تجهیزات ثابت پالایشگاه ها و اهمیت مخزن کروی و استوانه ای

تعریف پالایشگاه

قبل از معرفی تجهیزات ثابت ، نگاهی کوتاه بر مفهوم پالایشگاه خالی از لطف نیست. در ادامه به تعریف پالایشگاه می پردازیم.:
پالایشگاه یک واحد صنعتی بزرگ است که وظیفه تبدیل نفت خام به محصولات نفتی و فرآورده‌های مرتبط را برعهده دارد. این فرآیند پالایش به منظور جداسازی و تصفیه مخلوط پیچیده‌ای از هیدروکربن‌ها، نمک‌ها، گوگرد، و دیگر مواد معدنی از نفت خام استفاده می‌شود. هدف اصلی این فرآیند، تولید محصولات نفتی مانند بنزین، گازوئیل، نفت سفید، مازوت، و محصولات شیمیایی دیگر است. نمونه: پالایشگاه امام خمینی

معرفی تجهیزات پالایشگاه

تجهیزات پالایشگاه یک سری ابزار و دستگاه‌های پیچیده هستند که برای فرآیند پالایش نفت خام به فرآورده های نفتی متنوع مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تجهیزات یک سامانه گسترده و چند مرحله‌ای را تشکیل می‌دهند که هر یک وظایف خاصی در تبدیل نفت خام به محصولاتی نظیر بنزین، گازوئیل، نفت سفید، مازوت، و محصولات شیمیایی دیگر دارند. در ادامه تعریف جامعی از این تجهیزات ارائه می‌شود:

1. برج انحلال (Desalter):
این تجهیزات برای حذف نمک‌ها، آب، و مواد جامد از نفت خام به منظور کاهش تجمعات آلودگی در مراحل بعدی استفاده می‌شوند.

2. مبدل حرارتی (Heat Exchanger):
در این تجهیزات، حرارت از جریان‌های نفت خام مختلف برداشته شده و برای گرمایش یا خنک کردن جریان‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

3. برج تقطیر (Distillation Column):
برای جدا سازی مختلف محصولات نفتی بر اساس دمای جوش و وزن مخصوص از یکدیگر استفاده می‌شود. محصولاتی مانند بنزین، گازوئیل، مازوت، و نفت سفید از این مرحله به دست می‌آیند.

4. واحد هیدروپردازش (Hydroprocessing Unit):
در این واحد، با استفاده از فرآیند های هیدروژناسیون، نفت خام بهبود می‌یابد و نمک‌ها، گوگرد، و ایمپیوریتی‌ها از آن حذف می‌شوند.

5. واحد ترکیبات (Blending Unit):
این تجهیزات برای ترکیب محصولات مختلف به منظور تولید محصولات با ویژگی‌های خاص استفاده می‌شوند.

6. واحد کاتالیستی (Catalytic Cracking Unit):
در این واحد، با استفاده از کاتالیزورها، مولکول‌های بزرگ ‌تر نفت خام به مولکول‌ های کوچک ‌تر تبدیل می‌شوند و محصولاتی نظیر بنزین و گازوئیل تولید می‌شوند.
7. واحد هیدروکراکینگ (Hydrocracking Unit):
در این واحد، نفت خام با استفاده از هیدروژن به شکل کاتالیتیک تجزیه و تحول می‌یابد تا محصولات با کیفیت به دست آید.

8. واحد پالایش نهایی (Final Refining Unit):
در این مرحله، محصولات خام به محصولات پالایش نهایی تبدیل می‌شوند و در مراحل انتهایی فرآیند پالایش قرار می‌گیرند.

9. تجهیزات جانبی:
این گروه شامل تجهیزاتی مانند پمپ‌ها، کمپرسورها، مخازن ذخیره ‌سازی، و سیستم‌های کنترل و ابزار دقیق مختلف است که برای پشتیبانی از عملیات پالایش استفاده می‌شوند.
تجهیزات پالایشگاه از جمله مهمترین عناصر صنعت نفت و گاز هستند که در فرآیند تبدیل نفت خام به محصولات نهایی نفتی نقش اساسی ایفا می‌کنند.

