کوره پالایشگاهی

کوره پالایشگاهی (Refinery Furnace) یکی از اجزای حیاتی در پالایشگاه نفت و گاز است که برای انجام فرآیندهای مختلفی نظیر گرمایش، تبخیر، کراکینگ و دیگر عملیات‌های حرارتی استفاده می‌شود. این کوره‌ها در اندازه‌ها و انواع مختلفی وجود دارند که هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. در ادامه به بررسی انواع کوره‌های پالایشگاهی مورد استفاده در پالایشگاه نفت و گاز، نحوه کارکرد، مواد سازنده و کاربردهای آن‌ها می‌پردازیم.

انواع کوره‌های پالایشگاهی

انواع مختلفی از کوره‌های پالایشگاهی وجود دارند که هر کدام برای مقاصد خاصی طراحی شده‌اند. در ادامه به برخی از انواع رایج کوره‌های پالایشگاهی اشاره می‌کنیم:

کوره‌های آتش مستقیم (Direct Fired Heaters)

این نوع کوره‌ها مستقیماً توسط شعله‌ی آتش از سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی، نفت یا پروپان گرم می‌شوند. کوره‌های آتش مستقیم به طور گسترده‌ای برای گرمایش مستقیم مواد خام، مانند نفت خام یا گازهای طبیعی استفاده می‌شوند.

  • نحوه کارکرد: شعله مستقیماً به لوله‌هایی که حاوی سیال هستند برخورد می‌کند و حرارت را به سیال منتقل می‌کند.
  • مواد سازنده: این کوره‌ها معمولاً از فولاد مقاوم در برابر حرارت و خوردگی ساخته می‌شوند تا تحمل دماهای بالا و شرایط خورنده را داشته باشند.
  • کاربردها: گرمایش نفت خام، تبخیر مواد شیمیایی و دیگر فرآیندهای حرارتی مستقیم

کوره‌های آتش غیرمستقیم (Indirect Fired Heaters)

در این نوع کوره‌ها، گرما به صورت غیرمستقیم از طریق یک واسطه حرارتی به سیال منتقل می‌شود. این واسطه می‌تواند یک فلز یا سیال حرارتی باشد که از طریق یک مدار بسته به گرما منتقل می‌شود.

  • نحوه کارکرد: حرارت توسط یک منبع خارجی تولید و به واسطه حرارتی منتقل می‌شود که سپس این واسطه حرارتی، گرما را به سیال منتقل می‌کند.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی با مقاومت بالا به حرارت و خوردگی، به همراه پوشش‌های سرامیکی برای افزایش کارایی انتقال حرارت
  • کاربردها: فرآیندهای حساس به آلودگی، گرمایش مواد شیمیایی و نفتی بدون تماس مستقیم با شعله

کوره‌های کراکینگ (Cracking Furnaces)

کوره‌های کراکینگ برای شکستن مولکول‌های بزرگتر به مولکول‌های کوچکتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فرآیند معمولاً برای تولید محصولات با ارزش‌تر مانند اتیلن و پروپیلن از نفت خام انجام می‌شود.

  • نحوه کارکرد: هیدروکربن‌ها در دماهای بسیار بالا (800 تا 900 درجه سانتی‌گراد) در حضور کاتالیزورهای خاص حرارت داده می‌شوند تا مولکول‌ها شکسته شوند.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی مقاوم به حرارت و خوردگی بالا، مواد سرامیکی و کاتالیزورهای خاص
  • کاربردها: تولید محصولات پتروشیمی مانند اتیلن، پروپیلن و دیگر ترکیبات آلی با ارزش

کوره‌های بازتولید حرارتی (Regenerative Thermal Oxidizers)

این کوره‌ها برای سوزاندن و از بین بردن آلاینده‌های آلی از گازهای خروجی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کوره‌ها به کاهش انتشار گازهای آلاینده و حفاظت از محیط زیست کمک می‌کنند.

  • نحوه کارکرد: گازهای آلاینده به داخل کوره هدایت شده و در دماهای بالا (حدود 800 تا 1200 درجه سانتی‌گراد) سوزانده می‌شوند تا آلاینده‌ها به ترکیبات بی‌ضرر تبدیل شوند.
  • مواد سازنده: فولاد ضد زنگ مقاوم به حرارت، مواد سرامیکی و آجرهای نسوز برای تحمل دماهای بالا
  • کاربردها: تصفیه گازهای خروجی از فرآیندهای پالایشگاهی و کاهش آلاینده‌های محیطی

کوره‌های با بستر سیال (Fluidized Bed Furnaces)

این کوره‌ها برای گرمایش و واکنش‌های شیمیایی در یک بستر سیال استفاده می‌شوند. ذرات جامد کوچک در جریان گاز به حالت سیال در می‌آیند و به عنوان بستر واکنش عمل می‌کنند.

  • نحوه کارکرد: ذرات جامد کوچک در جریان گاز به حالت تعلیق در می‌آیند و در این حالت سیال، حرارت به صورت یکنواخت به مواد منتقل می‌شود.
  • مواد سازنده: فولاد مقاوم به حرارت و خوردگی، مواد سرامیکی و کاتالیزورها.
  • کاربردها: احتراق زغال سنگ، تولید انرژی و واکنش‌های شیمیایی.

کوره‌های الکتریکی (Electric Furnaces)

این کوره‌ها از انرژی الکتریکی برای تولید حرارت استفاده می‌کنند و به خصوص در فرآیندهایی که نیاز به کنترل دقیق دما دارند کاربرد دارند.

  • نحوه کارکرد: جریان الکتریکی از طریق المنت‌های حرارتی عبور کرده و حرارت تولید می‌کند.
  • مواد سازنده: فولاد ضد زنگ، آجرهای نسوز، و المنت‌های حرارتی مانند نیکل-کروم
  • کاربردها: فرآیندهای پالایش نفت، تولید مواد شیمیایی خاص و فرآیندهای آزمایشگاهی

کوره‌های بخاری (Steam Boilers)

کوره‌های بخاری یا دیگ‌های بخار نقش حیاتی در تولید بخار برای فرآیندهای مختلف پالایشگاهی دارند. این کوره‌ها با سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی، نفت یا زغال‌سنگ کار می‌کنند.

  • نحوه کارکرد: آب در یک محفظه بسته گرم شده و به بخار تبدیل می‌شود. این بخار سپس برای به حرکت درآوردن توربین‌ها یا برای گرمایش فرآیندهای پالایشگاهی استفاده می‌شود.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی مقاوم به حرارت و خوردگی، مواد سرامیکی برای پوشش داخلی محفظه
  • کاربردها: تولید بخار برای نیروگاه‌های حرارتی، پالایشگاه‌های نفت، و فرآیندهای شیمیایی

کوره‌های تقطیر (Distillation Furnaces)

کوره‌های تقطیر برای جداسازی اجزای مختلف نفت خام بر اساس نقاط جوش آن‌ها استفاده می‌شوند. این کوره‌ها به پالایشگاه‌ها کمک می‌کنند تا محصولات مختلف نفتی را از یکدیگر جدا کنند.

  • نحوه کارکرد:‌ نفت خام در کوره گرم شده و به دماهای مختلف می‌رسد، سپس بخارات حاصل به ستون‌های تقطیر فرستاده می‌شوند تا بر اساس نقاط جوش خود جدا شوند.
  • مواد سازنده: فولاد ضد زنگ و مقاوم به حرارت، آجرهای نسوز برای پوشش داخلی
  • کاربردها: پالایش نفت خام و تولید محصولات مختلف مانند بنزین، دیزل و نفت سفید

کوره‌های واکنش شیمیایی (Chemical Reactors)

این کوره‌ها برای انجام واکنش‌های شیمیایی در دماهای بالا طراحی شده‌اند و معمولاً در فرآیندهای تولید محصولات پتروشیمی و مواد شیمیایی استفاده می‌شوند.

  • نحوه کارکرد: مواد واکنش‌دهنده در داخل کوره گرم می‌شوند تا واکنش‌های شیمیایی مورد نظر انجام شود. دما و فشار به دقت کنترل می‌شوند تا واکنش به صورت بهینه انجام شود.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی با مقاومت بالا به حرارت و خوردگی، پوشش‌های سرامیکی و کاتالیزورهای خاص.
  • کاربردها: تولید مواد شیمیایی مانند آمونیاک، متانول و اتیلن.

کوره‌های سوزاننده زباله (Waste Incinerators)

این کوره‌ها برای سوزاندن زباله‌های پالایشگاهی و تبدیل آن‌ها به خاکستر و گازهای بی‌ضرر طراحی شده‌اند. این فرایند به کاهش حجم زباله‌ها و مدیریت پسماندهای پالایشگاهی کمک می‌کند.

  • نحوه کارکرد: زباله‌ها در دماهای بسیار بالا سوزانده می‌شوند تا مواد آلی به خاکستر و گازهای بی‌ضرر تبدیل شوند.
  • مواد سازنده: فولاد مقاوم به حرارت، آجرهای نسوز و مواد سرامیکی برای تحمل دماهای بالا
  • کاربردها: مدیریت پسماندهای پالایشگاهی و کاهش حجم زباله‌ها در پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی

کوره‌های سولفورزدایی (Desulfurization Furnaces)

این کوره‌ها برای حذف گوگرد از نفت خام و محصولات نفتی طراحی شده‌اند. گوگرد موجود در نفت می‌تواند باعث ایجاد آلاینده‌های زیست‌محیطی شود، بنابراین حذف آن اهمیت زیادی دارد.

  • نحوه کارکرد: نفت خام یا محصولات نفتی در داخل کوره گرم شده و در حضور کاتالیزورهای خاص، گوگرد از آن‌ها جدا می‌شود.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی مقاوم به حرارت و خوردگی، کاتالیزورهای خاص برای فرآیند سولفورزدایی
  • کاربردها: تولید محصولات نفتی با گوگرد کمتر و کاهش انتشار آلاینده‌های گوگردی

کوره‌های فلاش (Flash Furnaces)

این کوره‌ها برای حرارت‌دهی سریع و تبدیل مایعات به بخار استفاده می‌شوند. این فرآیند معمولاً در تولید بخار برای فرآیندهای پالایش و پتروشیمی کاربرد دارد.

  • نحوه کارکرد: مایع وارد کوره می‌شود و به سرعت به بخار تبدیل می‌شود. این بخار برای فرآیندهای مختلف استفاده می‌شود.
  • مواد سازنده: فولاد آلیاژی مقاوم به حرارت، مواد سرامیکی برای پوشش داخلی.
  • کاربردها: تولید بخار فوری برای فرآیندهای پالایش و پتروشیمی.

کوره‌های پلاسما (Plasma Furnaces)

این نوع کوره‌ها از پلاسما برای ایجاد دماهای بسیار بالا استفاده می‌کنند و معمولاً در فرآیندهای خاصی که نیاز به دماهای بالا دارند، استفاده می‌شوند.

  • نحوه کارکرد: گاز به حالت پلاسما تبدیل می‌شود و دماهای بسیار بالا ایجاد می‌کند که برای ذوب یا تجزیه مواد استفاده می‌شود.
  • مواد سازنده: مواد مقاوم به دماهای بالا مانند تنگستن، مواد سرامیکی خاص.
  • کاربردها: فرآیندهای شیمیایی پیشرفته، تولید مواد خاص.

کوره‌های فرکانس بالا (High Frequency Furnaces)

این کوره‌ها از جریان الکتریکی با فرکانس بالا برای ایجاد حرارت استفاده می‌کنند و برای فرآیندهای حرارتی دقیق و سریع کاربرد دارند.

