به گزارش خبرگزاری مهر، اخیراً مرکز پژوهشهای مجلس در گزارشی به بررسی اهمیت ساخت پتروپالایشگاه، بررسی رویکردهای موجود در دنیا و رویکردهای ساخت پتروپالایشگاه در ایران پرداخته است که در ادامه به طور اجمالی به بررسی آن پرداخته می‌شود.
پتروپالایشگاه‌ها به واحدهایی اطلاق می‌شوند که خوراک ورودی نفت خام یا میعانات گازی را مصرف می‌کنند و محصولات نهایی آنها سوخت و مواد شیمیایی است. بسته به نوع پیکربندی پالایشگاه و پتروشیمی در کنار یکدیگر، میزان و نوع جریان‌های تبادلی بین پتروشیمی و پالایشگاه متفاوت خواهد بود.
جریان‌های ورودی، خروجی و تبادلی در یک واحد پتروپالایشی
از جمله مزایای پتروپالایشگاه‌ها می‌توان به بهینه‌سازی توزیع منابع و خوراک، اشتراک گذاری یوتیلیتی‌ها، بهینه سازی هزینه‌های انرژی و هزینه‌های لجستیکی، بهبود اقتصاد پالایشگاه‌ها با حرکت به سمت تولید مواد شیمیایی و قابلیت تغییر محصولات از سوخت به مواد شیمیایی و برعکس اشاره کرد که موجب اقتصادی شدن این مجموعه‌ها می‌شوند. همچنین هرچه بیشتر از طریق پتروپالایشگاه‌ها به سمت تکمیل زنجیره ارزش پیش رویم، ارزش افزوده بیشتری تولید می‌شود، تا جایی که نفت خام از بشکه‌ای ۶۰ دلار (هر تن ۴۵۰ دلار) به ۱۳۵۰ دلار بر تن در صنایع پتروشیمی مانند پلی پروپیلن، پلی اتیلن و سایر مواد پتروشیمیایی می‌رسد و در نهایت حداقل ارزش این مواد که در صنایع پایین‌دستی به پلاستیک و لاستیک و مواد نساجی و…تبدیل می‌شوند به ۱۸۰۰ دلار بر تن می‌رسد.
در پالایشگاه‌های معمولی تمرکز بر روی تولید سوخت‌هایی نظیر بنزین، گازوئیل، سوخت جت، نفت کوره و… جهت مصرف در بخش حمل و نقل است. در پتروپالایشگاه‌ها واحدهای پتروشیمی با سه نوع پیکربندی به شرح زیر بعد از پالایشگاه قرار می‌گیرند و «مجتمع پتروپالایشگاهی» را شکل می‌دهند:
- پتروشیمی کراکر بخار با هدف تولید الفین‌ها
- پتروشیمی تولید آروماتیک‌ها با هدف تولید بنزن، تولوئن و زایلن‌ها
- پتروشیمی کراکر بخار و تولید آروماتیک
مطابق تصویر زیر ۵ نوع رویکرد در پالایشگاه و پتروپالایشگاه‌سازی وجود دارد که هرچه به سمت نوک مثلث حرکت کنیم، میزان همبستگی پالایشگاه و پتروشیمی بیشتر می‌شود و سهم تولید مواد شیمیایی در سبد محصولات بیشتر شده و سهم مواد سوختی کاهش می‌یابد و ضریب پیچیدگی افزایش می‌یابد. در ادامه به بررسی هرکدام از این مدل‌ها پرداخته می‌شود.
پالایشگاه(Refining)
در پالایشگاه‌های معمولی نفت خام یا میعانات گازی وارد واحد برج تقطیر (CDU) می‌شوند و برش‌های مختلفی تولید می‌شود. این برش‌های مختلف تولید شده در واحدهای جداسازی از یکدیگر تفکیک می‌شوند و محصولات مختلفی از جمله اتان،گازمایع، نفتای سبک، نفتای سنگین، بنزین، نفت سفید، گازوئیل و مواد باقیمانده اتمسفری تولید می‌شود. نفتای سبک در واحد ایزومریزاسیون و نفتای سنگین در واحد تبدیل کاتالیستی ریفرمینگ مصرف شده و برای بهبود کیفیت بنزین در استخر بنزین ریخته می‌شوند.