انواع تجهیزات پالایشگاه

حال که با تجهیزات پالایشگاه به صورت نسبی آشنا شدیم ، در ادامه مطلب به سراغ برسی تخصصی این تجهیزات ، یعنی معرفی تجهیزات ثابت و دوار می پردازیم.

تجهیزات ثابت:

به زبان ساده تجهیزات ثابت در وقع تجهیزاتی هستند که دقیقا همانند نامشان ثابت و بدون حرکت هستند. از این تجهیزات می توان به مخازن تحت فشار ، کوره و هیتر ، خطوط لوله و .... اشاره نمود.در ادامه به معرفی انواع تجهیزات ثابت می پردازیم.

1. مبدل‌های حرارتی:
مبدل‌های حرارتی در صنعت پتروشیمی برای انتقال حرارت بین دو جریان گاز یا مایع به کار می‌روند. این تجهیزات شامل ردیف‌های لوله‌های گرد یا صفح ه‌ای هستند که به منظور افزایش بهره‌ وری انتقال حرارت طراحی شده ‌اند.

2. خطوط لوله:
خطوط لوله در صنعت پتروشیمی برای انتقال مواد مختلف از جمله گازها، مایعات و سایر فرآورده‌ها به کار می‌روند. این خطوط ممکن است از جنس‌ها و قطرهای مختلف باشند و بر اساس کاربرد و مکان نصب به طور خاصی طراحی می‌شوند.

3. تانکر ذخیره ‌سازی:
تانکرهای ذخیره‌ سازی در نگهداری مواد مختلف نظیر مایعات، گازها و حتی محصولات نهایی پتروشیمی که نیاز به ذخیره‌ سازی دارند، به کار می‌روند. این تانکرها ممکن است از جنس‌ها و اندازه‌های مختلف باشند.

4. انواع شیرها:
شیرها در صنعت پتروشیمی جهت کنترل جریان مواد، فشار و دما استفاده می‌شوند. شیرهای کنترلی، شیرهای کروی و شیرهای پروانه ای از انواع شیرهای استفاده شده در این صنعت هستند.

5. دستگاه‌ های کاهنده فشار:
این دستگاه‌ ها برای کاهش فشار گازها یا مایعات در خطوط لوله و تجهیزات مختلف به کار می‌روند. این دستگاه‌ها از اهمیت ویژه‌ ای در مدیریت فشار در واحدهای پتروشیمی برخوردارند.

6. دیگ بخار:
دیگ ‌های بخار در واحد های پتروشیمی جهت تولید بخار برای استفاده در فرآیندهای گرمایشی و تولید انرژی استفاده می‌شوند. این دیگ‌ ها اغلب از جنس‌ها و ساختارهای مختلفی ساخته میشوند.

7. کوره‌ها:
کوره ‌ها در صنعت پتروشیمی برای انجام فرآیندهای حرارتی و تبدیل مواد به حالت‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فرآیندها ممکن است شامل تصفیه، احیاء و تبدیل مواد باشند.
هر یک از این تجهیزات نقش حیاتی در فرآیندهای پتروشیمی ایفا می‌کنند و بر اساس نوع فرآیند و نیازهای خاص هر واحد، انتخاب می‌شوند. جالب است بدانید تجهیزات ثابت در هر دو صنایع نفت و گاز کاربرد دارد. تجهیزات ثابت نفت و گاز وجوه اشتراکی نیز دارند.

تجهیزات دوار

تجهیزات دوار یا پردازشی بر خلاف تجهیزات ثابت امکان حرکت و چرخش را دارند. معمولا این تجهیزات برای پردازش مایعات موجود در سیستم ها کاربرد دارند. از جمله تجهیزات دوار پالایشگاه نفت می توان موتور، کمپرسور، توربین، گیربکس و پمپ را نام برد.

