กระบวนการผลิตแว๊กซ์จากน้ำมันปิโตรเลียม

กระบวนการผลิตแว๊กซ์จากน้ำมันปิโตรเลียม 

(Petroleum Wax Process)

แว๊กซ์หรือไขที่ได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมันปิโตรเลียมนั้น จะได้มาจากกระบวนการผลิตน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานจากน้ำมันปิโตรเลียม โดยเริ่มจากจะต้องเลือกใช้น้ำมันดิบประเภท Paraffinic Base Oil หรือ Naphthenic Base Oil ซึ่งวัตถุดิบสำหรับการผลิตน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานหรือ Lube Base Oil ก็คือ กากที่เหลือจากการกลั่นภายใต้หอกลั่นบรรยากาศหรือ Long Residue โดยมีกระบวนการและขั้นตอนต่างๆ ดังต่อไปนี้

1.       กระบวนการกลั่นแบบลำดับส่วน (Fractional Distillation)

น้ำมันดิบจากถังเก็บจะถูกสูบด้วยเครื่องสูบขนาดใหญ่ที่มีความดันสูงผ่านเครื่องถ่ายเทความร้อนจนได้อุณหภูมิสูงเพื่อเข้าสู่หน่วยกำจัดเกลือ (Desalter) เพื่อทำการแยกน้ำและเกลือที่ติดมากับน้ำมันดิบออก จากนั้นน้ำมันดิบจะผ่านเข้าเตาเพื่อเพิ่มอุณหภูมิความร้อนประมาณ 315-371 องศาเซนเซียส หรือประมาณ 600-700 องศาฟาเรนไฮต์ น้ำมันดิบที่ร้อนและไอร้อนจะไหลผ่านเข้าไปสู่ตอนล่างของหอกลั่นบรรยากาศ (Atmospheric Fractionation Tower)

1.1 หอกลั่นบรรยากาศ (Atmospheric Fractionation Tower)

คือ กระบวนการกลั่นน้ำมันปิโตรเลียมซึ่งทำการกลั่นแยกประเภทน้ำมันเชื้อเพลิงที่มีจุดเดือดต่ำ จากการกลั่นในหอกลั่นบรรยากาศจะได้ผลิตภัณฑ์ก๊าซ, น้ำมันเบนซิน, น้ำมันเครื่องบิน,น้ำมันก๊าด, น้ำมันดีเซล และ กากส่วนที่เหลือจากการกลั่นภายใต้หอกลั่นบรรยากาศ หรือ กากบรรยากาศ ที่เรียกว่า Long Residue หรือ Atmospheric Residue หรือ Top Crude ซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานหรือ Lube Base Oil น้ำมันตัวนี้จะถูกไปกลั่นต่อที่หอกลั่นสุญญากาศ (Vacuum Fractionation Tower) ต่อไป

 

หอกลั่นบรรยากาศ (Atmospheric Fractionation Tower)

องค์ประกอบต่างๆ	จุดเดือด (oC)	สถานะ	จำนวนคาร์บอนอะตอมในโมเลกุล
ก๊าซปิโตรเลียม	ต่ำกว่า 30	ก๊าซ	1-4
น้ำมันเบนซิน	0-65	ของเหลว	5-6
แนพธา	65-170	ของเหลว	6-10
น้ำมันก๊าด	170-250	ของเหลว	10-14
น้ำมันดีเซล	250-340	ของเหลว	14-19
น้ำมันหล่อลื่น	340-500	ของเหลว	19-35
ไข	340-500	ของแข็ง	19-35
น้ำมันเตา	สูงกว่า 500	ของเหลว	มากกว่า 35
บีทูเมน	สูงกว่า 500	ของแข็ง	มากกว่า 35

         

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ได้จากการกลั่นลำดับส่วนของน้ำมันดิบ

1.2               หอกลั่นสุญญากาศ (Vacuum Fractionation Tower)

คือ หอกลั่นซึ่งทำการกลั่นแยกประเภทน้ำมันหล่อลื่นที่มีจุดเดือดสูง

ซึ่งต้องนำกากส่วนที่เหลือจากการกลั่นภายใต้หอกลั่นบรรยากาศ ที่เรียกว่า Long Residue ชองน้ำมันดิบซึ่งจะนำมากลั่นในหอกลั่นสุญญากาศแยกส่วนก๊าซออยล์สุญญากาศออกเป็นส่วนๆตามค่าความหนืดหรือความข้นใสของน้ำมัน โดยแบ่งออกเป็น 3-4 เกรด ตั้งแต่ชนิดใสจนถึงชนิดข้น และกากส่วนที่เหลือจากการกลั่นภายใต้หอกลั่นสุญญากาศ หรือกากสุญญากาศ ที่เรียกว่า Short Residue ซึ่งต้องนำไปสกัดเอาส่วนยางมะตอยออกต่อไป

