Put goriva: Od nafte do rezervoara

Za većinu vozača put goriva traje svega nekoliko minuta. Skrenete na benzinsku stanicu, parkirate automobil, otvorite poklopac rezervoara i uzmete pištolj za točenje. Nekoliko trenutaka kasnije, sve je gotovo. Ipak, ono što se upravo dogodilo samo je poslednjih nekoliko minuta jednog mnogo dužeg putovanja. Pre nego što stigne do vašeg automobila, gorivo mora da pređe put koji počinje kilometrima ispod zemlje, nastavlja se kroz složena industrijska postrojenja i laboratorije, a završava u autocisternama i rezervoarima.

Sve počinje duboko ispod zemlje

Najpre treba razjasniti jednu važnu stvar – naftni derivati ne postoje u prirodi. Ispod zemlje se nalazi sirova nafta – složena prirodna mešavina ugljovodonika i drugih jedinjenja. I ne, nafta najčešće ne čeka u ogromnim podzemnim jezerima, kao u filmovima. Ona se nalazi u sitnim porama i pukotinama rezervoarskih stena, često zajedno sa vodom i prirodnim gasom. Prema danas prihvaćenom organskom modelu, nafta i prirodni gas nastali su pretežno od organske materije koja se zajedno sa sedimentima taložila u drevnim morima, jezerima i drugim sedimentacionim sredinama. Tokom njenog zatrpavanja i transformacije nastaje kerogen. Kako se slojevi tokom miliona godina sve dublje zatrpavaju, rastu temperatura i pritisak, a pri odgovarajućem stepenu termičke zrelosti kerogen počinje da generiše tečne i gasovite ugljovodonike.

Iako se cilj nalazi kilometrima ispod zemlje, istraživanje počinje na površini – geološkim mapiranjem i proučavanjem stena, njihove starosti, sastava i strukture. Na tu početnu sliku nadovezuju se postojeći podaci iz ranijih istraživanja i savremene geofizičke metode, pre svega seizmička ispitivanja. Pri seizmičkim ispitivanjima u podzemlje se šalju kontrolisani elastični talasi, a na osnovu njihovih refleksija izrađuju se 2D i 3D modeli koji geolozima i geofizičarima omogućavaju da prepoznaju potencijalne strukture i zamke u kojima bi mogli biti akumulirani ugljovodonici.

Međutim, ni veoma kvalitetni seizmički podaci sami po sebi ne mogu da potvrde postojanje komercijalnih količina nafte ili gasa. Konačna potvrda dolazi bušenjem istražne bušotine. Ako ona potvrdi otkriće, analiziraju se stene i fluidi, obavljaju merenja u bušotini i određuju osobine ležišta, kao što su poroznost, propusnost, zasićenje fluidima, pritisak i temperatura. Nakon otkrića sledi faza ocene i razrade ležišta. Dodatnim bušotinama, merenjima i modeliranjem preciznije se određuju njegove dimenzije, svojstva i proizvodni potencijal. Na osnovu tih podataka procenjuje se koliko ugljovodonika postoji u ležištu i koliki deo može tehnički i ekonomski da se proizvede. Tek kada postoje uslovi za razvoj polja, odgovarajući deo tih količina može se klasifikovati kao rezerve.

Kada se donese odluka o razvoju polja, buše se proizvodne bušotine i počinje proizvodnja. Jedan od ključnih zadataka proizvodnog inženjerstva jeste da obezbedi pouzdan i optimalan protok fluida od ležišta, kroz bušotinu, sve do površine. U početku prirodna energija ležišta može biti dovoljna da fluide dovede do površine, dok se kasnije, ili kod određenih tipova ležišta, koriste sistemi mehaničkog podizanja, poput dubinskih pumpi ili gas-lifta.

