پالایشگاه نفت یک واحد صنعتی است که در آن نفت خام به مواد مفیدتری مانند گاز مایع، نفت سفید، بنزین، گازوئیل، نفت کوره، آسفالت، قیر و دیگر فراورده‌های نفتی تبدیل می‌گردد. پالایشگاه‌های نفت به‌طور معمول واحدهای صنعتی بزرگ و پیچیده‌ای می‌باشند که در آن‌ها واحدهای مختلف توسط مسیرهای لوله‌کشی متعددی به هم پیوند داده شده‌اند.
نفت به‌صورت خام یا فراوری نشده خیلی مفید نیست و به‌صورتی که از دل زمین بیرون آمده کاربرد چندانی ندارد. با اینکه نفت شیرین (با لزجت کم و نیز با گوگرد کم) به صورت تصفیه نشده در وسایل محرکه با قوه بخار به کار برده می‌شد، گازها و سایر محلول‌های سبک‌تر آن معمولاً داخل مخزن سوخت جمع شده و باعث بروز انفجار می‌گردید. غیر از مورد گفته شده برای استفاده از نفت، برای تولید محصولات دیگر مانند پلاستیک، فوم‌ها و … نفت خام به‌طور حتم باید پالایش گردد. فراورده‌های سوختی نفتی در گستره وسیعی از کاربردها، سوخت کشتی، سوخت جت، بنزین و بسیاری دیگر موارد استفاده می‌شود. هر کدام از مواد یادشده دارای نقطه جوشی متفاوت می‌باشند از این رو می‌توان آن‌ها را توسط فرایند تقطیر از همدیگر جدا نمود. از آنجائیکه تقاضای زیادی برای اجزای مایع سبک‌تر وجود دارد از این رو در یک پالایشگاه مدرن نفتی هیدروکربن‌های سنگین و اجزای گازی سبک در طی فرایندهای پیچیده و انرژی بری به مواد با ارزش تری تبدیل می‌شوند.
نفت به خاطر دارا بودن هیدروکربن‌هایی با وزن و طول‌های مختلف مانند پارافین، آروماتیک‌ها، نفتا، آلکن‌ها، دین‌ها و آلکالین‌ها می‌تواند در موارد متعددی مفید واقع گردد. هیدروکربن‌ها مولکول‌هایی با طول‌های متفاوت هستند که تنها از هیدروژن و کربن تشکیل شده‌اند، ساختارهای مختلف به آن‌ها خواص متفاوتی می‌دهد. فن پالایش نفت در واقع عبارت است از جداکردن و بالابردن درجه خلوص اجزا تشکیل دهنده نفت از هم.
همین که اجزا از هم جدا گردیده و خالص شدند می‌توان ماده روغنکاری یا سوخت را به‌طور مستقیم روانه بازار مصرف کرد. می‌توان با ترکیب مولکول‌های کوچک‌تر مانند ایزوبوتان و پروپیلن یا بوتیلن طی پروسه‌هایی همانند آلکالنین کردن یا دیمرازسیون می‌توان سوختی با اکتان موردنظر تهیه نمود. همچنین درجه اکتان بنزین را می‌توان طی فرایند بهسازی توسط کاتالیزور بهبود بخشید که طی آن هیدروژن از هیدروکربن جداشده و هیدروکربن آروماتیکی تشکیل می‌گردد که درجه اکتان بسیار بیشتری دارد. تولیدات میانی برج جداکننده را می‌توان طی پروسه‌های کراکینگ گرمایی، هیدروکراکینگ یا کراکینگ کاتالیزوری سیالی به محصولات سبک تری تبدیل نمود. مرحله نهایی در تولید بنزین ترکیب مواد هیدروکربن مختلف با درجه‌های اکتان متفاوت با همدیگر است تا به مشخصات محصول موردنظر دست یابیم.
معمولاً پالایشگاه‌های بزرگ توانایی پالایش از صدهزار تا چندین صدهزار بشکه نفت در روز را دارا می‌باشند. به دلیل ظرفیت بالای مورد نیاز، بسیاری از پالایشگاه‌ها به صورت دائم برای مدت طولانی از چندین ماه تا چندین سال بطور مداوم کار می‌کنند.
