شمارهٔ ۱۱۲ | نگاهی مختصر به بعد فنی و تجهیزات پتروشیمیها | فرزاد آشوبی
صنعت پتروشیمی یکی از مهمترین شاخههای مهندسی شیمی و صنایع انرژی در جهان است که وظیفۀ آن تبدیل هیدروکربنهای موجود در نفت خام و گاز طبیعی به مواد شیمیایی قابل استفاده در صنایع مختلف است. اگر پالایشگاهها نفت خام را عمدتاً به سوختهایی مانند بنزین، گازوئیل و سوخت هواپیما تبدیل میکنند، پتروشیمیها برشهای هیدروکربنی را به مواد اولیهای تبدیل میکنند که در تولید هزاران محصول روزمره نقش دارند. به همین دلیل، پتروشیمی را میتوان پلی میان منابع طبیعی هیدروکربنی و زندگی مدرن دانست.
خوراک اصلی صنعت پتروشیمی از دو منبع عمده تأمین میشود: نفت خام و گاز طبیعی. در پالایشگاهها، نفت خام به برشهای مختلفی مانند نفتا، گاز مایع (LPG)، گازوئیل و برشهای سنگینتر تقسیم میشود. در کنار آن، از میدانهای گازی نیز ترکیباتی مانند متان، اتان، پروپان و بوتان استخراج میشود. این مواد پس از جداسازی و پالایش اولیه وارد واحدهای پتروشیمی میشوند تا طی مجموعهای از فرایندهای شیمیایی پیچیده، به محصولات با ارزش افزودۀ بالاتر تبدیل شوند. خوراک ورودی پتروشیمیها ازنظر خلوص و ترکیب درصد میتواند متفاوت باشد. برخی از واحدها برای یک مادۀ خالص (مانند اتان) طراحی شدهاند؛ درحالیکه برخی دیگر با دریافت خوراکی همچون نفتا، مخلوطی از هیدروکربنها را تحت فرایندهای مشخص به محصولات مورد نظر تبدیل می نمایند.
ماهیت فرایندهای پتروشیمی، چندمرحلهای است. در ابتدا خوراکهای خام وارد واحدهای آمادهسازی و جداسازی میشوند. سپس در مرحلۀ اصلی که شامل فرایندهای شیمیایی کلیدی است، ساختار مولکولی هیدروکربنها تغییر میکند. این مرحله ممکن است شامل شکستن مولکولهای سنگینتر (کراکینگ)، ترکیب مجدد آنها یا بازآرایی ساختار آنها جهت تولید ترکیبات پایۀ شیمیایی باشد. در نهایت، محصولات تولیدشده در واحدهای جداسازی و خالصسازی تفکیک شده و به مواد پایه یا محصولات میانی تبدیل میشوند که میتوانند در صنایع پاییندستی مورد استفاده قرار گیرند. تبدیل برشهای هیدروکربنی به محصول نهایی مورد استفاده در زندگی روزمره، عموماً در چند واحد مختلف پتروشیمیایی صورت می پذیرد که هرکدام، وظیفۀ بخشی از این فرایند کلی را بر عهده دارند. بیایید جهت روشنترشدن موضوع چند مثال ملموس را بررسی کنیم.
یکی از مهمترین مسیرهای تبدیل خوراکهای نفتی، فرایند کراکینگ بخار است. در این فرایند، برشهایی مانند اتان یا نفتا در دمای بسیار بالا شکسته شده و به مولکولهای کوچکتر مانند اتیلن و پروپیلن تبدیل میشوند. البته مسیرهای دیگری نیز جهت تولید این دو اُلفین وجود دارند که با فرایندها و خوراکی متفاوت انجام میگیرند. این دو ماده، پایۀ اصلی تولید بسیاری از پلاستیکها هستند؛ برای مثال اتیلن به پلیاتیلن تبدیل میشود که در تولید کیسههای پلاستیکی، بطریها، ظروف بستهبندی و لولهها کاربرد دارد، پروپیلن نیز به پلیپروپیلن تبدیل میشود که در تولید قطعات خودرو، الیاف فرش، تجهیزات خانگی و بسیاری از محصولات دیگر استفاده میشود. هرکدام از مراحل یادشده غالباً در یک واحد مجزا رخ داده و زنجیرهای از ارتباط بین پتروشیمیهای مختلف شکل میگیرد.
