Một giám sát viên bảo trì tại một gara ô tô đọc bản tóm tắt nhiên liệu hàng ngày và theo dõi giá dầu diesel tăng trở lại. Cửa hàng đốt hết nhiên liệu trong mọi xe tải dịch vụ và hóa đơn nhiên liệu hàng tháng nói lên điều gì đó về dầu thô, nhưng nó không bao giờ nói chính xác bao nhiêu thùng đã trở thành nhiên liệu trong các thùng đó. Đó là một trong những câu hỏi phổ biến nhất trong ngành năng lượng, được đặt ra bởi các tài xế, chủ xưởng, nhân viên thu mua và bất kỳ ai đã từng nhìn chằm chằm vào bảng giá: một thùng dầu tạo ra bao nhiêu khí?
Đây là câu trả lời trực tiếp trước khi chúng tôi giải nén chi tiết. Một thùng dầu thô tiêu chuẩn chứa 42 gallon Mỹ. Trong một nhà máy lọc dầu hiện đại điển hình của Hoa Kỳ, 42 gallon đó sản xuất khoảng 19 đến 20 gallon xăng động cơ thành phẩm, khoảng 11 đến 12 gallon nhiên liệu chưng cất (chủ yếu là dầu diesel và dầu sưởi), gần 4 gallon nhiên liệu máy bay, và khoảng 8 đến 10 gallon bổ sung nhựa đường, nguyên liệu hóa dầu, dầu nhiên liệu cặn, dầu gốc bôi trơn, nhiên liệu nhà máy lọc dầu và các sản phẩm khác. Bởi vì quá trình tinh chế làm tăng thể tích dầu thô ban đầu nên tổng sản lượng thường là khoảng 44 đến 45 gallon thành phẩm từ thùng 42 gallon.
Đây là những số liệu trung bình do Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) công bố và chúng mô tả một nhà máy lọc dầu phức hợp điển hình chạy bằng đá phiến thô nhẹ đến trung bình. Chúng không phải là một công thức phổ quát. Các nhà máy lọc dầu ở các khu vực khác điều chỉnh thiết bị của họ cho phù hợp với các thị trường khác nhau, và một nhà máy lọc dầu đơn giản thiếu khả năng crackinh sẽ sản xuất ra ít xăng hơn và nhiều cặn nặng hơn nhiều. Cùng một loại dầu thô, chạy qua các thiết bị khác nhau, sẽ đưa ra những câu trả lời khác nhau. Và từ "gas" cần được làm rõ ngay từ đầu: ở hầu hết mọi người trên thế giới, hỏi một thùng tạo ra bao nhiêu gas có nghĩa là xăng, thứ bạn bơm vào ô tô. Nếu câu hỏi có nghĩa là khí đốt tự nhiên, thì nó thuộc về các giếng khí đốt và hoạt động sản xuất liên quan chứ không phải thùng lọc dầu. Bài viết này tập trung vào nhiên liệu lỏng và các sản phẩm được tạo ra từ thùng dầu thô.
Những con số trực tiếp: Xăng từ thùng
Chúng ta hãy đặt nhân vật chủ chốt vào bối cảnh. Bảng phân tích tiêu chuẩn của EIA về một thùng dầu thô được xử lý tại các nhà máy lọc dầu của Hoa Kỳ trông như thế này:
- Xăng động cơ thành phẩm: 19 đến 20 gallon
- Nhiên liệu chưng cất (dầu diesel và dầu sưởi): 11 đến 12 gallon
- Nhiên liệu máy bay phản lực (loại dầu hỏa): khoảng 4 gallon
- Dầu nhiên liệu dư: khoảng 2 gallon
- Nhựa đường và dầu đường: khoảng 1 đến 2 gallon
- Nguyên liệu hóa dầu: khoảng 1 đến 2 gallon
- Lượng dầu bôi trơn gốc: dưới 1 gallon
- Khí ga, than cốc dầu mỏ và các sản phẩm lọc dầu khác: khoảng 3 đến 4 gallon
Con số quan trọng nhất là con số đầu tiên. Xăng chiếm khoảng 45 đến 46% khối lượng thành phẩm mà một nhà máy lọc dầu điển hình của Mỹ gửi ra thị trường. Gần một nửa số thùng dầu thô trở thành xăng trước khi được vận chuyển đến ô tô, đó là lý do tại sao giá xăng theo dõi giá dầu thô rất chặt chẽ và tại sao thị trường dầu thô toàn cầu lại chú ý nhiều đến mùa lái xe ở Mỹ.
Phần còn lại của thùng không phải là chất thải. Nhiên liệu diesel và máy bay phản lực giúp xe tải lăn bánh và máy bay bay. Nhựa đường xây dựng đường. Nguyên liệu hóa dầu trở thành nhựa, cao su tổng hợp và sợi tổng hợp. Ngay cả dầu nhiên liệu cặn, thường trông giống như dầu thừa có giá trị thấp, cũng được sử dụng trong công nghiệp trong nhiên liệu hàng hải, phát điện và nâng cấp nhà máy lọc dầu. Và một dòng dầu bôi trơn cơ bản nhỏ nhưng có giá trị trở thành dầu động cơ, dầu hộp số, dầu thủy lực và mỡ công nghiệp, những sản phẩm đáng được chú ý hơn so với tỷ trọng nhỏ trong thùng của chúng.
Xét theo hàm lượng năng lượng, mối quan hệ tương tự được duy trì ở một dạng khác. Một thùng dầu thô chứa khoảng 5,8 triệu đơn vị nhiệt năng Anh và xăng lấy từ thùng đó chiếm khoảng 2/5 hàm lượng năng lượng đó. Một gallon xăng ở Hoa Kỳ cũng chứa khoảng 10% ethanol trong hỗn hợp E10 tiêu chuẩn, được thêm vào sau khi tinh chế; thành phần hoàn toàn có nguồn gốc từ dầu mỏ trong 19 đến 20 gallon đó gần hơn với 17 đến 18 gallon, phần còn lại là ethanol.
