آینده مواد فسیلی، در اختیار مواد شیمیایی و پتروشیمی است، نه پالایشگاه وسوخت

با کاهش مصرف بنزین، مجتمع های نفت خام،با تبدیل نفت به مواد شیمیایی بجای تبدیل آن به سوخت، می توانند بر صنعت پتروشیمی مسلط شوند.

به گزارش نفیرنفت | شبکه خبری صنعت نفت ایران؛

دکتر اسدالله غلامپور:

در ینبوع عربستان، یک شهرک صنعتی عظیم در ساحل دریای سرخ عربستان سعودی، دو شرکت دولتی سعودی(شرکت نفت عربستان سعودی آرامکو و پتروشیمی ساز سابیک) در حال برنامه‌ریزی مجتمع جدیدی هستند که می‌تواند برای یک دهه آینده در صنعت پتروشیمی به عنوان یک تولیدکننده مهم تبدیل شود. تا سال ۲۰۲۵، شرکت های بزرگ نفتی انتظار دارند تاسیساتی داشته باشند که بتوانند با دریافت روزانه و مستقیم حدود ۴۰۰،۰۰۰ بشکه نفت خام عربستان سعودی، در روز حدود ۹ میلیون تن انواع محصولات شیمیایی(پتروشیمی) تولید کنند. در حالی که اکثر پالایشگاه ها تنها ۵ تا ۲۰ درصد نفت ورودی را به مواد پتروشیمی تبدیل می کنند، حدود ۴۵ درصد از تولید تاسیسات ینبوع در عربستان سعودی را مواد شیمیایی شامل الفین ها، آروماتیک ها، گلیکول ها و پلیمرها تشکیل می دهند. شرکت های بزرگ نفتی در انحراف محصولات پالایشگاهی خود از بنزین، گازوئیل و سایر سوخت ها به سمت محصولات پتروشیمی ها به سختی تنها هستند. اکسان موبیل از سال ۲۰۱۴ فناوری کراکینگ مستقیم نفت خام را در سنگاپور انجام داده است و ممکن است واحد دیگری از این فناوری در چین بسازد. چندین تأسیسات در حال ساخت در چین ۴۰ درصد نفت خود را به p-xylene و سایر محصولات پتروشیمی تبدیل می کنند. شرکت آرامکو در حال بررسی یک پروژه پالایشگاهی جهت تولید مواد شیمیایی(پتروشیمی) در هند است. طی یک دهه آینده، محصولات شیمیایی(پتروشیمی) بیشترین خروجی از مشتقات نفتی خواهد بود. این تغییری نسبت به دهه ۲۰۱۰ است، زمانی که میلیاردها دلار برای ساخت کراکرها و کارخانه های پتروشیمی پایین دستی برای پردازش اتان ارزان قیمت از گاز شیل به اتیلن و مشتقات آن به ایالات متحده سرازیر شد. محرک اصلی این تغییر و تبدیل مواد نفتی از سوخت به محصولات پتروشیمی، بیشتر تقاضای بازار است. تا سال ۲۰۳۰، تقاضا برای بنزین و سایر سوخت ها رو به کاهش خواهد بود. در مقابل، بخش پتروشیمی هنوز جای رشد دارد. شرکت های نفتی و شرکت های مهندسی متوجه این تغییر شده و در حال نصب تجهیزات جدید و حتی طراحی فرآیندهای جدید برای استفاده از این روند تبدیل نفت به محصولات پتروشیمی بجای تولید بنزین و انواع دیگر سوخت ها هستند. برایان گلاور، مدیر کل کسب و کار فناوری فرآیند و تجهیزات Honeywell UOP، می‌گوید این روند آنقدر قوی است که در داخل، UOP از اصطلاح «پالایشگاه آینده» برای اشاره به فناوری‌های انعطاف‌پذیری استفاده می‌کند که مجتمع‌های پالایشی را قادر می‌سازد تا مواد متنوع پتروشیمی تولید کنند.

بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که بتوانید مولکول ها را با بهترین فرصت های بازار مطابقت دهید. اما این تغییر عواقبی خواهد داشت. مقیاس بزرگتر یک پالایشگاه در مقایسه با یک سایت پتروشیمی، به این معنی است که بازارهای پتروشیمی موجود می توانند با مقادیر بسیار زیاد محصول لبریز شوند. سرمایه‌گذاران اروپایی تحقیقاتی خواستار دسترسی آزاد هستند. به نظر می رسد شرکت های نفتی مایل به پذیرش این ریسک هستند. آنها به توپ های کریستالی خود نگاه می کنند و آینده ای را می بینند که در آن اشتهای جهان برای سوخت های فسیلی سیری ناپذیر نیست. فروش خودروها با مصرف سوخت بنزین در کشورهای در حال توسعه کاهش خواهد یافت. خودروهای برقی که به طور فزاینده ای محبوب می شوند، اصلاً بنزین یا گازوئیل مصرف نمی کنند. اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده پیش بینی می کند که مصرف سوخت ایالات متحده برای خودروهای سبک تا سال ۲۰۵۰ سالانه ۱٪ کاهش می یابد. بر اساس چشم انداز انرژی ۲۰۱۸ BP، سهم متوسط بشکه نفت اختصاص داده شده به سوخت در صنعت حمل و نقل در سال ۲۰۲۵ به ۵۸ درصد خواهد رسید و شروع به کاهش خواهد کرد. نفت مصرف شده توسط صنعت، ساختمان ها و برق نیز کاهش خواهد یافت. با این حال، مواد پتروشیمی به رشد خود ادامه خواهند داد و از ۱۶ درصد تقاضای نفت در سال ۲۰۲۰ به ۲۰ درصد در سال ۲۰۴۰ خواهد رسید. پروژه ینبع بسیار مهم است زیرا آرامکو عربستان سعودی، بزرگترین تولیدکننده نفت جهان، تایید می کند که آینده نفت در تبدیل آن به مواد پتروشیمیایی است. مدیرعامل آرامکو در سخنرانی اخیر خود در انجمن پتروشیمی ها و مواد شیمیایی خلیج فارس متعهد شد ۱۰۰ میلیارد دلار سرمایه گذاری در پتروشیمی در یک دهه آینده داشته باشد. وی گفت: «رشد فوق‌العاده تقاضای مواد پتروشیمیایی»، فرصت‌های فوق‌العاده‌ای را برای ما فراهم می‌کند، هرچند، چنین پنجره‌هایی به دلیل ماهیت خود حداکثر سود را فقط برای کسانی که سریع عمل می‌کنند، ارائه می‌کند. با تمرکز جدید روی مواد شیمیایی، پالایشگاه ها در حال بازسازی هستند. پالایشگاه معمولی با تقطیر جزئی شروع می شود که نفت خام را به اجزای تشکیل دهنده آن می شکند. این محصولات از مولکول های سبک و با زنجیره کربن کوتاه مانند بنزین، نفتا و پروپان تا گازوئیل سنگین و نفت گاز خلاء را شامل می شود. پالایشگاه‌ها نفت گاز خلاء را در یک هیدروکراکر یا یک کراکر کاتالیزوری سیال (FCC) پردازش می‌کنند که هر دو مولکول‌های طولانی را به مولکول‌های کوتاه‌تر می‌شکنند. به گفته Avelino Corma، استاد دانشگاه Politècnica de València-Consejo Superior de Investigaciones Científicas، هیدروکراکینگ در ساخت دیزل برتری دارد. این فرآیند هیچ الفین تولید نمی کند زیرا همه پیوندهای دوگانه به سرعت هیدروژنه می شوند. نفتای هیدروکراکر یا به کراکر بخار اتیلن برای تولید الفین یا به یک ریفرمر فرستاده می شود تا دوباره به مواد معطر تبدیل شود. برای افزایش تولیدات پتروشیمیایی، هیدروکراکرهای بیشتری به جای تولید دیزل، نفتا را هدف قرار می دهند.