پالایشگاه‌های نفت بسته به نوع خوراکی که بر مبنای آن طراحی شده‌اند دارای پیچیدگی‌های متفاوتی هستند که بر اساس آن میزان و نوع محصولات متفاوتی تولید می‌کنند. میزان سرمایه‌گذاری برای احداث یک پالایشگاه با پیچیدگی متوسط بین ۱۸ تا ۱۹ هزار دلار به ازای هر بشکه ظرفیت پالایش است و با افزایش درجه پیچیدگی گاه تا ۲۴ تا ۲۵ هزار دلار در هر بشکه سرمایه‌گذاری نیاز دارد.
تولیدات پالایشگاه به ترتیب سبک به سنگین عبارتند از:
- گاز مایع (ال‌پی‌جی)
- بنزین
- نفت (برشی که بین بنزین و نفت سفید قرار می‌گیرد و خصوصیات آن ترکیبی از این دو است)
- نفت سفید و سوخت‌های جت مرتبط به آن
- گازوئیل (نفت‌گاز) و به‌طور کلی سوخت‌های دیزل
- نفت کوره معروف به مازوت یا نفت سیاه
- روغن‌های نفتی
- واکس پارافین
- آسفالت و قیر
- کُک نفتی
- گوگرد
در شکل پروسس‌های معمول در یک پالایشگاه نفت نشان داده شده‌است. پالایشگاه‌های نفت شامل واحدهای پروسس مختلفی است که در ذیل به توضیح مختصر هر یک از موارد می‌پردازیم:
واحد نمک زدایی(Desalter Unit) (طی عملیات شستشو قبل از آنکه نفت خام به واحد جداسازی اتمسفریک منتقل گردد نمک از نفت جدا می‌گردد.).
واحد جداسازی اتمسفریک (Atmospheric Distillation Unit) (نفت خام به برش‌های مختلف تقطیر می‌شود).
واحد جداسازی خلا (Vacuum Distillation Unit) (باقیمانده مواد از واحد جداسازی اتمسفریک بیشتر از هم جدا می‌گردند).
واحد بهبود هیدروتریتور نفتا (Naphta Hydrotreator Unit) (با استفاده از هیدروژن از نفتای حاصل از برج تقطیر گوگردزدایی می‌شود).
واحد اصلاح کاتالیستی (Catalytic Reformer Unit) (این واحد دارای کاتالیست می‌باشد که برای تبدیل رنج تبخیر نفتا به محصولات بهینه با اکتان بالا استفاده می‌گردد. یکی از تولیدات جانبی واحد اصلاح کاتالیستی هیدروژن می‌باشد که در هیدروتریتور و هیدروکراکر استفاده می‌گردد).
واحد هیدروتریتور چگالشی (Distillate Hydrotreator) (سوخت دیزل چگالیده را پس از برج جداکننده گوگردزدایی می‌کند).
واحد شکافت کاتالیستی سیالی (Fluid Catalytic Cracking Unit) (برش‌های سنگین تر برج تقطیر را به برش‌های سبک تر و با ارزش تر ارتقا می‌دهد).
واحد شکافت هیدروکراکر (Hydrocracker Unit) (با استفاده از هیدروژن برش‌های سنگین تر را به برش‌های سبک تر با ارزش بیشتر تبدیل می‌کند).
واحد اصلاح مرکس (Merox Treater) (در برخی موارد ویژه همانند اصلاح سوخت جت یا یک پروسه مرکس برای اکسیداسیون مرکاپتان‌ها به مواد آلی استفاده می‌گردد).
فرایند کک سازی (Caking Process) (طی این پروسه آسفالت به بنزین و سوخت دیزل تبدیل می‌شود و کک به عنوان باقیمانده می‌ماند).
واحد آلکالیشن (Alkylation Unit) (برای پروسه ترکیب و اختلاط اجزایی با عدد اکتان بالا تولید می‌کند).
