على الزيت
- البترول هُو مركب يتكون من مجموعة الهِيْدروكربونات التي تكونت فِيْ أعماق الأرض لسنوات عديدة.
- يوجد البترول فِيْ الحالات الثلاث للمادة الصلبة والسائلة والغازية، لكن اسم الزيت الخام يُعطى دائمًا للسائل الذي يتميز بلونه الأسود ويتميز باللزوجة.
- يتكون البترول من مواد عضوية مدفونة فِيْ الصخور الرسوبية، ونتيجة لتعريض هذه المواد لعوامل الضغط والحرارة المرتفعة، يكون البترول.
- يحتوي الزيت الخام على غاز طبيعي ويحتوي أيضًا على مادة صلبة تسمى البيتومين.
- تعتبر أنواع البترول الموجودة فِيْ الحالة السائلة والغازية من أهم أنواع الوقود الأحفوري.
- يتكون الزيت الخام من عدد كبير من المركبات الهِيْدروكربونية، وأبسطها البنزين.
- تختلف هذه المركبات فِيْ التعقيد حتى المركبات الصلبة الثقيلة.
- لفصل الزيت عَنّْ هذه المركبات نقوم بعملية تكرير الزيت، لذلك سنتعلم كَيْفَِيْة تكرير الزيت فِيْ الفقرة التالية.
كَيْفَِيْة تكرير الزيت
- عَنّْدما نحفر الآبار التي توجد بها حتى نحصل على كَمْيات كبيرة من الخام.
- بعد التقدم الكبير فِيْ مجال الصناعة، هناك حاجة ماسة لعملية تكرير البترول وفصل المكونات المرتبطة به.
- تُعرف عملية الفصل هذه بعملية تكرير الزيت، ونقوم بتنفِيْذ عملية تكرير الزيت وفصل المكونات الأخرى من أجل الاستفادة من هذه المكونات فِيْ الصناعات المختلفة.
- تم استخدام وحدات التقطير البسيطة فِيْ عملية تكرير الزيت الأولية.
- يتم ذلك عَنّْ طريق وضع الخام فِيْ وعاء وتسخينه، ثم نقوم بإدخال الزيت فِيْ أنبوب التقطير.
- عَنّْدما ترتفع درجة حرارة الزيت فِيْ أنبوب التقطير، ينفصل الزيت الخام إلَّى أجزاء مختلفة.
- بعد ذلك، يتم جمع هذه الأجزاء بشكل منفصل بعد تشكيلها.
- نلاحظ أن كل جزء من هذه الأجزاء المجمعة هُو منتج مختلف عَنّْ المشتقات البترولية، والتي تتميز بنقطة غليان مختلفة عَنّْ الأجزاء الأخرى.
- ومن ثم نستخدم هذه المنتجات البترولية فِيْ صناعات مختلفة.
- ثم حدث تطور فِيْ عملية تكرير النفط، وتمر عملية التكرير بعدة خطوات.
مراحل تكرير النفط
- كَيْفَِيْة تكرير النفط كَمْا ذكرنا، كانت عملية التقطير هِيْ أول عملية تستخدم فِيْ تكرير النفط، ولكن حدثت عدة تطورات فِيْ عملية تكرير النفط.
- إحدى العمليات المستخدمة فِيْ عملية تكرير الزيت هِيْ عملية الفصل، حيث يتم فصل الزيت عَنّْ المركبات الأخرى باستخدام الحرارة.
- حيث نلاحظ أن المركبات ذات درجة الغليان العالية تنخفض فِيْ برج التقطير.
- ومع ذلك، فإن مركبات الغليان الأدنى ترتفع إلَّى أعلى برج التقطير ثم يتم سحبها.
1- عملية الفصل
- كَيْفَِيْة تكرير النفط كَمْا ذكرنا يمر النفط الخام بعملية فصل تستخدم درجات حرارة عالية، لكن هذه العملية تنقسم إلَّى مراحل مختلفة.
- أول هذه المراحل هِيْ عملية التقطير التجزيئي فِيْ هذه العملية، يتم فصل المركبات الهِيْدروكربونية عَنّْ الزيت.
- من خلال معرفة نقطة غليان كل مركب على حدة، ينتج عَنّْ هذه العملية مركبات الزيت الخفِيْف ومركبات الزيت الثقيل.
- كَمْا يتم إنتاج الكيروسين الخام، نحصل أيضًا على الديزل الخفِيْف.
- المرحلة الثانية من الفصل هِيْ مرحلة التقطير الفراغي يستخدم التقطير الفراغي لتقطير المواد الثقيلة فِيْ درجات حرارة منخفضة.
- وبالتالي، يتميز التقطير الفراغي بتجنب التكسير الحراري لمكونات الزيت عَنّْد تعرضها لدرجات حرارة عالية.
- ينتج عَنّْ عملية التقطير الفراغي البيتومين الذي يستخدم فِيْ إنتاج الأسفلت.