1.کمپرسور :
یکی از تجهیزات دوار مورد استفاده در پالایشگاه نفت، کمپرسور می باشد. وظیفه ی این دستگاه، افزایش فشار گازها از طریق کاهش حجم آنها است. از این تجهیزات می توان به انواع کمپرسورها شامل کمپرسورهای افقی و عمودی جدا شدنی، کمپرسورهای گریز از مرکز و رفت و برگشتی اشاره نمود.در ادامه به معرفی انواع تجهیزات دوار می پردازیم.

2.توربین:
توربین‌ها در پالایشگاه‌ها به عنوان دستگاه‌ هایی برای تبدیل انرژی جریان گاز یا بخار به انرژی مکانیکی استفاده می‌شوند. توربین‌ها معمولاً در واحدهای تقطیر جزء تجهیزات اصلی هستند و برای ایجاد چرخش در ژنراتورها برای تولید برق یا به عنوان پمپ‌های گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

توربین‌ها ممکن است به صورت گازی یا بخاری باشند. توربین‌های گازی از انرژی گازهای گرم و فشرده یا هوای فشرده برای چرخش توربین و تولید انرژی استفاده می‌کنند. در حالی که توربین‌های بخاری از انرژی بخار آب یا سایر مایعات به عنوان میانه حرارتی برای چرخش توربین بهره می‌برند.

3.پمپ :
پمپ‌ها در پالایشگاه‌ها برای جابجایی مایعات، انتقال نفت و فرآورده‌های نفتی از یک مکان به مکان دیگر و همچنین تأمین مایعات به واحدهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پمپ‌ها ممکن است در انتقال نفت خام از مخازن به پالایشگاه، انتقال محصولات نهایی از پالایشگاه به بازار، یا در داخل خود واحدهای پالایش برای انتقال مواد مختلف به کار روند.

پمپ‌ها معمولاً از نوع سانتریفیوژ یا پیستونی هستند. پمپ‌های سانتریفیوژ با استفاده از قوانین چرخه مایعات به شیوه‌ای فشار ایجاد می‌کنند تا مایعات را حرکت دهند. پمپ‌های پیستونی از یک سیلندر و سوپاپ‌ها برای ایجاد فشار و حرکت مایعات استفاده می‌کنند. هر کدام از این انواع پمپ‌ها بر اساس نیازها و شرایط مختلف در پالایشگاه انتخاب می‌شوند.

تعریف مخزن تحت فشار

در میان تجهیزات ثابت ، مخازن تحت فشار از اهمیت بیشتری نسبت به سایرین برخوردار هستند. مخزن تحت فشار ، جزوی از تجهیزات ثابت صنعتی می باشد. این مخزن ها وسیله ذخیره‌ سازی هستند که مخازن تعبیه شده در داخل آن تحت فشار فیزیکی نگه داشته می‌شوند. این مخازن معمولاً برای ذخیره گازها یا مایعاتی که نیاز به نگهداری تحت فشار دارند، طراحی می‌شوند. آنها در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، شیمیایی، انرژی، و غیره استفاده می‌شوند و می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند، از جمله مخزن استوانه‌ای، مخزن کروی، و مخازن با شکل‌ها و ابعاد متنوع.

انواع مخازن تحت فشار

مخازن تحت فشار از نظر شکل ، ابعاد و اندازه به انواع مختلف تقسیم می شوند. هر یک از این مخازن ویژگی ها و معایبی دارند که تولیدکنندگان با توجه به این خصوصیات از هر یک از اینمخازن استفاده می نمایند.

مخزن کروی

مخزن تحت فشار کروی یک واحد ذخیره‌سازی مایعات یا گازهای تحت فشار بالا است. شکل خارجی آن شبیه به یک کره می باشد که به همین دلیل "کروی" نامیده می‌شود. این مخزن‌ها از جنس‌های مختلفی از جمله فولاد کربنی، استنلس استیل، ورق‌های کامپوزیتی، و ... ساخته می‌شوند. مخازن‌ کروی دارای دیواره‌ های ضخیم هستند که به تحمل فشارهای بالا کمک می‌کنند.