در مسیر دیگر، برشهای مایع مانند میعانات گازی ازطریق فرایندهایی مانند ریفرمینگ کاتالیستی، به ترکیبات آروماتیک مانند بنزن، تولوئن و زایلن تبدیل میشوند. این ترکیبات نقش مهمی در تولید مواد شیمیایی پیچیدهتر دارند؛ برای مثال بنزن در تولید استایرن استفاده میشود که خود مادۀ اولیه پلیاستایرن است، پلیاستایرن در ساخت ظروف یکبارمصرف، عایقها و بستهبندیها کاربرد دارد، زایلن نیز در تولید الیاف پلیاستر به کار میرود که در صنعت نساجی و تولید لباسهای مصنوعی استفاده میشود.
علاوهبر پلاستیکها و الیاف، بخش مهمی از محصولات پتروشیمی شامل مواد شیمیایی غیرمستقیم مانند کودها، حلالها و افزودنیها است؛ برای مثال متان موجود در گاز طبیعی، در فرایندی مشخص به متانول تبدیل میشود و متانول خود مادۀ پایۀ تولید فرمالدهید و اسیداستیک است که در صنایع رنگ، چسب و رزین کاربرد دارند. آمونیاک نیز از گاز طبیعی تولید شده و در نهایت به اوره و سایر کودهای شیمیایی تبدیل میشود که نقش مهمی در تولید محصولات کشاورزی دارند.
از منظر استفاده در زندگی روزمره، محصولات پتروشیمی را میتوان به دو دستۀ کلی تقسیم کرد: محصولات مستقیم و غیرمستقیم. محصولات مستقیم شامل موادی هستند که بهصورت مستقیم در خانهها استفاده میشوند؛ مانند وسایل پلاستیکی، لوازم بستهبندی، لولههای PVC، کفپوشها و میز و صندلیهای MDF، ظروف آشپزخانه، مواد شوینده و الیاف مصنوعی. محصولات غیرمستقیم شامل موادی هستند که در ظاهر دیده نمیشوند؛ اما نقش حیاتی در تولید کالاهای مصرفی دارند. این گروه شامل کودهای شیمیایی، حلالها، مواد اولیۀ دارویی، رنگها و افزودنیهای صنعتی هستند که در زنجیرۀ تولید کالاهای نهایی استفاده میشوند.
بهطور خلاصه، صنعت پتروشیمی با استفاده از خوراکهای نفتی و گازی و ازطریق مجموعهای از فرایندهای شیمیایی چندمرحلهای، هیدروکربنهای ساده را به شبکهای گسترده از مواد پایه، میانی و نهایی تبدیل میکند. سپس این مواد وارد صنایع مختلف شده و در نهایت به محصولاتی تبدیل میشوند که بخش جداییناپذیر زندگی روزمرۀ انسان هستند. به همین دلیل، پتروشیمی یکی از بنیادیترین صنایع جهان مدرن محسوب میشود که حضور آن از زیرساختهای صنعتی تا وسایل سادۀ خانگی قابل مشاهده است.
گاز یا مایع؟ تفاوت از زمین تا آسمان
در صنعت پتروشیمی، نوع خوراک ورودی نقش تعیینکنندهای در انتخاب مسیرهای فرایندی، تجهیزات مورد استفاده و محصولات نهایی دارد. بهطور کلی، میتوان مجتمعهای پتروشیمی را به دو دستۀ اصلی تقسیم کرد: مجتمعهای مبتنیبر خوراک گازی و مجتمعهای مبتنیبر خوراک مایع. این تقسیمبندی بیشتر بهدلیل تفاوت در ترکیب شیمیایی خوراک، نوع واکنشهای مورد نیاز و سبد محصولات تولیدی انجام میشود. هریک از این دو دسته، مجموعهای از فرایندهای مشخص دارند که در ادامه بهتفصیل توضیح داده میشوند.
فرایندها در پتروشیمیهای خوراک گازی: این خوراک معمولاً از گاز طبیعی یا جریانهای حاصل از پالایش گاز تأمین میشود. مهمترین اجزای آن شامل متان، اتان، پروپان و بوتان است. بسته به نوع جزء غالب در خوراک، مسیرهای فرایندی متفاوتی در مجتمع پتروشیمی طراحی میشود.
یکی از مهمترین مسیرهای فرایندی در پتروشیمیهای خوراک گازی، تبدیل متان به آمونیاک و متانول است. در واحدهای تولید آمونیاک، ابتدا متان وارد فرایند ریفرمینگ بخار میشود. در این مرحله، متان در حضور بخار آب و کاتالیست نیکل در دمای بالا، به هیدروژن و کربنمونوکسید تبدیل میشود. سپس در مرحلهای به نام واکنش «شیفت گازآب»، کربنمونوکسید با بخار آب واکنش داده و هیدروژن بیشتری تولید میکند. پس از جداسازی کربندیاکسید، هیدروژن تولیدشده با نیتروژن هوا در رآکتور سنتز آمونیاک ترکیب میشود. این واکنش در فشار و دمای بالا و با استفاده از کاتالیست آهن انجام میشود و آمونیاک تولید میگردد. آمونیاک سپس میتواند به محصولاتی مانند اوره، آمونیومنیترات و سایر کودهای شیمیایی تبدیل شود.
مسیر مهم دیگر در پتروشیمیهای خوراک گازی، تولید الفینها از اتان است. در این مسیر، اتان وارد واحد کراکینگ بخار میشود. در این فرایند، اتان در دمایی حدود ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجۀ سانتیگراد حرارت داده شده و پیوندهای کربنهیدروژن آن شکسته میشود. نتیجۀ این واکنش تولید اتیلن و مقدار کمی هیدروژن و سایر هیدروکربنهای سبک است. اتیلن یکی از مهمترین مواد پایۀ پتروشیمی است و در واحدهای پاییندستی به پلیاتیلن، اتیلنگلایکول، وینیلکلراید و بسیاری از محصولات دیگر تبدیل میشود.
در برخی مجتمعها، پروپان نیز بهعنوان خوراک استفاده میشود. این ترکیبات میتوانند در واحدهای هیدروژنزدایی پروپان (PDH) به پروپیلن تبدیل شوند. پروپیلن نیز مادۀ اولیۀ تولید پلیپروپیلن، اکریلونیتریل و بسیاری از مواد شیمیایی دیگر است.
فرایندها در پتروشیمیهای خوراک مایع: این خوراک معمولاً شامل نفتا، میعانات گازی و گاز مایع (LPG) است که اغلب از پالایشگاههای نفت یا گاز تأمین میشوند. ترکیب شیمیایی این خوراکها پیچیدهتر از خوراک گازی است و شامل طیف گستردهای از هیدروکربنهای پارافینی، نفتنی و آروماتیک میشود.
یکی از مهمترین فرایندها در پتروشیمیهای خوراک مایع نیز کراکینگ بخار نفتا است. در این فرایند، نفتا در دمای بسیار بالا در حضور بخار تجزیه شده و به مخلوطی از الفینها و آروماتیکها تبدیل میشود. محصولات اصلی این فرایند شامل اتیلن، پروپیلن، بوتادین و برشهای آروماتیک است. پس از کراکینگ، جریان خروجی وارد واحدهای پیچیدۀ جداسازی برودتی میشود تا هریک از محصولات بهصورت جداگانه خالصسازی شوند.
مسیر مهم دیگر در پتروشیمیهای خوراک مایع، تولید آروماتیکها از نفتا است. در این مسیر، نفتا وارد واحد ریفرمینگ کاتالیستی میشود. در این فرایند، هیدروکربنهای پارافینی و نفتنی موجود در نفتا، در حضور کاتالیستهای پلاتینیومی، به ترکیبات آروماتیک تبدیل میشوند. محصولات اصلی این فرایند شامل بنزن، تولوئن و زایلن هستند که بهاختصار به آنها مجموعۀ «BTX» گفته میشود.
این ترکیبات آروماتیک در واحدهای پاییندستی به محصولات مهمی تبدیل میشوند. برای مثال پارازایلن در تولید اسیدترفتالیک و سپس پلیاستر استفاده میشود، بنزن نیز در تولید استایرن و پلیاستایرن کاربرد دارد و تولوئن میتواند به مواد منفجره، حلالها و ترکیبات شیمیایی مختلف تبدیل شود.
تفاوت اصلی میان پتروشیمیهای خوراک گازی و مایع در پیچیدگی خوراک و تنوع محصولات است. مجتمعهای خوراک گازی معمولاً زنجیرههای فرایندی سادهتر اما بسیار بزرگ برای تولید الفینها و آمونیاک دارند؛ درحالیکه مجتمعهای خوراک مایع، بهدلیل تنوع ترکیبات موجود در نفتا، شبکهای گستردهتر از فرایندهای شیمیایی و جداسازی را برای تولید طیف وسیعی از محصولات شیمیایی و پلیمری به کار میگیرند.
پاشنۀ آشیل
در واحدهای پتروشیمی، رآکتورها قلب واقعی فرایندهای شیمیایی هستند. تقریباً در همۀ مسیرهای تولید از آمونیاک و متانول گرفته تا الفینها، آروماتیکها و پلیمرها، تبدیل اصلی مواد در داخل رآکتورها اتفاق میافتد. به همین دلیل طراحی رآکتور یکی از حساسترین و تعیینکنندهترین بخشهای مهندسی فرایند در صنعت پتروشیمی محسوب میشود. انتخاب نوع رآکتور نهتنها بر بازده واکنش و کیفیت محصول اثر میگذارد، بلکه مصرف انرژی، طول عمر کاتالیست و حتی ایمنی کل واحد را نیز تعیین میکند.
رآکتورها در پتروشیمی معمولاً براساس نوع جریان سیال، نحوۀ تماس فازها و نوع واکنش دستهبندی میشوند. یکی از رایجترین انواع، رآکتور «بسترثابت» (Fixed Bed Reactor) است. در این نوع رآکتور، کاتالیست بهصورت بستر جامد در داخل رآکتور قرار میگیرد و جریان گاز یا مایع از میان آن عبور میکند. بسیاری از فرایندهای مهم پتروشیمی از این نوع رآکتور استفاده میکنند؛ برای مثال تولید آمونیاک، تولید متانول و برخی واکنشهای هیدروژناسیون در چنین رآکتورهایی انجام میشود.نوع دیگر، رآکتور «بسترسیال» (Fluidized Bed Reactor) است. در این طراحی، ذرات کاتالیست در اثر عبور جریان گاز به حالت معلق درمیآیند و رفتاری شبیه یک سیال پیدا میکنند. این ویژگی باعث افزایش سطح تماس و انتقال حرارت بهتر میشود. بسیاری از فرایندهای مهم مانند تولید پلیاتیلن یا فرایند کراکینگ کاتالیستی از این نوع رآکتور استفاده میکنند.
دستۀ مهم دیگر رآکتورهای «لولهای» (Tubular Reactors) هستند. در این نوع طراحی، واکنش در داخل مجموعهای از لولهها انجام میشود و کنترل دما در طول رآکتور اهمیت زیادی دارد. واحدهای تولید الفینها ازطریق کراکینگ بخار یا برخی فرایندهای اکسیداسیون صنعتی از این نوع رآکتورها بهره میبرند. علاوهبر اینها، رآکتورهای «دوغابی» (Slurry Reactors) نیز در برخی فرایندهای پلیمریزاسیون و سنتزهای خاص مورد استفاده قرار میگیرند.
کاتالیستها در کنار طراحی رآکتور، دیگر عامل تعیینکننده در عملکرد واحدهای پتروشیمی هستند. کاتالیستها موادی هستند که سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش میدهند بدون آنکه خود در واکنش مصرف شوند. درعمل، بسیاری از واکنشهای پتروشیمی بدون حضور کاتالیست یا بسیار کند انجام میشوند یا ازنظر اقتصادی قابل اجرا نیستند. به همین دلیل انتخاب و طراحی کاتالیست مناسب نقش کلیدی در بهرهوری واحدهای صنعتی دارد.