Câu trả lời dành riêng cho Hoa Kỳ là hợp lý vì câu hỏi này thường được thúc đẩy bởi giá máy bơm ở Hoa Kỳ và đội xe hạng nhẹ của Hoa Kỳ. Nhưng mức trung bình toàn cầu có vẻ khác. Ở châu Âu, các nhà máy lọc dầu sản xuất nhiều dầu diesel hơn xăng vì xe khách ở đó chạy nhiều bằng dầu diesel. Ở châu Á, nhu cầu về naphtha và nhiên liệu máy bay làm thay đổi sự pha trộn hơn nữa. Bản thân thùng có cùng kích thước ở mọi nơi, nhưng thành phần bên trong nó phụ thuộc vào nơi nó được tinh chế và dành cho thị trường nào.
Tại sao một thùng là 42 gallon
Trước khi thùng là một đơn vị kế toán, chúng thực sự là những thùng chứa bằng gỗ và không có kích thước tiêu chuẩn nào cả. Vào đầu những năm 1860, khi cơn bùng nổ dầu mỏ đầu tiên bắt đầu ở miền tây Pennsylvania sau phát hiện của Edwin Drake tại Titusville năm 1859, các nhà sản xuất đã lưu trữ và vận chuyển dầu thô bằng bất kỳ loại thùng nào họ có thể tìm thấy: thùng rượu whisky, thùng bia, thùng cá và mật đường. Những thứ đó dao động từ 31 đến 50 gallon. Người mua và người bán phải thống nhất về khối lượng cho mỗi giao dịch, điều này nghe có vẻ không hiệu quả.
Ngành công nghiệp dầu mỏ non trẻ cần dầu hỏa để thắp sáng vào thời điểm dầu cá voi đắt đỏ và khan hiếm. Các nhà sản xuất nhanh chóng biết rằng một thùng chứa nhất quán giúp giao dịch dễ dàng hơn và loại thùng 42 gallon, một loại thùng rượu phổ biến trong khu vực, đã trở thành đơn vị vận chuyển trên thực tế vào khoảng năm 1866. Một thùng cỡ đó chứa được khoảng 290 đến 300 pound dầu thô. Trọng lượng đó nặng nhưng có thể kiểm soát được đối với những người đồng đội chở nó trên xe ngựa và hai chiếc thùng nằm thoải mái trên một toa xe tiêu chuẩn. Một thùng nhỏ hơn có nghĩa là nhiều chuyến đi hơn; một cái thùng lớn hơn có nghĩa là toa xe và những người đàn ông không thể chịu được tải trọng.
Năm 1872, Hiệp hội các nhà sản xuất dầu mỏ chính thức áp dụng 42 gallon làm thùng tiêu chuẩn, và tổ chức Standard Oil non trẻ cũng tuân theo quy ước tương tự. Khi đường sắt và sau đó là đường ống thay thế toa xe, thùng vẫn tiếp tục là đơn vị kế toán. Ngày nay, không ai cho dầu thô vào thùng gỗ, nhưng thước đo 42 gallon vẫn là cơ sở định giá cho West Texas Middle, Brent và rổ OPEC. Về mặt số liệu, một thùng bằng 158,99 lít hoặc 34,97 gallon Anh.
Một sự nhầm lẫn thực tế xuất phát từ việc người ta vẫn sử dụng từ "thùng" để chỉ các loại trống thép. Nếu bạn bước vào một cửa hàng bảo trì công nghiệp và nhìn thấy một thùng thép 200 lít được dán nhãn là dầu động cơ, thì thùng đó chứa được 55 gallon Mỹ. Thùng dầu thô và thùng dầu công nghiệp là những thứ khác nhau. Đơn vị đo 42 gallon là đơn vị định giá và tinh chế; thùng 55 gallon là thùng vận chuyển và lưu trữ. Sự khác biệt này rất quan trọng khi bạn mua chất bôi trơn hoặc thiết bị lưu trữ nhiên liệu. Sự nhầm lẫn trong xưởng thường xảy ra vì ai đó mong đợi một cái trống sẽ chứa được thứ mà một thùng dầu trên danh nghĩa chứa, và cả hai thứ này không giống nhau.
Những gì khác đi ra từ thùng
Các số liệu ĐTM trở nên rõ ràng hơn khi được sắp xếp theo bảng. Những số liệu sau đây là số liệu trung bình được làm tròn cho một nhà máy lọc dầu điển hình của Hoa Kỳ. Các nhà máy lọc dầu riêng lẻ báo cáo sản lượng khác nhau và nhu cầu theo mùa làm thay đổi các con số một chút, nhưng thứ tự mức độ là đáng tin cậy.
| sản phẩm | Gallon mỗi thùng | Tỷ trọng đầu ra |
|---|---|---|
| Xăng xe máy thành phẩm | 19–20 | khoảng 45% |
| Nhiên liệu chưng cất (diesel, dầu sưởi) | 11–12 | khoảng 27% |
| Nhiên liệu phản lực (loại dầu hỏa) | 3–5 | khoảng 9% |
| Dầu nhiên liệu dư | 1–2 | khoảng 4% |
| Nhựa đường và dầu đường | 1–2 | khoảng 4% |
| Nguyên liệu hóa dầu | 1–2 | khoảng 3% |
| Dầu gốc bôi trơn | dưới 1 | khoảng 1% |
| Vẫn là gas, than cốc và các sản phẩm khác | 3–4 | khoảng 7% |
Xăng, dòng nhiên liệu lớn nhất, là nhiên liệu cho động cơ đánh lửa cưỡng bức trên ô tô, xe tải nhẹ và xe máy. Nó là sự pha trộn của hàng trăm hợp chất hydrocarbon sôi ở nhiệt độ khoảng 30 đến 200 độ C và phải đáp ứng các thông số về chỉ số octan, độ bay hơi và lưu huỳnh thay đổi theo mùa và theo quốc gia. Xăng loại thông thường ở Hoa Kỳ thường có chỉ số octan là 87, trong khi loại xăng cao cấp nằm ở mức 91 đến 93. Xăng bơm ở châu Âu thường bắt đầu ở mức octan nghiên cứu 95.
