همه چيز در مورد سوخت هاي فسيلي ؟

[Borna66]

گاز محلول در نفت خام

در مواردی که گاز در نفت خام محلول است مقداری از آن به جهت ماهیت گاز و تحت تاثیر کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا میگردد و سپس این دو گروه از هيدروكربنها براي فرآورش بيشتر هر یک به مجاری مخصوص بخود فرستاده مي شوند.

1– تفکیک مایعات گازی

این فرایند اولین مرحله از مجموعه عملیات پالایش گاز طبیعی خام میباشد . در به عمل آوري مايعات گازطبيعي فرایندی سه مرحله ای وجود دارد. زیرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طی فرایند دوم قابلیت استفاده مجدد (مکرر) را در فرایند ابتدایی کسب مینماید و نهایتا در فرایند سوم عناصر تشکیل دهنده و گرانبهای اين مايعات نیز بايد از خودشان جدا سازی شده و به اجزای پایه ای تبدیل گردند . که این فرایند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز بنام کارخانه گاز مایع بر روی مایعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آنکه ميتوان فرآورده هاي ديگری مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي (NGL) عبارتند از .
1- 1 اتان - ماده ای است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع های پتروشیمی و تبدیل آن به ماده ایی با ارزش بیشتر به نام اتیلن و پلی اتیلن . گازطبیعی میدان پارس جنوبي حدودآ حاوی شش درصد اتان میباشد كه با جداسازي آن و ساخت اتيلن و پلی اتیلن مزيت های اقتصادی فراوانی براي کشورمان ايجاد مي شود. کاربردفناوری تفکیک اتان از مایعات گازی در ایران بسیار جدید است و هم اکنون در فازهای 4و5 پارس جنوبی بکارگرفته میشود
1- 2 گاز مايع (LPG) – گاز مایع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را میتوان با پالایش نفت خام نیز بدست آورد. ضمنآ در فرايند شكست ملكولي (کراکینگ) نفت خام و يا فرايند افزايش اكتان بنزین (ریفرم کاتالیستی) نيز این ماده ارزشمند به صورت محصول جانبي حاصل مي شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مايع (LPG) که مصارف سوختی در خودرو (کمتر) و در منازل (بیشتر) دارد متغیر بوده بطوری که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بیشتر خواهد بود در فصل سرد افزايش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخير بهتر سوخت میگردد . معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
1- 3 كاندنسيت ( condensate) شامل ترکیبات سنگینتر از بوتان ( (C4H10 – مولکولهایی دارای اتمهای کربن بیشتر و حالت مایع درشرایط اتمسفر را شامل میگردند. این ترکیبات را میتوان بمنظور صادرات پس از تثبیت فشار بخار و تنظیم نقطه ی شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضی (خریدار) به مخازن انتقال یافته و بمحض تکمیل ظرفیت مخزن صادر شوند. ولی این گروه از هیدرکربورها بلحاظ ارزشمندی بيشتری که نسبت به دیگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است كه طی فرایند دیگری در پالایشگاه کاندنسیت به سوختهایی تبدیل گردد که تا کنون در پالایشگاههای نفت از پالایش نفت خام حاصل میگردید ولی اینبار همراه با مزیتهایی که خواهد آمد . با توجه به اینکه پالايشگاه 500 ميليون دلاری كاندنسيت (مايعات گازي) در امارات متحده عربي بخشی ازخوراك مورد نیاز خود را از ایران تامین مینماید و حجم فراوان مايعات گازي که با بهره برداري از فازهاي پارس جنوبي و دیگر پالایشگاههای گاز کشور حاصل میگردد، احداث پالايشگاه هاي کاندنسیت با امکاناتی شامل يك برج تقطيرو چند فرآيند تصفيه و ريفرمينگ كاتاليستي بنا به مزیتهای موجود در ذیل بسيار حائز اهمیت میباشد .
1 - توليد بنزين بيش از دو برابر بنزين توليدي در پالايشگاههای نفت.
2 - بدون تولید اندکی از نفت كوره و طبعا رفع مشكلات ناشي از توليد اين فراورده ضمن آنکه باقيمانده هاي تقطير مایعات گازی نیز به محصولات ميان تقطير و سبک تبديل میگردد .
3 – در ازای تخصیص نيمي از تجهيزان موجود در پالايشگاه هاي نفت خام به پالايشگاه كاندنسيت میتوان محصولات با ارزش بيشتري توليد نمود .
4 - هزينه توليد هر واحد محصول دراين نوع پالايشگاه، بسيار پايين تراز پالايشگاه نفت خام است.
5 - ميزان سرمايه گذاري در مقایسه بااحداث پالايشگاه نفت خام حدوداً به نصف میرسد.
6 - درصورتي كه مجموعه مايعات گازي توليدي كشور به توليد بنزين و فراورده هاي ديگر اضافه شود، تا سال 1390 نيازي به واردات بنزين نخواهد بود
درحال حاضر کلیه مايعات گازي تولیدی در دو بخش صنايع پتروشيمي و پالايشگاه ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نيز صادر میگردد . مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هيدروژن سولفيد و مركپتان میباشد . بنابراين بعد از تقطير و تهيه فراورده ها نياز به فرايندهاي پالايشي جهت زدودن و یاکاستن از میزان گوگرد و مركپتان موجود دارند
هم اکنون پالايشگاه قدیمی مايعات گازي در بندرعباس روزانه 260 هزار بشکه نفت خام و 20 هزار بشکه مايعات گازى را فرآورش میکند . احداث پالايشگاه جدید مايعات گازي در بندرعباس به شرکت سرمايه گذاري نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالايشگاه جديد مايعات گازي در بندرعباس و با ظرفيت 360 هزار بشکه احداث میگردد . و تا کنون طراحي بنيادي و اخذ دانش فني آن طبق برنامه توسط شرکت ملي مهندسي و ساختمان نفت به پایان رسیده است .
قدیمیترین پروژه از این دست پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد(خانگیران) است که پیشینه 20 ساله دارد . درآن زمان پیشنهاد داده شد که مایعات تولیدی از میادین شمال شرقی( خانگیران )در واحدهای تقطیر به فرآورده های نفتی همچون حلال های ویژه نفتی ، نفتا ، نفت سفید و گازوئیل مرغوب تبدیل شود. پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی خانگیران مورد تایید برنامه ریزی تلفیقی شرکت ملی نفت ایران نیز قرارگرفت . شرکت ایتالیایی I.M.S در سال 1380طی یک مناقصه مسئولیت ساخت واحدهای تقطیر را بدست گرفت . این شرکت در همان سال (1380 ) مشغول ساخت دستگاه های مربوطه شد که بنا به پیش بینی مجری وقت طرح های پالایش گاز شرکت ملی گاز ایران حداکثرتا یک سال بعدبه اتمام می رسد . که خوشبختانه جدیدآ خبر ها حکایت از راه اندازی این تاسیسات دارد .