- عملية التجزيء الفائق يتم فِيْها فصل بعض المركبات البترولية النقية بما فِيْ ذلك المركبات العطرية التي تستخدم فِيْ الصناعات البتروكيماوية.
2- عملية الامتصاص
- عَنّْد البحث عَنّْ كَيْفَِيْة تكرير الزيت، فإن إحدى مراحل تكرير الزيت هِيْ عملية الامتصاص حيث يتم الحصول على المركبات الخفِيْفة مثل البروبان، والبروبيلين، والبيوتان، والبيوتيلين.
- ثم نتخلص من المركبات التي تؤثر سلبًا على تكوين المركبات المختلفة فِيْ البترول، وذلك من خلال عملية الاستخلاص بالمذيبات.
- الامتصاص الكيميائي فِيْ هذه العملية نقوم بفصل المركبات التي تختلط مع بعضها البعض، مثل فصل المواد السائلة عَنّْ الغازات باستخدام الكربون المنشط.
- عملية التبلور حيث يتم استخدام العديد من المواد، من أجل الحصول على هِيْكل إنشائي مناسب للمركب البترولي الناتج.
3- عملية التحويل
- طريقة تكرير الزيت من أهم العمليات التي نستخدمها لتكرير الزيت هِيْ عملية التحويل، وتعتمد هذه العملية على المركبات المختلفة فِيْ خواصها الفِيْزيائية.
- وعَنّْ طريق المركبات المختلفة فِيْ خواصها الفِيْزيائية، يتم فصلها عَنّْ بعضها البعض، وتصبح أيضًا مواد محسنة.
- تمر عملية التحويل بمراحل عديدة، حتى الحصول على المركبات المختلفة، وهذه المراحل على النحو التالي
- عملية التكسير التحفِيْزي وفِيْها نستخدم وحدات التكسير الحراري لتحويل الديزل إلَّى نافثا للحصول على الفحم والبنزين.
- بالإضافة إلَّى عملية البلمرة والألكلة حيث يتم تحويل الهِيْدروكربونات الغازية غير المشبعة التي نحصل عليها من عملية التكسير التحفِيْزي إلَّى مركبات بنزين عالية الأوكتان.
- عملية التكسير بالهِيْدروجين نستخدم عملية التكسير الهِيْدروجيني للحصول على منتج أكثر مرونة.
- وكذلك عملية الحدادة حيث ننتج البنزين الخالي من الرصاص من خلال عمليات تحفِيْزية مختلفة.
- عملية التكسير الحراري حيث نستخرج الزيوت الخفِيْفة.
4- عملية العلاج
- فِيْما يتعلق بكَيْفَِيْة تكرير الزيت، فإن عملية المعالجة هِيْ آخر عملية تكرير للزيت، حيث نتخلص من الشوائب العالقة، بما فِيْ ذلك مركبات الكبريت.
- حيث أن هذه الشوائب تؤثر بشكل كبير على المواد المضافة لتحسين المركبات المختلفة للزيت.
تمر عملية معالجة الزيت بسلسلة من المراحل على النحو التالي
- مرحلة التحلية حيث يتم تقليل تركيزات مركبات الكبريت الموجودة فِيْ الزيت والتي نستخدم فِيْها الصودا الكاوية.
- وكذلك مرحلة معالجة الحمأة حيث يتم التخلص من المواد الراتنجية الموجودة فِيْ الزيت من خلال استخدام الحمأة.
- مرحلة المعالجة المائية يتم فِيْها خلط الزيت بهِيْدروجين بدرجة عالية من النقاوة، ثم يمر عبر محفز مثل النيكل أو التنجستن.
- نستخدم المعالجة بالهِيْدروجين النقي لإزالة شوائب النيتروجين والكبريت.
استخدامات المشتقات البترولية
من خلال خطوط كَيْفَِيْة تكرير النفط نجد أن المركبات التي نحصل عليها من عملية تكرير النفط تستخدم كَمْصادر للطاقة فِيْ مختلف مجالات الحياة على النحو التالي
- تستخدم المشتقات البترولية كوقود لوسائل النقل المختلفة كالسيارات والطائرات وغيرها.
- يمكننا استخدام المشتقات البترولية كَمْولدات للطاقة المستخدمة فِيْ المصانع.
- تعتمد صناعة البلاستيك بشكل كبير على المشتقات البترولية.
- فِيْ المجال الطبي، نستخدم الأسبرين الذي يستخدم لتسكين الآلام، وهذا الأسبرين مصنوع من مركبات مشتقة من البترول.
- مركب البوليستر، وهُو مشتق بترولي، يستخدم فِيْ صناعة الملابس.
- الأصباغ والألوان مصنوعة من شمع البارافِيْن، وهُو أحد مشتقات المركبات البترولية.
- تشتمل منتجات التجميل على بعض المركبات المشتقة من البترول، مثل قطران الفحم وأصباغ البروبيلين.