Nhiên liệu chưng cất bao gồm dầu diesel và dầu sưởi, ở giữa khoảng sôi. Động cơ diesel cung cấp năng lượng cho xe tải đường dài, máy kéo nông trại, máy xây dựng, tàu thủy và nhiều máy phát điện dự phòng, đồng thời số cetan và đặc tính dòng lạnh của nó quan trọng hơn nhiều so với chỉ số octan. Ở những vùng có khí hậu lạnh, nguồn cung cấp dầu sưởi ấm cho gia đình và doanh nghiệp cũng tương tự như vậy. Dầu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, với hàm lượng lưu huỳnh tối đa là 15 phần triệu ở Hoa Kỳ và 10 phần triệu ở Liên minh Châu Âu, là tiêu chuẩn môi trường mà các nhà máy lọc dầu hiện nay đáp ứng.
Nhiên liệu máy bay phản lực, loại dầu hỏa, là nhiên liệu cho ngành hàng không thương mại và quân sự. Nó nằm trong dải sôi hẹp trên xăng và dưới diesel, với các thông số kỹ thuật về điểm đóng băng và đốt cháy nghiêm ngặt. Máy bay phản lực A, tiêu chuẩn của Hoa Kỳ và Máy bay phản lực A-1, tiêu chuẩn toàn cầu, phải duy trì chất lỏng ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với độ cao hành trình, nơi không khí bên ngoài có thể giảm xuống dưới âm 50 độ C.
Dầu nhiên liệu cặn là phần đáy nặng của tháp chưng cất khí quyển. Nó cung cấp năng lượng cho động cơ của các tàu viễn dương lớn, nơi lắp đặt máy lọc lưu huỳnh, cung cấp năng lượng cho các nồi hơi công nghiệp và nhà máy điện, đồng thời có thể được đưa đến đơn vị Cracking để sản xuất các sản phẩm nhẹ có giá trị hơn. Độ nhớt cao và hàm lượng lưu huỳnh cao khiến nó trở thành dòng ít hấp dẫn nhất trong thùng, nhưng nó không hề vô dụng.
Nhựa đường và dầu đường là những sản phẩm thực tế nặng nhất trong thùng. Chúng là những gì còn sót lại sau khi loại bỏ các phần nhẹ hơn, sau đó được xử lý thành vật liệu lát đường, màng lợp và lớp phủ chống thấm. Mỗi km đường trải nhựa, theo một nghĩa rất thực tế, tượng trưng cho một thùng dầu đã được chuyển thành chất rắn.
Nguyên liệu hóa dầu là cầu nối hóa học giữa nhiên liệu và hàng hóa sản xuất. Naphtha và khí đốt từ nhà máy lọc dầu trở thành ethylene, propylene, benzen và các hóa chất cơ bản khác, từ đó trở thành nhựa, sợi tổng hợp, cao su tổng hợp, chất tẩy rửa và phân bón. Vì thế thùng dầu cũng là thùng nguyên liệu chứ không chỉ là thùng nhiên liệu.
Dầu bôi trơn gốc là một dòng nhỏ theo thể tích, thường ít hơn một gallon mỗi thùng trong một nhà máy lọc dầu tập trung vào nhiên liệu, nhưng nó mang lại giá trị kinh tế vượt trội. Dầu gốc phải đáp ứng các thông số về độ nhớt, độ ổn định oxy hóa và điểm đông đặc, đồng thời chúng là nền tảng của dầu động cơ, chất lỏng truyền động, chất lỏng thủy lực và mỡ bôi trơn được sử dụng trong xe cộ và máy công nghiệp. Đối với bất kỳ ai vận hành thiết bị nặng, chất lượng của phần này ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí bảo trì và tuổi thọ thiết bị.
Khí tĩnh, than cốc dầu mỏ, sáp, dung môi và các sản phẩm linh tinh đóng vai trò cân bằng khối lượng của thùng. Khí tĩnh được đốt bên trong nhà máy lọc dầu để tạo ra nhiệt và điện, than cốc dầu mỏ được sử dụng trong luyện kim và sản xuất điện, còn sáp xuất hiện trong bao bì, nến và chất phủ. Họ cùng nhau đảm bảo rằng hầu như không có gì trong dầu thô ban đầu bị lãng phí.
Mức tăng xử lý: Tại sao 42 gallon có thể trở thành nhiều hơn 42
Những người đọc lần đầu thường dừng lại ở cùng một câu: thùng 42 gallon tạo ra 44 hoặc 45 gallon sản phẩm. Làm thế nào một thùng có thể tạo ra nhiều thể tích hơn lượng nó chứa? Nó làm được điều đó thông qua độ lợi xử lý, một hiện tượng được hiểu rõ trong quá trình tinh chế.
Nứt là nguyên nhân chính. Trong máy bẻ khóa xúc tác chất lỏng hoặc máy bẻ khóa hydro, các phân tử hydrocacbon nặng bị vỡ thành các phân tử nhẹ hơn. Một phân tử lớn chiếm một thể tích nhất định trong dầu thô có thể tách thành hai phân tử nhỏ hơn, cùng nhau chiếm nhiều thể tích hơn ban đầu, vì các hydrocacbon nhỏ hơn thì đậm đặc hơn. Khối lượng không được tạo ra từ hư không; mật độ được chuyển đổi thành khối lượng. Cùng một khối lượng vật liệu sẽ chiếm nhiều không gian hơn khi nó được chia thành các phần nhẹ hơn.