از طرف دیگر، واحدهای FCC نفت گاز خلاء را به بنزین تجزیه می کنند. این فرآیند همچنین الفین ها، یعنی پروپیلن را که ۵ تا ۲۰ درصد خروجی اکثر واحدهای این چنینی است، تولید می کند. به دلیل انگیزه های قوی برای تولید مواد پتروشیمیایی، پالایشگاه ها فرایند کراکینگ کاتالیستی(FCC) های خود را با شدت بالا (در دماهای بالا و زمان های ماندگاری طولانی) برای افزایش بازده پروپیلن به بیش از ۲۰٪ اجرا می کنند. پیوند بین پالایش نفت و پتروشیمی به قدمت خود این صنایع بر می گردد و مطمئناً، نمونه‌های فراوانی از شرکت‌هایی مانند ExxonMobil، Reliance Industries و Sinopec که به دلیل ادغام بین پالایش و پتروشیمی شهرت دارند، فراوان است. لئون دی بروین، مدیرعامل شورون لوموس گلوبال (CLG) می‌گوید: «از لحاظ تاریخی، بازیگرانی وجود داشته‌اند که پالایشگاه‌ها را با پتروشیمی‌ها ادغام کرده‌اند، نه عمدتاً برای هدف قرار دادن حداکثر تولید مواد پتروشیمیایی، بلکه بیشتر برای ایجاد هم افزایی بین پالایشگاه و سایت پتروشیمی، بوده است.
تکامل پالایشگاه ها به سازندگان شیمیایی هدفمند با سرعت افزایشی اندک اتفاق افتاده است. “در گذشته، پیکربندی اولیه سیستم های پالایشی، مواد شیمیایی تولید نمی کرد. در گذشته پالایشگاه بنزین، دیزل، سوخت جت و مقداری نفت سنگین برای سوخت دریایی تولید می کرد و ماده شیمیایی حاصل از فرایند FCC دروازه تولید پالایشگاهی پروپیلن، از واحد FCC بود. گلاور می‌گوید «هر زمان که امروز به پالایشگاه‌های جدید نگاه می‌کنیم یا به‌روزرسانی‌های مهم پالایشگاهی را بررسی می‌کنیم، تقریباً همیشه متوجه می‌شویم که هدف اصلی تولید محصولات پتروشیمی است. پالایشگاه‌های جدید در حال ادغام برای تولید پتروشیمی در مقیاسی هستند که واقعاً قبلاً وجود نداشته است.» نمونه بارز این روند، پتروشیمی ژجیانگ است که در حال ساخت مجتمع نفت خام برای تبدیل به مواد شیمیایی در دو فاز در استان ژجیانگ چین است. مقیاس این پروژه خیره کننده است. این شرکت در حال ساخت دو پالایشگاه است که هر کدام قادر به فرآوری ۴۰۰،۰۰۰ بشکه نفت در روز هستند. به طور کلی، نزدیک به ۵۰ درصد از تولید (حدود ۲۰ میلیون تن) محصولات پتروشیمی خواهد بود، که دو برابر بیشتر از مجموعه برنامه ریزی شده برای ینبوع عربستان سعودی است. UOP مجموعه ای از فناوری ها را برای هر دو فاز مجتمع چینی ارائه می دهد، از جمله هیدروکراکینگ برای تجزیه نفت گاز خلاء به نفتا و اصلاح و استخراج برای ساخت مواد آروماتیک از نفتا. در مجموع، این مجتمع ۸،۸ میلیون تن پارا زایلن پتروشیمی(p-xylene)، پیش ساز اصلی فیبر پلی استر و پلی اتیلن ترفتالات، پلیمری که معمولا در بطری ها استفاده می شود، تولید خواهد کرد. گلاور می‌گوید در چین، چنین پالایشگاه‌های خصوصی با انگیزه‌هایی فراتر از چشم‌انداز رشد جذاب پتروشیمی‌ها هدایت می‌شوند. مالیات بر مواد شیمیایی کمتر از سوخت است. رقابت با شرکت های بزرگ دولتی در بازار سوخت داخلی دشوار است، با این حال پالایشگاه های چینی از صادرات سوخت منع شده اند. واحدهای هیدروژن زدایی پروپان دارای مجوز از UOP بیش از ۵۰۰،۰۰۰ تن پروپیلن تولید خواهند کرد.

