفتن ها به آروماتیک ها
  • ایمریزاسیون پارافین ها و نفتن ها
  • دی هیدروسیکلاسیون پارفین ها به آروماتیک ها

نامطلوب :

  • هیدروکراکینگ پارافین ها به مولکول هایی با جرم پایین تر

 

منابع :

Lapinski, M.L., Baird L., James, “Handbook Petroleum refining”, Ed. Meyers, R.A., The McGraw Hill Companies , R. 4.32004.

Mall, I.D. “Petrochemical processes technology”, First Edi., New Delhi, Macmillan India, 2007

Mohan Lal “Catalytic Reforming” Process, Catalysts and Reactors 6th Summer School on Petroleum Refining & Petrochemicals Indian Institute Of Petroleum Management Gurgaon June 6-10 2011

Chernyakova, E. S., Koksharov, A. G., Ivanchina, E. D., & Yakupova, I. V. (2015). Heavy naphtha fractions 85-155 C recycling in the catalytic reforming industrial unit. Procedia Chemistry, 15, 378-383.

موسسه ی مبتکران شیمی

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *