واژه پتروشیمی از دو کلمه “پترول ” و “شیمی ” ترکیب شده و مفهوم لغوی آن مواد شیمیایی حاصله از نفت است. ایـن واژه برای اولین بـار در سال ۱۹۴۲ توسط عده‌ای از سازندگان مواد شیمیایی، برای تبلیغات به کار برده‌شد. به طور کلی مواد در صنایع پتروشیمی، آن گروه از محصولات شیمیایی می‌باشند که از طریق تغییر شکل پیدا کردن یا فعل و انفعالات پارتی از هیدروکربورهای نفت یا گاز طبیعی با بقیه مواد ساخته‌می‌شوند. محصولات پتروشیمی دارای مسائل استعمال عمومی و صنعتی زیاد از قبیل پارچه (نایلون، دارکرون، پشم و پنبه مصنوعی) لوازم الکتریکـی، کودهای شیمیایی، حلال‌ها، مواد پاک کننده و غیره است.
محصولات صنایع پتروشیمی را می‌توان به سه دسته معین تقسیم کرد:
- محصولات بنیادی مثل اتیلن، پروپیلن، گوگرد، بنزین، آمونیاک و غیره. ایـن محصولات پایه و اساس محصولات زیاد دیگر پتروشیمی را تشکیل می‌دهد.
- محصولات میانی که از محصولات بنیادی تولیدشده و مواد اولیه کارخانه‌های تولیدکننده محصولات نهایی را تشکیل می‌دهند. مثل پلی کلروروینیل (پی وی سی)، ملامین و…
- محصولات نهایی که برای ساختن لوازم و وسائل مورد استفاده صنایع و عموم مردم به کار می‌روند؛ مثل الیاف مصنوعی، اشیای پلاستیکـی، لاستیک، کودهای شیمیایی و غیره.
مسائل استعمال و ارزش جهانی محصولات صنایع پتروشیمی
امروزه زندگی بدون محصولات پتروشیمی بسیار مساله است. در ایـن بخش مسائل استعمال بعضی محصولات پتروشیمی را بطور خلاصه بیان خواهیم کرد.
کودهای شیمیایی
کودهای شیمیایی علت بسیار اثر گذاری در ازدیاد محصولات کشاورزی جهان می‌باشند. بدون استفاده آنها به یقین می‌توان گفت که جمعیت جهانی دچار مضیقه‌ی شدید غذایی خواهد شد. در بعضی کشورها در اثر کشت و زرع در سـال‌های زیاد، مواد غذایی زمین تحلیل رفته‌است و چنانچه زمین با کودهای مناسب تغذیه نشود، برداشت محصول بسیار کم است. امروزه پایه و اساس کود شیمیایی را ” ازته و آمونئیاک ” تشکیل می‌دهد.
پلاستیک
پلاستیک‌ها در بیشتر احتیاجات عمومی و صنعتی سهم مهمی دارند و رکن بنیادی زندگی امروزی را تشکیل می‌دهند. امروزه بخش اعظم یک قایق را پلی استرهای مسطح تشکیل می‌دهد. در هر ماشین بیش از ۱۴ کیلوگرم و در هواپیماهای مافوق صوت، بیش از ۲/۵ تن پلیمرهای مصنوعی استفاده خواهد شد. پلاستیک‌ها در تسخیر فضا سهم اثرگذاری داشته‌اند. بدون پلاستیک، ساخت لباس فضائی نسبتا غیرممکن بود. پلاستیک‌ها همچنین در ساخت لوازم ساختمانی، کف پوش، کیسه و بسته‌بندی، عایق‌بندی، بطری، لوازم طبی، جراحی و غیره به کار می‌روند. یکی دیگر از محصولات پتروشیمی لاستیک هست که به میزان زیادی در ساخت تایر وسایل نقلیه به کار می‌رود. ولی مسائل استعمال زیاد دیگری از قبیل استفاده در ساخت لوله، پوشش کابل، تسمه نقاله و غیره دارد.
الیاف‌های مصنوعی
الیاف‌های مصنوعی به علت دارا بودن فوائد فیزیکی و شیمیایی متفاوت مسائل استعمال گوناگون دارند. برای مثال نایلون سـال‌ها در ساخت جوراب به کار میرفت. سپس در جهت ساخت پوشاک، پرده، پارچه‌های گوناگون و غیره مورد استفاده قرار گرفت. الیاف پلی استر که آنها را داکرون و تریلن می‌نامند حتی از الیاف طبیعی و مصنوعی دیگر قدرت بیشتری دارند. استفاده از ایـن نوع الیاف به علت داشتن فوائد گوناگون مثل چروک نشدن سریع، زیاد شده‌است. الیاف پلی استر به میزان زیادی در ساخت پارچه، پرده، فرش، تسمه‌های نقاله، طناب و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مواد پاک‌کننده
مواد پاک‌کننده به میزان زیادی چه در صنعت و چه در مصارف خانگی جایگزین صابون شده‌است. ایـن مواد نه تنها جهت شست و شو به کار می‌روند بلکه دارای ویژگی میکروب کشی نیز می‌باشند.
علاوه‌بر آنچه گفته شد مواد پتروشیمی مسائل استعمال زیاد دیگری دارند. مواد سمی مثل حشره‌کش ها، حلال‌ها، مواد منفجره، مواد ضدانفجار، مواد رنگی، چسب‌های نواری، چسب مایع، بر چسب های کاغذی و صنعتی و انواع رنگ‌های ساختمانی.
فرآورده‌های نفتی
گام پیچیده بعدی روش رساندن فرآورده‌های نفتی بعد از تهیه فرآورده‌های حاصل از نفت، به خریداران خواهد بود. برای انتخاب راه حمل فرآورده‌ها بایستی عوامل متعددی را در نظـر گرفت که عبـارتند از : نرخ هزینه حمل، میزان فرآورده‌ها و مسافت بین مراکز توزیع و استفاده کنندگان. نفت یک ماده چند خاصیتی است. روغن موتور، موم، وسائل جلاکاری و اکثر داروها و وسائل آرایش همه مواد خام خود را از نفت می‌گیرند. صنعت پتروشیمی فرآورده‌های بیشماری به ما می‌دهد که برای صنایع و زندگی روزمره ما ارزش بسیار دارد.
فرآورده‌های نفتی اکثرا به صورت عمده از پالایشگاه خارج می‌شوند. البته بعضی از آنها قبلا در قوطی یا بشکه بسته‌بندی شده و آماده تحویل به مشتری می‌باشند. مشتریان عمده مثل کارخانه‌های برق یا کارخانه‌های شیمیایی بعضی اوقات سفارشات خود را به وسیله لوله، کامیون، راه آهن یا کشتی مستقیما از پالایشگاه دریافت می‌کنند. مشتریان کوچکتر عموما احتیاجات خود را از مراکز و انبـارهای توزیع که (پایانه) یا (انبـار) نامیده‌می‌شوند دریافت می‌کنند. فرآورده‌ها به وسیله کشتی یا با کامیون‌های نفتکش و یا واگن‌های نفتکش راه آهن برای خریداران حمل می‌شوند.
وظیفه با ارزش و پیچیده یک شرکت نفتی اینست که یقین حاصل نماید محصولات مورد نیاز به مقادیر درست در وقت مقرر به مقصد معین تحویل گردد. علاوه‌برایـن شرکت‌ها دائما کوشش دارند که با برنامه‌های تحقیقی خود مرغوبیت فرآورده‌ها و خدمات و راهنمایی‌های فنی ضروری را تامین کنند. اصولا هفت یا هشت گروه بنیادی فرآورده نفتی وجود دارد ولی بایستی افزود که هر گروه حاوی چندین نوع فرعی هست که کاربرد متفاوت دارند. فرآورده‌هایی که از اجزا سبکتر ساخته‌می‌شوند بیشتر برای وسایل حمل و نقل و ایجاد گرما و نور بکار می‌روند.
نفت
نفت عمدتا به عنوان ماده خام صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاز سبک (LPG) عموما بصورت سیلندر و بطری عرضه می‌گردد و معمولا در مسکن، هتل، رستورانها و موسسات دیگـر به عنوان سوخت آشپزی و گرما بکار می‌رود. در چند کشور از جمله الجزایر و هلند به عنوان سوخت ماشین نیز استفاده می‌شود. در ژاپن بیشتر تاکسی‌ها از ایـن سوخت استفاده می‌کنند. ولی اما ماده‌ای که بیش از همه با ماشین رابطه دارد همـان بنزین است. ماشینران امروزی انتظار دارد ماشینش در سرمای صبحگاهی براحتی روشن شود و براه افتد.
از ایـن رو بنزین‌های مدرن آمیخته‌ای از مواد اضافی از قبیل ضد یخ، ضد کوبش و مواد شستشو دهنده است. شرکتهای نفتی همواره با کارخانه‌های موتورسازی در رابطه نزدیک می‌باشند تا بتوانند مواد سوختی مناسب موتورهای مدرن را به عمل آورند. در ابتدا بنزین مثل بقیه اجناس در فروشگاه‌های وسایل فنی و یا فروشگاه‌های مواد غذایی به فروش می‌رسید. با افزوده شدن تقاضا، پمپ بنزین‌های اختصاصی احداث شد که بعضی از آنها تعمیرگاه داشتند. در تعمیرگاه‌های مدرن تکیه روی سرعت تحویل و سهولت کار می‌باشد. بعضی از آنها ۲۴ ساعته باز می‌باشند و مجهز به پمپ‌های سیستمی هستند که مشتری می‌تواند با استفاده از کارت اعتبـاری ترتیبی دهد تا بهای جنس خریداری‌شده مستقیما از حساب بانکی آنها برداشت شود. اکثر ایـن موسسات، اجناس دیگری از قبیل مواد غذایی و گل می‌فروشند. بعضا سرویس خشک‌شویی و کافه تریا نیز دارند.
نفت چراغ
نوع دیگری از سوخت به نام ” نفت چراغ ” در هواپیماهای غیر نظامی بکار می‌رود. با دقت به ایـن که هواپیماهای مسافربری سـالانه بیش از ۱۵۰۰ میلیارد کیلومتر پرواز می‌کنند نگفته پیداست که ایـن ماده سوختی چه بازار وسیعی دارد. اکثر کشورهای در حال گسترش برای حفظ منابع طبیعی خود معمولا برای گرما و روشنایی بجای هیزم نفت چراغ استفاده می‌کنند.
قیر
سنگین ترین رسوبات یعنی قیر مصارف وسیعی برای آسفالت کاری به عنوان پوشش عایق رطوبتی سدها، تونل ها و مخازن آب دارد.
روغن کاری
از بعضی رسوبات، مواد خام مورد نیاز جهت تهیه مواد روغن کاری بدست می‌آید. نفت دست‌نخورده بصورت عمده به کارخانه روغن سازی حمل خواهد شد و در آن جا طبق فرمول‌های ویژه با مواد شیمیایی ویژه‌ای آمیخته می‌گردد. هر نوع ماشینی از یخچال کوچک خانگی تا ماشین آلات غول آسای ماشین سازی، احتیاج به روغن کاری دارد. پس بازار مواد روغن کاری وسیع و در عین حال بسیار پیچیده هست. چون بایستی برای هر کاربردی یک فرآورده ویژه تولید گردد.
مواد شیمیایی بیشماری که از نفت مشتق می‌گردد بایستی مورد بحث ویژه قرار گیرد. صنعت پتروشیمی با صنعت نفت بستگی نزدیک دارد. در واقع اکثر کارخانه‌های پتروشیمی سازنده فرآورده‌هایی می‌باشند که با فرآورده‌های ساخته‌شده از منابع کمیاب طبیعی رقابت دارند. از قبیل لاستیک مصنوعی بجای لاستیک طبیعی و پودر شستشو بجای صابون. همینطور فرآورده‌های کاملا تازه‌ای از آنها ساخته‌خواهد شد که زندگـی روزانه ما را دگرگون کـرده‌است. مانند اشیا پلاستیکـی برای مسکن، وسائل بسته بندی در سوپر مارکت، پارچه های “بشور و بپوش ” مواد رنگرزی، وسائل چسب و انواع رنگ. صنعت شیمی برای ساخت مواد خام خود جهت تهیه هزاران فرآورده‌ای که موجبات آسایش و سهولت زندگـی مدرن را فراهم می‌کنند متکی به مواد نفتی هست.
حفاظت محیط زیست
دقت صنعت نفت به محیط زیست تازگی ندارد. تجارت نفت مستلزم عملیات بسیار وسیع و متعددی هست. سکوهای عظیم الجثه، کشتی های نفتکش، پالایشگاه ها، هزاران کیلومتر خط لوله که همگی در محیط زیست اثر می‌گذارند. از سـال‌ها پیش شرکتهای نفتی میزان زیادی از وقت و بودجه خود را برای پیدا کردن راه‌هایی جهت کم شدن آثار نامطلوب عملیات خود بر روی محیط زیست صرف کـرده‌اند.
شرکتهای نفتی و دولتها در ایـن زمینه همکاری می‌کنند و در مقیاس بین‌المللی کوشش دارند ایـن تعادل را تامین نمایند. در ایـن چند سـال اخیر اثرات عملیات نفتی برروی محیط زیست موضوع بحث‌های وسیعی بوده‌است. ایـن اثرات مثل ریزش تصادفی نفت یا فرآورده های نفتی ممکن است کوتاه مدت باشد. و یا دراز مدت مثل مسـاله گرم شدن محیط کره زمین و یا آسیب به اوزون که اثرات آن در جهانی که نسل‌های آینده از ما به ارث می‌برند مشهود خواهد شد.