واحد دیمرزاسیون (Dimerization Unit)
واحد ایزومریزاسیون (Isomeration Unit) (مولکول‌های خطی را به مولکول‌های حلقوی که دارای اکتان بالاتری می‌باشند تبدیل می‌کند و محصول جهت اختلاط به درون واحد الکالیشن یا بنزین هدایت می‌گردد).
واحد تغییر بخار (Steam Reforming Unit) (هیدروژن مورد نیاز برای واحدهای هیدروکراکر و هیدروتریتور را تأمین می‌کند).
واحدهای گاز مایع شده پروپان و سوخت‌های گازی مشابه (این واحدها به صورت مدور می‌باشند تا توانایی تأمین سوخت‌های مزبور را به صورت مایع داشته باشند).
مخازن ذخیره نفت خام و فراورده‌های پالایش شده.
اولین پالایشگاه جهان در پولشیتی، رومانی در سال ۱۸۵۶ ساخته شده، تا قبل از اشغال رومانی توسط نازی‌ها چندین پالایشگاه دیگر نیز با سرمایه‌گذاری شرکت‌های آمریکایی در همان محل تأسیس گردید. اکثر این پالایشگاه‌ها در طی بمباران نیروی هوایی آمریکا در عملیات تیدال ویو در ۱۹۴۳ از کار افتادند. پس از این حادثه این پالایشگاه‌ها دوباره سازی گردیده‌اند. پالایشگاه قدیمی دیگر پالایشگاه Oljeon می‌باشد که هم‌اکنون به عنوان موزه در میراث جهانی یونسکو به عنوان سایت انگلسبرگ (Engelsberg) ثبت شده‌است. این پالایشگاه در ۱۸۷۵ افتتاح گردیده‌است. پالایشگاه‌های اولیه درایالات متحده تنها نفت سفید را پالایش می‌کردند و مابقی محصولات پالایش نشده به نزدیک‌ترین رودخانه تخلیه می‌گردید. با اختراع اتومبیل پالایشگاه‌ها به سمت تولید بنزین و سوخت دیزل هدایت شدند که تا به امروز به عنوان اصلی‌ترین فراورده پالایشگاه شناخته می‌شوند. پس از نیمه دوم قرن بیستم در ایالات متحده سازمان‌های محیط زیست قوانین بسیار محدودکننده‌ای برای احداث پالایشگاه‌های جدید (از نظر آلودگی‌های آب و هوا) وضع نموده‌اند. این شرایط احداث پالایشگاه‌های جدید در آمریکا را بسیار محدود و پرهزینه کرده‌است بطوری‌که آخرین پالایشگاه نفت احداث شده در ایالات متحده مربوط به سال ۱۹۷۶ می‌باشد. تشخیص اینکه کدام پالایشگاه هم‌اکنون بزرگترین پالایشگاه جهان است کار مشکلی است. زمانی ادعا می‌شد پالایشگاه راس التانورا در عربستان سعودی متعلق به آرامکو صاحب این عنوان است. با این حال می‌توان ادعا نمود که در قرن بیستم پالایشگاه آبادان واقع در ایران بزرگترین پالایشگاه جهان بوده‌است. این پالایشگاه در طی جنگ ایران و عراق متحمل خسارات فراوانی شد. هم‌اکنون کتاب ثبت رکوردهای گنیس (اکتبر ۲۰۰۶) پالایشگاه BP Ameco واقع در تگزاس ایالات متحده را به عنوان پالایشگاه دارای بیشترین ظرفیت پالایش (با ظرفیت ۴۳۳،۰۰۰ بشکه در روز) ثبت کرده‌است.
10 قدرت پالایشی جهان
به گزارش میز نفت ، آمریکا با در اختیار داشتن 140 پالایشگاه و ظرفیت پالایش روزانه 17 میلیون و 791 هزار بشکه، صدر نشین کشورهای پالایشی است که با این رقم، 19 درصد ظرفیت پالایشی جهان را از آن خود کرده است.