2- حذف دي اكسيدكربن و سولفور

بعد از جداسازي مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت میگیرد که شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است. گازطبيعي بسته به موقعیت چاه مربوط مقادير متفاوتی از این دو ماده را شامل میگردد.
فرایند تفکیک سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن از گازترش، شيرين كردن گاز ناميده مي شود. سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن را میتوان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست میگردد . با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکیب سولفيد هيدروژن ((H2S قرار داردحا ل چنانچه میزان سولفيد هيدروژن موجود از مقدار 7/5 میلیگرم در هر متر مکعب گازطبيعي بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق میگردد. وچنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمیباشد.
سولفور موجود درگازطبيعي به علت دارا بودن بوي زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه میسازد. تکنیکهای مورد استفاده در فرايند شيرين سازی گاز ترش موسوم به «فرايند آمين» که متداولترین نوع در عملیات شیرین سازی میباشد تشابه فراوانی با فرايندقبل( جاذب NGL) و فرایند بعدی خود یعنی نم زدايي توسط گلايكول دارند . مواد مورد استفاده دراین فرایند انواع محلول هاي آمين میباشد. دراین نوع فرایندها اغلب از دو محلول آمين باسامی مونو اتا نو ل آمين (MEA) و دي اتا نو ل آمين (DEA ) استفاده میگردد.
گاز ترش از ميان برجی که با محلول آمين پر شده است جریان داده میشود .تشابه خواص ملکولی محلول آمین با سولفور موجود در سولفید هیدروژن باعث میگردد تا بخش عمده ای از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس این محلول با شرکت در فرایند ثانوی ضمن جداسازی از سولفید هیدروژن جذب شده مجددا قابل بهره برداری در فرایند ابتدایی میگردد . روش دیگری در رابطه با شيرين سازي گاز ترش با استفاده از جاذب هاي جامد براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد هیدروژن نیز وجود دارد. دي اكسيدكربن حاصل از فرایند از طریق مشعل وارد محیط شده و طبعآ آلودگی هایی از خود بجا میگذارد که اجتناب ناپذیر میباشد . ولی سولفيد هیدروژن حاصل از فرایندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازی با شرکت در فرایندی کاتالیستی و با واکنشهای گرمایی بنام فرایند کلاوس سولفور موجودرا بصورت مایع آزاد مینماید. مایع حاصل بعد ازانتقال به واحددیگری و بعد از عملیات دانه بندی و انبار میشود این فرایند تا 97 درصد سولفور موجود در گاز طبیعی را باز یافت مینماید. این ماده که سولفور پایه نامیده میشود بشکل پودر زرد رنگ بوده و آن را میتوان داخل محوطه پالایشگاه یا خارج از آن مشاهده نمو د. البته نظر به نیازبازار جهانی ، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفیه و آماده سازی کامل جزو اقلام صادراتی محسوب و جداگانه به بازار عرضه می گردد .
مرکاپتان ها گروه دیگری از ترکیبات گوگرد دار میباشند که بایداز ترکیب گاز قابل مصرف توسط فرایندی از نوع غربال مولکولی جداسازی گردد .ازآنجاییکه سیستم لوله کشی های مشترکین فاقد هشدار دهنده های نشت گاز میباشد ضرورتآ و به همین منظور مقدار اندکی از آن که منجر به ضایعات در خطوط لوله نگردد را درترکیب گاز بجا میگذارند تا بکمک این مواد بودار (بوی تخم مرغ گندیده ) مصرف کننده از وجود نشتی در لوله های گاز آگاه گردد.
در همین رابطه در ایستگاههای CGS نیز بطور جداگانه مقداری مرکاپتان به جریان گاز تزریق میگردد . گاز میادین پارس جنوبی – نار و کنگان – سرخس و گاز همراه میدان آغاجاری از نوع ترش بوده و لذا حاوی مقدار معتنابهی گوگرد میباشد.
گاز میادین تابناک - شانون، هما، وراوي و گاز همراه میادین مارون و اهواز از نوع شیرین بوده و طبعا بعلت فقدان گوگرد و حذف فرایندهای مربوطه نسبت به گار میادین دیگر با ارزشتر میباشد.