R. J. Chang، معاون برنامه اقتصاد فرآیند در IHS Markit هشدار می دهد که مقیاس پالایشگاهی که بر تولید پتروشیمی تأثیر می گذارد می تواند برای همیشه بازارهای پتروشیمی را تغییر دهد. او اشاره می کند که پالایشگاه ها بسیار بزرگتر از کارخانه های شیمیایی هستند. یک پالایشگاه ۴۰۰،۰۰۰ بشکه در روز که ۵۰ درصد مواد پتروشیمیایی تولید می کند، حدود ۱۰ میلیون تن مواد پتروشیمیایی در سال می باشد. او می گوید که بزرگترین کراکرهای اتیلن مبتنی بر نفتا تنها ۲ میلیون تن محصول پتروشیمیایی در سال تولید می کنند. چانگ می‌گوید: «وقتی این شرکت‌ها شروع به پیکربندی مجدد کل پالایشگاه با هدف تولید مواد پتروشیمیایی می‌کنند، به طور مؤثر تولید مواد پتروشیمیایی را به مقیاس پالایشگاهی ارتقا می‌دهند که به راحتی می‌تواند به معنای ۵ تا ۱۰ برابر بالاتر باشد. در حال حاضر مقیاس تولید، در مقایسه با خود بازارها بزرگ است. به عنوان مثال، چانگ می‌گوید که پروژه‌های پارا زایلن پتروشیمی(p-xylene) چینی در مجموع ۱۲٫۸ میلیون تن در سال تولید می‌کنند. چین سالانه ۱۱ میلیون تن پارا زایلن وارد می کند، به این معنی که تامین کنندگان امروزی کره جنوبی، تایوانی و ژاپنی باید بازارهای جدیدی پیدا کنند. چانگ تخمین می زند که پروژه یانبو آرامکو حدود ۳.۰ میلیون تن اتیلن در سال تولید خواهد کرد. این به تنهایی یک چهارم ۱۲ میلیون تن ظرفیتی است که شرکت های شیمیایی در ساحل خلیج آمریکا ایجاد کرده اند. او می‌گوید: «فقط تعداد کمی از این پروژه‌ها به طور قابل توجهی بر عرضه و تقاضای جهانی تأثیر خواهند گذاشت.»
با این حال، با ادامه روند تبدیل نفت خام به مواد شیمیایی، ممکن است اندازه پالایشگاه ها کاهش یابد. جان مورفی، رئیس شرکت مشاوره فرآیندهای شیمیایی Catalyst Group Resources توضیح می دهد که از آنجایی که سود سوخت ناچیز است، پالایشگاه ها باید برای توجیه هزینه ها زیاد باشند. تاسیسات نفت خام به مواد شیمیایی می تواند در مقیاس کوچکتر باشد. او می گوید: «این یکی از مزایای بی شمار است. بسیاری از کارخانه های در حال ساخت امروزه از فرآیندهای پالایش و پتروشیمی خارج از قفسه برای تولید مواد شیمیایی استفاده می کنند. شرکت های مهندسی و شیمیایی به طور فزاینده ای فرآیندهایی را برای تبدیل نفت خام به مواد شیمیایی طراحی می کنند. در حال حاضر خط لوله ای از فناوری ها با کاتالیزورهای مختلف یا تغییراتی در فرآیندهای موجود وجود دارد که می تواند این تبدیل نفت به مواد شیمیایی را بهبود بخشد.” به عنوان مثال می توان به واحدهای FCC پتروشیمی و هیدروکراکینگ دوغاب اشاره کرد.