Hydro cũng đóng một vai trò. Nhiều đơn vị lọc dầu bổ sung hydro để nâng cấp cặn nặng và loại bỏ lưu huỳnh. Hydro chủ yếu đến từ quá trình cải cách khí tự nhiên hoặc cải cách xúc tác, và nó bổ sung thêm khối lượng cho các sản phẩm cuối cùng. Khối lượng lớn hơn ở mật độ thấp hơn có nghĩa là khối lượng đo được nhiều hơn tại cổng nhà máy lọc dầu. Một thiết bị xử lý bằng hydro loại bỏ lưu huỳnh khỏi dầu diesel cũng làm tăng nhẹ thể tích của dòng dầu diesel, đó là lý do tại sao các nhà tinh chế theo dõi mức tăng xử lý như một phần của việc tính toán năng suất thông thường của họ.
Ngoài ra còn có hiệu ứng hòa trộn đặc biệt dành cho xăng thành phẩm. Tại Hoa Kỳ, gần như tất cả xăng động cơ được bán ngày nay là E10, chứa khoảng 10% ethanol. Ethanol được sản xuất tại các nhà máy ngô chứ không phải tại các nhà máy lọc dầu và được pha trộn tại các trạm phân phối. 19 đến 20 gallon xăng thành phẩm trong một thùng bao gồm cả ethanol đó. Bản thân hỗn hợp xăng có nguồn gốc từ dầu mỏ ít hơn một chút, khoảng 17 đến 18 gallon, có thêm ethanol ở hạ lưu. Các nhà tinh chế đo lường những gì họ thực sự vận chuyển, đó là lý do tại sao lượng xăng thành phẩm bao gồm thành phần pha trộn.
Thực hành đo lường và nhiệt độ thêm một lớp sắc thái cuối cùng. Khối lượng nhà máy lọc dầu thường được điều chỉnh về nhiệt độ tiêu chuẩn, nhưng các thiết bị đầu cuối và đường ống có thể sử dụng các giao thức hơi khác nhau để chuyển giao quyền giám hộ thương mại. Số liệu mức tăng xử lý được EIA trích dẫn là sản phẩm của hàng ngàn phép đo thông lượng của nhà máy lọc dầu và nó luôn nằm trong khoảng từ 5 đến 7 phần trăm theo khối lượng. Đó là lý do tại sao một thùng dầu "tạo ra" hơn 42 gallon sản phẩm: các phân tử chỉ đơn giản là được sắp xếp lại thành các dạng chiếm nhiều không gian hơn.
Làm thế nào cùng một thùng tạo ra lượng khí khác nhau trên khắp thế giới
Số lượng xăng của Hoa Kỳ từ 19 đến 20 gallon mỗi thùng là mức cao nhất trong phạm vi toàn cầu. Hầu hết các nhà máy lọc dầu trên thế giới được thiết kế cho một hỗn hợp sản phẩm khác nhau và sản lượng xăng của họ tính theo tỷ trọng trong thùng thấp hơn trong khi tỷ lệ dầu diesel, nhiên liệu máy bay phản lực và dầu mazut lại cao hơn.
Châu Âu là ví dụ rõ ràng nhất. Trong nhiều thập kỷ, chính sách thuế của châu Âu ưa chuộng động cơ diesel hơn xăng nên người tiêu dùng mua ô tô chạy bằng động cơ diesel với số lượng lớn. Các nhà máy lọc dầu châu Âu phản ứng bằng cách xây dựng các máy xử lý bằng hydro và máy bẻ khóa bằng hydro để tối đa hóa các sản phẩm chưng cất ở giai đoạn giữa. Ở nhiều nhà máy lọc dầu ở châu Âu, sản lượng dầu diesel vượt quá sản lượng xăng, điều này trái ngược với mô hình của Hoa Kỳ. Cùng một thùng dầu thô, chạy qua một nhà máy ở châu Âu, có thể tạo ra 10 đến 12 gallon xăng và 15 gallon dầu diesel trở lên, tùy thuộc vào loại dầu thô và mùa.
Châu Á và Trung Đông lại khác. Quá trình công nghiệp hóa nhanh chóng trên khắp Trung Quốc, Ấn Độ và Đông Nam Á đã tạo ra nhu cầu rất lớn về dầu diesel, nhiên liệu máy bay phản lực, naphtha và nguyên liệu hóa dầu. Các nhà máy lọc dầu ở những khu vực này thường chạy dầu thô nặng và vận hành các đơn vị chuyển đổi phức tạp, nhưng sản lượng của chúng tập trung vào các sản phẩm chưng cất trung gian và nguyên liệu hóa học thay vì xăng. Ở một số quốc gia Trung Đông có hệ thống lọc dầu còn non trẻ, dầu nhiên liệu cặn vẫn chiếm một phần sản lượng đáng kể khi công suất chuyển đổi nâng cấp còn hạn chế.
Chất lượng dầu thô giải thích một phần sự khác biệt. Dầu thô ngọt nhẹ có trọng lượng API cao và hàm lượng lưu huỳnh thấp tự nhiên chứa nhiều phân tử nhẹ hơn, do đó chúng tạo ra nhiều xăng và dầu diesel hơn với ít quá trình xử lý hơn. Dầu thô chua nặng chứa nhiều cặn hơn và cần nhiều khả năng xử lý hydro và luyện cốc hơn để nâng cấp. Một nhà máy lọc dầu chủ yếu sử dụng loại xăng nặng của Canada hoặc Venezuela sẽ báo cáo sản lượng xăng trên mỗi thùng thấp hơn so với một nhà máy lọc dầu ở Bờ Vịnh chạy dầu thô đá phiến ngọt nhẹ của Mỹ, ngay cả với thiết bị giống hệt nhau.
Bài học thực tế là “một thùng tạo ra bao nhiêu khí” không có câu trả lời duy nhất trên toàn cầu. Hoa Kỳ tình cờ sản xuất khoảng 19 đến 20 gallon xăng mỗi thùng vì hệ thống lọc dầu, đá phiến thô và đội tàu tiêu dùng của nước này đều liên quan đến xăng. Ở các thị trường khác, thùng thực hiện công việc khác. Điều quan trọng đối với việc định giá nhiên liệu quốc tế là toàn bộ sản phẩm chứ không phải một dòng duy nhất.
Tại sao các nhà máy lọc dầu khác nhau sản xuất lượng khí khác nhau
Nhà máy lọc dầu đơn giản và phức tạp
Một nhà máy lọc dầu đơn giản chỉ chưng cất dầu thô thành các thành phần tự nhiên: xăng chạy thẳng, dầu hỏa, dầu khí và cặn trong khí quyển. Còn lại ở mức đó, một thùng có thể chỉ sản xuất được 25 đến 30% xăng, cộng với một lượng lớn cặn nặng với thị trường yếu. Hầu hết các nhà máy lọc dầu đẳng cấp thế giới đều phức tạp hơn nhiều. Họ bổ sung thêm các thiết bị chưng cất chân không, Cracking xúc tác chất lỏng, hydrocracking, luyện cốc, alkyl hóa và cải cách xúc tác để chuyển các phần nặng thành sản phẩm nhẹ. Sự phức tạp của nhà máy lọc dầu là lý do khiến một thùng dầu hiện đại có thể đẩy sản lượng xăng lên trên 45% trong khi vẫn sản xuất được dầu diesel, nhiên liệu máy bay phản lực và nguyên liệu hóa dầu.
| sản phẩm stream | Nhà máy lọc dầu đơn giản | Nhà máy lọc dầu chuyển đổi phức tạp |
|---|---|---|
| Xăng | 10–12 gallon | 19–21 gallon |
| Sản phẩm chưng cất (dầu diesel, dầu sưởi) | 8–10 gallon | 11–13 gallon |
| Nhiên liệu phản lực/dầu hỏa | 2–3 gallon | 3–5 gallon |
| Cặn nặng, nhựa đường, dầu nhiên liệu | 14–18 gallon | 4–6 gallon |
| Nguyên liệu hóa dầu | nhỏ bé | 3–5 gallon |
Chất lượng thô thay đổi điểm xuất phát
Dầu thô ngọt nhẹ chứa nhiều phân tử nhẹ hơn và ít lưu huỳnh hơn, do đó, nó tự nhiên tạo ra nhiều xăng, dầu diesel và nhiên liệu máy bay hơn với ít quá trình xử lý hơn. Dầu thô chua nặng tạo ra nhiều cặn hơn và đòi hỏi nhiều hydro và công suất luyện cốc hơn để nâng cấp. Nhà máy lọc dầu tương tự chuyển từ loại nhẹ Biển Bắc sang loại hỗn hợp nặng của Canada sẽ chứng kiến sản lượng xăng và dầu diesel giảm và tải trọng cho các đơn vị nâng cấp tăng lên. Trọng lực API, hàm lượng lưu huỳnh và sự phân bố của các phân tử nặng đều ảnh hưởng đến cách hoạt động của thùng trong tháp chưng cất.
Thị trường và mùa quyết định sự kết hợp mục tiêu
Mục tiêu của nhà máy lọc dầu không phải là lượng xăng tối đa; đó là lợi nhuận tối đa. Khi giá dầu diesel tăng mạnh vào mùa đông, các nhà tinh chế vận hành các đơn vị cracking của họ để tối đa hóa sản phẩm chưng cất. Vào mùa hè, khi mùa lái xe ở Mỹ làm tăng nhu cầu xăng và các quy định của chính phủ yêu cầu hỗn hợp xăng dành cho mùa hè với độ biến động thấp hơn, các nhà tinh chế sẽ chuyển sự cân bằng sang xăng. Họ cũng có thể điều chỉnh phương án sản phẩm của mình bằng cách thay đổi mức độ nghiêm trọng của vết nứt, lựa chọn nguồn cấp dữ liệu và các quyết định pha trộn. Tính linh hoạt này là lý do tại sao cụm từ “một thùng dầu tạo ra khoảng 20 gallon xăng” là một hình ảnh tóm tắt về hành vi thông thường chứ không phải là một quy luật tự nhiên. Trong bất kỳ tuần nào, một nhà máy lọc dầu cụ thể có thể sản xuất 17 gallon xăng từ một thùng hoặc 22 gallon, tùy thuộc vào mức giá thị trường trả.
Từ thùng đến máy bơm: Chi phí thực sự của một thùng cho người lái xe
Khi dầu thô giao dịch ở một mức giá nhất định trên mỗi thùng, người lái xe muốn biết thùng đó có bao nhiêu trong một gallon xăng. Phép tính rất đơn giản: chia giá thùng cho 42. Với mức giá 80 USD/thùng, thành phần dầu thô trong một gallon là khoảng 1,90 USD. Với mức giá 60 USD/thùng, nó vào khoảng 1,43 USD. Với mức giá 100 USD/thùng, nó vào khoảng 2,38 USD. Đó là phần không thể nén được của giá bơm, và nó giải thích tại sao giá nhiên liệu lại theo dõi thị trường dầu thô một cách rõ ràng như vậy.
Sau đó, phần còn lại của chuỗi cung ứng sẽ thêm các lớp riêng của mình:
- Thu mua và vận chuyển dầu thô: vận chuyển dầu từ giếng đến nhà máy lọc dầu bằng đường ống, tàu chở dầu, xe tải hoặc đường sắt, bao gồm cả chi phí lưu trữ và kinh doanh.
- Biên độ tinh chế: chi phí xử lý cộng với lợi nhuận của nhà tinh chế, thay đổi theo độ phức tạp của nhà máy, tỷ lệ sử dụng và chênh lệch giữa giá thô và giá sản phẩm.
- Phân phối và bán lẻ: đường ống, thiết bị đầu cuối, xe bồn, chi phí vận hành và lợi nhuận của trạm dịch vụ.
