آدرس

تهران-فتحی شقاقی پلاک 19

شماره تماس

989170761003+

ساعات کاری

شنبه الی پنجشنبه 10 الی 18

تعداد نظرات

بدون پاسخ

زمان نوشته

2 اسفند 1401

عنوان نوشته

نفت خام و کاربردهای آن در زندگی

زمان فعلی

24 اسفند 1402 1:13 ق.ظ

زبان

فارسی

نفت خام و کاربردهای آن در زندگی

نفت خام و کاربردهای آن در زندگی

نفت خام و کاربردهای آن در زندگی

واژه انگلیسی نفت(نفت خام)  PETROLEUM از زبان لاتین گرفته شده و به معنای روغن سنگ است. نفت خام یا پترولیوم از مواد طبیعی پرکاربرد در زندگی بشر است که به عنوان پر مصرف ترین مایع بعد از آب شناخته شده و در تولید بسیاری از محصولات مصرفی انسان ها در زمینه های مختلف از آن استفاده می شود. نفت خام به رنگ قهوه ای سیر یا سبز تیره در لایه های بالایی پوسته کره زمین یافت می شود. مایعی غلیظ و افروختنی است که شامل ترکیبی پیچیده از هیدروکربن های گوناگون است.

 

ترکیبات نفت خام

نفت خام که شامل ترکیبات مختلفی می باشد، به صورت هیدروکربن‌های جامد، مایع و گاز است. در دما و فشارسطح زمین، هیدروکربن‌های سبک شامل متان، اتان، پروپان و بوتان به حالت گازی وجود دارد، درصورتی که هیدروکربن‌های سنگین‌تر به صورت مایع یا جامد وجود یافت می شوند. در زیر زمین، حالت‌های جامد، مایع یا گازی هیدروکربن‌ها به نمودار فازی آن‌ها مربوط می شود.

در زمان تولید نفت خام در چاه های نفتی ، مقادیری گاز حل شده در نفت خام هم تولید می شود و هنگامی که به سطح زمین می‌رسد، به دلیل اینکه فشار کمتری دارد،‌ این گاز حالت محلول بودن خود را از دست می دهد. به این نوع از گازها ، گاز همراه  گفته می شود. البته گفتنی است که در چاه‌های گازی، محصول اصلی، گاز طبیعی است. گاز طبیعی در اعماق زمین و تحت فشار و دمای بالا، شامل هیدروکربن‌های سنگین‌تر مانند پنتان، هگزان و هپتان می باشد. اما در سطح زمین، این ترکیبات سنگین به صورت مایع از گاز جدا می شود. به این نوع گاز، گاز میعانی گفته می‌شود.

نسبت هیدروکربن‌های نفت خام سبک در میدان‌های نفتی مختلف، متفاوت می باشد. این نسبت در مخازن نفت سبک، حدود 97 درصد و در مخازن نفت سنگین به کمتر از 50 درصد کاهش می یابد. نفت خام اکثرا شامل آلکان‌ها، سیکلوآلکان‌ها و ترکیبات آروماتیک است. در ترکیبات نفت خام اجزاری دیگری هم وجود دارد که شامل نیتروژن، اکسیژن، گوگرد و فلزات می باشد، که در هر سازند (Formation)، این مقدار متفاوت است. به طور کلی، میزان نسبی این ترکیبات در جدول زیر آورده شده است:

نام ترکیب
درصد

کربن

80 الی 83

هیدروژن

10 الی 14

نیتروژن

0/1 الی 2

اکسیژن

0/05 الی 1/5

گوگرد

0/05 الی 6

فلزات

کمتر از 0/1

نفت خام حالت روغنی دارد و به شکل‌های جامد (قیرهای نفتی) و مایع دیده می‌شود.

جهت آشنایی با برخی از اصطلاحات رایج موارد زیر را مرور می کنیم:

-اگر نفت در لایه‌ای رسوبی جمع گردد به‌آن محل حوضچه نفتی می‌گویند.

-از مجموع چندین حوضچهٔ نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می‌شود.

-به سنگ متخلخل که نفت را در بر گرفته و قابلیت تولید نفت را داشته باشد،سنگ مخزن می‌گویند. پالایش نفت خام اولین مرحله از مجموعه مراحلی است که در راستای تبدیل نفت به بیش از 2500 محصول متنوع صورت می گیرد. نفت خام خروجی از چاه به پالایشگاه فرستاده می شود تا در آن جا فرآیند پالایش انجام شود. فرآیند تصفیه عملیاتی پیچیده است و چندین مرحله مختلف را در بر میگیرد.