3- نم زدايي يا رطوبت زدايي

3– 1 - رطوبت زدايي با محلول گلایکول
علاوه بر تفکیک نفت با گاز مقداری آب آزاد همراه با گازطبيعي وجود دارد که بیشتر آن توسط روش هاي جداسازي ساده در سر چاه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. در حالیکه بخار آب موجود در محلول گاز میبایست طی فرایندی بسیار پيچيده تحت عنوان عمليات نم زدایی و یا رطوبت زدايي از گازطبيعي تفکیک گردند .
در این فرایند بخار آب متراکم و موجود در سطح توسط ماده نم زدا جذب و جمع آوری میگردد. نوع متداول نم زدايي جذب (absorption) با عنوان نم زدايي گلايكول که ماده اصلی این فرایند میباشد شناخته مي شود. در اين فرايند، از مايع نم زداي خشك كننده حاوی گلایکول براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. دراین نوع فرایند اغلب از دو محلول گلايكول باسامی دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) استفاده میگردد.
خواص ملکولی ماده گلایکول شباهت بسیاری با آب دارد لذا چنانچه در تماس با جريانی از گازطبيعي قرار گيرد، رطوبت آب موجود در جريان گاز را جذب و جمع آوری مینماید. ملکولهای سنگین شده گلایکول در انتهای تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج ميشو ند سپس گازطبيعي خشک نیزاز جانب دیگر به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد.
محلول گلايكول را از ميان ديگ بخار به منظور تبخیر نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلايكول جهت استفاده مجدد آن در فرايندهای بعدی نم زدايي عبور میدهند. این عمل با بهره گیری از پدیده فیزیکی یعنی وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا 212درجه فارنهايت (100 درجه سانتیگراد ) و گلايكول تا 400 درجه فارنهايت صورت میگیرد.
3– 2 رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد
رطوبت زدايي با ماده خشك كننده جامد که معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند نیز با استفاده از روش جذب سطحي صورت میگیرد . جهت این کار به حداقل دو برج یابيشتر نیاز میباشد که بکمک يك ماده خشك كننده جامد شامل آلومينا يا ماده سيليكاژل پرشده است. نم زدايي با ماده خشك كننده جامد اولين شیوه نم زدايي گازطبيعي با استفاده از روش جذب سطحي است گازطبيعي از داخل اين برج ها، از بالا به پايين عبور داده میشوند. گازطبيعي دراین فرایند ضمن عبور از اطراف ذرات ماده خشك كننده رطوبت های موجود در جریان گازطبيعي به سطح ذرات ماده خشك كننده جذب میگردد و باتکمیل این فرایند تقريبا تمام آب توسط ماده خشك كننده جامد جذب شده و نهایتا گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.
اين نوع از سيستم نم زدايي از آنجاییکه در رابطه باحجم فراوان گاز تحت فشارهای بالا مناسب هستند معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين سیستم نیز همانند گلایکول در روش اول ماده خشک کننده جامد بعد از اشباع شدن از آب جهت احیاء و استفاده های مکرر از سیستمهای گرمکن با درجه حرارت بالا جهت تبخیر بخار آب موجود در گلایکول بکار گرفته میشوند .
گازطبیعی اینک با طی تمام مراحل تصفیه به طور كامل فرآورش و براي مصرف آماده گردید لذا در پایان با تقویت فشار آن تا حدود 1000 psi و پس از محاسبه حجم آن توسط سیستم اندازه گیری به خط لوله خروجی پالایشگاه هدایت و تحویل مدیریت منطقه عملیات انتقال گاز مربوطه میگردد.

[Borna66]

استفاده از لوله هاي پلي اتيلن براي انتقال گاز
به كارگيري روش‌هاي جديد، مانند استفاده از مواد پليمري، از چند دهة گذشته در صنعت گاز كشور‌هاي توسعه يافته مورد توجه قرار گرفته است. از دستاورد‌هاي تازه در اين زمينه، مي‌توان به استفاده از مواد پلي‌اتيلن جهت بازسازي و نوسازي لوله‌هاي انتقال گاز نام برد. در زير، مزيت‌هاي به‌كارگيري مواد پليمري در انتقال گاز و كاربرد محدود آن در ايران مورد اشاره قرار گرفته است:
استفاده از مواد پلي­اتيلن در چند دهه اخير، انقلابي جديد در صنعت گازرساني شهري به حساب مي‌آيد. لوله­هاي پلي­اتيلن در مقياس محدود، از اوايل دهه 1960 براي گازرساني به منازل در كشورهاي پيشرفته مورد استفاده قرار‌ گرفته است. اما امروزه به خاطر پيشرفت در زمينة ساخت مواد پلي­اتيلن، استفاده از اين لوله­ها گسترش چشمگيري يافته است، به طوري كه بيش از 95 درصد خطوط گازرساني در شبكه گاز شهري امريكاي شمالي، از جنس پلي­اتيلن است. در دهة اخير نيز، استفاده از لوله­هاي پلي‌اتيلن در بسياري از كشورها، نظير انگلستان، آلمان و اتريش و روسيه مورد توجه قرار گرفته است.
ويژگي‌ها و مزايا:
به خاطر خاصيت­هاي منحصر به فرد مواد پلي اتيلني، لوله­هاي ساخته شده از اين مواد نسبت به لوله­هاي معمول گازرساني (جنس فولاد) داراي مزايايي ويژه هستند كه در اينجا به ذكر چند مورد از آنها اشاره مي­شود:
1- سبكي وزن و انعطاف­پذيري: اين موضوع باعث مي­شود كه حمل و نقل و همچنين نصب اين لوله­ها آسان صورت پذيرد. در ضمن، انعطاف­پذيري زياد، منجر به مقاومت مناسب در برابر ضربه­هاي احتمالي مي­گردد.
2- عدم نياز به تجهيزات زياد براي نصب: تجهيزات مورد نياز براي نصب اين لوله­ها، اندك مي­باشد و به علت عدم نياز به جوشكاري و اتصالات مانند لوله­هاي فولادي، نصب آن سريع مي­باشد. اين امر باعث مي­شود كه هزينه­هاي نصب اين لوله­ها بسيار كمتر از لوله­هاي مشابه باشد.
3 - مقادير بسيار كم نشست گاز: طبق آزمايشات انجام شده، مقادير نشست گاز از لوله­هاي پلي‌اتيلن بسيار ناچيز مي­باشد.
4- قيمت مناسب اين لوله­ها نسبت به لوله­هاي فولادي: لوله­هاي پلي­اتيلن با پيشرفت تكنولوژي و افزايش رقابت شركت‌هاي سازنده، هر روز شاهد كاهش قيمت هستند. اين امر منجر به طراحي و ساخت لوله­هايي با تحمل فشار بيشتر و قيمت پايين‌تر شده است.
ساير كاربرد‌ها:
به علت سازگاري اين لوله­ها با شرايط بحراني (دماي بالا، دماي پايين و فشار بالا)، اين قبيل لوله­ها در انتقال lpg نيز كاربرد يافته­اند. علاقمندان براي كسب اطلاعات بيشتر مي­توانند به سايت اينترنتي مراجعه نمايند.
شركت بريتيش گاز به دستاورد جديدي در مورد استفاده از اين لوله‌ها رسيده است و آن بازسازي و نوسازي لوله‌هاي انتقال گاز با استفاده از مواد پلي‌اتيلن مي‌باشد. در اين روش لوله‌هاي پلي‌اتيلن در درون لوله‌هاي فولادي نصب مي‌شوند و در واقع لاية بيروني از جنس فولاد مي‌باشد .اين امر باعث كاهش هزينه‌هاي بازسازي شده و همچنين تحمل لوله را در برابر فشار افزايش مي‌دهد.