  • نحوه کارکرد: جریان الکتریکی با فرکانس بالا از طریق کویل‌ها عبور کرده و حرارت ایجاد می‌کند.
  • مواد سازنده: کویل‌های مسی، فولاد ضد زنگ، مواد عایق الکتریکی.
  • کاربردها: عملیات حرارتی دقیق، ذوب فلزات خاص.

کوره‌های خورشیدی (Solar Furnaces)

کوره‌های خورشیدی از انرژی خورشیدی برای تولید حرارت استفاده می‌کنند و در برخی موارد خاص که نیاز به انرژی تجدیدپذیر دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  • نحوه کارکرد: نور خورشید توسط آینه‌های منحنی جمع‌آوری و متمرکز می‌شود تا حرارت بالا تولید شود.
  • مواد سازنده: آینه‌های منحنی، مواد مقاوم به حرارت، سیستم‌های جمع‌آوری و انتقال حرارت.
  • کاربردها: آزمایش‌های علمی، تولید انرژی تجدیدپذیر.

کوره‌های شفت (Shaft Furnaces)

این کوره‌ها به صورت عمودی طراحی شده‌اند و مواد از بالای کوره وارد و از پایین آن خارج می‌شوند. این نوع کوره‌ها برای عملیات‌های پیوسته استفاده می‌شوند.

  • نحوه کارکرد: مواد از بالای کوره وارد شده و با حرکت به سمت پایین، تحت تأثیر حرارت قرار می‌گیرند.
  • مواد سازنده: فولاد مقاوم به حرارت، آجرهای نسوز.
  • کاربردها: ذوب فلزات، عملیات‌های حرارتی پیوسته.

کوره‌های القایی (Induction Furnaces)

کوره‌های القایی از میدان‌های مغناطیسی برای ایجاد حرارت استفاده می‌کنند و برای ذوب فلزات و عملیات‌های حرارتی دقیق مناسب هستند.

  • نحوه کارکرد: جریان الکتریکی از طریق یک سیم‌پیچ عبور کرده و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که فلزات را گرم می‌کند.
  • مواد سازنده: سیم‌پیچ‌های مسی، مواد عایق، فولاد مقاوم به حرارت.
  • کاربردها: ذوب فلزات، عملیات‌های حرارتی دقیق.

مزایا و معایب کوره پالایشگاهی

مزایا

قسمت بیشتر حرارتی که جهت پالایش نفت مورد نیاز است از طریق کوره‌ها تولید می‌شود.

معایب

یک چهارم هزینه پالایش مربوط به سوختی است که در کوره‌ها می‌سوزد.

کوره صنعتی

نتیجه‌گیری

کوره‌های پالایشگاهی نقش حیاتی در فرآیندهای مختلف پالایشگاه نفت و گاز ایفا می‌کنند. انتخاب نوع کوره مناسب بستگی به نوع فرآیند، دما، مواد مورد استفاده و نیازهای خاص هر عملیات دارد. این کوره‌ها از مواد مقاوم به حرارت و خوردگی ساخته شده‌اند تا بتوانند شرایط سخت پالایشگاهی را تحمل کنند و بهره‌وری و ایمنی فرآیندها را افزایش دهند.

ساخت کوره

شرکت پتروسازه بین الملل آرام مجری انواع کوره، برج تقطیر، برج خلا، وسل، فلر و… است. این مجموعه با بهره‌گیری از نیروهای متخصص و تجهیزات مورد نیاز، امکان ساخت کوره را دارا می‌باشد. جهت دریافت مشاوره تخصصی با کارشناسان ما تماس بگیرید.

منابع

  • Process Heating
  • Thermal Processing
  • Industrial Heating
  • PetroWiki
  • GlobalSpec
  • The Balance Small Business
پروژه‌های اجرا شده
اخبار و مقالات