همه چیز درباره ی نفت

نفت

نَفت

 مایع غلیظ و افروختنی به‌رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره‌است که در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوستهٔ کره زمین یافت می‌شود. نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است. بیش‌تر این هیدروکربن‌ها از زنجیرهٔ آلکان هستند؛ ولی ممکن است از دید ظاهر، ترکیب یا خلوص تفاوت‌های زیادی داشته‌باشند.

واژه‌شناسی

ریشهٔ واژهٔ «نفت» از واژهٔ اوستایی «نپتا» گرفته شده‌است. کلدانیان و اعراب آن‌را از زبان مادی گرفته و «نفتا» خوانده‌اند.[۱] در برخی منابع قدیمی به صورت «نفط» نیز آمده‌است. در فرانسه نیز «Naphte» گفته می‌شود و پیش از آن تا سال ۱۲۱۳ میلادی «Napte» گفته می‌شد که از واژهٔ لاتین «Naphta» برگرفته شده‌بود. ریشهٔ این کلمه واژه یونانی «Naphtha» به‌معنی روغن شرقی می‌باشد.

کلمهٔ نفت در زبان انگلیسی «پترولیوم» نامیده می‌شود که از دو کلمهٔ «پترا» (معادل یونانی واژهٔ سنگ) و کلمهٔ «اولئوم» (روغن) تشکیل شده‌است.

قصه نفت
همان0.01 تا 0.1 ماده آلی که از چرخه اصلی کربن آلیجدا می ماند و در بین رسوبات دفن میشود و ماده آلی فسیل نامیده می شود ,ماده اصلیایجاد کننده نفت و گاز است. این ماده آلی عمذتا بقایایگیاهان وجانوران دریاییوگیاهان خشکی است. به طوردقیق تر در دریا و اقیانوس دو دسته تولیدکننده اصلی ماده آلی مناسب برای تبدیل بهنفت داریم:

فیتوپلانکتونها( دیاتومه ,داینوفلاژله, جلبک سبزآبی) زئوپلانکتونها وجانوران عالیتر تغذیه کنندهاز فیتوپلانکتونها برای اینکه تولید مواد آلی در محیط آبی به میزان مناسبی باشد,دوعامل دخیلند:1.ضخامت زون نور دار 2.میزان ورود مواد مغذی به زون نوردار( مواد مغذیکه برای رشد گیاهان و جانوران مفیدند همانافسفاتها ونیتراتها واکسیژن هستند.) بنابه این توضیحات بیشترین تولید مواد آلی در دو ناحیه عمده در حواشی قارههاست که عبارتند از آبهای کم عمق فلات قاره و زونهای چسبیده به محیطهای قاره ای کهجریان روبه بالای آبهای سرد و عمیق اقیانوسی را پذیرا می شوند. در چنین محیطهایی کهتولید مواد آلی زیاد است,با رخدادن طوفان ومخلوط شدن آبهای بیاکسیژن واکسیژندار , ویا ازدیاد تولید جانداران وکم شدن اکسیژن , گروهی از جانداران دچارمرگ و میر گروهی میشوندو در کف محیط رویهم انباشته میشوند.

ترکیبات نفت

نفت خام به جهت وجودترکیبات گوگردبوی نامطلوبی دارد. بخش اعظمنفت خام ازهیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصردر زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

ترکیبات نفت

عنصر

حداقل درصد وزنی

حداکثر درصد وزنی

کربن

82.2

87.1

هیدروژن

11.8

14.7

گوگرد

0.1

5.5

اکسیژن

0.1

4.5

نیتروژن

0.1

1.5

نفت مایعی است که عمدتاً از دو عنصر آلی هیدروژن و کربن تشکیل شده و دارای مقادیر کم‌تری از عناصر سنگین مانند نیتروژن، اکسیژن و گوگرد می‌باشد و به‌صورت طبیعی در زیر زمین و به‌صورت استثنایی در روی زمین یافت می‌شود.