پتروشیمی چیست ؟
بیش از نیم قرن از استفاده فرآورده‌های نفتی به غیر از سوخت می‌گذرد. به مرور زمان و با پیشرفت علم و تكنولوژی، انسان تعداد روزافزونی از ئیدروكربنها را به طور ناب از بقیه فرآورده‌های نفتی جدا كرده و به استفاده تولید بقیه مواد شیمیایی و صنعتی رسانیده‌است . صنایع وابسته به نفت را كه از مواد نفتی محصولات غیرنفتی می‌سازند، صنایع پتروشیمی می‌نامند. مواد اولیه حاصل از صنعت نفت كه برای ساخت بقیه فرآورده‌های شیمیایی به كار می‌رود مواد پتروشیمی نامیده می‌شود.
هم اکنون از كل ئیدروكربنهای تولیدی در جهان تنها حدود 5% یا كمی بیشتر به عنوان مواد اولیه در صنایع پتروشیمی استفاده می‌شود. ولی ارزش فرآورده‌های ساخته‌شده از ایـن 5% حدود 2% ارزش محصولات نفتی هست كه از بقیه 95% ئیدروكربنهای تولیدی به فروش می‌رسد. پس كاملاْ منطقی هست كه حتی‌المقدور از استفاده ایـن ئیدروكربنها به عنوان مولد انرژی جلوگیری به عمل آید و اولویت خاصی برای استفاده از ایـن ذخایر ارزشمند و محدود در جهان در صنایع پتروشیمی داده شود.
گسترش صنایع پتروشیمی اثرات چشمگیر و پرارزشی در پیشرفت اقتصادی و بالا بردن سطح تكنولوژی در جهان و در سـال‌های اخیر در ایران داشته است. به عنوان مثال در كارخانه كود شیمیایی شیراز و مجتمع پتروشیمی بندر امام خمینی با استفاده از گاز طبیعی و نیتروژن هوا سـالانه صدها هزار تن آمونیاك تولید می‌شود. آمونیاك حاصل همراه با مواد دیگـر برای ساختن مقادیر زیادی اوره و نیتریك اسید و آمونیوم نیترات و كودهای آمیخته و غیره به كار می‌رود.
مجتمع پتروشیمی آبادان با استفاده از گاز اتیلن و پروپن حاصل از پالایشگاه نفت آبادان سـالانه مقادیر زیادی پلاستیك نوع P.V.C همراه به هزاران تن سود سوزآور و نوعی فرآورده شیمیایی به نام دودسیل بنزن تولید می‌کند. از ماده اخیر در كشور ما برای ساخت پودرهای رخت‌شویی (پاك‌كننده غیرصابونی) استفاده می‌كنند. انواع فرآورده‌های شیمیایی آروماتیك در آبادان تولید می‌شود.
مجتمع صنایع پتروشیمی ایران كه از بزرگترین مجتمع‌های جهان خواهد بود عهده‌دار ساخت مقادیر زیادی مواد شیمیایی گوناگون از قبیل مواد زیر است:
كلرید اتیلنو كلرید وینیلو پلی اتیلنو پلی پروپیلنو كائوچوی مصنوعی و بنزنو آنیلین و مشتقات آنو سود سوزآور و گاز مایع. در كارخانه دوده‌سازی (كربن بلاك) اهواز دوده ساخته‌می‌شود. ایـن ماده از سوختن ناقص گاز طبیعی حاصل می‌شود که در رنگسازی، لاستیك سازی و بعضی صنایع دیگـر ارزش زیاد دارد. صنایع با ارزش دیگری چون ساخت انواع پلاستیك‌ها، نایلن‌ها و الیاف مصنوعی، داروهای گندزدا و حشره‌كشها، شامپوها و كرمها، مواد منفجره و … وابسته به صنایع پتروشیمی است.
پلیمرها
پلیمر كه امروزه در تهیه انواع وسیله‌ها نقش بسیار مهمی دارد یكی از محصولات ارزشمند صنعت پتروشیمی است. این مواد یا ماكرومولكولها، مولكولهایی با جرم مولكولی بسیار زیاد می‌باشند كه از به‌هم پیوستن مولكولهای آسان و كوچك بوجود می‌آیند. ایـن مولكولهای آسان را مونومر می‌نامند.