استفاده از لوله­هاي پلي‌اتيلن در ايران:
تا اوايل دهة هفتاد هجري شمسي، عمدة شبكة توزيع گاز طبيعي به صورت لوله­هاي فولادي بوده است كه داراي فشاري بالغ بر 60 تا 250 پوند به اينچ مربع مي­باشد. تجارب موفق به‌كارگيري لوله­هاي پلي­اتيلن با فشار زياد، موجب شده كه اخيراً بخشي از شبكه گازرساني با استفاده از لوله­هاي پلي­اتيلن انجام گيرد كه بيشترين كاربرد آن در استان‌هاي تهران حدود 652832 متر و اصفهان با حدود 243980 متر و استان خراسان با225000 متر مي‌باشد.
تحليل:
با توجه به مزيت‌هاي ذكر شده و گسترش روزافزون شبكة گازرساني، مي‌توان استفادة وسيع‌تري از اين لوله‌ها را در صنعت گازرساني شهري شاهد بود. اين در صورتي است كه هنوز در بسياري از شهر‌هاي كشور از اين تكنولوژي استفادة چنداني نمي‌شود.
استفاده از اين قبيل لوله‌ها علاوه بر برخورداري از مزاياي آن، باعث مي‌شود تا سرمايه‌گذاران تشويق به سرمايه‌گذاري در ساخت اين محصولات شوند. همچنين با ايجاد ارزش افزوده در اين صنعت، امكان استفاده از طيف وسيع نيروهاي داخلي در بازار كار آن ايجاد مي‌شود. اميد است در آينده، شاهد به‌كارگيري بيشتر اين تكنولوژي در شبكة گازرساني شهري كشور باشيم.

[Borna66]

رشی از نفت است که بین 70 تا 175 درجه سانتی‌گراد تقطیر می‌شود و محتوی هیدروکربورهای C5 تا C11 یا C12 می‌باشد. بنزین طبیعی که حدود 15% از نفت خام را تشکیل می‌دهد، در موتورهای احتراقی بکار می‌رود.
دید کلی

سوخت‌های مایع را می‌توان از اثرهیدروژن روی زغال و مشتقات آن ، در دما و فشار زیاد بدست آورد. در این حال ، زغال خاکستری در حدود 8 تا 10 درصد وزنی از خود به جای گذارده و نفت خام ، به میزان 75 درصد وزنی زغال مصرف شده است.
تاریخچه تولید بنزین

گزارش‌های ثبت شده حاکی از آن است که در سال 1923 ، "برجیوس" اولین بار از روش هیدروژناسیون برای تولید بنزین استفاده کرد. در آن سال ، 350000 تن سوخت اتومبیل از این راه تهیه شد. در 1944، حدود 20 کارخانه برای تولید 3.5 میلیون‌تن سوخت مایع بکار مشغول بوده که از این مقدار 2.25 میلیون‌تن بنزین بوده است. امروزه از این روش برای تولید انواع بنزین مخصوصا بنزین هواپیما با خاصیت آرام سوزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


ویژگی‌های بنزین

ویژگی ضد ضربه یا آرام سوزی را بوسیله عدد اکتان که عبارت است از درصد ایزواکتان در مخلوطی از ایزواکتان و هپتان نرمال تعیین می‌کند. بدین منظور انفجار ناشی از مخلوطی از ایزواکتان و هپتان نرمال را در موتور استاندارد با هیدروکربور مورد نظر مقایسه می‌کنند. اجسامی با توان ضد انفجاری بیش از اکتان ، عددی بالاتر از 10 را اتخاذ می‌کنند. بر حسب معمول عدد اکتان بنزین اتومبیل در حدود 70 درصد و در مورد هواپیما این مقدار به 130 می‌رسد.