جدول ازسلی (1985)

دراین جدول عناصر دیگری مانندوانادیوم،نیکل واورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خامآثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت می‌شود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکیاولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده رانشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ،آب وسولفید هیدروژننیز درنفت خام مشاهدهمی‌شوند.

 

 

نفت خام

نفت خام به انگلیسی Crude Oil و به روسی Naphra نامیده می‌شود که درحالت طبیعی به صورت مایع بوده و رنگ آن قهوه‌ای زرد مایلبه سیاه است و دربرابر نور انعکاسی ، رنگ سبز بخصوصی از خود نشان می‌دهد.

ترکیبات مولکولی نفت خام

تعدادترکیبات مولکولی نفت خاموابسته به سن زمینشناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثالنفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.

خواص فیزیکی نفت خام.ویسکوزیته

همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ،سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برایآنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارایویسکوزیتهبیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتراست. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراهبا این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن رادرطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

گروههای تشکیل دهنده نفت خام

هیدروکربنها (Hydrocarbons)

هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است،شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط ازهیدروژن وکربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :

  • ·        هیدروکربن‌های پارافینی (پارافینها)
  • ·        هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها )
  • ·        هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها)

 

سنجش وزن مخصوص نفت خام

سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعاتبرمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط ºF 60 و P=1at سنجیده می‌شود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I یا درجه Baume می‌دهد.

= درجه A.P.I امریکائی

 

= درجه Baume اروپایی


بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 می‌باشد. لذا وزن مخصوص آب بادرجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددیکوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60ºF خواهیم داشت. لذا هیچوقت درجدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیمداشت.

وزن مخصوص نفت خام

از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام برمبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد. لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آنمهم است. اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجهبندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند. مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفتخام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقداراندکی از درجه A. P.I کمتر می‌باشد.

 

نقطه سفت شدن نفت خام

نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آنخاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد. این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفتاهمیت بسزائی دارد.

انواع مختلف نفت برحسب A.P.I

نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I

نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I

نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I

وزن مخصوص نفت‌ها بستگی بهماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدارگاز محلول در روغن بیشترباشد،چگالی آن کمترخواهد بود. بنابراینپارافین‌هادارای پایین ترین چگالی ونفتیک‌هاکمی بالاتر وآروماتیک‌هابالاترین چگالی را دارند.

پیشینه

اقوام متمدن دوران باستان، به‌ویژه سومری‌ها، آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهارهزار و پانصدسال پیش در سرزمین بین‌النهرین (عراق امروزی) با برخی از مواد نفتی که از دریاچه قیر به‌دست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به‌عنوان مادهٔ غیرقابل نفوذ استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیرقابل نفوذکردن بدنهٔ کشتی‌ها و همچنین برای روشنایی و گرم‌کردن به کار می‌بردند. در داستان‌ها آمده است که نوح نیز کشتی خود را با قیر پوشاند تا آب به درون آن نفوذ نکند[نیازمند منبع].

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

 

 

 

منشأ

بیش‌تر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس‌های اولیه می‌دانند.

باقی‌ماندهٔ حیوانات و گیاهانی که میلیون‌ها سال قبل از محیط دریا (آب)، قبل از دایناسورها زندگی می‌کرده‌اند، در طی سال‌ها توسط لپه‌های گل پوشیده شده‌است. برای تبدیل این موجودات به نفت به گرما و فشار مناسب در طول سالیان دراز نیاز می‌باشد که در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب نفت به‌مقدار زیاد در حوضچهٔ نفتی جمع می‌گردد.

نفت خام حالت روغنی دارد و به‌شکل‌های جامد، مایع و گاز دیده می‌شود. برخی اوقات به‌تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می‌شود. اگر نفت در محلی جمع گردد به‌آن محل «حوضچهٔ نفتی» می‌گویند. از مجموع چندین حوضچهٔ نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می‌شود. به‌سنگ متخلخل دربرگیرندهٔ نفت، «سنگ مخزن» می‌گویند.