- Thuế: thuế tiêu thụ đặc biệt, thuế bán hàng và đôi khi là thuế carbon, có sự khác biệt lớn tùy theo quốc gia và tiểu bang ở Hoa Kỳ.
Các nhà tinh chế theo dõi lợi nhuận của họ bằng cách sử dụng chênh lệch giá crack. Mô hình crack spread 3-2-1 cổ điển giả định một nhà máy lọc dầu mua ba thùng dầu thô và bán hai thùng xăng cộng với một thùng dầu diesel. Tỷ suất lợi nhuận gộp là giá trị của những sản phẩm đó trừ đi giá vốn thô. Khi xăng là câu hỏi được đưa ra bàn thảo, mức chênh lệch 3-2-1 là đại diện tốt cho số tiền mà thùng đó kiếm được trước khi phân phối và thuế đi vào chuỗi.
Một nguyên tắc chung ở các thị trường phát triển là dầu thô chiếm khoảng 50 đến 60% giá bơm, lọc dầu thêm 10 đến 20%, phân phối và tiếp thị bán lẻ thêm 10 đến 20% và thuế chiếm phần còn lại. Hãy xem xét một thùng 80 đô la và giá xăng ở Mỹ khoảng 3,50 đô la một gallon: tỷ trọng dầu thô là khoảng 1,90 đô la, việc lọc dầu có thể thêm 0,45 đô la đến 0,60 đô la, phân phối và bán lẻ thêm khoảng 0,45 đô la và thuế thêm 0,50 đô la đến 0,70 đô la. Ở những quốc gia có thuế nhiên liệu nặng, tỷ trọng thuế có thể lớn hơn tỷ trọng dầu thô.
Một bài học thực tế rút ra từ sự cố này. Khi giá dầu giảm, giá xăng giảm chậm và một phần do các lớp chi phí khác không co lại cùng với dầu thô. Khi giá dầu tăng, giá xăng phản ứng nhanh chóng tăng lên. Thùng là mỏ neo nguyên liệu thô cho việc định giá nhiên liệu, nhưng nó không phải là thành phần duy nhất. Đối với một nhà điều hành đội xe, logic tương tự cũng áp dụng cho dầu bôi trơn: giá dầu thô thúc đẩy chi phí dầu gốc, nhưng việc pha trộn, phụ gia, đóng gói và phân phối sẽ quyết định giá trống cuối cùng.
Công việc ẩn giấu của The Barrel: Hóa dầu, nhựa đường và dầu bôi trơn
Những người chỉ coi dầu thô là nhiên liệu đã quên rằng phần lớn thùng dầu không bao giờ cháy. Ngành công nghiệp hóa dầu loại bỏ naphtha, ethane và dầu khí ra khỏi hỗn hợp tinh chế và chuyển chúng thành các khối xây dựng cơ bản của sản xuất hiện đại. Ethylene trở thành polyethylene, loại nhựa phổ biến nhất trên thế giới. Propylene trở thành polypropylene, được sử dụng trong mọi thứ từ bao bì đến phụ tùng ô tô. Benzen và các dẫn xuất của nó trở thành styren, nylon, polyester và nhiều loại polyme khác. Một thùng điển hình đóng góp nguyên liệu cho một lượng đáng kể hàng nhựa, mặc dù số lượng chính xác phụ thuộc vào lượng sản phẩm đầu ra của nhà máy lọc dầu được chuyển đến các đơn vị hóa dầu thay vì nhiên liệu.
Nhựa đường là sự đóng góp của thùng cho công trình dân dụng. Sau khi loại bỏ tất cả các phần có nhiệt độ sôi dưới khoảng 500 độ C, cặn nặng còn lại, được oxy hóa và pha trộn đúng cách, sẽ trở thành chất kết dính trên mặt đường, đường băng sân bay và hệ thống mái nhà. Một đường cao tốc trải nhựa tiêu thụ lượng nhựa đường trị giá hàng nghìn thùng trong suốt thời gian tồn tại của nó. Khi bạn lái xe trên mặt đường mới, bạn đang lái xe trên phần đuôi nặng nhất của cùng thùng sản xuất nhiên liệu trong bình của bạn.
Dầu bôi trơn là dòng nhỏ nhất trong bảng nhưng lại quan trọng nhất đối với mọi chủ sở hữu máy móc. Quá trình sản xuất dầu gốc bắt đầu bằng các phân đoạn thô được chọn lọc, thường là dầu khí chân không và một số cặn nhất định vẫn có cấu trúc phân tử phù hợp, sau đó xử lý chúng bằng phương pháp chiết dung môi, hydro hóa và tẩy sáp để đạt được độ nhớt và độ tinh khiết mà các nhà chế tạo động cơ yêu cầu. Dầu gốc thành phẩm sau đó được trộn với các chất phụ gia để trở thành dầu động cơ, dầu hộp số, dầu thủy lực, dầu hộp số và mỡ bôi trơn. Dầu gốc được phân thành các nhóm từ Nhóm I đến Nhóm III cộng với polyalphaolefin nhóm IV tổng hợp và este nhóm V, với các nhóm cao hơn thường mang lại độ ổn định oxy hóa tốt hơn, hiệu suất ở nhiệt độ thấp và khoảng thời gian thay dầu dài hơn.
Đối với một gara hay bộ phận bảo trì của nhà máy, đây là bộ phận không bao giờ xuất hiện trong bình xăng nhưng lại quyết định động cơ đi được 500.000 km hay hỏng ở tốc độ 150.000. Cùng một thùng tạo ra 19 gallon xăng có lẽ tạo ra nửa gallon dầu bôi trơn gốc, và nửa gallon đó vẫn tồn tại trong động cơ rất lâu sau khi xăng đã cháy hết và cạn kiệt. Chọn chất bôi trơn trung thực không phải là ưu tiên của thương hiệu; đó là một cách bảo vệ giá trị tác phẩm của cả thùng. Bảo quản chất bôi trơn đó mà không bị nhiễm nước hoặc bụi, vận chuyển nó mà không bị nhiễm bẩn chéo và bôi nó bằng thiết bị sạch, được hiệu chuẩn phù hợp là cách người vận hành bảo vệ các bộ phận chịu ứng suất nặng nhất của máy móc.