در ادامه با ما همراه باشید تا با مراحل پالایش نفت خام بیشتر آشنا شوید:

نمک زدایی

نفت خام در ابتدا حاوی مواد نامطلوب بسیاری مانند شن، نمک های معدنی، گل حفاری، پلیمر و … است. این مواد اضافی می توانند به صورت کاملا حل شده و یا به فرم کریستال هایی در حالت سوسپانسیون در آب همراه با نفت موجود باشند. ترفند اصلی مورد استفاده برای این منظور, شست و شوی نمک ها با استفاده از آب می باشد.

مراحل نمک زدایی نفت خام

تزریق و پراکنده سازی آب

امولسیون سازی آب در نفت

پخش امولسیون در ناحیه الکترواستاتیک

انعقاد الکترواستاتیکی

جداسازی قطرات آب

مجموعه عملیات و فرآیندهای ذکر شده باعث انحلال نمک در قطرات آب و جدا شدن آن از نفت می گردد، نهایتا  با استفاده از یک سیستم جداکننده قطرات آب از جریان نفتی خارج می شوند.

تقطیر نفت خام

در این مرحله در برج تقطیر اتمسفری، استریپرهای جانبی، نمکزدای خوراک و کوره به عنوان اجزای اصلی عمل می کنند. عموما پنج محصول اصلی از برج تقطیر اتمسفری حاصل می شوند که عبارتند از : گاز + نفتا، کروزن (نفت سفید)، نفتگاز سبک، نفتگاز سنگین و باقیمانده اتمسفری.

محصولات دیگری که از این برج حاصل می گردد عبارتند از بنزین، سوخت جت و دیزل که ازنفتا، کروزن و نفتگاز تولید می شوند. در میان محصولات حاصل از تقطیر، نفتا و کروزن از ارزش بالاتری در مقایسه با ترکیبات سنگین تر مانند نفتگاز و باقیمانده اتمسفری دارند.

تقطیر خلا

به دلیل انجام واکنش های کراکینگ هیدروکربن ها را می توان نهایتا تا دمای 400 درجه سانتی گراد ، حرارات داد. همچنین جرم گرفتگی لوله ها به دلیل دوده و تجهیزات باعث افزایش هزینه های عملیاتی و کاهش راندمان واحد خواهد شد.

از این رو تقطیر اجزای سنگینی که باقیمانده اتمسفری نامیده می شوند در فشار پایین (نزدیک به خلا) انجام می شود.دمای جوش هیدروکربن ها به علت فشار کمتر پایین می آیند، به همین علت عملیات تقطیر را در دمای کمتری انجام می دهند. به محوطه ای که این عملیات در آن انجام می شود، برج تقطیر خلا نامیده می شود.

محصولات خارج شده در این مرحله شامل نفتگاز سبک و سنگین خلا می باشند که به عنوان خوراک واحد کراکینگ و یا فرآیندهای روغن روان کننده از آن ها استفاده می شود. خروجی برج خلا نیز جهت تولید و فرآوری قیر مورد استفاده قرار می گیرد.

کراکینگ حرارتی

کراکینگ حرارتی شامل یک فرآیند کراکینگ شیمیایی است که به دنبال آن استفاده از اصول فیزیکی (اختلاف در دمای جوش) جهت دستیابی به محصولات مورد انتظار است.

محصولات این فرآیند عبارتند از: گاز+ نفتا، نفتگاز و باقی مانده های کراکینگ

شرایط عملیاتی

برای ناپایدار کردن هیدروکربن های بزگتر در دما حدود 450-500 درجه سانتیگراد و فشار آن نیز 2-3 بار در نظر گرفته می شود.  

تصفیه با هیدروژن

بسیاری از نفت های خام شامل درصد بالایی از  گوگرد را شامل می شوند که ترکیبی نامطلوب به شمار می آید و کیفیت محصولات تولیدی را به شدت کاهش می دهد. به همین علت محصولات تولید شده از برج های اتمسفری و خلا و با استفاده از هیدروژن تصفیه می شوند تا گوگرد در نهایت از نفت جدا شده و خارج شود. هیدروژن مورد استفاده برای تصفیه از واحد ریفرمینگ تامین می شود.

تولید نفت خام به صورت تجاری ابتدا جهت روشن کردن منازل بود.اما رفته رفته با کشف خواص دیگر نفت،این مادده به کالایی استراتژیک تبدیل شدکه بدون عرضه مستمر آن ثبات و امنیت جهانی با خطری جدی روبرو می شود

همان طور که گفته شد،نفت خام از عناصر كربن و هیدروژن تشكیل شده و  یكی از انواع هیدرو كربورها است و به اعتبار تركیبات هیدروكربوری و میزان گوگرد آن به نفت خام‌های سبك و سنگین و ترش و شیرین طبقه‌بندی می‌شود.