اکتشاف

 

اکتشاف نفت به عملی گفته می‌شود که زمین‌شناسان صنعت نفت در زمین به دنبال منابع هیدروکربن می‌باشند تا بتوانند میدان‌های نفتی و گازی را شناسایی و کشف کنند.

زمین‌شناسی نفت از علوم مرتبط و وابسته به علم ژئوفیزیک، دیرین‌شناسی (فسیل شناسی) و سنگ‌شناسی و رسوب‌شناسی و... می‌باشد.

در این علم جهت پیدا نمودن نفت اجباراً باید حفاری زمین را توسط دستگاه‌های حفاری پیشرفته و مهندسین حفاری آغاز نمود. یک زمین‌شناس باید بتواند هم سطح زمین و هم زیر زمین را مورد مطالعه قرار دهد.

در طول تاریخ روشهای مختلفی برای اکتشاف نفت بکار برده شده است. در آمریکا برای کشف نفت به گورهای سرخ پوستان نقب می‌زدند. در روشی دیگر حفاران برای کشف نفت در بستر رودخانه‌ها به کندوکاو می‌پرداختند. سپس جستجو برای تاقدیس‌ها یکی از راه‌های کشف نفت در طول تاریخ شد.

در اوایل قرن بیستم اکتشاف نفت بر مبنای نقشه‌برداری سطحی تاقدیس‌ها بود. در میانه دهه ۱۹۲۰ میلادی، بکارگیری روشهای ژئوفیزیکی اکتشاف نفت را وارد مرحله تازه‌ای نمود. روشهای لرزه‌ای و گرانشی در یافتن نفت در گنبدهای نمکی سواحل خلیج مکزیکو ایالات متحده بسیار کارآمد بوده است. در سالهای بعد روشهای چاه‌نگاری الکتریکی، صوتی و پرتوزایی مورد استفاده وسیعی قرار گرفتند. سپس استفاده از عکسهای هوایی بخصوص در مناطق فاقد پوشش گیاهی بسیار کارآمد نشان داد.

امروزه با وجود کامپیوتر روشهای چندبعدی سنجش از دور و ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی سطحی ابزار جدید مهمی می‌باشند.

یک منطقه انتخاب‌شده را مطالعهٔ نمونه‌های سنگی زمین، مورد استخراج قرار می‌دهند. اندازه‌گیری‌ها انجام می‌شود و اگر مکان از لحاظ نفتی مکان موفقیت‌آمیزی باشد، حفاری آغاز می‌شود. بالای چاه ساختاری که «دکل» نامیده می‌شود، برای جادادن وسایل و لوله‌های مورد استفاده در چاه ساخته می‌شود. زمانی که حفاری تمام می‌شود، چاه حفرشده یک جریان ثابتی از نفت را به‌سطح زمین خواهد آورد و به‌سنگ‌هایی که غالباً از سنگ‌های رستی تشکیل‌شده و روی نفت قرار می‌گیرند، «سنگ پوششی» گفته می‌شود.

نقطه اشتعال نفت

نقطه اشتعال نفت نیز به مقدار مواد زود جوش آن مربوط است،و می‌تواند از صفر الی 200C باشد. لذا در حمل و نقل نفت خام به دلایل ایمنی ، قسمتیاز زودجوش‌ها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا می‌برند.

پالایش نفت خام

از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادیبدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند. نخستین گام در پالایش نفت خام عملتقطیراست. تحمیل حرارت‌های زیاد در موقعتقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفتبوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را می‌توان نام برد.

پالایش

نفت به صورت خام یا فراورش نشده خیلی مفید نیست و به صورتی که از دل زمین بیرون آمده کاربرد چندانی ندارد. با اینکه نفت شیرین (با لزجت کم و نیز با گوگرد کم) به صورت تصفیه نشده در وسایل محرکه با قوه بخار به کار برده می‌شد، گازها و سایر محلول‌های سبک تر آن معمولاً داخل مخزن سوخت جمع شده و باعث بروز انفجار می‌گردید. غیر از مورد گفته شده برای استفاده از نفت برای تولید محصولات دیگر مانند پلاستیک، فوم‌ها و ... نفت خام به طور حتم باید پالایش گردد. فرآورده‌های سوختی نفتی در گستره وسیعی از کاربردها، سوخت کشتی، سوخت جت، بنزین و بسیاری دیگر موارد استفاده می‌شود. هر کدام از مواد فوق الذکر دارای نقطه جوشی متفاوت می‌باشند از این رو می‌توان آنها را توسط فرآیند تقطیر از همدیگر جدا نمود. از آنجائیکه تقاضای زیادی برای اجزای مایع سبک تر وجود دارد از این رو در یک پالایشگاه مدرن نفتی هیدروکربن‌های سنگین و اجزای گازی سبک در طی فرآیندهای پیچیده و انرژی بری به مواد با ارزش تری تبدیل می‌شوند. نفت به خاطر دارا بودن هیدروکربن‌هایی با وزن و طول‌های مختلف مانند پارافین، آروماتیک‌ها، نفتا، آلکن‌ها، دین‌ها و آلکالین‌ها می‌تواند در موارد متعددی مفید واقع گردد. هیدروکربن‌ها مولکول‌هایی با طول‌های متفاوت هستند که تنها از هیدروژن و کربن تشکیل شده‌اند، ساختارهای مختلف به آنها خواص متفاوتی می‌دهد. فن پالایش نفت در واقع عبارتست از جداکردن و بالابردن درجه خلوص اجزا تشکیل دهنده نفت از هم می‌باشد. همینکه اجزا از هم جدا گردیده و خالص شدند می‌توان ماده روغنکاری یا سوخت را به طور مستقیم روانه بازار مصرف کرد. می‌توان با ترکیب مولکول‌های کوچک‌تر مانند ایزوبوتان و پروپیلن و یا بوتیلن طی پروسه‌هایی همانند آلکالنین کردن یا دیمرازسیون می‌توان سوختی با اکتان موردنظر تهیه نمود. همچنین درجه اکتان بنزین را می‌توان طی فرآیند بهسازی توسط کاتالیزور بهبود بخشید که طی آن هیدروژن از هیدروکربن جداشده و هیدروکربن آروماتیکی تشکیل می‌گردد که درجه اکتان بسیار بیشتری دارد. تولیدات میانی برج جداکننده را می‌توان طی پروسه‌های کراکینگ گرمایی، هیدروکراکینگ و یا کراکینگ کاتالیزوری سیالی به محصولات سبک تری تبدیل نمود. مرحله نهایی در تولید بنزین ترکیب مواد هیدروکربن مختلف با درجه‌های اکتان متفاوت با همدیگر است تا به مشخصات محصول موردنظر دست یابیم. معمولاً پالایشگاه‌های بزرگ توانایی پالایش از صدهزار تا چندین صدهزار بشکه نفت در روز را دارا می‌باشند. به دلیل ظرفیت بالای مورد نیاز، بسیاری از پالایشگاه‌ها به صورت دائم برای مدت طولانی از چندین ماه تا چندین سال بطور مداوم کار می‌کنند.

پالایشگاه‌های نفت بسته به نوع خوراکی که بر مبنای آن طراحی شده اند دارای پیچیدگی‌های متفاوتی هستند که بر اساس آن میزان و نوع محصولات متفاوتی تولید می‌کنند. میزان سرمایه گذاری برای احداث یک پالایشگاه با پیچیدگی متوسط بین ۱۸ تا ۱۹ هزار دلار

/ 0 نظر / 7 بازدید