کاتالیستهای پتروشیمی ازنظر ترکیب شیمیایی بسیار متنوع هستند. برخی از آنها شامل فلزاتی گرانبها همچون نیکل، پلاتین یا پالادیوم روی پایههای سرامیکی هستند و در واکنشهای هیدروژناسیون یا ریفرمینگ استفاده میشوند. برخی دیگر شامل اکسیدهای فلزی یا زئولیتها هستند که در فرایندهایی مانند کراکینگ کاتالیستی و تولید الفینها کاربرد دارند. توسعۀ این کاتالیستها نیازمند دانش پیشرفته در حوزههایی مانند شیمی سطح، مهندسی مواد و نانوتکنولوژی است و به همین دلیل تنها تعداد محدودی از شرکتهای جهان قادر به تولید آنها در مقیاس صنعتی هستند.
ازنظر اقتصادی نیز کاتالیستها اقلامی باارزش محسوب میشوند. بسته به نوع فلزات فعال و پیچیدگی ساختار، قیمت آنها میتواند از چند هزار دلار تا نزدیک به صدهزار دلار به ازای هر تن متغیر باشد. کاتالیستهای حاوی فلزات گرانبها مانند پلاتین حتی قیمتهای بسیار بالاتری دارند. علاوهبر این، کاتالیستها عمر محدودی دارند. در اثر رسوب کربن، آلودگیها یا تغییرات ساختاری، فعالیت کاتالیست بهمرور کاهش مییابد و معمولاً هر چند سال یک بار باید تعویض شوند. این موضوع باعث میشود خرید و مدیریت کاتالیست یکی از بخشهای مهم هزینههای عملیاتی مجتمعهای پتروشیمی باشد.
در سطح جهانی، چند شرکت بزرگ نقش اصلی در توسعه و تولید کاتالیستهای پتروشیمی دارند که برخی از مهمترین آنها در جدول زیر آمدهاند.
در مجموع، ترکیب مناسب طراحی رآکتور، انتخاب کاتالیست و شرایط عملیاتی تعیین میکند که یک واحد پتروشیمی تا چه حد کارآمد، اقتصادی و رقابتی باشد. به همین دلیل فناوری رآکتورها و کاتالیستها یکی از مهمترین داراییهای دانش فنی در صنعت پتروشیمی جهان محسوب میشود.
جعبۀ جواهر
در صنعت پتروشیمی، بسیاری از فرایندهای تولیدی بر پایۀ مجموعهای از دانش مهندسی و تجربۀ صنعتی بنا شدهاند که به آن «دانش فنی» (Process License) گفته میشود. دانش فنی در واقع مجموعهای از اطلاعات، طراحیها، مدلهای عملیاتی و دستورالعملهایی است که امکان اجرای ایمن و اقتصادی یک فرایند شیمیایی را در مقیاس صنعتی فراهم میکند. ازآنجاکه توسعۀ چنین دانشی نیازمند سالهای متمادی تحقیق، آزمایشهای پایلوت، افزایش مقیاس و تجربۀ عملیاتی است، اغلب مجتمعهای پتروشیمی برای احداث واحدهای جدید ناچارند این دانش را از شرکتهای صاحب فناوری خریداری کنند.
یک بستۀ دانش فنی معمولاً شامل چند بخش اصلی است. نخست، طراحی مفهومی و طراحی پایۀ فرایند (Process Design Package) که شامل دیاگرام فرایندی، موازنۀ جرم و انرژی، شرایط عملیاتی و مشخصات تجهیزات اصلی است. دوم، دادههای طراحی تجهیزات مانند مشخصات رآکتورها، مبدلهای حرارتی و برجهای جداسازی. سوم، اطلاعات مربوط به کاتالیستها و مواد مصرفی که برای عملکرد صحیح فرایند ضروری هستند. بخش دیگر، دستورالعملهای راهاندازی، بهرهبرداری و ایمنی است که نحوۀ کار با واحد صنعتی را مشخص میکند. علاوهبر این، شرکتهای صاحب فناوری معمولاً خدماتی مانند نظارت بر راهاندازی، آموزش اپراتورها و پشتیبانی فنی را نیز ارائه میدهند.