در حال حاضر ساختار کلی پالایشگاه‌های تهران، بندرعباس، لاوان، شیراز و کرمانشاه اینگونه بوده و عمده محصولات خروجی سوخت است و محصولات شیمیایی خاصی در این واحدها تولید نمی‌شود. پالایشگاه ستاره خلیج فارس با خوراک میعانات گازی با اجرای فازهای فعلی صرفاً سوخت تولید می‌کند و با اجرا شدن فازهای بعدی قادر خواهد بود خوراک اولیه صنایع پتروشیمی را نیز تهیه کند.
پالایشگاه به همراه واحد جداسازی آروماتیک‌ها و واحد FCC
در این واحدهای پالایشگاهی بخشی از محصولات آروماتیکی تولیدی در واحد تبدیل کاتالیستی ریفورمینگ جهت مصرف در پتروشیمی جداسازی می‌شوند و همچنین مواد باقیمانده اتمسفری وارد برج تقطیر خلأ و واحد FCC می‌شوند و محصولات شیمیایی الفینی ازجمله پروپیلن و اتیلن تولید می‌شوند.
در حال حاضر دو پالایشگاه شازند اراک و آبادان در کشور دارای واحدهای FCC هستند که البته این دو واحد با هدف تولید سوخت بنزین طراحی و راه‌اندازی شده‌اند و کمتر از ۳ درصد از جرم خروجی این واحدها به الفین‌ها تبدیل می‌شود.
پتروپالایشگاه (پالایشگاه + پتروشیمی کراکر بخار یا پتروشیمی آروماتیک)
در این ساختار می‌توان از خوراک نفتا تولیدی در پالایشگاه به عنوان خوراک اصلی در واحد کراکر بخار با هدف تولید الفین‌ها یا در واحد پتروشیمی آروماتیک با هدف تولید آروماتیک‌ها استفاده کرد. در این واحدها حداکثر ۴۰ درصد از محصولات تولیدی، مواد شیمیایی و پتروشیمی خواهد بود.
عمده الفین‌های تولیدی در واحدهای کراکر بخار، زنجیره ارزش اتیلن و پروپیلن را تشکیل می‌دهند که طیف وسیعی از مواد شیمیایی و مواد پلیمری از جمله پلی اتیلن، مونواتیلن گلایکول، پلی وینیل کلراید، اتیلن اکسید، پلی پروپیلن، اکریلونیتریل، اکریلیک اسید، کیومن، پروپیلن اکسید و … را شامل می‌شود.
همچنین در صورت احداث پتروشیمی آروماتیک در پایین دست پالایشگاه نیز می‌توان زنجیره ارزش بنزن از جمله مجموعه استایرن، نیترو بنزن، سیکلوهگزان، مالئیک اسید و در زنجیره ارزش زایلن‌ها موادی همچون پلی اتیلن ترفتالات و فتالیک انیدرید را تولید کرد. البته از مزیت واحدهای کراکر بخار این است که دیگر محصولات پالایشگاهی همچون گازمایع و اتان را نیز می‌توان به عنوان خوراک برای تولید الفین‌ها استفاده کرد که البته ترکیب درصد محصولات خروجی متفاوت خواهد بود.
در حال حاضر تبادل محصول بین پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها در کشور وجود دارد که البته این واحدها از لحاظ مدیریتی مستقل اداره می‌شوند. مثلاً خوراک نفتای سبک و سنگین واحد الفین پتروشیمی اراک از پالایشگاه اراک و پالایشگاه اصفهان، خوراک نفتای واحد آروماتیک پتروشیمی بندر امام خمینی (ره) از پالایشگاه آبادان، خوراک ریفرمیت پتروشیمی اصفهان از پالایشگاه اصفهان و خوراک نفتای سبک و سنگین واحد الفین پتروشیمی تبریز از پالایشگاه تبریز و تهران تأمین می‌شود.