اکسون موبیل در مجتمع سنگاپور خود، سیستمی را برای پردازش نفت خام، به جای نفتا، به طور مستقیم در یک کراکر بخار توسعه داد. Corma از دانشگاه Politècnica de València می گوید: «چالش اصلی اگر می خواهید کراکینگ نفت خام را با بخار انجام دهید، بخش سنگین نفت خام است. نفت خام سنگین می تواند کراکر را کک کند و منجر به تعمیر و نگهداری گران قیمت شود. پتنت های اکسون موبیل سیستمی را برای تبخیر نفت خام در یک «فلش پات» توصیف می کنند. این چیدمان که احتمالاً در سنگاپور استفاده می‌کند و ممکن است در چین نیز استفاده شود، بخارات را به کراکر بخار می‌رساند و پسماندهای رسوب‌گذاری را پشت سر می‌گذارد. در CLG، تحقیق و توسعه بر تبدیل تجهیزات پالایشگاهی به ماشین آلات تولید مواد شیمیایی متمرکز است. دی بروین از CLG می گوید: “تحقیقات زیادی وجود دارد که ما برای درک اینکه کدام مولکول ها برای تولید مفید هستند که تولید آن مولکول ها را به حداکثر برسانیم و از کدام مولکول ها اجتناب می کنیم”. سال گذشته، آرامکو عربستان قرارداد توسعه مشترکی را با مک درموت و CLG امضا کرد تا فرآیند انتقال حرارتی نفت خام به مواد شیمیایی را توسعه دهد. مک درموت، تخصص خود را در زمینه کراکینگ بخار و سایر فناوری ها و CLG، دانش فنی خود در زمینه هیدروکراکینگ و تبدیل نفت سنگین به کار می گیرد. این شرکت سعودی همچنین ماه گذشته قراردادی را با Axens و TechnipFMC امضا کرد تا روی فرآیند FCC با شدت بالا برای مواد شیمیایی کار کند. همتایان جمعی دی بروین می گوید که شراکت آرامکو عربستان سعودی در حال پیشرفت بوده است. او می‌گوید: «هر سه شرکت مشارکت‌های قابل‌توجهی در مالکیت معنوی دارند و هر سه با هم کار می‌کنند تا طرحی را ایجاد کنند تا همه مشارکت‌ها را به روشی یکپارچه جمع‌آوری کنند». برای «دی بروین»، آینده تا حد زیادی در مورد تخریب دیوارهای قدیمی بین پالایش و مواد شیمیایی خواهد بود. او می‌گوید: «ما وارد موج بعدی سایت‌های یکپارچه‌تر می‌شویم، جایی که لزوماً مرزبندی مشخصی از این که پالایشگاه و سایت پتروشیمی چیست وجود ندارد.»
بر اساس سودآوری نسبت به سایر بخش ها، پیش بینی می شود که محصولات پالایشگاهی به عنوان سهمی از تقاضای نفت در بخش های مواد،صنعت،انرژی و ساختمان و صنعت حمل و نقل تا سال ۲۰۴۹، به رشد خود ادامه دهند. موارد استفاده غیر احتراقی از مایعات، مانند پتروشیمی، روان کننده ها و قیر هستند. مایعات شامل نفت خام، مایعات گاز طبیعی، سوخت های زیستی، مایعات مشتق شده از زغال سنگ، مایعات مشتق شده از گاز و دستاوردهای فرآوری پالایشگاه می باشد.

منبع: .Alexander H