Xử lý các sản phẩm của Thùng trong Xưởng
Không có sản phẩm nào trong số đó hữu ích cho đến khi chúng được lưu trữ, đo lường, chuyển giao và áp dụng. Nhiên liệu di chuyển từ nhà máy lọc dầu đến các nhà máy số lượng lớn, sau đó đến bể chứa, và đối với nhiều xưởng và trang trại, nhiên liệu được đưa vào các thùng chứa và thùng phuy di động. Chất bôi trơn dành gần như toàn bộ thời gian hoạt động của chúng trong trống. Đối với hoạt động bảo trì, trống không phải là một vật chứa tầm thường; đây là môi trường kín cuối cùng giữa nhà máy lọc dầu và máy móc.
Hãy xem xét điều gì thực sự xảy ra trong một khoang dịch vụ điển hình. Một thùng dầu động cơ 55 gallon được đặt trên pallet. Kỹ thuật viên cần chuyển vài lít vào bình định lượng, sau đó vào động cơ. Nếu không có máy bơm hoặc máy rót thích hợp, công việc sẽ trở nên lộn xộn, dầu bám bụi bẩn và nguy cơ lây nhiễm chéo tăng cao. Trong khi đó, súng bắn mỡ nằm trong hộp dụng cụ, sẵn sàng bơm mỡ mới vào khớp bi, trục ổ trục hoặc chốt thủy lực. Thiết bị giữa trống và khớp nối chính là nơi quyết định giá trị của thùng.
Những độc giả muốn hiểu tại sao thùng dầu bôi trơn công nghiệp khác với thùng dầu thô và những khác biệt đó ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn vật liệu và niêm phong, sẽ tìm thấy cách xử lý dài hơn trong tài liệu của chúng tôi. hướng dẫn thùng dầu công nghiệp .
Bảo quản trống: giữ sản phẩm luôn sạch sẽ
Chất liệu của trống không phải là sự lựa chọn mang tính thẩm mỹ. Thùng nhôm chống ăn mòn và đủ nhẹ để sử dụng di động, đó là lý do tại sao thùng dầu nhôm 5 lít, 10 lít và 20 lít thường được sử dụng trong các xưởng vận chuyển dầu giữa các vịnh. Thùng nhựa có khả năng tương thích hóa học và giảm trọng lượng, đồng thời các tính năng như khóa trẻ em và vòi rót khiến chúng trở nên thiết thực cho việc phân phối có kiểm soát. Trống bằng thép không gỉ tăng thêm độ bền và dễ dàng vệ sinh cho các ứng dụng mà độ tinh khiết không thể bị ảnh hưởng. Một xưởng lưu trữ dầu diesel cho máy phát điện, dầu thải để thu gom và dầu động cơ mới để phục vụ cần một thùng chứa khác nhau cho mỗi nhiệm vụ vì việc trộn chúng sẽ làm nhiễm bẩn sản phẩm và làm hỏng máy.
Thùng dầu bằng thép không gỉ 304 có dung tích 5L đến 40L Những thùng phuy bằng thép không gỉ này chống ăn mòn và dễ làm sạch, khiến chúng thích hợp để lưu trữ dầu mới ở những nơi có độ tinh khiết cao. Nhiều dung tích cho phép kết hợp thùng chứa với nhiệm vụ bôi trơn hoặc nhiên liệu cụ thể. Xem sản phẩm → Bơm và chuyển: di chuyển nội dung của thùng
Sau khi mở trống, cách nhanh nhất để làm tổn hại đến dầu bên trong là để môi trường lọt vào. Bụi bẩn, nước và không khí đều làm suy giảm chất bôi trơn và nhiên liệu. Một máy bơm thủ công có một ống mềm và một ống nhúng kín sẽ giữ trống đóng trong khi rút dầu, đó là lý do tại sao các thùng nhiên liệu và chất bôi trơn hiếm khi được lưu trữ nếu không có máy bơm lắp vào nút xả. Máy bơm cũng là thiết bị đo lường; một máy bơm có vòng đệm kém sẽ nhỏ giọt, tạo ra nguy cơ trượt và đưa không khí vào dầu. Đối với trống 25 kg, một máy bơm tay đơn giản có vòi là đủ để đổ đầy bình đo, can dầu và các thiết bị nhỏ mà không cần nâng toàn bộ trống.
Bơm dầu bằng tay 25kg có ống mềm Máy bơm thủ công này phù hợp với một trống 25kg và hút dầu hoặc mỡ trong khi vẫn giữ kín thùng chứa. Vòi của nó cho phép kiểm soát việc đổ đầy bình và thiết bị nhỏ mà không cần nâng thùng chứa. Xem sản phẩm → Áp dụng chất bôi trơn dưới áp lực: bước cuối cùng
Vài centimet cuối cùng giữa súng mỡ và khớp nối là nơi bôi trơn bảo vệ hoặc bị hỏng. Súng bắn mỡ phải tạo ra đủ áp lực để đẩy mỡ qua các khớp nối hẹp đồng thời giúp người vận hành có thể kiểm soát được. Súng bôi trơn hạng nặng vận hành bằng tay với nòng cứng và tay cầm lò xo mang lại áp suất ổn định cho các điểm khung, vòng bi bánh xe và chốt thiết bị. Công suất cao hơn có ý nghĩa quan trọng khi một lộ trình bảo trì bao gồm hàng chục phụ kiện trong một phiên làm việc. Súng bơm mỡ 500cc hoặc 900cc giúp giảm số lần dừng nạp dầu và mô hình hoạt động bằng đòn bẩy giúp thao tác lặp lại dễ dàng hơn cho các công việc lớn.