Na površinu iz bušotine često stiže višefazna smeša nafte, pridruženog prirodnog gasa i proizvedene vode, a u pojedinim slučajevima i čvrstih čestica poput peska. Sistemom cevovoda ta smeša se odvodi do sabirnih i procesnih postrojenja, gde se gas, nafta i voda razdvajaju. U zavisnosti od karakteristika proizvedenog fluida, sirova nafta zatim prolazi kroz dodatne procese pripreme kojima se sadržaj vode, soli i drugih neželjenih komponenti svodi na propisane vrednosti. Tek kada zadovolji odgovarajuće specifikacije za skladištenje i transport, sirova nafta je spremna za put do rafinerije, gde počinje sledeća velika etapa – njeno pretvaranje u benzin, dizel, mlazno gorivo i brojne druge proizvode.

„Ako to slikovito uporedimo sa klasičnim rudarstvom, naša ‘ruda’ je fluidna i nalazi se kilometrima ispod površine Zemlje. Upravo je u tome jedan od najvećih izazova, ali i posebna zanimljivost naftne industrije. Ležište ne možemo direktno da vidimo, pa njegovu sliku gradimo kao slagalicu – na osnovu seizmičkih podataka, bušotinskih merenja, uzoraka i ponašanja ležišta tokom proizvodnje. Zato je ovaj posao izrazito multidisciplinaran. Timovi stručnjaka iz oblasti geonauka i naftnog inženjerstva povezuju različite podatke, postavljaju hipoteze i stalno ih proveravaju novim informacijama. U NIS-u upravo na taj način povezujemo znanja različitih disciplina kako bismo što bolje razumeli ležišta, predvideli njihovo ponašanje i donosili kvalitetne odluke tokom razrade i proizvodnje. Posebnost ove industrije je u tome što velike tehničke i investicione odluke donosimo o sistemu koji se nalazi duboko ispod nas i koji ne možemo neposredno da posmatramo. Zato su kvalitet podataka, iskustvo stručnjaka i stalno preispitivanje naših pretpostavki ključni da iz ležišta proizvedemo što veći deo raspoloživih ugljovodonika, bezbedno i ekonomski opravdano“, kaže Bojan Martinović, rukovodilac Centra za tehnologiju proizvodnje nafte i gasa u kompaniji NIS.

DA LI STE ZNALI?

Nafta nije jedinstvena supstanca. Ona je mešavina velikog broja jedinjenja. Zbog toga iz nje mogu da nastanu različiti proizvodi – od goriva do maziva, preko plastike do boja, lakova…

Druga stanica: velika hemijska slagalica

Sledeće odredište je rafinerija, mesto na kojem se odvija jedna od najvažnijih transformacija na celom putu. Zamislite ogromnu kutiju punu pomešanih kockica. Neke su male, neke velike, a neke imaju potpuno različite oblike. Da biste od njih napravili nešto korisno, najpre morate da ih razdvojite, a zatim da ih ponovo složite na odgovarajući način. Rafinerija, naravno, ne radi sa kockicama, ali osnovna logika nije toliko drugačija. Sirova nafta je složena mešavina različitih komponenti. Neke lakše isparavaju, dok su druge mnogo „teže“ i zahtevaju više temperature.

Prerada nafte u rafinerijama je složen tehnološki proces u kojem se sirova nafta transformiše u upotrebljive komercijalne proizvode. Ovaj proces se odvija kroz nekoliko faza:

