پتروشیمی یا شیمی نفت (Petrochemistry)
پتروشیمی یا شیمی نفت (Petrochemistry) شاخه‌ای از دانش شیمی است که نفت خام و گاز طبیعی را به کالاهای مصرفی تبدیل می کند. جالب است بدانید ۸۰ درصد از مواد لوازم آرایشی و بهداشتی از مشتقات نفت ساخته می شود. نفت به عنوان ماده اولیه برای تولید وازلین، عطر و ادکلن، رنگ مو، انواع صابون، شامپو و نرم کننده مو و رژلب استفاده می شود.
یکی دیگر از موارد استفاده از مشتقات نفت، برای تولید لاستیک مصنوعی می باشد. لاستیک مصنوعی برای تولید کالاهای ورزشی، کفش، تایر اتومبیل، اسباب بازی های کودکان، قطعات کامپیوتر، قطعات تلفن همراه، دوربین و همچنین به عنوان عایق سیم و کابل استفاده می شود.
روغن های صنعتی و انواع روان کننده ها از دیگر مشتقات نفت است. محصولاتی مانند انواع روغن های موتور و گیربکس، گریس، موم، پارافین و روان کننده های تراشکاری همگی از نفت ساخته می شوند.
اگر بگویند نفت در تولید دارو نقش دارد، نباید تعجب کنید.بسیاری از داروها از بنزن مشتق می شوند و بنزن نیز از نفت بدست می آید. تمام دارو های ضد درد از جمله آسپرین، کورتیزون و دارو های بیهوشی و اکثر مکمل های ویتامین، شامل ویتامین A، ویتامین B6 و ویتامین B9 از مشتقات نفتی هستند.
نفت ماده اولیه بسیاری از مواد شوینده و پاک کننده است. در گذشته مواد شوینده از روغن های طبیعی و چربی های گیاهان و حیوانی ساخته می شد. امروزه اگر به لیبل مواد تشکیل دهنده محصول پاک کننده و شوینده دقت کنید، می بینید گلیسیرین از اصلی ترین مواد آن است.
گلیسرین یکی از مواد پتروشیمی است که از نفت بدست می آید. آسفالت یکی دیگر از محصولاتی است که مشتقات نفتی در آن حضوری پر رنگ دارد. آسفالت ترکیبی است از قیر و شن و ماسه، قیر ماده نیمه جامدی است که از تقطیر نفت خام استخراج می شود.
یکی دیگر از موادی که به نفت وابسته است پارچه های مصنوعی هستند. انواع الیاف مصنوعی از جمله نایلون، اسپندکس، اکریلیک و پلی استر، از مواد پتروشیمی و در واقع از نفت ساخته می شوند. در تولید مواد غذایی هم نفت نقش مهمی دارد.
محصولات پتروشیمی در مواد نگهدارنده غذا، طعم دهنده ها و رنگ های غذا کاربرد دارند. بعلاوه فرآورده های نفتی در بسیاری از کودهای شیمیایی و آفت کش ها استفاده می شود. جالب اینکه پلیمرهای تولید شده از نفت، برای تولید آدامس استفاده می شوند.
ولی پر مصرف ترین فرآورده نفتی، نایلون و پلاستیک است که بیشتر آن در صنایع بسته بندی و ریسندگی استفاده می شود. پلاستیک ها از مشتقات نفت، گازوئیل و یا گاز طبیعی بدست می آیند. این ماده در لوازم منزل، میز و صندلی، قطعات اتومبیل همچنین بطری های آب و نوشابه و کیسه های خرید استفاده فراوانی دارد.
همه ساله نزدیک ۳۸۰ میلیون تن پلاستیک در سراسر جهان تولید و روانه بازار می‌شود که پیش بینی می شود این رقم تا سال ۲۰۵۰، به ۳۴ میلیارد تن یعنی حدود ۱۰۰ برابر برسد. هم اکنون حدود ۵ درصد از نفت جهان برای تولید مواد پلاستیکی مصرف می شود.
با توجه به افزایش نیاز به پلاستیک و کاهش تولید نفت در جهان، احتمالاً در ۳۰ سال آینده ۵۰ درصد نفت استخراج شده، در صنایع پلاستیکی مصرف خواهد شد. هم اکنون سالیانه ۱۰۰ میلیون بشکه نفت خام برای تولید مشتقات پلاستیک مصرف می شود که این رقم در آینده تا ۸ برابر افزایش خواهد یافت.
