صنعت پتروشیمی: صنعت تولید کننده مواد شیمیایی از نفت و گاز

البته برخی از ترکیبات شیمیایی ساخته‌شده از نفت و گاز از سایر سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ یا منابع تجدیدپذیر مانند ذرت، میوه خرما یا نیشکر نیز به‌دست می‌آیند. امروزه فراورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه، روغن موتور و غیره در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسائل نقلیه، نقش ارزنده‌ای دارد. فراورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشک‌های هدایت کننده، فضانوردها و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آن‌ها کاربرد اساسی دارد. مادهٔ اولیهٔ بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیکها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود.

دید کلی صنایع پتروشیمی، بخشی از صنایع شیمیایی است که فراورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند. تا پیش از وارد شدن نفت به مفهوم امروزی در زندگی انسان، مواد شیمیایی مورد نیاز، بر اثر تغییر و تبدیل صنایع گیاهی و جانوری به‌دست می‌آمد. اما در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان، اهمیت حیاتی و روزافزونی پیدا کرده‌است.

 

اقوام متمدن دوران باستان، به ویژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین میان رودان (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به عنوان ماده غیرقابل نفوذ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیرقابل نفوذ کردن بدنه کشتی‌ها به کار می‌بردند. همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره می‌جستند.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت‌آوری به وجود آمد. به طوری که امروزه صنایع پتروشیمی نقش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

صنایع گوناگون پتروشیمی

 

نفت و مشتقات آن نه تنها در برآوردن نیازهای انسان در زمینه سوخت، انرژی و الیاف نقشی بنیادی دارد، بلکه پیدایش و تکامل صنایع گوناگون مهمی را موجب شد که به پاره‌ای از آن‌ها اشاره می‌شود.

• همزمان با پالایش نفت خام، کاربرد موتورهای درون‌سوز جنبه عمومی به خود گرفت و میلیون‌ها ماشین بنزین سوز به بازار عرضه شد.
• امروزه فراورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه، روغن موتور و …، در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسایل نقلیه، نقش ارزنده‌ای دارد و تلاش بر این است تا بدنه اتومبیل را از مواد پلاستیکی که آن‌ها را از پلیمریزاسیون ترکیبات نفتی می‌توان بدست آورد، بسازند.
• فراورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشک‌های هدایت‌کننده فضانوردها و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آن‌ها کاربرد اساسی دارد.
• ماده اولیه بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیکها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود. به ویژه تقریباً تمام مواد پاک کننده، باکتری‌کشها و …، از مشتقات نفتی و محصولات پتروشیمی است.

گسترش شرکت ملی صنایع پتروشیمی که توسعه صنعت را شامل می‌شد در قالب سه برنامه عمرانی در سال‌های ۱۳۴۲ تا ۱۳۶۵ خورشیدی در ایران اجرا شد. حاصل آن تأمین نیاز داخلی به کودهای شیمیایی و مواد پایه پتروشیمیایی و شیمیایی و احداث مجتمع‌های پتروشیمی متعدد از جمله بندرامام که به ایران ـ ژاپن معروف شد، فارابی (ایران نیپون)، خارک، پازارگاد، کربن اهواز (ایران)، رازی (شاهپور) و طرح‌های توسعه پتروشیمی شیراز بود.پتروشیمی غدیر، پتروشیمی مروارید، پتروشیمی خرم‌آباد و… از پتروشیمی‌های فعال در ایران هستند.

اتم‌های کربن و هیدروژن به‌طور حیرت‌آوری می‌توانند ضمن ترکیب شدن با یکدیگر، تعداد فوق‌العاده زیادی از ترکیبات هیدروکربنی زنجیری و حلقوی آروماتیکی را به وجود آورند، به طوری که تا کنون هیدروکربنی که در ساختار مولکولی آن ۶۰ اتم کربن شرکت داشته باشد، ردیابی شده‌است. از طرفی با افزایش تعداد اتم‌های کربن بر تعداد ایزومرهای هیدروکربنی نیز افزوده می‌شود.