قیمت دانش فنی بسته به پیچیدگی فرایند، ظرفیت واحد و ارزش اقتصادی محصول بسیار متفاوت است. برای برخی فرایندهای نسبتاً ساده، هزینۀ خرید دانش فنی ممکن است در حدود چند میلیون دلار باشد؛ درحالیکه برای فناوریهای پیچیدهتر مانند تولید پلیمرهای پیشرفته یا واحدهای آروماتیک، هزینۀ آن میتواند به دهها میلیون دلار برسد. این هزینه در مقایسه با سرمایهگذاری کل یک مجتمع پتروشیمی معمولاً سهم کوچکی دارد؛ اما اهمیت آن بسیار زیاد است زیرا عملکرد کل واحد به این دانش وابسته است.
در صنعت پتروشیمی بسیاری از فرایندهای شناختهشده تحت مالکیت شرکتهای خاصی قرار دارند. برای مثال فناوری تولید پلیاتیلن یا پلیپروپیلن، فناوری تولید متانول، فناوری تولید آروماتیکها و بسیاری از فرایندهای تبدیل گاز طبیعی به مواد شیمیایی تحت لیسانس شرکتهای مشخصی توسعه یافتهاند و بهرهبرداری صنعتی از آنها بدون دریافت مجوز از صاحبان فناوری امکانپذیر نیست.
در جهان چند شرکت بزرگ نقش مهمی در توسعه و فروش دانش فنی پتروشیمی دارند. برخی از مهمترین آنها در جدول زیر معرفی شدهاند.
درمجموع، دانش فنی یکی از مهمترین داراییهای صنعت پتروشیمی است و دسترسی به آن نقش تعیینکنندهای در توسعۀ واحدهای جدید و رقابتپذیری شرکتهای فعال در این صنعت دارد.
فوتوفن کوزهگران
تا اینجا قاعدتاً مشخص شده است که پتروشیمی یکی از پیچیدهترین شاخههای صنایع فرایندی است و برای تبدیل هیدروکربنهای خام به محصولات شیمیایی و پلیمری به مجموعهای گسترده از تجهیزات صنعتی نیاز دارد. این تجهیزات وظیفۀ انجام واکنشهای شیمیایی، جداسازی مواد، انتقال حرارت، فشردهسازی گازها و کنترل شرایط عملیاتی را بر عهده دارند. بسیاری از این تجهیزات در قالب «پکیجهای فرایندی» (Process Packages) طراحی و ساخته میشوند؛ یعنی مجموعهای از چند تجهیز و سیستم کنترلی که بهصورت یک واحد کامل برای انجام یک وظیفۀ مشخص در کارخانه نصب میشود.
از مهمترین تجهیزات مورد استفاده در مجتمعهای پتروشیمی میتوان به رآکتورها، برجهای تقطیر، مبدلهای حرارتی، کمپرسورها، توربینها، کورههای فرایندی و پکیجهای جداسازی اشاره کرد. هرکدام از این تجهیزات نقش مشخصی در فرایند تولید دارند.
علاوهبر رآکتورها که پیشتر بدان اشاره شد، برجهای تقطیر و جداسازی از دیگر تجهیزات کلیدی هستند. این برجها برای جداسازی مخلوطهای پیچیدۀ هیدروکربنی به کار میروند. در واحدهای الفین، پس از فرایند کراکینگ بخار، جریان محصول وارد برجهای جداسازی بسیار بلند و پیچیدهای میشود تا موادی مانند اتیلن، پروپیلن و سایر ترکیبات از یکدیگر تفکیک شوند.
مبدلهای حرارتی نیز برای انتقال حرارت میان جریانهای مختلف فرایندی استفاده میشوند. در بسیاری از واحدها، مدیریت حرارت اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا واکنشهای شیمیایی اغلب در دماهای بالا یا پایین انجام میشوند. برای نمونه در واحدهای تولید الفین، از کورههای کراکینگ با طراحی بسیار خاص استفاده میشود که توان تحمل دماهای بسیار بالا را دارند.
در کنار این تجهیزات، کمپرسورهای گازی و توربینهای صنعتی نیز نقش مهمی در فشردهسازی گازها و تأمین انرژی مکانیکی دارند. برای مثال در واحدهای تولید آمونیاک یا الفین، کمپرسورهای بسیار بزرگ برای فشردهسازی گازها تا فشارهای بالا استفاده میشوند. همچنین پکیجهای تخصصی مانند پکیج بازیابی هیدروژن، واحدهای جداسازی برودتی و سیستمهای بازیابی گوگرد در بسیاری از مجتمعها مورد استفاده قرار میگیرند.