در میان ایالات این کشور، تگزاس یک چهارم ظرفیت را با 27 پالایشگاه فعال به خود اختصاص داده است. پس از تگزاس، ایالت لویزیانا با 19 پالایشگاه، و کالیفرنیا با 18 پالایشگاه در رده های بعدی قرار دارند. آمریکا در سال 2010 توانست روزانه 17 میلیون و 763 هزار بشکه نفت خام پالایش کند. بالاترین میزان پالایش نفت آمریکا در سال 2013 بود که پالایشگران این کشور توانستند روزانه 17 میلیون و 881 هزار بشکه نفت تصفیه کند.
*چین
این کشور با ظرفیت پالایش 14 میلیون و 98 هزار بشکه در رده دوم قرار دارد؛ پکن حدود 15 درصد از ظرفیت پالایشگاهی جهان را در خود می بیند و قصد دارد تا پایان سال 2015 این ظرفیت را به 14 میلیون و 300 بشکه برساند. شرکت ملی نفت چین، شرکت پتروچاینا و شرکت ساینوپک، عمده عملیات پالایش را در این کشور بر عهده دارند. سهم ساینوپک از ظرفیت پالایشی 5 میلیون بشکه است که 45 درصد از ظرفیت کل چینی هاست.
ساینوپک و پتروچاینا هم روی هم رفته 31 درصد از سهم پالایشی را به خود اختصاص داده اند و شرکت های CNOOC و Sinochem به تازگی وارد این حوزه شده اند. چین در سال 2010 توانسته بود 10 میلیون و 302 هزار بشکه نفت خام در روز پالایش کند که طی 4 سال توانست به رقم 14 میلیون و 98 هزار بشکه دست پیدا کند.
*روسیه
این کشور با اختلاف فاحش با رده های اول و دوم، با ظرفیت 5 میلیون و 511 هزار بشکه و حدود 7 درصد از ظرفیت پالایشی جهان در رده سوم ایستاده است. روسنفت بزرگترین پالایشگر نفت روسیه به شمار می رود و 40 پالایشگاه را اداره و راهبری می کند.
این شرکت 7 پالایشگاه بزرگ روسیه را در دست دارد از جمله پالایشگاه Angarsk در شرق سیبری که روزانه 385 هزار بشکه نفت را تبدیل به فرآورده می کند. ظرفیت پالایشی نفت روسیه در سال 2010 ، 5 میلیون و 551 هزار بشکه بوده است.
*هندوستان
چهارمین قدرت با دارا بودن حدود 5 درصد از ظرفیت جهانی با رقم 4 میلیون و 319 هزار بشکه بیشتر نفت خود را از خاورمیانه دریافت می کند. 21 واحد پالایشی در هندوستان به عملیات مشغول هستند که بیشترشان متعلق به اداره شرکت های بخش دولتی است.
شرکت های ریلانس و اسار هم دو پالایشگر هندی ها به شمار می روند که ریلانس عملیات بزرگترین پالایشگاه جهان را در گجرات با ظرفیت پالایش روزانه یک میلیون و 200 هزار بشکه بر عهده دارد. پالایشگاه اسار هم در همین منطقه روزانه 405 هزار بشکه نفت خام را تصفیه می کند. این کشور در سال 2010 روزانه 3 میلیون و 703 هزار بشکه نفت پالایش می کرد. ظرفیت پالایشی این کشور تقریبا از سال 2013 ثابت مانده است.
*ژاپن
پنجمین قدرت پالایشی جهان، دومین رتبه این صنعت را در آسیا از آن خود کرده است؛ این کشور در سال 2014 روزانه 3 میلیون و 749 هزار بشکه نفت پالایش کرد که نسبت به سال 2010، 542 هزار بشکه کاهش تولید داشته است که دلیل اصلی آن، سونامی است که چند سال پیش در ژاپن تاسیاست این کشور را تخریب کرد.
این کشور 4.6 درصد ظرفیت پالایشی جهان را در اختیار دارد و سومین وارد کننده نفت جهان است. توکیو 25 پالایشگاه دارد و بزرگترین پالایشگاه آن، شرکت JX Nippon با در اختیار داشتن 7 پالایشگاه، روزانه یک میلیون و 600 هزار بشکه نفت را پالایش می کند.
