پتروپالایشگاه، مسیر توسعه و تکمیل زنجیره ارزش

محسن انصاری پژوهشگر صنایع پتروشیمی

یکی از مدل های توسعه صنعت پتروشیمی، مدل ادغام بین مجتمع های پتروشیمی و پالایشگاهی است. مفهوم پتروپالایشگاه به معنای ایجاد یکپارچگی بین یک مجتمع پالایشگاهی و یک مجتمع پتروشیمی باهدف تنوع بخشی به محصولات تولیدی، ایجاد ارزش افزوده بیشتر، کاهش قیمت محصولات و افزایش بهره وری است. در کشور ما با توجه به اتخاذ سیاست های سوخت محوری مسیر توسعه صنایع پالایشی محدود به تولید سوخت شد و در نتیجه این رویکرد، صنعت پتروشیمی با یکی از جدی ترین چالش های خود یعنی کمبود خوراک مایع و رشد نامتوازن در جهت مجتمع های خوراک گازی روبه رو شده است. این در حالی است که در مجتمع های پتروپالایشی با هدف گیری صحیح می توان به طور همزمان به تولید سوخت و مواد پایه پتروشیمی دست یافت. از جمله عوامل دیگری که لزوم حرکت به سمت صنعت پتروپالایش را نشان می دهد می توان به مواردی چون : حاشیه سود پایین صنایع پالایشی سوخت محور، ارزآوری و درآمد بالاتر صنایع پتروپالایشی نسبت به پالایشگاه های سوخت محور، ایجاد اشتغال با نسبت بسیار بالاتر در صنایع پتروپالایشی با توجه به تولیدخوراک صنایع مادر، قابلیت تحریم پذیری کمتر محصولات تولیدی در این صنعت نسبت به خام فروشی و حرکت جهانی و رقبای منطقه ای به سمت توسعه صنعت پتروپالایش و تکمیل زنجیره ارزش با توجه به کاهش بیشتر سود صنعت پالایش در سال های آتی اشاره کرد .

با توجه به موارد فوق و مشکلات موجود در زمینه چالش تامین خوراک پتروشیمی و همچنین نگرانی های تامین سوخت کشور در آینده، توسعه صنعت پتروپالایش در کشور ضروری به نظر می رسد. برای دستیابی به این هدف می توان دو مسیر توسعه ای ایجاد پتروپالایشگاه های جدید در کشور و کیفی سازی و اصلاح پالایشگاه های موجود را متصور شد . درمورد مسیر اول، خوشبختانه در سال های اخیر برنامه ریزی ها و اقداماتی در جهت ایجاد پتروپالایشگاه ها در سطح کشور صورت گرفته است. پروژه ساخت پتروپالایشگاه شهید سلیمانی به عنوان اولین پتروپالایشگاه یکپارچه کشور در دولت جدید آغاز شده است. طبق برآوردها هزینه ساخت پتروپالایشگاه به ازای هربشکه نفت خام در حدود سی هزار دلار خواهدبود که متاسفانه به علت وجود تحریم ها و مشکلات حاکی از آن، این رقم برای کشور ما افزایش خواهد یافت. با توجه به ظرفیت 300 هزار بشکه ای خوراک پتروپالایشگاه شهید سلیمانی، این پروژه به حدود ده میلیارد دلارسرمایه گذاری نیاز خواهد داشت. طرح فوق با هدف کاهش کمبود های صنعت پالایش و پتروشیمی تعریف شده است .

براساس درصد محصولات تولیدی که نفت گاز با 35 درصد و سهم پانزده درصدی بنزین، پروپیلن یازده درصد، سوخت جت ده درصد و در مقیاس های کوچکتر  نفت کوره، پارازیلن، پروپیلن، اتیلن، گاز مایع می توان پیش بینی کرد که سیاست اتخاذ شده در این پروژه بر اساس توسعه خوراک پتروشیمی درنظرگرفته شده است. ازطرفی میزان نفت کوره تولیدی نیز حاکی از وجود واحدهای تبدیلی وضریب پیچیدگی مناسب این طرح است. اگرچه درصدهای ارائه شده در مورد محصولات تولیدی با تکنولوژی های تبدیلی حال حاضر در دنیا همخوانی ندارد و تولید 35 درصدی گازوئیل نیز یکی از نکات منفی طرح فوق محسوب می شود اما می بایست تا تکمیل اخبار و ارایه جزئیات بیشتر این طرح مهم توسط وزارت نفت برای نتیجه گیری صبرکرد. در مقایسه با طرح فوق می توان به پتروپالایشگاه Jamnagar مربوط به شرکت Reliance  هند اشاره کرد. این پتروپالایشگاه با ظرفیت 1.2 میلیون بشکه خوراک در روز نمونه کامل پارک کامل پتروشیمیایی درمنطقه آسیاست. این پالایشگاه با اعمال تغییرات درطی سال های گذشته به ضریب پیچیدگی 21 رسیده است. این ضریب پیچیدگی حاکی از تنوع و به روز بودن واحدهای این مجموعه برای تبدیل نفت خام به محصولات با ارزش افزوده بالا است. همچنین ترکیب خوراک نفت خام و گاز در این پتروپالایشگاه باعث انعطاف این مجتمع برای تولید محصولات متنوع پتروشیمی وپالایشی شده است. نکته مهم درمورد این پتروپالایشگاه توجه به احداث واحدهای تکمیلی در خود این مجتمع است. به طور مثال در زنجیره ارزش اتیلن با تلفیق خوراک آروماتیک تولیدی در خود مجتمع طیف گسترده ای از محصولات پلی اتیلن ترفتالات در گریدهای متنوع تولید می شود. این درحالیست که محصولات همین زنجیره در کشور ما به علت کمبود واحدهای آروماتیک به میزان کافی وجود ندارد و درمقاطع مختلف به علت کمبود این محصولات صنایع پایین دست دچار مشکلات شده اند.