خاصیت آرام سوزی با افزودن ترکیبات مختلفی از قبیل ایزواکتان ، ایزوپنتان ، اتیل بنزین و ایزوپروپیل و برای افزایش بیشتر با تترا اتیل سرب تحقق می‌یابد. ترکیب اخیر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و از واکنش بین PbNa و کلروراتیل حاصل می‌شود. با افزودن 4 میلی لیتر از آن به یک کیلوگرم اسانس ، عدد اکتان بنزین از 70 به 89 می‌رسد.

از آنجا که سرب در موتور رسوب کرده و اشکلاتی را ایجار می‌کند، آنرا با مخلوطی از کلرور یا برموراتیلن مخلوط کرده تا پس از احتراق ، سرب به صورت کلرور یا برمور که جسم فراری است درآمده و همراه گازهای حاصل از احتراق از موتور خارج شود.
مزایای بنزین و سوخت‌های مایع نسبت به سوخت‌های جامد

• پس از سوختن ، خاکستر بر جا نمی‌گذارند.
• سوخت‌های مایع را می‌توان در محوطه‌ای دور از محل مصرف و به اشکال مختلف انبار کرد.

• سوخت مایع خود به خود آتش نمی‌گیرد و چنانچه فرار نباشد، در اثر ماندن فاسد نمی‌شود.
• سوخت‌های مایع ، وزنشان 30% و حجمشان 50% کمتر از سوخت‌های جامد با همان ارزش حرارتی است.

[Borna66]

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

مشخصات نفت

نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد. بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

عنصرحداقل درصد وزنیحداکثر درصد وزنی کربن82.287.1 هیدروژن11.814.7 گوگرد0.15.5 اکسیژن0.14.5 نیتروژن0.1 1.5
جدول ازسلی (1985)

دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ،نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری 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 ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده می‌شوند.
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 برای آنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.
ترکیبات مولکولی نفت خام

تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.
گروههای تشکیل دهنده نفت خام

هیدروکربنها (Hydrocarbons)

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

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

غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)

این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژننیتروژن گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V می‌باشد.
وزن مخصوص نفت خام

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

سنجش وزن مخصوص نفت خام

سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای 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 بر حسب 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 با درجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60ºF خواهیم داشت. لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.
تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام

از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام می‌شوند، تغییرات دما است. یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A. P.I افزوده می‌شود. همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام می‌گذارد.
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 به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد، چگالی آن کمتر خواهد بود. بنابراین پارافین‌ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک‌ها بالاترین چگالی را دارند.
ضریب انبساط نفت خام

ضریب انبساط نفت خام از 6.1x10-4 الی 8.3x10-4 در نوسان بوده که با کاهش چگالی ، ضریب انبساط آن افزایش می‌یابد.
ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام

ارزش حرارتی پایین نفت بین 9000 الی 11000 کیلوکالری است. گرمای ویژه نفت در دمای معمولی از 0.35 الی 0.55 کیلوکالری به کیلوگرم درجه است، که در صورت ازدیاد درجه حرارت به مقدار آن افزوده 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 ، قسمتی از زودجوش‌ها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا می‌برند.
نقطه سفت شدن نفت خام

نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آن خاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد. این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفت اهمیت بسزائی دارد.
پالایش نفت خام

از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادی بدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند. نخستین گام در پالایش نفت خام عمل تقطیر است. تحمیل حرارت‌های زیاد در موقع تقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفت بوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را می‌توان نام برد.
__________________

[Borna66]

نَفت مایع غلیظ و افروختنی به رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره‌است که در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوسته کره زمین یافت می‌شود. نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است. بیشتر این هیدروکربن‌ها از زنجیره آلکان هستند ولی ممکن است از دید ظاهر، ترکیب یاخلوص تفاوت‌های زیادی داشته باشند.
واژه‌شناسی

ریشه واژه نفت از واژهٔ اوستایی «نپتا» گرفته شده‌است.کلدانیان اعراب آن را از زبان مادی گرفته و «نفتا» خوانده‌اند. 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 واژه لاتین Naphta بر گرفته شده بود. ریشه این کلمه واژه پونانی Naphtha به معنی روغن شرقی یا d'o. orientale است.
کلمه نفت در زبان انگلیسی پترولیوم نامیده می‌شود از دو کلمه پترا (لغت یونانی کلمه سنگ) و کلمه اولئوم (روغن) تشکیل شده‌است. نفت مایعی است که عمدتاً از دو عنصر آلی هیدروژن و کربن تشکیل شده و دارای مقادیر کمتری از عناصر سنگین مانند نیتروزن اکسیژن و گوگرد می‌باشد و بصورت طبیعی در زیر زمین و بصورت استثنایی در روی زمین یافت می‌شود.