*کره جنوبی
این کشور با ظرفیت پالایش 2 میلیون و 900 هزار بشکه در رده ششمین قدرت پالایشی جهان جای گرفته است؛ 3 پالایشگاه اصلی متعلق به شرکت های SK، GS Caltex و S-Oil است که صاحب بخشی از شرکت GS Caltex آرامکوی سعودی است.
پالایشگاه اولسان با ظرفیت 840 هزار بشکه بزرگترین پالایشگاه کره جنوبی محسوب می شود و کوچک ترین شرکت پالایشی نیز متعلق به شرکت Hyundai Lube Oil است که روزانه 9 هزار و 500 بشکه نفت را پالایش می کند.
*عربستان سعودی
تامین کننده 13 درصد از نفت جهان، سهم دو درصدی از پالایش جهان را دارد.ریاض در سال 2014، روزانه 2 میلیون و 107 هزار بشکه نفت خام را تبدیل به فرآورده های نفتی کرد؛ این کشور روزانه بیش از 10 میلیون بشکه نفت تولید می کند و سهام تعدادی از پالایشگاه های خارج از مرزهای خود را در اختیار دارد.
نکته جالب در باره عربستان کاهش ظرفیت پالایشی این کشور طی 5 سال گذشته است به طوری که این کشور در سال 2010، روزانه 2 میلیون و 822 هزار بشکه، در سال 2011 ، 2 میلیون و 522 هزار بشکه، در سال 2012 ، 2 میلیون و 122 هزار بشکه و در سال 2013 ، 2میلیون و 117 هزار بشکه به پالایش مشغول بوده است. پالایشگاه های راس التنوره و ریاض دو پالایشگاه مهم عربستان به شمار می روند.
*برزیل
14 پالایشگاه در این کشور روزانه 2 میلیون و 235 هزار بشکه نفت خام را پالایش می کنند؛ شرکت های بی پی، استات اویل، اکسون موبیل و … در این کشور مشغول کارند و صاحب بخشی از سهام پتروبراس در برخی پالایشگاه ها هستند.
برزیل در سال 2010 توانسته بود 2 میلیون و 93 هزار بشکه ، در سال 2011 ، 2 میلیون و 10 هزار بشکه، در سال 2012 ، 2 میلیون بشکه، سال 2013 ، 2 میلیون و 93 هزار بشکه و در سال 2014 روزانه 2 میلیون و 235 هزار بشکه را پالایش کند. آرامکو سهامدار 5 پالایشگاه در کشورهای آمریکا، ژاپن و کره است.
*آلمان
آلمان با پالایش روزانه 2 میلیون و 60 هزار بشکه نفت خام در روز، نهمین کشور در میان کشورهای دارنده بزرگترین ظرفیت پالایشگاهی در جهان است. این کشور هم یکی از بزرگترین وارد کننده نفت در دنیا به شمار می‌رود. آلمان بیش از 95 درصد از نفت مورد نیاز خود را وارد می‌کند.
آلمان هم‌اکنون 14 پالایشگاه دارد و میزبان تعدادی از شرکت‌های پالایشی بین‌المللی است که در این کشور پالایشگاه دارند. پالایشگاه نفت « Shell Deutschland» بزرگترین پالایشگاه آلمان است که بیش از یک چهارم ظرفیت پالایشگاهی این کشور را به خود اختصاص داده است. بی.پی اروپا، کونوکو فیلیپس آلمان، توتال آلمان و «Ruhr Oel»، سرمایه‌گذاری مشترک بی.پی و روسنفت، اپراتورهای دیگر پالایشگاه بزرگ آلمان به شمار می‌روند.
پالایشگاه «Shell Deutschland’s Rheinland» در مناطق «Godorf» و «Wesseling»، بزرگترین پالایشگاه آلمان با ظرفیت 321 هزار بشکه در روز است.
*ایران
جمهوری اسلامی ایران با در اختیار داشتن 9 پالایشگاه که 7 پالایشگاه آن، غیراستاندارد هستند رتبه دهم کشورهای پالایشی جهان را در اختیار دارند؛ ایران در سال 2010 روزانه یک میلیون و 860 هزار بشکه نفت خام پالایش می کرد که این رقم در سال 2014 به یک میلیون و 940 هزار بشکه رسید.