• Atmosferska i Vakuum destilacija: Sirova nafta se zagreva na visokim temperaturama (oko 350 °C) i šalje na Atmosfersku destilaciju. Nafta se tu prirodno razdvaja na komponente na osnovu tačke ključanja: lakši gasovi i benzin se izdvajaju na vrhu tornja, dizel i kerozin na sredini, dok teški ostaci padaju na dno i upućuju na Vakuum destilaciju. Na Vakuum destilaciji se, takođe na visokoj temperaturi ali pod sniženim pritiskom, razdvajaju komponente koje su šarža za hidrokreking dok na dnu ostaje Vakuum ostatak koji može da se koristi za proizvodnju bitumena ili kao šarža za Postrojenje za odloženo koksovanje.
• Sekundarna prerada (Hidrokreking i Katalitički kreking): Kako bi se povećao prinos najtraženijih derivata (poput benzina i dizela), vakuum gasna ulja i nekonvertovana ulja se podvrgavaju procesima hidrokrekinga i katalitičkog krekinga. Tokom ovih postupaka, dugi i teški molekuli ugljovodonika se pod uticajem visokih temperatura i katalizatora „cepaju“ u lakše i vrednije molekule. 
• Hidroobrada i rafinacija: Dobijene frakcije sadrže primese poput sumpora, azota i teških metala koje mogu oštetiti motore i zagaditi životnu sredinu. Procesom hidrodesulfurizacije (pomoću vodonika) sumpor se uklanja iz goriva, čime se obezbeđuje usklađenost sa ekološkim standardima.
• Blending i aditiviranje: U završnoj fazi vrši se namensko mešanje različitih komponenti i dodavanje specijalnih hemijskih aditiva. Ovi aditivi poboljšavaju oktanski ili cetanski broj goriva, sprečavaju koroziju u motoru i poboljšavaju efikasnost sagorevanja. 

Finalni produkti prerade

Kao rezultat celokupnog rafinerijskog procesa, na tržište se isporučuju sledeći gotovi proizvodi koji odlaze ka benzinskim stanicama i industriji:

• Tečni naftni gas (TNG): Auto-gas i plin za domaćinstva.
• Motorni benzini (BMB 95, BMB 100): Pogonsko gorivo za benzinske motore.
• Evrodizel: Gorivo visokog kvaliteta za dizel motore.
• Mlazno gorivo (kerozin): Gorivo za avionske motore.
• Bitumen: Gusti ostatak koji se koristi kao vezivni materijal za asfaltiranje puteva.
• Naftni koks: Koristi se kao visokoenergetsko gorivo u cementarama i železarama ili kao ključna sirovina za izradu anoda u proizvodnji aluminijuma.
• Ostali proizvodi: sumpor, benzen, primarni benzin, toluen, propilen

Rezultat je, dakle,  čitava paleta različitih proizvoda, među kojima su i goriva koja svakodnevno koristimo. Ali, čak ni tada gorivo još nije spremno za vaš automobil.

GDE SE KOD NAS PRERAĐUJE NAFTA?

U Srbiji se prerada sirove nafte obavlja u Rafineriji nafte Pančevo, jednom od važnih industrijskih postrojenja kompanije NIS. 

„Ako se za neku rafineriju može reći da je moderna i lepo „skockana“ to je Rafinerija nafte Pančevo. Modernizovana je do te mere da su kvaliteti i iscrpci naših proizvoda u rangu sa proizvodima najboljih svetskih rafinerija. U dva navrata u poslednjih 15 godina, rafinerija nafte Pančevo  je puno „porasla“, i zaposleni mogu s pravom da se ponose modernizovanim, kao i novim rafinerijskim postrojenjima. Postrojenja poput Hidrokrekinga i Odloženog koksovanja, uz modernizovan Kataliticki kreking i Primarnu preradu postavila su snažan temelj za dugoročnu proizvodnju proizvoda vrhunskih kvaliteta“, navodi Uroš Milašinović, glavni inženjer proizvodnje u kompaniji NIS. 

Treća stanica: laboratorijski test

Laboratorije ne proveravaju samo sirovu naftu. One neprekidno analiziraju poluproizvode u samom pogonu, kao i finalna goriva pre otpreme na benzinske stanice. Kod gotovih proizvoda proveravaju se specifični parametri performansi. Pre nego što nastavi dalje, gorivo mora da prođe ozbiljnu proveru, jer da bi pravilno funkcionisalo u savremenim motorima, mora da ispuni precizno definisane zahteve.

Jedan od najpoznatijih pojmova kada govorimo o benzinu jeste oktanski broj. Mnogi vozači znaju da postoji benzin od 95 ili 100 oktana. Ali šta taj broj zapravo znači? U najjednostavnijem obliku, oktanski broj govori o otpornosti goriva na nekontrolisano sagorevanje u motoru. Postoji i cetanski broj za dizel (brzina paljenja goriva), kao i tačka paljenja (bezbednost pri transportu i skladištenju). I to nije sve. Savremeni standardi kvaliteta goriva (poput evropskih standarda EN 228 za benzin i EN 590 za dizel) zahtevaju kontrolu preko 20 različitih karakteristika pre nego što gorivo dobije dozvolu da napusti rafineriju.