تاریخچه نفت

پیشینه کاربرد نفت در جهان اقوام متمدن دوران باستان، بویژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین بین‌النهرین (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به عنوان ماده غیر قابل نفوذ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیر قابل نفوذ کردن بدنه کشتیها بکار می‌بردند. همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره می‌جستند.
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.

منشا نفت

بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس‌ها اولیه می‌دانند. باقی‌مانده حیوانات و گیاهانی که میلیون‌ها سال قبل از محیط دریا (آب)، قبل از دایناسورها زندگی می‌کردند 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 به مقدار زیاد در حوضچه نفتی جمع می‌گردد.
نفت خام حالت روغنی دارد و به شکلهای جامد، مایع و گاز دیده می‌شود. برخی اوقات به تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می‌شود. اگر نفت در محلی جمع گردد به آن محل حوضچه نفتی می‌گویند. از مجموع چندین حوضچه نفتی یک میدان نفتی حاصل می‌شود. به سنگ متخلخل در بر گیرنده نفت، سنگ مخزن می‌گویند.

اکتشاف نفت





یک منطقه انتخاب شده را با مطالعه نمونه‌های سنگی زمین مورد استخراج قرار می‌دهند. اندازه گیری‌ها انجام می‌شود و اگر مکان از لحاظ نفتی مکان موفقیت آمیزی باشد، حفاری آغاز می‌شود. بالای چاه ساختاری که دکل نامیده می‌شود، برای جا دادن وسایل و لوله‌های مورد استفاده در چاه ساخته می‌شود. زمانی که حفاری تمام می‌شود، چاه حفر شده یک جریان ثابتی از نفت را به سطح زمین خواهد آورد.

پالایش نفت

نفت بصورت خام نمی‌تواند مورد ستفاده قرار گیرد و باید در پالایشگاه نفت مورد تصفیه قرار گیرد.

اندازه گیری نفت

نفت را با بشکه می‌سنجند.هر بشکه حاوی ۱۵۹ لیتر نفت می‌باشد.

[Borna66]

انواع نفت خام

نفت خام مخلوط «رشادت - رسالت» (Reshadat-Resalat Crude Oil Blend)

نفت خام رشادت-رسالت قبل از پيروزي انقلاب اسلامي به نام نفت خام مخلوط رستم و رخش خوانده مي شد. بهره برداري از نفت خام رشادت در اوت 1969 و از ميدان رسالت (رخش) از فوريه 1971 آغاز شد. توليد اين نفت خام در دسامبر 1976 به دنبال تجاوز نظامي امريكا به سكوهاي نفتي ميدان هاي رشادت، رسالت و سلمان قطع شد و در اوت 1992 بهره برداري مجدد از آنها آغاز شد. اين نفت خام با درجه «اي.پي.آي» 35، 1.7 درصد وزني گوگرد دارد و نقطه ريزش آن 10- درجه سانتيگراد است.

نفت خام «زارزيتين» (Zarzaitine Crude Oil)

زارزيتين نفت خام كشور الجزاير است كه به وسيله خط لوله به تونس انتقال يافته و از طريق بندرصخيره (shkhirra) صادر مي شود. درجه «اي.پي.آي» نفت خام زارزيتين 42 و ميزان گوگرد آن 0.05 درصد وزني است. بازده فراورده اين نفت خام 15 درصد نفت سبك و سنگين، 10 درصد نفت سفيد، 24 درصدگازوئيل سبك و سنگين و 37.5 درصد نفت كوره است.

نفت خام هاي «زاكم» (Zakum Crude Oils)

نفت خام هاي زاكم از نفت خام زاكم بالا و زاكم پايين تشكيل شده و از فلات قاره ابوظبي استخراج مي شود. نفت خام زاكم بالا با درجه «اي.پي.آي» 34 حدود 1.7 درصد وزني گوگرد دارد و نفت خام زاكم بالا1.1 درصد وزني گوگرد، درجه «اي.پي.آي» آن 40 است. اين نفت خام از جزيره «داس» در خليج فارس صادر مي شود.

نفت خام «زويتينا» (Zueitina Crude Oil)

نفت خام زويتينا» با درجه «اي.پي.آي» 41.5 حدود 0.3 درصد وزني گوگرد دارد. بازده فراورده اين نفت خام 35 درصد بنزين موتور، 37 درصد نفت سفيد و گازوئيل و 27 درصد نفت كوره است. نفت خام زويتينا از اسكله شناور (SBM) بندر زويتيناي ليبي صادر مي شود.

