صنايع پتروشيمي« petrichmieal industry » بخشي از صنايع شيميايي كه فرآورده هاي شيميايي را از مواد خام حاصل از نفت يا گاز توليد مي كند، محصولات پتروشيمي بر اساس تنوع تكنولوژي ، پيچيدگي فرآوري توليد و نزديكي مادة توليدي مرحله نهايي بازار مصرفي به دو دسته مواد پايه اي بالا دستي « up stream » كه مواد حد واسط و خوراك پايين دستي را تشكيل مي دهند و محصولات پايين دستي « down stream » تقسيم مي شوند. تغييرات نرخ بازار معاملات محصولات فوق نمايانگر آن است كه محصولات پايين دستي به بازار نزديك تر مي باشند همواره از ارزش افزودة بالاتري نسبت به محصولات پايين دستي برخوردار بوده اند، نمونه اين محصولات ، پليمري هاي مهندسي است كه به دليل شكل خاص توليد و كاربرد ويژه آنها، گران قيمت تر بوده و داراي ارزش افزوده بالاتري نسبت به ديگر مواد پليمري هستند.
البته با توجه داشت كه اين نوع از محصولات از حجم توليد كمتري برخوردار بوده و تنها در صورت توليد در مجتمع پتروشيميايي « با نام تجاري شناخته شده » و با استفاده از « تكنولوژي مناسب و معتبري مي توانند ارزش افزوده بالاتري را ايجاد نمايند.»
مواد اوليه و موارد استفاده از صنايع پتروشيمي:
1) خوراك صنايع پتروشيمي از محصولات جانبي حاصل از استخراج نفت خام ، نظير ميعانات گازي و يا محصولات جانبي پالايشگاه ها از قبيل نفتا و اتان استحصالي از گاز طبيعي تامين ميشود و محصولات آن به عنوان ماده اوليه بسياري از صنايع پايين دستي نظير صنايع نساجي ، آرايشي، شوينده ها، رنگ و رزين و حلالها، كود و سموم كشاورزي، لاستيكها، كفش، بسته بندي (به ويژه محصولات غذايي و دارويي و ...) مورد مصرف قرار مي گيرد.
2) نفت و مشتقات آن نه تنها در تامين نيازهاي انسان در زمينه سوخت، انرژي و الياف نقشي بنيادي دارند، بلكه موجب پيدايش و توسعه صنايع ديگري از قبيل موارد به شرح زير گرديده اند :
الف) همزمان با پالايش نفت خام، كاربرد موتورهاي درون سوز نيز جنبه عمومي به خود گرفت و ميليونها ماشين بنزين سوز به بازار عرضه شد.
ب) امروزه فرآورده هاي نفتي علاوه بر مصرف در زمينه سوخت وسائط نقليه ، روغن موتور و غيره در تهيه بسياري از قطعات مورد نياز ساخت وسائط نقليه ، نقش ارزنده اي دارند و تلاش بر اين است تا بدنه اتومبيل را نيز از مواد پلاستيكي كه آنها را مي توان از پليمريزاسيون « polymerization »تركيبات نفتي توليد نمود، ايجاد كنند.
ت) فرآروده هاي نفتي در تهيه سوخت موشكهاي هدايت كننده سفينه هاي فضايي و ماهواره ها و حتّي در ساخت بسياري از قطعات داخلي آنها كاربرد و اساسي دارد.
ج) ماده اوليه بيشتر داروها و حتّي آنتي بيوتيكها« Antibiotics » از تركيبات نفتي مشتق مي شود به ويژه تقريباً تمام مواد پاك كننده ، باكتري كشها « Herbicides bacteria »و غيره از مشتقات نفتي و محصولات پتروشيمي مي باشد.
د) تركيبات عمده موجود در نفت خام:
د-1- هيدرو كربنهاِ سير شده زنجيري « Saturated hydrocarbons Chain »
د-2- هيدروكربنهاي سير شده حلقوي « Annular hydrocarbons by garlic » كه اصطلاحاً آن را نفتن مي گويند.
د-3- هيدروكربنهاي سير نشده زنجيري اتيلن و استيلن«Chain hydrocarbons, ethylene and acetylene are not progressing »
و) تركيبات گاز طبيعي: گازهاي طبيعي ، بخش گازي شكل مواد نفتي است كه همراه با نفت خام در مخازن زير زميني وجود دارد و يا از تقطير نفت خام در دماي پايين تر از 20درجه سانتي گراد بدست مي آيد. گازهاي طبيعي، مخلوطي طبيعي از گازهاي متان « Methane gas » (حدود 85%) ، پروپان « Propane »، بوتان « Butanes » ، منو اكسيد كربن « Carbon monoxide » ، هيدروژن « Hydrogen » (گاز سنتز) همراه با مقداري دوده است. مصرف عمده آن در كشورهاي غير صنعتي به عنوان يك مادة سوختي است ولي در كشورهاي صنعتي از آن در تهيه بسياري از فرآورده هاي شيميايي و صنعتي بسيار مفيد و ضروري استفاده مي شود.
هـ) مطالعات اخير نشان ميداهد كه استفاده از منابع گازي براي تامين خوراك طرحهاي پتروشيمي در قياس با نفتا مقرون به صرفه تر است . براي نمونه هزينه توليد اتيلن با خوراك گاز، 40 درصد كمتر از روشهاي ديگر است. از اين رو امروزه توسعه صنايع پتروشيمي بر پايه خوراك گاز طبيعي مورد توجه قرار گرفته و به اين دليل سمت گيري جهت احداث مجتمع هاي جديد به سوي مناطق گاز خيز يا در مسير راه خطوط لوله سراسري گاز مي باشد.
ل) به طور كلي مي توان توليد مجتمع هاي پتروشيمي را در پنج گروه اصلي به شرح زير طبقه بندي كرد:
- محصولات شيميايي پايه« Basic chemical products »
- پليمرها « Polymers »
- آروماتيكها « Aromatic »
- كودها و سموم « Fertilizers and pesticides »
- سوخت و مواد هيدروكربوري « Hydrocarbon fuels and materials »
با توجه به نوع فرآيندهاي موجود در پتروشيمي، خوراك مصرفي محصولات اين صنعت عمدتاً عبارت است از:
گاز شيرين، نفتاي سبك و سنگين، گاز مايع و خاك فسفات كه از اين ميان تنها خاك فسفات از خارج وارد مي شود.
1- محصولات شيميايي پايه« Basic chemical products »:
طيف وسيعي از محصولات را شامل مي شود كه داراي بالاترين تنوع محصول بين پنج گروه اصلي مي باشد. انواع اسيدها،بازهاو نمكهاي مربوطه، انواع گازها و مواد شيميايي ديگر در اين گروه قراردارند.
2- محصولات پليمرها « Polymers »:
از بيشترين ارزش افزوده نسبت به ساير گروه برخوردار هستند هستندكه به دليل تغييرات كستمر نيازهاي بازار، تكنولوژي هاي توليد آنها به سرعت تغيير مي نمايند ، پليمرها به چهار دسته تقسيم ميشوند:
- پليمرها پايه مانند پلي الفينها، پي وي سي ، پلي استايرن، اتيلن و پروپيلن مهترين الفين هايپايه مي باشند كه جهت ساخت پليمرهاي مختلف، بازارهاي بزرگي را به خود اختصاص داده اند.
- پليمرهاي ويژه مانند تفلون
- پليمرهاي مهندسي مانند پلي كربنات و نايلون
- پليمرهاي نيمه مهندسي كه داري خصوصياتي بين پليمرهاي مهندسس و پايه هستندABS
· در ضمن پليمرها از لحظ منبع به سه گروه اصلي تقسيم بندي ميشوند كه عبادتند از پليمرهاي طبيعي ، طبيعي اصلاح شده و مصنوعي
- رزين يا پليمريهاي طبيعي:
منابع طبيعي رزين ها، حيوانات، گياهان و مواد معدني ميباشند. اين پليمرها به سادگي شكل پذير بوده ليكن دوام كمي دارند. رزينهاي رايج عبارتند از روزين، آسفالت، تار، كمربا، سندروس، ليگنپين، لاك شيشه اي،
- پليمرهاي طبيعي اصلاح شده:
رزين هاي طبيعي اصلاح شده شامل سلولز و پروتئين مي باشدقسمت اصلي گياهان و به عنوان ماده اوليه قابل دسترسي براي توليد پلاستيك ها مي باشد. كازئين ساخته شده از شير سر شير گرفته ميشود و تنها پلاستيك مشتق شده از پروتئين است كه در عرصه تجارت نسبتاً موفق است.
پليمرهاي مصنوعي:
- پليمرهاي مصنوعي را ميتوان از طريق واكنش هاي پليمريزاسيون« polymerization » به دست آورد. از مواد پليمري ميتوان در تهيه پلاستيك ها، چسب ها، رنگها، ظروف عايق و مواد پزشكس بهره جست . پلاستيكها به توليد طرحهاي جديد در اتومبيل ها، كاميون ها، اتوبوسها، هاوركرافت، قايق ها و ترن ها، آلات موسيقي ، وسايل خانه، يراق آلات ساختماني و ساير كاربرد كمك نموده اند
3- محصولات آروماتيكها « Aromatic »:
- همانند گروه مواد شيميايي شامل طيف وسيعي از محصولات مانند: بنزين، تولوئن، اورتوزايلن، پارازايلن و آروماتيكهاي سنگين و غيره. با وجود تنوع زياد محصولات اين گروه و اهميت زياد آنها در ،رايندهاي توليد، ميزان مصرف برخي از محصولات اين گروه در مقايسه مقداري با محصولات ساير گروهها ناچيز به نظر مي رسد، به طور كلي محصولات شيميايي و آروماتيك براي پيشرفت صنعتي هر كشور لازم هستند وليكن علي رغم اهميتي كه دارند با ارزش افزده زيادي ايجاد نمي كنند، به همين دليل در اكثر كشورها توليد اين مواد تنها در مقياس توليد بسيار زياد، داراي توجيه اقتصادي مي باشد. ضمن اينكه از صادرات آن نيز صرفه اقتصادي قابل ملاحظه اي حاصل نمي شود، يه همين دليل اكثر توليد كنندگان اين محصولات ، شركتهاي بسيار بزرگ هستند ، لذا فقط چند شركت خاص كه صرفاً در اين زمينه فعاليت مي كنند و كيفيت محصولات آنها نيز بسيار خوب و شناخته شده مي باشد. اقدام به توليد در سطح جهاني و صدور محصولات به كشورهاي جهان مي كنند.
ساختمان حلقوي با پيوند دوگانه ي مزدوج در حلقه 6 كربني بنزن را شامل مي شود . اجزاء آروماتيكي به 6 گروه تقسيم بندي ميشود:
- منو آروماتيكها، « Aromatic menu»
- دي آروماتيكها، « Aromatic CD »
- تري آروماتيكها، « More aromatic »
- پنتا آروماتيكها ، « Penta aromatic »
- آروماتيكهاي ناشناخته. « Rvmatyk·hay unknown.»
- آروماتيكهاي تك و چند حلقه اي سرطان زا و از نظر زيست محيطي خطر ناك هستند. « - Single and multi-loop Rvmatyk·hay of environmental carcinogens and are dangerous
4- محصولات مربوط به گروه كودها و سموم « Fertilizers and pesticides »
- شامل تركيبات اوره و آمونياك « Urea and ammonia » بوده كه به عنوان كود كشاورزي« Manure » ، دي آمونيم فسفات « D-ammonium phosphate »، نيترات آمونيم « Ammonium nitrate »و سولفات آمونيم « Ammonium sulfate »استفاده مي گردد.
5- محصولات مربوط به گروه سوخت و مواد هيدروكربوري « Hydrocarbon fuels and materials » سوخت و مواد هيدروكربوري « Hydrocarbon fuels and materials »
- شامل انواع سوختهاي مورد استفاده صنايع نظير بنزين و نفت گازوئيل، نفت كوره، قير، حلالهاي آلي و مواد هيدروكربوري ديگر (انواع روغنها) مي باشد. هيدروكربنها ، تركيباتي آلي كه منحصراً از كربن و هيدروژن تشكيل شده اند و قسمت عمده ي نفت خام را تشكيل داده و شامل دسته هاي ذيل مي شود:
آلكان ها( پارافين ها)، آلكن ها (اولفين ها)، آلي سيكليك ها(نفتن ها)، آروماتيكه