„Laboratorija Downstream je akreditovana u skladu sa SRPS EN/ISO 17025* i imenovana je od Ministarstva rudarstva i energetike za postupke ocenjivanja usaglašenosti naftnih derivata i autogasa. U svom radu orijentisani smo prema potrebama proizvodnih pogona rafinerije nafte u Pančevu i logističkim procesima kontrole kvaliteta tokom otpreme derivata na tržište preko rezervoara za skladištenje sve do benzinskih pumpi, a kako mi to volimo da kažemo „mi smo oči rafinerije“ ali i otpreme derivata. Kapaciteti Laboratorije DWS za kontrolu kvaliteta nafte i derivata uključuju najsavremeniju laboratorijsku opremu, na kojoj ispitivanja obavlja kompetentan inženjerski i tehničarski personal, u svemu u skladu sa najboljom svetskom laboratorijskom praksom. Laboratorija DWS posluje na četiri lokacije u Pančevu, Novom Sadu, Surčinu i Nišu, a u Srbiji je jedino akreditovano i imenovano telo za ocenjivanje usaglašenosti mlaznog goriva kojim se snabdeva Aerodrom „Nikola Tesla“ u Surčinu i aerodrom u Nišu. Poverenje u kvalitet svojih rezultata ispitivanja kao i svoju kompetentnost proveravamo i uspešno dokazujemo učešćem u studijama međulaboratorijskih poređenja na evropskom nivou“, kaže Nataša Badrljica, direktorka Departmana laboratorije Downstream NIS-a.

*SRPS EN ISO/IEC 17025 je nacionalni i međunarodni standard koji propisuje opšte zahteve za kompetentnost, nepristrasnost i dosledan rad laboratorija za ispitivanje i kalibraciju (etaloniranje).

DA LI STE ZNALI?

Različite vrste goriva imaju definisane karakteristike i zahteve koje moraju da ispune pre nego što stignu do krajnjeg korisnika.

Četvrta stanica: Logistika ili kako nekoliko miliona litara stiže tamo gde treba?

Sada dolazimo do dela priče koji je možda najmanje vidljiv, ali bez kojeg benzinske stanice jednostavno ne bi mogle da rade.

Zamislite da ste upravo proizveli ogromne količine goriva. Sledeći izazov na papiru deluje jednostavno: kako ga dostaviti na pravo mesto, u pravom trenutku i u odgovarajućoj količini?

Gorivo se skladišti u velikim rezervoarima, a zatim transportuje kroz različite logističke sisteme. U zavisnosti od zemlje i infrastrukture, koriste se cevovodi, brodovi, železnica i drumski transport. Do sada ste već videli na desetine autocisterni koje prevoze gorivo. Ipak, iza jednog takvog vozila nalazi se pažljivo organizovan sistem skladištenja, planiranja i distribucije. Svaka vožnja je samo jedna karika u mnogo većem lancu.

Poslednja stanica: benzinska pumpa

I konačno, gorivo stiže tamo gde ga mi vidimo – na benzinsku stanicu. Autocisterna ga doprema, a zatim se ono skladišti u podzemnim rezervoarima. Tada dolazi trenutak koji traje svega nekoliko minuta. Prilazite automobilom, uzimate pištolj za točenje i gorivo počinje da teče.

Sledeći put kada budete sipali gorivo, pogledajte broj na displeju. 20 litara. 40 litara. Možda pun rezervoar. Za vas je to nekoliko minuta, a iza svakog litra stoji mnogo duže putovanje – geolozi koji traže odgovarajuće strukture, bušotine, industrijska postrojenja, inženjeri i tehnolozi, laboratorije, rezervoari, kamioni… i čitav sistem koji mora da funkcioniše besprekorno.