ساخت چنین تجهیزاتی بهدلیل فشارها و دماهای بالا، استفاده از آلیاژهای خاص و نیاز به دقت مهندسی بسیار بالا، تنها توسط تعداد محدودی از شرکتهای صنعتی در جهان انجام میشود. این شرکتها دارای تجربۀ مهندسی، توانایی ساخت تجهیزات سنگین و استانداردهای پیشرفتۀ کیفی هستند و محصولات آنها در پروژههای بزرگ پتروشیمی در سراسر جهان استفاده میشود.
در جدول زیر برخی از مهمترین شرکتهای سازندۀ تجهیزات و پکیجهای صنعتی مورد استفاده در صنعت پتروشیمی معرفی شدهاند.
کیفیت طراحی و ساخت این تجهیزات تأثیر مستقیمی بر ایمنی، بهرهوری و طول عمر واحدهای صنعتی دارد و به همین دلیل انتخاب سازندگان معتبر و متخصص در پروژههای بزرگ پتروشیمی اهمیت بسیار زیادی دارد.
ابرشهرهای پتروشیمیایی
در صنعت پتروشیمی، بسیاری از واحدهای تولیدی بهصورت کلاسترهای صنعتی یا مجتمعهای متمرکز ساخته میشوند. «کلاستر پتروشیمی» به منطقهای گفته میشود که در آن چندین واحد تولیدی، تأسیسات جانبی و زیرساختهای مشترک در کنار یکدیگر مستقر هستند. دلیل اصلی شکلگیری چنین کلاسترهایی، افزایش بهرهوری اقتصادی و عملیاتی است. در این ساختار، واحدهای مختلف میتوانند از خوراک مشترک، تأسیسات جانبی مشترک (مانند تولید بخار، آب صنعتی، برق و تأسیسات ذخیرهسازی) و همچنین زیرساختهای حملونقل مانند اسکلهها، خطوط لوله و مخازن استفاده کنند. این تمرکز باعث کاهش هزینههای سرمایهگذاری، سادهترشدن لجستیک مواد و ایجاد امکان یکپارچگی زنجیرۀ ارزش میشود. برای مثال محصول یک واحد میتواند بهعنوان خوراک واحد بعدی استفاده شود و بدینترتیب زنجیرهای از تولید محصولات با ارزش افزودۀ بیشتر شکل بگیرد.
در چنین کلاسترهایی معمولاً مجموعهای از واحدهای متداول پتروشیمی دیده میشود. از مهمترین آنها میتوان به واحدهای کراکینگ بخار برای تولید الفینها (اتیلن و پروپیلن)، واحدهای آروماتیک برای تولید بنزن و پارازایلن، واحدهای تولید متانول و آمونیاک و همچنین واحدهای پلیمریزاسیون برای تولید پلیمرهایی مانند پلیاتیلن و پلیپروپیلن اشاره کرد. در کنار این واحدها، تأسیسات پشتیبان مهمی مانند مخازن ذخیرهسازی بزرگ، شبکههای انتقال خوراک و محصولات، اسکلههای صادراتی و نیروگاههای اختصاصی نیز در کلاسترها وجود دارند. همین ترکیب از واحدهای متنوع باعث میشود این مناطق به قطبهای اصلی تولید مواد شیمیایی در جهان تبدیل شوند.
بزرگترین کلاسترهای پتروشیمی جهان معمولاً در نزدیکی منابع بزرگ نفت و گاز یا در کنار مسیرهای مهم تجارت جهانی ساخته شدهاند. در جدول زیر برخی از بزرگترین کلاسترهای پتروشیمی جهان ازنظر حجم تولید سالانه معرفی شدهاند.
تمرکز واحدهای متعدد در یک منطقه نهتنها هزینهها را کاهش میدهد؛ بلکه امکان توسعۀ سریعتر زنجیرههای تولید و صادرات گستردۀ محصولات پتروشیمی را نیز فراهم میکند. در ایران نیز مجتمعهای پتروشیمی منطقۀ ماهشهر، عسلویه و مکران (که در حال ساخت است) را بهنوعی میتوان کلاستر محسوب نمود.