หอกลั่นสุญญากาศ (Vacuum Fractionation Tower)

2.       กระบวนการแยกแอสฟัลต์ (Deasphalting)

คือ การนำกากส่วนที่เหลือจากการกลั่นภายใต้หอกลั่นสุญญากาศ หรือกากสุญญากาศ ที่เรียกว่า   Short Residue มาสกัดเอาส่วนยางมะตอยออกไปเสียก่อน โดยการสกัดนี้ใช้ตัวทำละลายเป็นโพรเพนซึ่งจะทำให้ยางมะตอยตกตะกอนออก เหลือน้ำมันข้นที่เรียกว่า Bright Stock สำหรับนำไปทำน้ำมันเครื่องต่อไป

กระบวนการแยกแอสฟัลต์ (Deasphalting)

3.        กระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลาย (Solvent Extraction)

คือ กระบวนการขจัดสารอะโรมาติกส์ แนฟทาลีน และสิ่งสกปรกในน้ำมันออกด้วยตัวละลาย ตัวทำละลายที่นิยมใช้กันมากในการสกัด คือ ฟีนอล (Phenol) และ เฟอร์ฟูรัล (Furfural) เพื่อปรับปรุงดัชนีความหนืดเพื่อทำให้ค่าความหนืดของน้ำมันไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงไปมากเมื่ออุณหภูมิของน้ำมันเปลี่ยนไป

กระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลาย (Solvent Extraction)

4.       กระบวนการตกผลึก (Solvent Dewaxing)

คือ การขจัดเอาไขขี้ผึ้งออกด้วยกระบวนการ “Dewaxing” เพื่อลดจุดไหลเทลงให้ต่ำ กระบวนการนี้มักใช้เมททิลเอททิลคีโทน (Methyl Ethyl Ketone or MEK) เป็นตัวทำละลาย นำไขขี้ผึ้งที่ได้ซึ่งประกอบด้วยสารพาราฟินโมเลกุลใหญ่ๆซึ่งจะตกผลึกออกมาเมื่อทำให้เย็นลง ไขที่แยกออกมาเรียกว่า “สแลค แว็กซ์” (Slack Wax) ซึ่งยังมีปริมาณน้ำมันในแว็กซ์ (Oil Content) สูงอยู่ จึงต้องนำไปทำให้บริสุทธิ์เป็นพาราฟิน แว็กซ์ก่อนด้วยการผ่านกระบวนการ “Sweating Process”

กระบวนการตกผลึก (Solvent Dewaxing)

5.       กระบวนการสเวตติ้ง โพรเซส (Sweating Process)

คือ การนำสารป้อน ( Fees Stock) คือ “สแลค แว็กซ์” (Slack Wax) ที่ได้มาจากกระบวนการตกผลึกมาทำให้ไขร้อนค่อยๆขึ้นทีละน้อย โดยแรกๆไขที่มีจุดหลอมตัวต่ำ และน้ำมันก็จะไหลออกไปก่อน ต่อเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นไปอีกไขที่มีจุดหลอมตัวสูงก็จะไหลออกตาม โดยการควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม จะทำให้ไข Sweating Process บริสุทธิ์โดยกำจัดน้ำมันที่ติดมา ที่เรียกว่า “Foot Oil” ออกจนเหลือน้ำมันอยู่น้อยกว่า 0.5%wt หรือตามค่ามาตรฐานของพาราฟิน แว็กซ์ Gradeอื่นๆที่สามารถนำมาใช้ทำเทียนและใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งจากกระบวนการนี้จะได้ผลิตภัณฑ์แว็กซ์ 2 ชนิด คือ

1. พาราฟิน แว็กซ์ (Paraffin Wax)

2. ไมโครคิสตัลไลน์ แว็กซ์ (Microcrystalline Wax) หรือ ไมโคร แว็กซ์ (Micro Wax)

กระบวนการสเวตติ้ง โพรเซส (Sweating Process)

แหล่งอ้างอิง

หนังสือปิโตรเลียมเทคโนโลยี ฉบับปี 2005 / ศ.ดร.ปราโมทย์ ไชยเวช

PETROLEUM WAX & VASELINE PLANT.pdf /Q_iso Technology Co.,Ltd. Seoul, Korea