זיקוק נפט
זיקוק נפט הוא כלל התהליכים שבהם הופכים את הנפט הגולמי למוצרי הצריכה השונים. תהליכי הזיקוק הראשונים פותחו ברוסיה הצארית ובארצות הברית במחצית השנייה של המאה ה-19. לאחר מלחמת העולם הראשונה נעשתה התקדמות בתחום הזיקוק והחלו לפרק את המולקולות הארוכות של הנפט למולקולות קצרות יותר על ידי חימום בלחץ.
פרקציות הזיקוק
כיוון שהנפט הוא תערובת של חומרים רבים בעלי טמפרטורת רתיחה שונה ישנן מספר פרקציות (פריטה לקבוצות חומרים) גדול, שכל אחת מכילה תערובת חומרים בעלי נקודת רתיחה קרובה. הפרקציות העיקריות:
| עד 20°C | מתאן ואלקנים קצרים (עד 4 פחמנים) |
| 20 °C עד 200 °C | נפטא קלה ונפטא כבדה (פחמימנים בתחום של 5 פחמנים עד 12 פחמנים כמעט ללא פחממנים ארומטיים) |
| 180 °C עד 280 °C | קרוסין |
| 200 °C עד 400 °C | סולר |
| 350 °C ומעלה | פרפינים ומזוט |
המשקע שנשאר משמש כאספלט לכבישים, זפת, שמני סיכה, שעווה, גריז ועוד.
שלבי עיבוד הנפט
- זיקוק למוצרים ראשוניים ללא שינוי כימי.
- תהליך כימי במטרה לשבור את הפחמימנים לשם קבלת פחמימנים קלים כמו בנזין וסולר (תהליך הנקרא פיצוח פחמימנים). וכן תהליכים כימים שמטרתם שיפור איכות הבנזין.
- שיפור תכונות על ידי ערבוב המוצרים עם תוספים כמו חומרי צבע וריח.
מתקני הזיקוק העיקריים
תהליך הייצור כולל מספר מתקנים עיקריים:
- מגדל זיקוק גלם אטמוספירי (מז"ג) - משמש להפרדה ראשונית של פרקציות הנפט הגולמי.
- מגדל זיקוק גלם בוואקום - משמש להפרדה שניונית של שאריות הזיקוק האטמוספירי. זיקוק בוואקום מאפשר לזקק בטמפרטורות נמוכות יותר ולצמצם תהליכי פירוק ופיחום.
- מתקן שבירת צמיגות (מש"צ) - מתקן לפיצוח תרמי של פחמימנים כבדים שנותרו לאחר הזיקוק בוואקום.
- מתקן העלאת אוקטן - מתקן שיפור האוקטן של התזקיקים הקלים כתחליף לתוסף עופרת[1]. קיימים מספר תהליכים כימיים להעלאת האוקטן וביניהם אלקילציה, איזומריזציה, דימריזציה ועוד.
- מתקן הדחת גופרית / מרוקס Merox (מה"ג) - מתקן זה נועד לסלק חלק מהגופרית הנמצאת בתזקיקים על מנת לעמוד בתקני איכות הסביבה[2]. בדרך כלל קיים מתקן לכל סוג תזקיק (בנזין, קרוסין וסולר).
- מתקן השבת גופרית - משמש להפקת הגופרית שסולקה ממתקני הדחת הגופרית
- פצחן קטליטי - בדומה למש"צ, משמש מתקן זה לשבירת פרקציות כבדות לתזקיקים קלים. המתקן משתמש בקטליזטור על מנת להגיע לתהליך הכימי בטמפרטורה נמוכה מהנדרש בפיצוח תרמי רגיל.
תהליכי היצור נתמכים על ידי תהליכי עירבוב תזקיקים ומהילתם (Blending) המאפשרים להביא את התזקיקים למפרט הרצוי לצורך שווקם.
איכות תהליך הזיקוק
תהליך הזיקוק נבחן לפי מספר רב של אינדיקטורים הנבדקים על ידי מעבדה מיוחדת ובעזרת כלים מיוחדים. המדדים העיקריים הם:
- משקל סגולי (API Gravity) - משקל הנוזל ביחס למים
- נקודת ענן (Cloud Point) - היא הטמפרטורה בה נוזל מתחיל לאבד את צלילותו כשהמשמעות היא תחילת היפרדות פזות.
- צפיפות (Density) - יחס המשקל לנפח. תזקיקים בעלי שרשרות פשוטות מאופיינים בצפיפות גבוהה.
- נקודת הבזקה (Flash Point) - הטמפרטורה הנמוכה ביותר בה אדי נוזל יכולים להידלק מניצוץ. מדד המצביע על תכולת המרכיבים הקלים בנוזל.
- נקודת התכה (Melting Point) / נקודת קפיאה (Freeze Poiny) - הטמפרטורה בה מוצרים כמו שמני סיכה קופאים ומאבדים את יעילותם.
- אוקטן - משמש אינדיקציה לנקודת ההצתה של בנזין לאחר דחיסה. ככל שהערך יותר גבוה ניתן ללחוץ יותר את הבנזין לפני הצתתו ובכך להגיע ליעילות שריפה גבוהה יותר.
- נקודת עישון (Smoke Point) - הטמפרטורה בה חומרים מתחילים להעלות עשן ולהשרף. משמש לסווג שמני סיכה למנועים.
- צמיגות (Viscosity) - מדד המשמש לסווג שמנים וגריז.
- מספר פונה (PONA number) - מצביע על יחסי המרכיבים השונים בבנזין (פרפינים(P), אולפינים(O), נפטנים (N) ו-ארומטים (A)).