مهم ترین عامل تغییرات آب و هوایی سوزاندن سوخت های فسیلی است و اصلی ترین سوخت تاکنون از مشتقات نفت بدست می آمد. اکنون اکثر کشورهای جهان سعی می کنند تا از مصرف نفت و مشتقات آن بکاهند و به جای آن از سوخت های سبز و قابل بازیافت استفاده کنند. این اتفاق باعث خواهد شد که در آینده تقاضا برای نفت کاهش پیدا کند. بهتر است کشورهای نفت خیزی که به درآمد نفت وابسته هستند از همین حالا اقدام به گسترش صنایع پتروشیمی و صنایع تکمیلی آن بکنند تا مجبور نشوند در آینده نفت را به قیمت ارزان بفروشند و کالا های ساخته شده از نفت را به قیمت گزاف بخرند. هم اکنون نیز کالاهای پتروشیمی بیشترین ارزش افزوده را برای نفت ایجاد می کنند.
محصولات پتروشیمی
محصولات پتروشیمی مواد شیمیایی و پلیمری‌ای هستند که از نفت یا گاز طبیعی به دست می‌آیند. آنها بخش مهمی از صنایع شیمیایی و پلیمری هستند زیرا تقاضا برای مواد پلاستیکی و مصنوعی به طور مداوم درحال رشد است و از طرفی سهم عمده‌ای در اقتصاد و جامعه امروز دارند. از این محصولات برای تولید هزاران محصول مختلف که مردم روزانه استفاده می‌کنند ، استفاده می‌شود.
محصولات پتروشیمی فوق العاده همه کاره هستند و در طیف وسیعی از محصولات، از مواد غذایی گرفته تا مواد شیمیایی اساسی، واسطه های شیمیایی (مشتقات) و در نهایت محصولات نهایی از جمله پلاستیک، لاستیک، رزین، الیاف مصنوعی، چسب، رنگ، مواد شوینده، سموم دفع آفات را شامل می‌شوند. در صنایع پتروشیمی، مواد شیمیایی آلی تولید شده در بیشترین حجم متانول، اتیلن ، پروپیلن، بوتادین، بنزن، تولوئن و زایلن‌ها هستند.
صنعت پتروشیمی
صنعت پتروشیمی یک صنعت رقابتی است که شامل نوآوری‌های تخصصی قابل توجهی است و از دیدگاه اقتصادی، یک صنعت سودآور بوده که طریق از خرید و فروش محصولات پتروشیمی در سطح بازار جهانی، سودآوری فوق‌العاده‌ای را به ارمغان خواهد آورد. از نظر حجم تولید، این صنعت تقریباً ۱۰ درصد از کل نفت و گاز طبیعی جهان را به خود اختصاص داده است. بر اساس ارزش محصول، صنعت پتروشیمی سهم بیشتری از کل صنعت نفت و گاز را از آن خود کرده است که نشان دهنده ارزش بالای محصولات پتروشیمی در مقایسه با انواع سوخت‌ها است.
تقسیم‌بندی صنایع پتروشیمی
- واحدهای بالادستی: در پالایشگاه‌های نفت و گاز، هیدروکربن‌های سبک خطی اشباع یا غیراشباع موجود در نفت یا گاز، از بقیه هیدروکربن‌ها جدا و به‌عنوان خوراک برای واحدهای بنیادی فرستاده می‌شوند.
- واحدهای بنیادی: در واحدهای الفین، آروماتیک و مجتمع‌های شیمیایی مواد اولیه به مواد پایه‌ای همچون اتیلن و پروپیلن برای واحدهای واسطه‌ای تبدیل می‌شوند.
- واحدهای واسطه‌ای: از مواد پایه، خوراک واحدهای نهایی را تولید می‌کنند.
- واحدهای نهایی: در این واحدها فرآورده‌های انتهای زنجیره تولید و به بازار عرضه می‌شود.
- واحدهای پایین‌دستی: در این واحدها، فرآورده‌های نهایی پتروشیمی به محصولات مصرفی همچون الیاف مصنوعی، پلاستیک، لاستیک و… تبدیل می‌شوند.
خوراک محصولات پتروشیمی
نفتای سبک و سنگین و نفت سفید (خوراک مایع)، گاز طبیعی و گازمایع (LPG)، NGL و به بیان بهتر متان، اتان، بوتان، پروپان، پنتان و همچنین نیتروژن از هوا (ازت)، گوگرد و خاک فسفات، از اصلی‌ترین خوراک‌ها برای مجتمع‌های پتروشیمی به شمار می‌روند. بیشتر محصولات پتروشیمی از هیدروکربن هایی مانند پروپان، اتان، بوتان یا سایر اجزای جدا شده از نفت خام و مایعات گاز طبیعی به دست می‌آیند.
مانند نفت خام و گاز طبیعی، محصولات پتروشیمی در درجه اول از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند و هیدروکربن نامیده می‌شوند. اگر در مولکول محصولات، اتم‌های کربن توسط پیوندهای یگانه به هم متصل شوند، گفته می‌شود که این مولکول‌ها اشباع شده اند. حال اگر آنها با یک یا چند پیوند دوگانه به هم متصل شوند، گفته می‌شود که این مولکول‌ها اشباع نشده‌اند. مواد شیمیایی غیراشباع به عنوان مواد خوراکی پتروشیمی ترجیح داده می‌شوند، زیرا از نظر شیمیایی واکنش پذیر هستند و به راحتی می‌توانند به سایر مواد پتروشیمی تبدیل شوند.
مواد خوراکی مورد استفاده در صنعت پتروشیمی را می‌توان به سه گروه کلی تقسیم کرد: الفین‌ها، مواد معطر و گروه سوم که شامل گاز سنتز و مواد معدنی است.
انواع محصولات پتروشیمی
محصولات پتروشیمی به طور کلی به ۳ دسته تقسیم می‌شوند:
- محصولات بنیادی: شامل اتیلن، پروپیلن، گوگرد، بنزین، آمونیاک و… هستندکه اساس تولید در پتروشیمی را تشکیل می‌دهند.
- محصولات واسطه: این دسته، محصولات پایه را به خوراک مورد نیاز برای تولید محصولات نهایی تبدیل می‌کند، مانند PVC، اتیلن گلیکول، ملامین و…
- محصولات نهایی: برای ساختن لوازم و وسائل مورد استفاده صنایع و عموم مردم به کار می‌روند؛ مثل الیاف مصنوعی، لاستیک، وسایل پلاستیکی، کودهای شیمیایی، وسائل پزشکی و…
۹۹ درصد لاستیک ها از نفت و گاز طبیعی ایجاد می‌شوند و بیشتر آنها با استفاده از مواد اولیه نفتا تولید می‌شوند. نفتا در طی فرآیند تقطیر ایجاد می‌شود و سنگین تر از بنزین است. این ماده صرفاً به دلیل استفاده در تولید پلاستیک یکی از مهمترین مواد پتروشیمی است.
با توجه به تنوع مواد شیمیایی آلی و انبوه بودن روش‌های تولید آنها به محصولات مصرفی و صنعتی، این گزارش در وهله اول بر روی این نه (۹) محصول پتروشیمی، منابع اولیه و کاربردهای نهایی آنها متمرکز است؛ که این نه (۹) محصول مهم و کاربردی در صنعت پتروشیمی شامل موارد زیر است:
- متان: گاز گلخانه ای است که می تواند به عنوان سوخت استفاده شود و نیز اغلب در سوخت موشک گنجانده می‌شود.
- اتیلن: برای ساخت پلاستیک، فیلم و همچنین شوینده ها، روان کننده‌های مصنوعی و استایرن ها (جهت ساخت بسته بندی محافظ) استفاده می‌شود. از محصولات معروفی که شاید اسمشان را زیاد شنیده باشید، می توان به پلی اتیلن ها و پلی استایرن ها اشاره کرد.
- پروپیلن: گازی بی‌رنگ و بی بو که برای سوخت و ساخت پلی پروپیلن استفاده می‌شود، یک پلیمر پلاستیکی همه کاره که برای تولید محصولات مختلف از فرش گرفته تا کف سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- بنزن: داروها، مبلمان، وسایل الکترونیکی و بسته بندی مواد غذایی از این ماده به‌دست می‌آیند.
- بوتان: گازهای هیدروکربنی هستند که به طور کلی برای تولید سوخت و همچنین بیشتر صنایع استفاده می‌شوند
- متانول: در عایق بندی حرارتی و ساخت‌وساز ساختمان از متانول استفاده می شود
- تولوئن: تولوئن‌ها جوهرها و وسایل ورزشی را ایجاد می‌کنند
- بوتادین: از بوتادین در ساخت لاستیک های مصنوعی استفاده می شود
- BTX (بنزن، تولوئن، زایلن): از موارد فوق، بنزن، تولوئن و زایلن هیدروکربن های معطر هستند.
دسته بندی محصولات پتروشیمی
تصویر بالا را با کیفیت بالا در قالب فایل PDF دریافت کنید
کاربرد محصولات پتروشیمی
مواد شیمیایی اساسی و پلاستیک ، عناصر اصلی ساخت انواع مختلف کالاهای مصرفی با دوام و غیرقابل دوام هستند. وسایل متعددی که هر روزه با آنها سروکار داریم، لباس‌هایی که می‌پوشیم، مصالح ساختمانی که برای ساخت خانه‌ها و دفاتر کار ما استفاده می‌شود، انواع لوازم خانگی و تجهیزات الکترونیکی، بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها و بسیاری از محصولات مورد استفاده در حمل و نقل مختلف، از مواد شیمیایی و پلاستیکی، بدست می‌آیند که تولید اکثر قریب به اتفاق این کالاها بوسیله صنعت پتروشیمی امکان پذیر هستند. تقاضا برای مواد شیمیایی و پلاستیک ناشی از شرایط اقتصادی جهانی است که ارتباط مستقیمی با تقاضای کالاهای مصرفی دارد.
پزشکی
تولیدات پتروشیمی نقش زیادی در پزشکی دارند؛ زیرا از آنها برای ایجاد رزین، فیلم و پلاستیک استفاده می شود. در اینجا فقط چند نمونه ذکر شده است:
• از فنل و کومِن برای ایجاد ماده پنی سیلین (یک آنتی بیوتیک بسیار مهم) و آسپرین استفاده می‌شود.
• از رزینهای پتروشیمی برای تصفیه و ساخت داروها استفاده می‌شود، بنابراین هزینه‌ها کاهش یافته و روند تولید تسریع می‌شود.
• از پلاستیک‌ها و رزینهای ساخته شده برای ساخت دستگاه‌هایی مانند اندام مصنوعی و پوست استفاده می‌شود
• از پلاستیک‌ها برای تولید طیف وسیعی از تجهیزات پزشکی از جمله بطری‌ها، سرنگ‌های یکبار مصرف و موارد دیگر استفاده می‌شود.
غذایی
از مواد پتروشیمی برای ساخت مواد نگهدارنده در مواد غذایی استفاده می‌شود که مواد غذایی را در بسته بندی یا قوطی تازه نگه می‌دارند. علاوه براین، مواد پتروشیمی در تولید بسیاری از شکلات‌ها و آب نبات‌ها نیز قابل استفاده است. رنگ‌های خوراکی ساخته شده توسط بخش پتروشیمی، در تعداد بی‌شماری از محصولات از جمله چیپس ، غذاهای بسته بندی شده و غذاهای کنسروی استفاده می‌شوند.
کشاورزی
از مواد پتروشیمی برای تولید همه چیز از ورق‌های پلاستیکی و مالچ گرفته تا سموم دفع آفات و کودها استفاده می‌شود. از پلاستیک‌ها برای ساختن ریسمان ، سیلاژ و لوله‌های آبیاری نیز استفاده می‌شود.
محصولات خانگی
از آنجا که از محصولات پتروشیمی برای ساخت پلاستیک، الیاف، لاستیک مصنوعی و فیلم استفاده می‌شود، لذا در بسیاری از بخش‌‌های محصولات خانگی، این مواد کاربرد چشم‌گیری دارند. از محصولاتی که در بخش خانگی استفاده می‌شود می‌توان به فرش، مواد شوینده، لباس، عطر، موم و … اشاره کرد.