Súng bôi mỡ hạng nặng 500cc với áp suất 7000 PSI Súng bơm mỡ 500cc này mang lại áp suất làm việc cao để bôi trơn đáng tin cậy các điểm khung và vòng bi. Công suất lớn của nó làm giảm các lần dừng nạp lại và tùy chọn hộp mực phù hợp với các đợt bảo trì nặng. Xem sản phẩm → Đây là logic đằng sau công ty sản xuất thiết bị được đề cập trong bài viết này. Yangzhou Qionghua Tools, một nhà sản xuất Trung Quốc hoạt động từ năm 1993, chế tạo các thùng phuy dầu, súng mỡ, bơm dầu, kim phun mỡ và hộp dụng cụ như một hệ thống phối hợp. Xưởng của nó nằm ở khu phát triển ven sông Dương Châu rộng hơn 30.000 mét vuông, với hơn 9 dây chuyền lắp ráp và lực lượng lao động gồm hơn 200 kỹ sư và người vận hành. Dòng sản phẩm được sắp xếp theo trình tự bôi trơn đầy đủ: lưu trữ dầu trong thùng, bơm ra, chuyển vào súng, bôi vào khớp nối và sắp xếp toàn bộ bộ sản phẩm trong hộp dụng cụ. Dây chuyền hoàn chỉnh bao gồm thùng dầu bằng nhôm và nhựa, súng bôi mỡ đòn bẩy và vận hành bằng tay, súng hút, máy bơm thùng, máy bơm quay, kim phun mỡ điện và khí nén, và hộp dụng cụ bằng thép được ghi lại trong danh mục sản phẩm hiện tại , được cập nhật theo chu kỳ đều đặn.
Trong ba thập kỷ, logic sản phẩm tương tự đó đã phục vụ các chuỗi bán lẻ và công ty công nghiệp châu Âu, nơi người mua đánh giá cao tính hoàn chỉnh cũng như chất lượng của từng sản phẩm. Hoạt động bảo trì đặt hàng trống, máy bơm và súng mỡ từ một nhà sản xuất giúp đơn giản hóa phụ tùng thay thế, đào tạo và kiểm soát chất lượng. Khi các sản phẩm của thùng được xử lý chính xác, toàn bộ dây chuyền từ nhà máy lọc dầu đến máy móc sẽ hoạt động theo cách mà nhà máy lọc dầu dự định.
Điểm mấu chốt: Những điều mà bất cứ ai mua nhiên liệu hoặc dầu bôi trơn nên nhớ
Câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi này là: trong một nhà máy lọc dầu điển hình của Hoa Kỳ, một thùng dầu thô 42 gallon tạo ra khoảng 19 đến 20 gallon xăng động cơ thành phẩm, cộng với khoảng 11 đến 12 gallon dầu diesel và dầu sưởi, khoảng 4 gallon nhiên liệu máy bay, và 8 đến 10 gallon nhựa đường, nguyên liệu hóa dầu, nhiên liệu cặn, dầu gốc bôi trơn và các sản phẩm khác. Do thu được từ quá trình xử lý, tổng khối lượng rời khỏi nhà máy lọc dầu là khoảng 44 đến 45 gallon, nhiều hơn một chút so với lượng chứa trong thùng.
Câu trả lời hữu ích hơn là cấu trúc đằng sau những con số đó. Sản lượng phụ thuộc vào độ phức tạp của nhà máy lọc dầu, chất lượng dầu thô, nhu cầu theo mùa và thị trường khu vực. Một nhà máy lọc dầu đơn giản sản xuất dầu thô nặng có thể sản xuất ít hơn một nửa lượng xăng đó. Một nhà máy lọc dầu phức hợp chạy dầu thô ngọt nhẹ có thể đẩy xăng xuống còn nửa thùng. Đó là lý do tại sao một thùng không có một đầu ra cố định duy nhất; nó có một loạt các kết quả đầu ra có thể được giới hạn bởi vật lý và kinh tế.
Đối với người mua nhiên liệu và chất bôi trơn, những bài học thực tế rất đơn giản. Chi phí dầu thô là yếu tố quyết định giá nhiên liệu, nhưng việc lọc dầu, phân phối và thuế chiếm phần còn lại. Nhiên liệu diesel và nhiên liệu máy bay phản lực mang một phần lớn năng lượng của thùng ngay cả khi xăng được chú ý và dòng nhỏ nhất trong thùng, dầu gốc, trở thành chất bôi trơn quyết định xem máy móc có tồn tại lâu dài hay hỏng hóc sớm hay không. Lưu trữ những chất bôi trơn đó trong các thùng phuy sạch sẽ, được lựa chọn phù hợp, bơm chúng bằng máy bơm kín, đáng tin cậy và sử dụng chúng bằng súng bơm mỡ được bảo trì tốt là cách xưởng chuyển đổi giá trị của thùng thành thời gian hoạt động của máy.
Lần tới khi bạn nhìn vào bảng giá nhiên liệu hoặc đặt mua một thùng dầu mỡ, các con số sẽ có ý nghĩa hơn. Dầu thô không phải là nhiên liệu đơn lẻ; nó là một núi phân tử linh hoạt được các nhà tinh chế chia thành nhiên liệu vận chuyển, vật liệu và sản phẩm bảo trì. Câu hỏi "một thùng tạo ra bao nhiêu khí" có câu trả lời chắc chắn, khoảng 19 hoặc 20 gallon tại một nhà máy lọc dầu điển hình của Hoa Kỳ, nhưng câu trả lời đầy đủ bao gồm dầu diesel, nhiên liệu máy bay phản lực, nhựa đường, nguyên liệu thô và dòng chất bôi trơn nhỏ, có giá trị giúp mọi động cơ quay.