انواع نفت خام

 نفت خام برنت

 نفت خام برنت، یكی از آشناترین انواع نفت خام است كه به عنوان مبنای قیمت‌گذاری بسیاری از انواع نفت خام در بازار‌های جهانی به كار برده می‌شود. نفت خام برنت ترکیبی از نفت استخراج‌شده از کانال برنت و نینان در دریای شمال است كه به پایانه‌ نفتی سالوم و بزرگ‌ترین بندر صادراتی دریای شمال، در بریتانیا از طریق شبكه‌ خط لوله انتقال می‌یابد و در آنجا بارگیری انجام می‌شود. مخلوط برنت  در درجه API بیش از 38 و میزان گوگرد آن 0.41 درصد می باشد، بنابراین در طبقه‌ نفت خام‌های سبك و شیرین قرار می‌گیرد.

 نفت خام مارس

 نفت خام مارس (Mars) از جمله انواع نفت خام‌های سنگین و ترش به حساب می‌آید كه در آمریكا و خلیج مكزیك تولید و در بندر Clovelly بارگیری و صادر می‌شود. درجه API  نفت خام مارس  29 است و مقدار گوگرد آن 1.9 درصد می باشد. میزان تولید نفت خام مخلوط مارس از 150 تا 230 هزار بشكه در روز تخمین زده می شود . یكی از تولید‌كنندگان بزرگ این نفت خام در جهان شركت شل می باشد.

نفت‌خام میناس

نفت خام میناس (Minas) كه نام دیگر آن سبك سوماترا (Sumatra Light) نیز می باشد، یكی از نفت‌ خام‌های شاخص بازار آسیاست كه تولید آن در مناطق خشكی جزیره ساماترای اندونزی می باشد و از بندر «دومای» آن کشور صادر می‌شود. این نفت خام با درجه API 35.8 درصد گوگرد جزو دسته بندی نفت های سبك و شیرین به حساب می‌آید. محموله‌های صادراتی این نفت خام از 500 تا 700 هزار بشكه در روز است. تولید روزانه‌ نفت خام میناس بیش از چهارصد هزار بشكه تخمین زده شده است.

 نفت خام موربان

نفت خام موربان (Murban) از جمله انواع نفت خام‌های سبك و نسبتا شیرین با درجه API 39.3 و وجود 0.8 درصد گوگرد شمرده می شود. این نفت خام در امارات تولید و بارگیری می‌شود. میزان نفت خام تولید شده موربان تا یک و نیم میلیون بشكه در روز برآورد شده است.

نفت خام تاپیس


نفت خام تاپیس با درجه API حدود چهل شش درصد و میزان گوگرد 0.03 درصد، در حوزه‌‌ دریایی Trengganu مالزی تولید می‌شود. گفتنی است كه این نوع نفت خام برخلاف نفت خام برنت در بازار نفت مورد معامله قرار نمی‌گیرد، اما به یكی از انواع نفت شاخص برای قیمت‌گذاری در منطقه‌ آسیا به‌شمار می‌آید. استرالیا به دلیل روابط تجاری وسیعی كه با منطقه آسیا دارد، قیمت نفت خام تاپیس را مبنای قیمت‌گذاری نفت خام‌های وارداتی و حتی فرآورده‌های نفتی خود به كار می‌برد.

کاربردهای مختلف نفت خام

هنگامی که صحبت از نفت و موارد استفاده آن در میان می باشد اغلب افراد به سوخت هایی مانند بنزین یا گازوئیل فکر می کنند اما کاربرد نفت خام و فراورده های آن تنها در این موارد خلاصه نمی شود بلکه طیف گسترده ای از محصولات در زمینه های مختلف از تکنولوژی گرفته تا اقتصاد، صنعت، کشاورزی، داروسازی، صنایع غذایی و کاربردهای خانگی را در شامل می شود.

برخی از استفاده ها و کاربردهای نفت خام عبارتند از:

1. کشاورزی

نفت خام

یکی از مهمترین کاربردهای نفت خام در صنعت کشاورزی می باشد که می توان به تولید کودهای شیمیایی اشاره کرد. نفت خام برای تهیه آمونیاک استفاده می گردد که منبع نیتروژن در کشاورزی بوده و طی فرایند هابر حاصل می شود.