مسیردوم استفاده از ظرفیت های پالایشی موجود در کشور و بهینه سازی این ظرفیت ها به منظور افزایش تولید خوراک پتروشیمی و همچنین بهبود وضعیت تامین سوخت کشور است. در حال حاضر ظرفیت پالایشی کشور در حدود 1.8 میلیون بشکه در روز است که عمده محصولات پایه پتروشیمی تولیدی در مجتمع ها محصولاتی مانند گازمایع(LPG) و نفتا هستند که به علت عدم تکیل زنجیره ارزش مرتبط با LPG این محصول یا درسبدسوخت قرار می گیرد و یا به صورت خام صادرمی شود. در مورد نفتا نیز به علت نیاز کشور به تولید بنزین، بخش زیادی از محصول تولیدی به بنزین تبدیل و مقدار اندکی به پتروشیمی ها تحویل داده می شود. فارغ از موارد فوق بزرگترین مشکل صنعت پالایش در کشور، ضریب پیچیدگی پایین این صنعت نسبت به سایر رقبای جهانی و منطقه ای و عدم استفاده از پتانسیل عظیم نفت کوره به عنوان خوراک پتروشیمی هاست. ضریب پیچیدگی به معنای ساده توان یک مجتمع پالایشی برای تبدیل نفت خام و محصولات سنگین به محصولات سبک تر و با ارزش بیشتر اطلاق می شود.

شماتیکی از یک پالایشگاه پیشرفته

طبق ضرایب نلسون، پالایشگاه هایی با ضریب پیچیدگی بالا به سمت پتروپالایشگاه متمایل شده و در خوداین مجتمع ها واحدهای پایین دستی پتروشیمی نیز وجود دارد. یکی از فرآیندهای موثر در افزایش ضریب پیچیدگی واحد شکست کاتالیستی است. در این واحد ها نفت کوره و سایرمحصولات سنگین تولیدی در پالایشگاه به مواد سبک تر و با ارزش بالاتر تبدیل می شوند. ازاین رو نفت کوره تولیدی در پالایشگاه های کشور در صورت احداث واحدهای تبدیلی می تواند به عنوان خوراک این واحدها استفاده شود. در ایران نفت کوره با تولید بیش از 64 میلیون لیتر در روز در سال 1400 ؛ حدود 18 % از کل تولیدات پالایشی را دربرمی گیرد که در صورت درنظر گرفتن باقیمانده های برج تقطر خلا به میزان 16 میلیون لیتر درسال می توان نتیجه گرفت 23 % از خوراک ورودی به محصولات کم ارزش تبدیل می شود.طبق آمار سالیانه 20 میلیون تن نفت کوره و نفت سفید از کشور صادرمی شود که با سرمایه گذاری صحیح، بهینه سازی وافزایش ضریب پیچیدگی می توان از خام فروشی این محصول جلوگیری کرد و این محصول را به سوخت و یا خوراک پتروشیمی جهت تکمیل زنجیره ارزش خوراک مایع تبدیل نمود. براساس قانون مصوب مجلس شورای اسلامی در سال 1389 ماده 59 قانون اصلاح الگوی مصرف انرژی،  می بایست دولت ها ظرف 15 سال متوسط تولید نفت کوره را به 10 % کاهش دهند.  بر این اساس روزانه حدود 235 هزار بشکه نفت خام، بیشتر از مقدار معین شده در قانون، به نفت کوره تبدیل می شود. با احتساب اختلاف قیمت بین نفت کوره و نفت خام، سالانه حدود 1 میلیارد دلار خسارت به کشور وارد می شود. درصورتی که هزینه فرصت تبدیل نفت کوره به فرآورده های سبک تر مانند گازمایع ، بنزین و گازوئیل را در نظر بگیریم این مبلغ به 1,5 میلیارد دلار در سال افزایش می یابد که رقم بسیار چشمگیری است.