به‌طور مثال هیدروکربنی که ۳۰ اتم کربن داشته باشد، می‌تواند بیش از چهار میلیارد ترکیب هیدروکربنی ایزومر تشکیل دهد. علاوه بر این، با توجه به اینکه در نفت خام، ترکیبات هیدروکربنی سیر شده نیز فراوانند، تعداد ترکیب‌های موجود در آن، فوق‌العاده زیاد و گوناگون است. این گوناگونی با شرکت اتم‌های دیگر مانند گوگرد، نیتروژن و اکسیژن در زنجیر هیدروکربن‌ها به مراتب بیشتر می‌شود.

ترکیبات عمده موجود در نفت خام

ترکیبات عمده موجود در نفت خام عبارتند از: هیدروکربن‌های سیر شده زنجیری به فرمول کلی CnH2n+2، هیدروکربن‌های سیر شده حلقوی به فرمول عمومی CnH2n که اصطلاحاً آن را نفتن گویند و هیدروکربن‌های سیرنشده زنجیری اتیلن و استیلن. هر چه درصد تشکیل دهنده‌های نفت در دماهای پایین بیشتر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است. گازهای طبیعی، بخش گازی شکل مواد نفتی است که همراه با نفت خام در مخازن زیرزمینی وجود دارد یا از تقطیر نفت خام در پایین‌تر از 200C بدست می‌آید. گازهای طبیعی، مخلوطی طبیعی از گازهای متان (قسمت عمده حدود ۸۵ درصد) پروپان، بوتان، منو اکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداری دوده‌است.

مصرف عمده آن در کشورهای غیر صنعتی به عنوان یک ماده سوختی است؛ ولی در کشورهای صنعتی از آن در تهیه بسیاری از فراورده‌های شیمیایی و صنعتی بسیار مفید و ضروری استفاده می‌کنند.

محصولات عمده‌ای که توسط واحدهای صنایع پتروشیمی ایران تولید می‌شوند عمدتاً عبارتند از:

کودهای شیمیایی، اوره، فسفات دی‌آمونیم، کودهای مخلوط نیترات آمونیم، مواد اولیه پلاستیک، پی ـ وی ـ سی و دی ـ او ـ پی، مواد شیمیایی نظیر اسید سولفوریک، اسید کلریدریک، آمونیاک، گوگرد، دوده و…

با این حال، این محصولات در مقایسه با ده‌ها هزار مشتقی که از نفت و گازهای طبیعی به کمک تکنولوژی پیشرفته پتروشیمیایی بدست می‌آید، بسیار اندک بوده، نشان می‌دهد که همت و تلاش بیشتری در این زمینه باید بکار برد تا به واقعیت نزدیکتر شد.

اهمیت پتروشیمی که در حال حاضر جزو اصلی سیستم انرژی جهانی است، همچنان در حال افزایش است. تقاضا برای پلاستیک -آشناترین گروه محصولات پتروشیمی- از همه مواد دیگر مانند فولاد، آلومینیوم یا سیمان پیشی گرفته و از سال 2000 تقریبا دو برابر شده است. اقتصادهای پیشرفته در حال حاضر براساس سرانه تا 20 برابر بیشتر از کشورهای درحال توسعه، پلاستیک و تا 10 برابر بیشتر از کودهای شیمیایی استفاده می کنند. این نشان دهنده پتانسیل عظیمی برای رشد در سراسر جهان است. بنابراین این صنعت همچنان به رشد خود ادامه خواهد داد.

پتروپالایشگاه (به انگلیسی: Petrochemical Refinery) است که نسل جدیدی از پالایشگاه‌ها به حساب می‌آیند و بر یکپارچگی بین مجتمع‌های پالایش و پتروشیمی تأکید دارد. در واقع در مجتمع‌های پتروپالایشگاهی، هدف تنها تولید سوخت از جمله گاز مایع(ال پی جی)، بنزین، نفت سفید، نفت گاز و نفت کوره نیست، بلکه در کنار چنین محصولاتی فراورده‌های ویژه و خوراک‌های مورد نیاز مجتمع‌های پلیمری و شیمیایی نیز تولید و عرضه می‌شود. در مجتمع‌های پتروپالایش، نفت خام به عنوان خوراک وارد واحدهای فرایندی متعددی می‌شود تا ترکیبی از محصولات سوختی و پایه پتروشیمی تولید شود. این موضوع سبب شده‌است که مجتمع‌های پتروپالایش به دلیل تولید همزمان سوخت و سایر محصولات پایه پتروشیمی نیازمند به‌کارگیری واحدهای فرایندی خاصی باشند.