مجتمع پتروشیمی نوری، مجتمع پتروشیمی جم و مجتمع پتروشیمی پارس با خوراک ترکیبی میعانات گازی و اتان سه مجتمعی هستند که به صورت یکپارچه و پتروپالایشگاهی توسط شرکت ملی صنایع پتروشیمی در عسلویه ایجاد شدند اما بعد از خصوصی سازی مالکیت این سه واحد از حالت یکپارچه خارج شد و در حال حاضر این سه واحد جداگانه مدیریت می‌شوند اما به لحاظ تبادل محصولات وابستگی زیادی به یکدیگر دارند.
پتروپالایشگاه (پالایشگاه + پتروشیمی کراکر بخار + پتروشیمی آروماتیک)
در این ساختار بعد از واحد پالایشگاهی، واحد کراکر بخار و واحد آروماتیک به طور همزمان احداث می‌شود و تبادل محصولات بین این سه مجموعه توأم صورت می‌گیرد. مزیت این واحدها تولید توأم الفین‌ها و آروماتیک‌ها است زیرا تولید بعضی از مواد پلیمری و شیمیایی مانند پلی اتیلن ترفتالات (PET)، پلیمر ABS و پلیمر SAN نیاز به تأمین خوراک از هر دو زنجیره آروماتیک و الفین دارد.
در حال حاضر در پتروشیمی بندر امام خمینی (ره) واحدهای کراکر بخار و آروماتیک وجود دارد که به ترتیب الفین‌ها و مواد آروماتیکی را به طور همزمان تولید می‌کنند. در این پتروشیمی خوراک نفتای واحد آروماتیک از پالایشگاه آبادان و خوراک واحد کراکر بخار از مایعات گازی تولیدی در میادین نفتی تأمین می‌شود.
پتروپالایشگاه (واحد تبدیل نفت خام به مواد شیمیایی COTC)
این مجموعه از پتروپالایشگاه‌ها رویکرد جدیدی از همبستگی و ادغام واحدهای پتروشیمی و پالایشگاه هستند که نسل جدیدی از فناوری در صنعت پالایشگاه و پتروشیمی را در بردارند. این واحدها به گونه‌ای پیکربندی می‌شوند که بیشترین محصولات شیمیایی و پلیمری را (بیش از ۴۰ درصد) به جای سوخت تولید کنند.
به دلیل مقیاس بزرگ این واحدها (بازه بین ۱۰ تا ۲۰ میلیون تن در سال خوراک ورودی) و تولید مقیاس بالای محصولات در خروجی واحد، قیمت تمام شده محصولات در واحدهای COTC کاهش قابل توجهی می‌یابد و می‌تواند آینده واحدهای پتروشیمی معمولی در دنیا را دچار تحول کند. مطابق با تصویر ۶، ۴ مسیر مطرح تبدیل نفت خام به مواد شیمیایی (COTC) در زیر ذکر شده است:
- فرایند استفاده از پالایشگاه و پتروشیمی کراکر بخار با خوراک نفت خام (فرایند معمول)
- تکنولوژی شرکت اکسون موبیل در استفاده از نفت خام سبک در واحد کراکر بخار
- پتروپالایشگاه‌های مبتنی بر تولید محصول پارازایلن (PX) با استفاده از نفت خام در چین
- تکنولوژی شرکت آرامکو در تبدیل نفت خام به مواد الفینی
رویکردهای پالایشی و پتروپالایشی در کشور
در حالت کلی ۳ رویکرد اصلی برای توسعه صنعت پتروپالایشگاهی و پالایشگاهی در کشور مطرح است:
۱- احداث واحدهای جدید پالایشگاهی با رویکرد تولید و صادرات سوخت:
