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.
سنگین: عمدتا از مولکول هایی با 7-12 اتم کربن تشکیل شده و دارای نقطه جوش بین 140 تا 205 درجه سانتی گراد هستند.
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:
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).
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.
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.
گرد: 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.
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:
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:
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
هیدروکراکینگ پارافین ها به مولکول هایی با جرم پایین تر
منبع مطلب: سایت آبان پترو