پلیمر پلی‌لاتیلنو از بهم پیوستن مولكولهای اتیلن تحت فشار زیاد و گرمای ۱۰۰ تا ۴۰۰ درجه بدست می‌آید. پلاستیك نوع P.V.C از بهم پیوستن مولكولهای كلرید وینیل حاصل می‌شود. در صنعت پتروشیمی از واكنشهایی مثل كراكینگ ( شكستن مولكولهای بزرگ به مولكولهای كوچك) و آنتی‌كراكینگ ( اتصال مولكولهای كوچك و تبدیل آنها به مولكولهای بزرگ) استفاده می‌كنند.
تقسیم بندی صنایع پتروشیمی
یکـی از مهمترین خصوصیات صنعت پتروشیمی ارزش افزوده بسیار بالای آن است. بدین مفهوم که با تغییرات شیمیایی و فیزیکـی بر روی هیدروکربورهای نفتی و گازی می توان ارزش محصول را به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد افزوده شدن داد. از خصوصیات دیگـر ایـن صنعت تنوع محصولات آن و تأمین مواد اولیه هزاران کارگاه و کارخانه صنایع پایین دستی آن است که از نظـر اشتغال زایی و کسب درآمدهای ارزی و قطع وابستگی نقش بسیار اثر بخشی در اقتصاد کشور دارد.
تولید محصولات پتروشیمی به گونه‌ای است که اکثراً یک واحد میزان بنیادی در بالا دست ماده اولیه واحدهای دیگـر را تولید می‌نماید. مثلا واحد میزان الفین که با تولید اتیلن و پروپیل نیاز واحدهای پلی اتیلن و پروپیل را تأمین می‌نماید.
در صنایع وابسته به نفت هرچه به سمت محصولات نزدیک به بازار متمایل شویم با فرصت‌های شغلی بیشتر و کم هزینه تر روبرو هستیم. به نحوی که طبق گزارشات معتبر بین المللی برای ایجاد هر شغل در صنعت پالایش به حداقل ۵۰۰ هزار دلار و در صنایع بالا دستی پتروشیمی ۳۶۰ هزار دلار سرمایه گذاری نیازمندیم. در حالیکه در صنایع پایین دستی پتروشیمی مثل صنایع پلاستیک با صرف هزینه‌ای به مراتب کمتر می‌توان به ایجاد اشتغال پرداخت.
واحدهای بالا دستی Upstream units (پالایشگاه‌ها) صنایع پتروشیمی
در ایـن واحدها هیدروکربن‌های سبک خطی حل پر قدرت اشباع و یا غیر اشباع موجود در نفت خام و یا موجود در گاز طبیعی به صورت آمیخته‌های چندتایی از بقیه هیروکربن‌ها جداشده و به عنوان مواد اولیه برای واحدهای بنیادی فرستاده‌می‌شـود .
واحدهای بنیادی Basic core units (کراکینگو الفین آروماتیک) صنایع پتروشیمی
در ایـن واحدها مواد اولیه به مواد پایه مثل متان و گاز سنتزو اولفین ها، دی اولفین ها، حل پر قدرت ها و کلرو گوگرد تبدیل می‌شوند
واحدهای واسطه‌ای Intermediate units (واحدهای دی کلرواتیلنو کلرور وینیل جهت تولید PVC) صنایع پتروشیمی
در صنایع پتروشیمی به واحدهایی واسطه می‌گویند که از نظـر خط تولید و برحسب ضرورت در بین واحدهای بنیادی و واحدهای نهایی قرار گرفته‌باشند. با دقت به ایـن که مواد نهایی وجود داشته باشد. مثلاً برای تولید پی وی سی از اتیلن نیاز به دو واحد میزان واسطه‌ای یکـی جهت ساختن دی کلرواتیلن و دیگـری جهت ساختن کلرور وینیل از آن نیاز است.
واحدهای نهایی End units (وامیزان تولید پی وی سی و لاستیک مصنوعی) صنایع پتروشیمی
در ایـن واحد میزان فرآورده نهایی پتروشیمی تولید و به بازار عرضه می‌گردد.
واحدهای پایین دستی Downstream units (واحدهای تولید کننده لاستیکـی ) صنایع پتروشیمی
در واحدهای پایین دست پتروشیمی فرآورده‌های نهایی پتروشیمی به محصولات مصرفی تبدیل می‌شوند. واحدهای تولید الیاف مصنوعی پلاستیکـی و لاستیکـی از مهمترین واحدهای پایین دست پتروشیمی محسوب می‌گردند.
خوراک مجتمع‌های صنایع پتروشیمی
با دقت به نوع فرآیندهای موجود در مجتمع‌های پتروشیمی خوراک مصرفی آنها مفرق است. مفرق حاوی گاز شیرین و ترش، نفتای سبک و سنگین، NGL ، LPG و خاک فسفات می‌شـود.