جهت خنثی سازی و مقابله با تحریم‌های مرتبط با فروش نفت و میعانات گازی، یکی از گزینه‌های پیش روی کشور احداث پالایشگاه‌های مصرف نفت و میعانات گازی در کشور با هدف صادرات فرآورده‌های سوختی نظیر بنزین، گازوئیل و انواع سوخت‌های دیگر است. البته باید خاطر نشان کرد که با توجه به گسترش خودروهای با سوخت جایگزین جدید و خودروهای برقی تا افق ۲۰۴۵ میلادی در دنیا، حجم بازارهای صادراتی بنزین و گازوئیل رشد قابل توجهی نخواهد داشت و مسئله بازار محصولات سوختی یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در رویکرد احداث واحدهای جدید پالایشگاهی با هدف تولید و صادرات سوخت خواهد بود. همچنین کنترل مصرف سوخت در کشور با توجه به رشد مصرف سوخت در ۳ دهه اخیر کاملاً حیاتی است زیرا در غیر این صورت پالایشگاه جدید صرفاً نیاز سوخت داخل کشور را تأمین خواهند کرد.
۲- احداث واحدهای جدید پتروپالایشگاهی با رویکرد تولید و صادرات سوخت و محصولات پتروشیمی
در این رویکرد علاوه بر تولید سوخت، تولید محصولات شیمیایی نظیر آروماتیک‌ها و الفین‌ها نیز بخش قابل توجهی از مواد خروجی از پتروپالایشگاه‌ها را در بر خواهد گرفت. این گزارش میزان اقتصادی بودن این رویکرد را با دو نوع پیکربندی پتروشیمی آروماتیک و پتروشیمی کراکر بخار به همراه واحدهای پلیمریزاسیون که پیش‌تر به آن پرداخته شد، می‌سنجد.
۳- ارتقا و افزایش پیچیدگی پالایشگاه‌های موجود کشور با رویکرد تولید مواد با ارزش افزوده بیشتر
با توجه به درصد بالای گوگرد تولیدی در پالایشگاه‌های کشور و اینکه پالایشگاه‌ها در آینده سعی خواهند کرد درصد گوگرد موجود در محصولات خود را کاهش دهند تا بهره‌وری اقتصادی پالایشگاه بهبود یابد یا نفت کوره تولیدی خود را در فرایندهای دیگری تبدیل به مواد شیمیایی و با ارزش‌تر کنند، این رویکرد هم در کشور مورد توجه است.
جمع‌بندی
در پاین نتیجه‌گیری می‌شود عمده طرح‌های تعریف شده ذیل قانون «حمایت از توسعه صنایع پایین دستی نفت و میعانات گازی با استفاده از سرمایه گذاری مردمی» با رویکرد پالایشگاهی جهت تولید سوخت تعریف شده‌اند در حالی که در این گزارش تأکید شد تا افق ۲۰۴۵ میلادی بخش قابل توجهی از سرمایه گذاری‌های حوزه پالایشگاه در دنیا به سمت پتروپالایشگاه‌ها سوق داده خواهد شد و رشد مصرف سوخت‌هایی نظیر بنزین و گازوئیل نیز صفر خواهد شد. بنابراین در صورت انتخاب رویکرد ساخت پالایشگاه، باید توجه کرد که اولاً ارزیابی دقیقی از میزان بازار صادراتی محصولات سوختی در سال‌های آینده انجام شود و متناسب با آن ظرفیت پالایشگاهی جدید در کشور تعریف شود و ثانیاً این واحدها باید قابلیت تبدیل شدن به پتروپالایشگاه را داشته باشند و در طراحی اولیه به این نکته توجه شود تا در آینده بتوان طرح ارتقای پالایشگاه به پتروپالایشگاه را اجرا کرد.