نکته مهم دررابطه با کیفی سازی محصولات پالایشگاهی و احداث واحدهای تبدیلی انتخاب استراتژی مناسب بر مبنای هدف توسعه است. زیرا با وجود لایسنس های مختلف در حوزه فرآیندهایی تبدیلی، محصولات تولیدی می تواندبه سمت سوخت محوری یا سود محوری( خوراک پتروشیمی) تغییر کند. در حال حاضر دو مجتمع در کشور دارای واحد شکست کاتالیستی. پالایشگاه آبادان(FCC) و پالایشگاه شازند(RFCC) با ظرفیت های 40 و 90 هزاربشکه در روزکه سهم تولید سوخت نسبت به خوراک پتروشیمی در آن ها بیشتراست. برای مقایسه بهتر در این زمینه پالایشگاه شازند با بالاترین ضریب پیچیدگی در کشور را با پتروپالایشگاه پتروربیغ عربستان سعودی مقایسه می کنیم. پالایشگاه پتروربیغ با ظرفیت 160 هزاربشکه در روز نفت خام و 95 میلیون فوت مکعب گاز اتان در روز در حال فعالیت است. در این پالایشگاه فرآیند HO-FCC به عنوان فرآیند تبدیل کاتالیستی انتخاب شده است که ظرفیت این واحد معادل ظرفیت واحد RFCC پالایشگاه شازند است. با توجه به اتخاذ سیاست سود محور و ارجح دانستن تکمیل زنجیره ارزش نسبت به خام فروشی یا سوخت محوری انتخاب تکنولوژی شکست کاتالیستی الفین محور باعث تولید 900 هزار تن پروپیلن در سال شده است که این مقدار بیش از 3 برابر پروپیلن تولیدی در پالایشگاه شازند با ظرفیت مشابه است. پروپیلن تولیدی در این مجتمع در واحدهای پایین دستی جهت تکمیل زنجیره ارزش پروپیلن مصرف می شود. علاوه برپتانسیل قابل استفاده توسط واحدهای تبدیلی، ظرفیت های دیگری نیز در صنعت پالایش موجود است که در صورت برنامه ریزی مناسب می توان از آن ها نیز برای افزایش تولید خوراک پتروشیمی استفاده کرد. برای مثال Off Gas واحدهای FCC غنی از الفین ها هستند. برای مثال در صورت جداسازی این مواد در پالایشگاه شازند می توان سالانه 60هزارتن اتیلن تولیدکرد. مورد قابل استفاده دیگر ترکیبات غیراشباع موجود در جریان گازمایع (LPG) تولیدی در پالایشگاه است. جریان LPG غنی از ترکیباتی است که می توانند به عنوان خوراک پتروشیمی مورد استفاده قرار بگیرند. ترکیباتی مثل ایزوبوتان، سیس- ترنس بوتان وحتی بوتادین که می توان برای تکمیل زنجیره ترکیبات بوتان و تولید رابرهای مختلف به کار برد. طبق آنالیزهای موجود می توان از جریان LPG تولیدی در پالایشگاه شازند سالانه 170هزارتن ایزوبوتان استحصال نمود و به عنوان خوراک واحدهای بوتادین استفاده کرد.

طبق گزارش های موجود 45% از اتیلن، 55% پروپیلن و80% آروماتیک در دنیا توسط پتروپالایشگاه ها تولید می شوند درحالی که تولید این مواد براساس خوراک مایع سهم اندکی از سبد تولیدی محصولات پتروشیمی ماست. توسعه صنعت پالایش امروزه در دنیا با تغییر نگرش همراه است و علاوه بر تولید سوخت، پالایشگاه ها با هدف تولید محصولات پتروشیمی نیز احداث می شوند. نمونه های متعددی از توجه به این سیاست در کشورهای مختلف دنیا قابل مشاهده است. روسیه یکی از بزرگترین تولیدکنندگان گاز دنیاست. اما صنعت پتروشیمی خود را با رویکرد پتروپالایشی و تلفیق خوراک های مایع و گازی توسعه داده است. حتی در کشوری مثل کره جنوبی که تولیدکننده نفت نیز نیست، این مسئله قابل مشاهده است. در ایران بحث پتروپالایشگاه ها در زمینه برنامه ریزی و مدیریت دچار مشکلاتی بوده است.  جدایی نهادهای برنامه ریزی و توسعه دهنده صنعت پالایش و صنعت پتروشیمی از یکدیگر مشکلاتی را برای هر دو صنعت ایجاد کرده است. این در حالیست که باتلفیق صنعت پالایش و پتروشیمی و تولید فراورده هایی با ارزش بالاتردرکنار اینکه صنعت پتروپالایش از اقتصاد مطلوب تر و جذابتری برخوردار خواهد بود، تولیدخوراک صنایع مادر نیزدرکشور افزایش خواهد یافت و نتایج مثبت اقتصادی قابل مشاهده خواهد بود. پیشنهاد می شود نگاه و رویکرد تلفیقی در مالکیت و مدیریت صنعت پالایش و پتروشیمی بیشتر مورد توجه قرار گیرد چرا که عدم اتخاذ سیاست های صحیح در گذشته منجر به توسعه نامتوازن و ناهمگون هر دو صنعت شده است.