علاوه بر آن در تولید اغلب آفت کش های مورد استفاده در صنعت کشاورزی نفت خام به کار رفته است. از نفت خام برای راه اندازی ماشین آلات کشاورزی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

2. رنگ ها، مواد شوینده و غیره

نفت خام

برخی هیدروکربن های آروماتیک موجود در نفت خام شامل تولوئن، بنزن و زایلن می باشند که در تولید محصولاتی همچون رنگ ها، مواد شوینده مصنوعی و پارچه مورد استفاده قرار می گیرند.

مواد اولیه ساخت پلی اورتان ها، بنزن ها و تولوئن ها هستند که در سورفکتانت ها، روغن ها و حتی جلا دادن چوب استفاده می شوند.

گوگرد ،عنصر اصلی تشکیل دهنده اسید سولفوریک نیز می باشد که از نفت خام به دست می آید.

3. پلاستیک ها، رنگ های نقاشی و غیره

پلاستیک یکی از عناصر ضروری و مهم مورد نیاز در زندگی مدرن امروزه می باشد. موارد استفاده این محصولات از مانیتورهای کامپیوتر گرفته تا نایلون ها و سیتروفوم ها  که در کارخانه ها و از نفت خام تولید می شوند.

پلی استایرن ها که در ساخت فوم های پلی استایرن استفاده می شوند و پلی وینیل کلراید یا پی وی سی هر دو محصولات صنعتی متعلق به دوران پس از جنگ جهانی دوم هستند و از نفت خام حاصل می شوند.

نایلون نیز که در همه چیز از جوراب گرفته تا بسته بندی مواد غذایی، چرخ دهنده های ماشینی و حتی موتور ماشین به کار می رود موفق ترین پلاستیک های مبتنی بر نفت خام محسوب می شود.

پلاستیک ها غالبا از الفین ها به دست می آیند که شامل اتیلن و پروپیلن (از خانواده آلکن ها) می باشند.

4. لاستیک ماشین

تا اوابل قرن بیستم میلادی همه لاستیک ها از الاستومرهای طبیعی گیاهی حاصل می شدند و نیاز به لاستیک مصنوعی تا قبل از جنگ جهانی دوم نسبتا کم بود اما طی جنگ های جهانی به دلیل تحریم لاستیک طبیعی از سمت آمریکای جنوبی نیاز به تولید لاستیک مصنوعی افزایش یافت.

لاستیک مصنوعی از محصولات بوتادین می باشد که یکی از رکن های اصلی در صنعت پتروشیمی محسوب می شود.

5. مواد دارویی

روغن معدنی و وازلین از  جمله محصولات نفت خام می باشند که در بسیاری از کرم ها و پمادهای موضعی مورد استفاده قرار میگیرند.

شامپوی تار از جمله محصولات نفتی است که جهت درمان پسوریازیس و شوره سر از ان استفاده می شود. همچنین اغلب داروها دارای مولکول های آلی پیچیده ای هستند که پایه آن ها از مولکول های آلی ساده تر و کوچک تر تشکیل شده و اغلب آن ها از نفت خام به دست می آیند.

6. حمل و نقل

کل سیستم حمل و نقل دنیا به نفت خام وابسته است و این ماده انقلابی عظیم در سیستم حمل و نقل جاده ای، ریلی، آبی و هوایی ایجاد کرده است. همان طور که اطلاع دارید بنزین و گازوئیل که منابع اصلی انرژی برای تمام وسیله نقلیه مدرن محسوب می شوند هر دو از نفت خام به دست می آیند.

7. تولید برق

منبع اصلی تولید نیرو در حوزه صنعت نفت خام بوده و از گازوئیل در توربین های گازی جهت تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد.

8. گرمایش و نورپردازی

نفت های سنگین تر در دستگاه های گرمایش مرکزی برای فروشگاه ها، ادارات و منازل استفاده می شوند. همچنین از نفت برای تولید برق استفاده می شود که سیستم روشنایی صنعتی و خانگی به آن وابسته است. نفت های سبک تر مانند نفت سفید نیز برای اهداف خانگی کاربرد دارند.

9. روان کننده

از روان کننده ها و گریس ها در دستگاه های مختلف استفاده می گردد به ویژه خودروهای حمل و نقل و ماشین آلات صنعتی که مصرف زیادی دارند همگی از نفت خام تولید می شوند.

10. صنایع پتروشیمی

هر دو صنعت شیمیایی و پتروشیمی از محصولات نفتی به عنوان ماده خام مورد نیاز خود استفاده می کنند. محصولات نفتی در تولید کودهای شیمیایی، الیاف مصنوعی، لاستیک مصنوعی، نایلون، پلاستیک، آفت کش ها و حشره کش ها و همچنین عطر، رنگ، کربن سیاه، گوگرد و غیره کاربرد های فراوانی دارند تولید این مواد نیازمند نفت خام می باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *