گزارش کارآموزی آزمایش کنترل کیفیت مواد نفتی

فصل اول

پیشگفتار

پس از سپری شدن مراحل اولیه دانشجویی در رشته کاربردی لازمه تکمیل جنبه های عملی آن گذراندن دوره کارآموزی می باشد تا بدین وسیله با جنبه های کاربردی معلومات حاصل شده آشنایی دقیق حاصل شود.

اکنون اینجانب این دوره را درشرکت پالایش نفت تهران، در قسمت آزمایشگاه کنترل کیفیت مواد زیر نظر اساتید مجرب و کارآزموده که هدفشان تنها آشنایی بیشتر دانشجویان شرکت کننده با جنبه های علمی و متعادل کردن معلومات تئوری و عملی می باشد طی نمودم. اکنون پس از طی دوران کارآموزی این پایان نامه را باتمام رسانیدم از کلیه اساتیدی که مرا در انجام این امر یاری نمودند کمال تشکر و سپاسگزاری را دارم.

ایمنی

مسائل ایمنی و بهداشتی کار از جمله مسائلی هستند که امروزه توجه بسیاری از مسئولان و مدیران را در سطوح خرد و کلان جامعه به خود جلب کرده است و اقدامات مؤثری نیز در این زمینه انجام گرفته است. ولی متأسفانه به رغم این توجهات و سرمایه گذاریها همه ساله در تمام جهان شاهد حوادث و سوانحی هستیم که موجب مرگ هزاران انسان بی گناه و مجروح و معلول شدن میلیونها انسان دیگر می‎شود و خسارات جبران ناپذیری ایجاد می‎کند. تلفات ناشی از  حوادث و سوانح در محیط های کاری از سال 1955 میلادی بیش از مرگ و میرهای ناشی از جنگ ها و حوادث طبیعی بوده است.

حوادثی از قبیل حوادث نیروگاههای اتمی، وسایل حمل و نقل موتوری، فرو ریختن سقف ساختمانها، سقف معادن با انفجارهای درون آن، همه ساله جان میلیونها انسان را در معرض خطر قرار داده و میلیاردها دلار خسارت مالی، درمانی و مستغلاتی ایجاد می کند.

مجموعه دستور العمل های ایمنی

1.استفاده از مقررات استحفاظی فردی در محیط کار

2.حیطه بندی تاسیسات و کنترل تردد

3.بازرسی سیستم امداد و اطفاء حریق-

4.ضبط و ربط در تاسیسات و اماکن-

5.مقررات صدور پروانه های کارهای سرد  وگرم -

بدیهی است امضاء کنندگان پروانه کار مسئول عواقب احتمالی ناشی از عدم رعایت مفاد مندرج در پروانه کار می باشد.

در این پروانه ها می بایستی شرایط محیط کار و اقدامات احتیاطی که لازم است صورت گیرد دقیقا ذکر شده و از کلی گوئی اجتناب گردد مسئولین و بازرسان ایمنی موظفند که از کارهائیکه برای آنها پروانه کار صادر نشده و یا اقدامات احتیاطی کافی برای آنها صورت نگرفته ممانعت بعمل آورند

فصل دوم

معرفی پالایشگاه تهران

1-1-2- تاریخچه ای از پالایشگاه تهران

پالایش یکی از عمده ترین عملیات نفتی است که بدنبال استخراج نفت انجام می پذیرد، نفتی که توسط لوله های قطور از مراکز بهره برداری به درون پالایشگاهها سرازیر می‎شود در این مراکز تصفیه  وپس از انجام فعل و انفعالات تبدیل به فرآورده های گوناگون مانند گاز مایع، بنزین، نفت سفید، نفت گاز، قیر و انواع روغنهای صنعتی تولید گردیده و وارد شبکه توزیع می شود.

پالایشگاه تهران یکی از واحدهای پالایشی بزرگ ایران است که در حال حاضر با ظرفیت عملی 250.000 بشکه تولید در درون نخستین پالایشگاه داخلی کشور بوده و از این نظر خدمات ارزنده ایی را در دوران جنگ تحمیلی و پس از آن ایام ارائه نموده و می نماید. مجتمع پالایشگاهی تهران بنام پالایشگاه تهران نامیده می‎شود که مشتمل است بر دو پالایشگاه و همچنین مجتمع تصفیه و تولید روغن عملیات ساختمانی پالایشگاه تهران (پالایشگاه جنوبی اول) بر مبنای نیاز بازار ایران جهت تأمین مواد سوختی گرمازا و بنزین اتومبیل در سال 1344 آغاز و در 31 اردیبهشت ماه سال 1347 با ظرفیت طراحی هشتاد و پنج هزار بشکه در روز رسما مورد بهره برداری قرار گرفت و در طراحی این پالایشگاه از استانداردهای روز و آخرین کشفیا ت وابداعات صنعت نفت استفاده شده است. در سال 1352 با ایجاد تغییراتی در سیستم طراحی این پالایشگاه ظرفیت آنرا به صد و پنج هزار بشکه در روز افزایش دادند روند این افزایش مصرف و سیاست تأمین نیازهای بازار داخلی ساختن پالایشگاهی دیگر را در کنار پالایشگاه اول تهران ایجادب نمود.

لذا با استفاده از تجارب حاصل از طراحی و ساختمان این پالایشگاه ساختمان پالایشگاه دوم تهران را در جوار پالایشگاه اول بر مبنای کپیه سازی با حذف  اشکالات و نارسائی های موجود تسجیل نمود و کار ساختمانی آن از اواخر سال 1350 آغاز و در فروردین ماه سال 1353 با ظرفیت یکصد هزار بشکه تولید در روز شروع بکار کرد.

نفت خام مورد نیاز این پالایشگاهها از منافع نفتی اهواز تأمین می گردد و طراحی واحدها چنان انجام گرفته است که می‎تواند درصد نفت خام شیرین اهواز و یا 75% نفت اهواز و 25% نفت خام سنگین سایر مراکز را تصفیه و تقطیر نماید. هدفی که در طرح ریزی و انتخاب دستگاههای پالایش در هر شرایط مورد نظر قرار گرفته است تأمین و تولید حداکثر فرآورده های میان تقطیر یعنی نفت سفید و نفت گاز بوده است. برای ازدیاد تولید این فرآورده از تکنیک تبدیل (تبدیل کاتالیستی و آیزوماکس) حداکثر بهره وری را دریافت نموده اند.

رشد اقتصادی و رفاه حاصل از ازدیاد سریع قیمت نفت در اوائل سالهای دهه پنجاه باعث ایجاد صنایع مونتاژ و در نتیجه ازدیاد منابع مصرف روغن گردید. برآورد مصرف و بررسیهائیکه در این باره انجام گرفت نشان داد که تولیدات کارخانجات داخلی که عبارت بودند از پالایشگاه آبادان و شرکت تولید و تصفیه روغن پاسخگوی تأمین احتیاجات روز کشور نمی باشد لذا ایجاد کارخانه ای که بتواند نیازهای آتی را تأمین نماید مورد احتیاج واقع شد. از اینرو امکانات احداث یک واحد یکصد هزار متر مکعبی روغن در سال در مجاورت مجتمع پالایشگاهی تهران فراهم گردید این مجتمع شامل واحدهای اصلی پالایش از قرار آسفالت از فورفورال، واحد جداسازی موم و تصفیه با گاز هیدروژن و واحدهای وابسته از قبیل دستگاه اختلاط و امتزاج روغن، سیستم تولید و بسته بندی قوطیهای یک لیتری، چهار لیتری، چلیک بیست لیتری و بشکه های 210 لیتری می باشد. روغنهای تولیدی پالایشگاه تهران با نامهای: الوند، البرز، چهار فصل، الموت، لار و ارژن جهت استفاده در مورتورهای احتراقی مطابق با آخرین و جدیدترین استانداردهای بین المللی ساخته و عرضه می گردد و علاوه بر آن انواع روغنهای صنعتی نیز از تولیدات این کارخانجات می‎باشد و اخیراً نیز محصولات جدیدی از روغن ترانس پارافین مایع، روغن انتقال حرارت نیز به بازار مصرف عرضه گردیده است.

دراینجا باید یادآور می گردد که ظرفیت تقطیر و تصفیه نفت خام در پالایشگاه تهران یا از بین بردن تنگناها به حد نصاب تولید دویست و پنجاه هزار بشکه در روز افزایش یافته و ظرفیت تولید روغن نیز مورد تجدید قرار گرفته و میزان جدید تولید 14 میلیون لیتر از انواع مختلف روغنهای چرب کننده و صنعتی بدست آمده است.

پالایشگاه تهران علاوه بر تصفیه نفت خام و تولید و تحویل فرآورده های نفتی خدمات مورد لزوم را در زمینه های مختلف صنعتی به سازمانهای تابعه وزارت نفت و همچنین وزارتخانه ها و سازمانهای دولتی و وابسته بدولت ارائه نموده است و می نماید  و این پالایشگاه شرکت فعال در امر بازسازی و نوسازی پالایشگاه آبادان و پتروشیمی بندر امام خمینی (ره) داشته و خدماتی را بشرح زیر ارائه داده است:

1.      بازسازی کلیه قسمتهای آب و برق و بخار و منجمله دیگ بخار و تلمبه خانه، کمپرسور هوا و هم چنین برجهای خنک کننده.
2.      بازسازی واحدهای راکتور، دستگاه احیاء کننده دستگاه ذخیره کاتالیست و واحد تقطیر و هم چنین سایر واحدهای وابسته به دستگاه کت کراکر پالایشگاه آبادان که قادرا ست روزانه حدود 40 هزار بشکه خوراک را دریافت و آنرا تبدیل به سه میلیون لیتر بنزین مرغوب با اکتان بالای 94 بنماید و کلیه سرویسهای جنبی واحد مربوطه به کت کراکر بازسازی گردید و در حال حاضر در سرویس تولید قرار دارد.
3.      بازسازی و تعمیرات 1100 دستگاه منازل سازمانی در آبادان در منطقه بوآرده.
شرکت بسیار فعال در بازسازی بخشهای مهمی از پتروشیمی بندر امام خمینی (ره) با اعزام گروه های مختلف در سطوح تخصصی

2-1-2- لزوم تصفیه نفت خام و آزمایش فرآورده های آن

از نفت خام این ماده سیال انواع سوختها برای وسائط نقلیه زمینی، هوائی و دریائی و حلالهای مخصوص، روغنهای موتور، قیر برای جاده سازی و بالاخره تعداد زیادی فرآورده های دیگر تهیه می گردد. بدیهی است که نفت خام بخودی خود قابل استفاده نمی باشد برای آمادگی آن جهت مصرف لازم می اید که نخست تصفیه شود.

اولین مرحله تصفیه، تفکیک نفت خام بوسیله تقطیر است. در مرحله بعدی اجزاء حاصله از آن بوسیله شستشو با مواد شیمیایی یا با اضافه کردن مواد شیمیایی برای مصرف مورد نظر آماده می گردند. در حقیقت وظیفه اصلی یک پالایشگاه عبارتست از:

الف- تهیه یک عده محصول از نفت خام که دارای نقطه جوش معینی بوده و قابل عرضه در بازار باشد.

ب- تبدیل و ترکیب شیمیایی این محصولات بطوریکه مشخصات لازم را داشته باشد.

پ- برقراری موازنه بین محصولات بنحویکه با تقاضای بازار بطور یکنواخت هماهنگ باشد.

محصولات پالایشگاهی تهران که برای مصارف داخلی از آن استفاده می‎شود : گازی  مایع، بنزین های موتور، محصولات پالایشگاه تهران که برای مصارف داخلی از آن استفاده می‎شود: گاز مایع، بنزین های موتور، سوخت جت، نفت سفید، نفت گاز، نفت کوره، قیر و سایر فرآورده های ویژه، ماده اولیه روغن و هم چنین گوگرد.

نتیجه صحیح آزمایش و گزارش بموقع آن به مسئولین در افزایش میزان بازدهی پالایشگاه دارای اهمیت می‎باشد. در حقیقت کار آزمایشگاه پایه و اساسی است برای تضمین کیفیت و مرغوبتی  فرآورده های نفتی که هم از نظر اقتصادی و هم از نظر ایمنی دارای اهمیت زیادی می‎باشد.

2-2- معرفی دستگاه های اصلی پالایش

1-2-2- معرفی دستگاه تقطیر در فشار جو ATMOSPHERIC DISTILLATION UNIT

نخستین مرحله پالایش نفت خام، تقطیر در فشار جو می‎باشد. دراین دستگاه نفت خام برحسب دمای جوش (BOILING TEMPERATURE) به برشهای مختلف مورد نیاز تقسیم و از هم جدا می‎شوند. این محصولات در مراحل بعدی تصفیه و آماده استفاده می گردند عبارتند از:

گاز مایع (LPG= LIQUIFIED PETROLEUM GAS)

بنزین سبک (LSRG= LIGHT STRAIGHT RUN GASOLINE)

بنزین سنگین (HSRC= HEAVY STRAIGHT RUN GASOLINE)

نفتا (NAPHTAH)

نفت سفید (KEROSENE)

نفت گاز (GAS OIL)

ته مانده (ATMOSPHRIC RESIOUE)

2-2-2- معرفی دستگاه تقطیر در خلاء VACUUM DISTILLATION UNIT

مرحله دوم پالایش تداوم کار تقطیر می‎باشد. از آنجا که حرارت زیاد جهت تقطیر برشهای سنگین نفت خام باعث کراکینگ حرارتی و تولید کک می گردد لذا ته مانده تقطیردر فشار جو را در خلاء تقطیر می کنند. برشهایی که معمولاً دراین مرحله بدست می‎آید عبارت است از:

نفت گاز سنگین (H.V.G.O= HEAVY VACUUM GAS OIL)

خوراک آیزوماکس (ISOMAX FEED)

روغن موتور خام (RAW LUB OIL)

خوراک دستگاه کاهش گرانروی (VISBREAKER FEED)

خوراک دستگاه آسفالت سازی  (ASPHALT FEED)

3-2-2- معرفی دستگاه تهیه گاز مایع DIQUIFIED PETROLEUM GAS UNIT

این دستگاه جهت تولید گاز مایع از مواد سبک نفتی که از دستگاههای تقطیر، آیزوماکس، تبدیل کاتالیستی و غیره بوجود می‎آید ساخته می‎شود. گاز مایع حاصله در این دستگاه عموما از دو هیدروکربن اصلی پروپان (C3­ PROPANE) و بوتان (C­4 BUTANE) تشکیل می گردد که در نسبتهای مختلف متناسب با درجه حرارت محیط مخلوط و برای مصرف به بازار عرضه می گردد. (مثلا درصد پروپان در مخلوط گاز مایع در زمستان حدود 50 درصد و در تابستان 10 درصد می باشد تا فشار بخار لازم را ایجاد نماید) گازهای سبک حاصل از این دستگاه به مصرف سوخت پالایشگاه و گاز مایع سنگین پنتان (C5 PENTANE) به قسمت تهیه بنزین هدایت می گردد.

4-2-2- معرفی دستگاه کاهش گرانروی VISBREAKING UNIT

در این دستگاه مقداری ازت مانده برج تقطیر در خلاء تحت حرارت مناسب می شکند.

(THERMAL CRACKING)  و محصولی با گرانروی مناسب برای استفاده در مصارف سوخت تهیه می‎شود که بنام نفت کوره توزیع می گردد. گازهای تولید شده در این دستگاه به شبکه سوخت گاز پالایشگاه تزریق شده و محصول بنزین این دستگاه بعلت عدم مرغوبیت معمولاً در کوره دیگهای بخار سوزانده می‎شود.

فرآورده نهایی این واحد عبارت است از: گاز سوخت، مقداری نفتا با درجه آرام سوزی پائین و نفت کوره مرغوب.

5-2-2- معرفی دستگاه تبدیل کاتالیستی CAT- REFORMEER

این دستگاه به منظور تهیه بنزین مرغوب در پالایشگاهها نصب می‎شود و از دو دستگاه جداگانه شکل گرفته است:

الف: دستگاه یونیفاینر (UNIFINER) که کار آن تهیه خوراک مناسب برای قسمت پلاتفرمر می‎باشد. در دستگاه یونیفاینز، سموم فلزی و ناخالصیهای موجود در HSRG بدست آمده از دستگاه تقطیر در راکتور مربوطه در مجاورت کاتالیست از آن جدا می گردد.

ب: در دستگاه پلاتفرمر (PLATFORMER) که خوراک آن از دستگاه یونیفاینر و مقداری از نفتای سنگین دستگاه آیزوماکس تأمین می گردد. با استفاده از کاتالیست در راکتورهای مختلف ترکیبات حلقوی مناسب برای بنزین بوجود می آیند که در آرام سوزی بنزین  وبالا بردن درجه اکتان آن بسیار موثرند.

6-2-2- معرفی دستگاه تولید هیدروژن HYDROGEN UNIT

در دستگاه تولید هیدروژن، گاز طبیعی و یا گازهای تهیه شده در پالایشگاه بعد از تصفیه (عاری شدن از گوگرد، کلر و غیره) در کوره ای مخصوص و در مجاورت کاتالیست اکسیدنیکل به گازهای H2 ، CO2 ، CH4 تبدیل می‎شود که پس از عملیات بعدی تصفیه، گاز هیدروژن با خلوص حدود 96 درصد و بهمراهی حدود 4 درصد متان در دستگاه آیزوماکس مورد استفاده قرار می‎گیرد.

7-2-2- معرفی دستگاه آیزوماکس ISOMAX UNIT

در دستگاه آیزوماکس برشی از مواد سنگین که در دستگاه تقطیر در خلاء بدست آمده است تحت فشار و درجه حرارت بالا در مجاورت کاتالیست شکسته شده  وبه  هیدروکربنهای سبکتر مرغوب که شامل گاز مایع، نفتای سبک، نفتای سنگین، نفت سفید و نفت گاز باشند تبدیل می گردند. مواد شکسته شده (CRACKED MATERIALS) در قسمت تقطیر دستگاه آیزوماکس از هم جدا می‎شوند. از آنجا که عمل شکسته شدن ملکولهای سنگین در راکتور دستگاه آیزوماکس بهمراه فعل و انفعالات گوگرد زدائی انجام می گیرد، محصولات بدست آمده از آیزوماکس مرغوب بوده و احتیاجی به تصفیه مجدد را ندارند.

8-3-2- معرفی واحد روغنسازی

ماده اولیه روغن در کلیه نفت های خام موجود می‎باشد ولی کمیت و کیفیت آن بستگی بنوع نفت خام دارد. بطور کلی می‎توان نفتهای خام را به سه گروه طبقه بندی کرد:

نفت خام پارافینی که هیدروکربوهای زنجیری قسمت اعظم آنرا تشکیل می دهند، دارای مواد مومی زیاد و مواد آسفالتی کم می باشند.

نفت خام نفتینی یا آسفالتی که هیدروکربورهای حلقوی قسمت اعظم آنرا تشکیل می دهند و مواد آسفالتی آن زیاد است.

نفت خام مخلوط که در حد فاصل دو نوع نفت خام فوق الذکر می‎باشد. اغلب نفتهای خام ایران از این نوع هستند.

بیشتر هیدروکربورهای روغنی از نوع پارافین شاخه ای هستند. لذا نفت خام مرغوب برای تهیه مواد اولیه روغنی، نفت خام پارافینی در درجه اول و نفت خام مخلوط در درجه دوم می باشند. هیدروکربورهای مختلفی که در مواد اولیه روغن خام وجود دارند عبارتند از هیدروکربورهای پارافینی هیدروکربورهای آروماتیکی و ترکیبات آسفالتی.