نفت خام «ساسان» (Sassan Crude Oil)

نفت خام سرير ليبي در سال 1961 كشف شد. اين نفت خام با درجه «اي.پي.آي» 37.5، حدود 0.3 درصد وزني گوگرد دارد. بازده حجمي فراورده اين نفت خام 19.9 درصد بنزين موتور، 27.8 درصد نفت سفيد و گازوئيل و52.3 درصد نفت كوره است. نفت خام سرير از بندر مرساالحرقه ليبي صادر مي شود.

نفت خام «سلمان» (Salman Crude Oil)

نفت خام سلمان كه قبل از انقلاب به نام ساسان خوانده مي شد، نخستين ميداني است كه به وسيله شركت نفت لاوان (LAPCO) در آب هاي فلات قاره ايران كشف شد و با ميدان نفتي ابوالبخوش ابوظبي مشترك است. بهره برداري از اين ميدان در سال 1968 آغاز شد. نفت خام سلمان به صورت مخلوط با نفت خام هاي رشادت و رسالت (مخلوط لاوان) صادر مي شود.

نفت خام مخلوط «سوئز» (Suez Blend Crude Oil)

اين نفت خام مخلوط كه بخش عمده صادرات مصر را تشكيل مي دهد، از بندر «رأس شوخير» صادر مي شود. نفت خام مخلوط سوئز با درجه «اي.پي.آي» 33 حدود 1.5 درصد وزني گوگرد دارد. بازده حجمي اين نفت خام 45 درصد بنزين، 14 درصد گازوئيل و 34 درصد نفت كوره است.

[Borna66]

نفت کوره Cfo
نفت کوره ، متشکل از سنگین‌ترین بخشهای نفت خام و معمولا ، فراورده پایین ستون تقطیر در خلاء است.


نفت کوره ، یک فراورده جانبی

بیشتر نفت کوره‌های باقیمانده مصرفی در ایالات متحده آمریکا ، از خارج وارد می‌شود. این سوخت به قیمت بسیار ارزانی فروخته می‌شود (قبلا حدود 70 درصد قیمت نفت خامی که از آن تولید شده است) و بعنوان یک فراورده جانبی تلقی می‌گردد.
مشخصه‌های بحرانی نفت کوره

مشخصه‌های بحرانی نفت کوره عبارتند از گرانروی و مقدار گوگرد. در سالهای آینده ، با توجه به لزوم جلوگیری از آلودگی هوا ، مقدار بیشینه گوگرد ، بی شک ، کاهش خواهد یافت. در برخی نقاط ، فقط نفت کوره‌های کم‌گوگرد می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و این گرایش ، رو به توسعه است.
نفت کوره سنگین

نفت کوره‌های سنگین که حاوی گوگرد بسیار کمی باشند، خواهان بیشتری دارند و به قیمتهای نزدیک قیمتهای نفتهای خام اولیه فروخته می‌شوند.
نفت‌های گرمایشی

هر چند مصرف فراورده‌های نفتی برای گرمایش فضا از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، ولی این مصرف بر حسب محل و شرایط جوی تغییر زیادی می‌کند. در سالهای اخیر نیاز به نفتهای گرمایشی نسبتا کاهش یافته است، زیرا بر مصرف LPG (گاز نفتی مایع که برای گرمایش خانگی و پخت و پز بمصرف می‌رسد) افزوده شده است.


مهمترین نفت‌های کوره تقطیری

مهمترین نفت‌های کوره تقطیری ، نفت کوره شماره 1 و نفت کوره شماره 2 می‌باشند.

• نفت کوره شماره 1: این نفت کوره ، بسیار شبیه نفت سفید، ولی معمولا دارای نقطه ریزش و نقطه نهایی بالاتری است. مشخصه‌های حدی آن عبارتند از تقطیر، نقطه ریزش ، نقطه اشتعال و مقدار گوگرد. نقطه ریزش ، پایین‌ترین دمایی است که در آن ، یک روغن نفتی جاری می‌شود یا ریزش می‌کند. نقطه پایانی یا نهایی ، دمای حد بالا در تقطیر است.
• نفت کوره شماره 2: نفت کوره شماره 2 ، بسیار شبیه سوخت دیزلی شماره 2است. ذخایر گراکینگ شده نفت ، نفت سفید. سوخت دیزلی و نفتهای سبک چرخه کراکینگ بدست می‌آید که مشخصه‌های حدی آن ، عبارتند از مقدار گوگرد ، نقطه ریزش، تقطیر و نقطه اشتعال.