وبلاگ
روش های آزمون تقطیر در فرآورده های نفتی
در صنعت نفت و سوخت، شناخت دقیق محدوده جوش یکی از حیاتی ترین عوامل برای ارزیابی کیفیت فرآوردهها به شمار میرود. استاندارد ASTM D86، که ریشه در روشهای کلاسیک تقطیر انگلِر دارد، امروزه به عنوان پایه ایترین و قدیمیترین روش برای تعیین ویژگیهای تقطیر در محصولات نفتی شناخته میشود. به دلیل قدمت طولانی این متد، بانکهای اطلاعاتی بسیار گستردهای از دادههای تاریخی وجود دارد که به کارشناسان برای پیش بینی دقیق رفتار سوختها در شرایط مختلف کمک میکند. امروز از دستگاه تست تقطیر در اتمسفر تمام اتوماتیک برای انجام این تست در آزمایشگاه استفاده می گردد.
روشهای آزمون تقطیر در فشار اتمسفر: بررسی استاندارد ASTM D86
اهمیت تقطیر در کیفیت و ایمنی محصولات
ویژگیهای تقطیر یا همان فرار بودن هیدروکربنها، تاثیر مستقیمی بر ایمنی و عملکرد سوختها و حلالها دارد. تعیین این محدوده به ما کمک میکند تا اطلاعات کاملی درباره ترکیب، خواص و رفتار سوخت در زمان انبارداری به دست آوریم. فرار بودن، تعیین کننده اصلی تمایل یک مخلوط هیدروکربنی به تولید بخارات قابل انفجار است که این موضوع اهمیت ایمنی این آزمون را نشان میدهد.
علاوه بر ایمنی، این آزمون در عملکرد موتورها نقش کلیدی ایفا میکند. ویژگیهای تقطیر برای بنزین خودرو و هواپیما بسیار حیاتی است، چرا که بر استات زدن، گرم شدن سریع موتور و پیشگیری از پدیده قفل گازی (Vapor Lock) در دماهای بالا یا ارتفاعات زیاد اثر میگذارد. همچنین، وجود اجزای سنگین در سوختها میتواند منجر به تشکیل رسوبات جامد در موتور شود که این آزمون به شناسایی آنها کمک میکند. در صنایع شیمیایی، نرخ تبخیرِ حاصل از این آزمون، فاکتور مهمی در کاربرد حلالها بهویژه در صنعت رنگ سازی محسوب میشود. در نهایت، رعایت این محدودیتها برای انطباق با قراردادهای تجاری، نظارت بر فرآیندهای پالایشگاهی و پیروی از قوانین نظارتی ضرورت دارد.
محدوده کاربرد و تجهیزات آزمایشگاهی
استاندارد ASTM D86 طیف وسیعی از محصولات از جمله سوختهای بنزینی (با یا بدون اکسیژن)، سوختهای جت، گازوئیل، بیودیزل (تا ۳۰ درصد) و نفت سفید را پوشش میدهد. طبق مطالعات فنی، این روش برای سوختهای دارای بیش از ۱۰ درصد اتانول نیز کاملا قابل اعتماد است. این استاندارد شامل دستگاههای تقطیر آزمایشگاهیِ دسته ای (Batch) است و هم تجهیزات دستی و هم سیستم های اتوماتیک مدرن را شامل میشود. لازم به ذکر است که این روش برای سوختهای تقطیری طراحی شده و برای محصولاتی که حاوی مقادیر قابل توجهی از مواد پسماند هستند، کاربرد ندارد.
نکات ایمنی و الزامات پایانی
دقت در اجرای این استاندارد، مستلزم رعایت دقیق پروتکلهای ایمنی است. با توجه به اینکه برخی تجهیزات قدیمی ممکن است حاوی جیوه باشند، باید نسبت به خطرات بخارات جیوه هوشیار بود و حتما برگه ایمنی (SDS) مربوطه را مطالعه کرد. همچنین، این استاندارد بین المللی که مطابق با اصول سازمان تجارت جهانی تدوین شده است، مسئولیت تعیین شیوههای ایمنی، بهداشتی و زیست محیطی پیش از انجام آزمایش را مستقیما بر عهده کاربر قرار میدهد.
روشهای آزمون تقطیر در خلا: بررسی استاندارد ASTM D1160
در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی، برخی از فرآوردههای سنگین نفتی یا سوختهای زیستی (مانند بیودیزل) وجود دارند که در صورت حرارت بالا در فشار معمولی اتمسفر، پیش از رسیدن به نقطه جوش واقعی خود، دچار تجزیه حرارتی یا سوختن میشوند. در چنین شرایطی، استاندارد ASTM D1160 به عنوان یک راهکار اساسی مطرح میشود. این استاندارد با کاهش فشار محیط آزمایش (ایجاد خلا)، دمای جوش مواد را پایین میآورد تا بتوان رفتار تقطیر آنها را بدون آسیب دیدن ساختار شیمیایی اندازهگیری کرد.
اهمیت مهندسی و کاربرد تقطیر در فشار کاهش یافته
تعیین مشخصات تقطیر در خلا، دادههای بسیار ارزشمندی را برای محاسبات مهندسی و طراحی برجهای تقطیر صنعتی فراهم میسازد. این روش به تولیدکنندگان کمک میکند تا مخلوطهای مناسبی را برای مصارف صنعتی آماده کنند و از سازگاری محصول به عنوان خوراک واحدهای پالایشگاهی مطمئن شوند. همچنین، رعایت این الزامات برای تایید انطباق با استانداردهای قانونی و تجاری اهمیت زیادی دارد.
اطلاعات حاصل از محدوده جوش در این روش، ارتباط مستقیمی با گرانروی (ویسکوزیته)، فشار بخار، ارزش حرارتی، وزن مولکولی متوسط و بسیاری دیگر از خواص فیزیکی و شیمیایی فرآورده دارد. هر یک از این خواص میتواند فاکتور تعیین کننده ای در کارایی نهایی محصول در صنایع مختلف باشد. به همین دلیل، دادههای حاصل از این آزمون در بسیاری از فرمولها و روابط طراحی مهندسی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند.
محدوده کاربرد و تجهیزات
این روش آزمون، تعیین محدوده جوش فرآوردههای نفتی و بیودیزل را پوشش میدهد که میتوانند در حداکثر دمای مایع ۴۰۰ درجه سانتیگراد، به طور کامل یا جزئی تبخیر شوند. استاندارد فوق هم برای دستگاههای دستی و هم برای سیستمهای اتوماتیک کاربرد دارد. البته در صورت بروز هرگونه اختلاف نظر در نتایج، روش دستی در یک فشار توافقشده به عنوان مرجع نهایی شناخته میشود. مقادیر استاندارد در این آزمایش بر اساس سیستم بینالمللی واحدها (SI) تعریف میشوند و سایر واحدها جنبه اطلاعاتی دارند.
نکات ایمنی و استانداردهای بینالمللی
کار با سیستمهای تحت خلا و دمای بالا همواره نیازمند احتیاط است. این استاندارد به کاربران یادآوری میکند که پیش از شروع آزمایش، تمامی پروتکلهای ایمنی، بهداشتی و زیستمحیطی را متناسب با قوانین ملی خود تنظیم کنند. در نهایت، این روش آزمایش نیز مانند سایر استانداردهای معتبر جهانی، بر اساس اصول بینالمللی تدوینشده توسط کمیته موانع فنی تجارت سازمان تجارت جهانی (WTO) طراحی شده است تا نتایج آن در سراسر دنیا قابل اتکا و مقایسه باشد.