مخزن استوانه ای

مخزن استوانه ‌ای نوعی مخزن تحت فشار است که دارای شکل استوانه‌ای یا سیلندری است. این مخازن عمدتاً از جنس‌های فلزی مانند فولاد استفاده می‌شوند و در بسیاری از صنایع برای نگهداری و ذخیره فشارهای مختلف مایعات یا گازها استفاده می‌شوند. شکل استوانه‌ای آنها باعث توزیع یکنواخت فشار درون مخزن می‌شود.
مخازن استوانه ‌ای دارای دو سر هستند که عمدتاً شکل دایره‌ای دارند. یک سر به عنوان بخش بالایی و دیگری به عنوان بخش پایینی شناخته می‌شود. معمولاً در سر بالایی مخزن اتصالاتی برای ورود و خروج مایعات یا گازها وجود دارد.

اهمیت مخازن تحت فشار

اکنون پس از مقدمه چینی های فراوان به سراغ یکی از مباحث اصلی مقاله یعنی اهمیت مخازن تحت فشار در تجهیزات ثابت پالایشگاه ها می پردازیم. در ادامه برخی از علل اهمیت این مخازن را مورد برسی قرار میدهیم.

ایمنی فرآیندها

مخازن تحت فشار با ایجاد یک محیط کنترل شده، به بهبود ایمنی فرآیندهای صنعتی کمک می‌کنند. این ایمنی به کاهش حوادث و ریسک ‌های ناشی از افزایش فشار و دما در فرآیندهای صنعتی منجر می‌شود.

حفاظت از محیط زیست

استفاده از مخازن تحت فشار باعث کاهش احتمال نشت گازها و مواد خطرناک به محیط زیست می‌شود. این اقدام به حفاظت از منابع طبیعی و کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌ کند.

بهینه ‌سازی تولید

مخازن تحت فشار در فرآیندهای تولید به بهبود کارایی و بهین ه‌سازی مصرف انرژی کمک می‌کنند. این بهبودها منجر به کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی سیستم‌های تولید می‌شود.

بهره‌ وری و اقتصادی بالا

استفاده از مخازن تحت فشار بهره ‌وری فرآیندهای صنعتی را افزایش می‌دهد و از لحاظ اقتصادی نیز بهبود قابل توجهی ایجاد می‌کند. بهره‌ وری افزوده شده و کاهش هدررفت انرژی در این مخازن، هزینه‌ها را به شکل چشمگیری کاهش می‌دهد.
تحت فشار امری ضروری است.

نقش کلیدی در فرآیندهای حرارتیفشاد

در فرآیندهای حرارتی مانند تولید بخار، مخازن تحت فشار نقش اساسی دارند. آنها از نظر اندازه، شکل و جنس ساختاری به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند با نیازهای فرآیند حرارتی سازگار باشند.

نگهداری و تعمیرات ساده

طراحی مخازن تحت فشار به گونه ‌ای است که نگهداری و تعمیرات آنها به راحتی انجام پذیرد. این ویژگی موجب افزایش عمر مفید و کاهش هزینه‌ های تعمیراتی می‌شود.

نتیجه گیری

تجهیزات ثابت نقش چشمگیری در پیشرفت پالایشگاه ها و رونق اقتصادی این صنعت داشته اند. مخازن تحت فشار با انعطاف‌ پذیری در طراحی و مصرف گسترده در صنایع مختلف، عناصری حیاتی در ساختار صنعتی جهان مدرن محسوب می‌شوند. از انرژی و صنایع شیمیایی تا پایانه ‌های صنعتی، این مخازن نقش‌ های چند گانه ‌ای را با کارایی بالا ایفا می‌کنند و به پیشرفت و پایداری صنعتی کمک فراوانی می‌کنند.