بسمه تعالی
ارسال کننده مقاله : امین محمدی سیار شیرکوهی
کلاس 05 دبیرستان شهید نصیری رشت
طلاي سياه اندوخته رو به پايان
نفت چيست؟
زندگي در جهان امروز بدون اين مايع قهوه اي تيره كه بوي نامطبوعي دارد، ناممكن خواهد بو د . بخش بزرگي از
نيازهاي ما به انرژي، با سوزاندن نفت تأمين مي شود. نفت يك منبع غني از مواد شيميايي است. موادي كه مي توان از
آن ها رنگ، دارو، انواع پلاستيك، پارچه و غيره ساخت.
پس از آب، نفت فراوان ترين مايع در بخش هاي بالايي پوسته زمين است.
اما منظور اين نيست كه براي هميشه منابع نفت جوابگوي ما است و نگر اني در اين مورد نداريم، اتفاقاً كاملاً برعكس
است. بعضي از كارشناسان نفتي پيش بيني مي كنند كه در قرن بيست و يكم استخراج نفت از منابع شناخته شده به
اوج خود خواهد رسيد. پس از آن با كم شدن منابع نفتي، توليد نفت كاهش مي يابد و بهاي آن رفته رفته رو به افزايش
مي رود.
بد نيست به هشدار مندليف شيميدان روسي نيز توجه كنيم.
مندليف شيميدان روسي ده ها سال پيش هشدار دارد كه سوزاندن نفت براي توليد انرژي مانند آن است كه اجاق
آشپزخانه را با سوزاندن اسكناس روشن نگه داريم.
توجه: حجم نفت را با بشكه اندازه گيري مي كنند. هر يك بشكه نفت 159 ليتر است. اگر چه نفت خام را در چنين
بشكه هايي حمل و نقل نمي كنند.
نكته بسيار مهم : به طور ميانگين در كشورهاي پيشرفته تنها 13 % از هر بشكه نفت براي مواردي غير از سوزاندن به كار
6 برابر به عنوان سوخت مصرف مي شود. / مي رود و 87 درصد بقيه يعني بيشتر از 5
دقت شود: فراواني ظاهري، سهولت انبارداري و حمل و نقل و كاربرد آسان و بهاي ارزان نفت موجب شده كه به
توصيه مندليف توجه نكنيم. مشكل به اينجا ختم نمي شود! ما با مشكلات زيست محيطي بسياري چون آلودگي هوا
نيز رو به رو شده ايم. به ويژه ورود حجم زياد گاز كربن دي اكسيد ناشي از سوزاندن اين سوخت ها به هواكره، باعث گرم
شدن هواي زمين نيز شده است.
ب) سوخت فسيلي
به زغال سنگ، نفت خام و گاز طبيعي، سوخت هاي فسيلي گفته مي شود. زيرا زمين شناسان بر اين باورند كه اين مواد
از فسيل شدن اجساد و بقايايي جانوران و گياهاني به وجود آمده اند كه صدها ميليون سال پيش مي زيسته اند. عوامل
تشكيل دهنده نفت از بقايايي اجساد گياهان و جانوران عبارتند از:
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
1 - باكتري هاي بي هوازي
2 - فشار بالا در اعماق زمين
3 - دماي بالا در اعماق زمين
در واقع اين جانوران و گياهان بعد از مرگ، در زير رسوب هاي دريايي مدفون شده اند و اجساد آن ها در نبود اكسيژن
توسط باكتري هاي بي هوازي تا مقدار زيادي تخريب شده اند.
سرانجام در فشار و دماي بالاي موجود در اعماق زمين، در يك رشته واكنش هاي شيميايي پيچيده، به مواد خام
ارزشمندي تبديل شده اند.
توجه بسيار مهم : بي ترديد هم اكنون نيز مقداري از نفت در حال تشكيل است. اما تشكيل نفت بسيار آهسته انجام
مي گيرد، به طوري كه نمي توانيم، آن را يك منبع تجديدپذير به شمار آوريم.
توجه: سوخت هاي فسيلي نوعي انرژي خورشيدي ذخيره شده هستند. و ما آن ها را جزء منابع تجديدناپذير بشمار
مي آوريم. زيرا سرانجام روزي به پايان خواهند رسيد.
ج) پراكندگي منابع نفتي در جهان
65 درصد نفت كل جهان مي باشد. / خاورميانه، منطق هاي كه تنها 1% از سطح كره زمين را تشكيل مي دهد، داراي 7
كشور ما در اين منطقه قرار دارد و سالانه صدها ميليون بشكه نفت خام توليد مي كند. اكنون خبر يافتن ميدان هاي
نفتي تازه در برخي از نقاط جهان به گوش مي رسد.
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
نفت را طلاي سياه ناميده اند. چرا؟
از ديدگاه شيميايي، نفت مخلوطي از صدها تركيب مولكولي است. اين تركيب ها دو خصلت شيميايي سودمند دارند:
1 - سرشار از انرژي اند و همين انرژي است كه به هنگام سوزاندن آن ها آزاد مي شود.
2 - اين مولكول ها را مي توان به روش هاي شيميايي به يكديگر تبديل كرد و مواد شيميايي گوناگوني به دست آورد.
توجه: شيميدان ها كشف كرده اند كه چگونه مولكول هاي كوچك نفت را به مولكو لهاي غول آسا تبديل كنند و به اين
ترتيب، مواد خام مورد نياز براي تهيه انواع پلاستيك، الياف ساختني و لاستيك را توليد كنند. شيميدان ها همچنين
مي دانند كه چگونه مولكول هاي نفت را به مولكول هاي تشكيل دهنده عطرها، مواد منفجره و داروهايي مانند
آسپيرين، استامينوفن و كدئين تبديل كنند.
د) پالايش نفت خام
نفتي كه از چاه بيرون آورده مي شود، نفت خام نام دارد. نفت خام مايعي قهوه اي مايل به سياه است كه ممكن است
مانند آب، روان و يا مانند قير غليظ باشد. پس از انتقال نفت خام به پالايشگاه، در آنجا نفت را به مخلوط هاي ساده تر
تفكيك م يكنند.
ابتدا ناخالصي هاي نفت خام را جدا مي كنند. در اين صورت آنچه از نفت خام باقي مي ماند، هيدروكربن ناميده مي شود.
يعني تركيب هايي كه تنها از دو عنصر كربن و هيدروژن تشكيل شده اند.
سپس نمك ها و اسيدها را از هيدروكربن هاي باقي مانده جدا مي كنند و شروع به پالايش نفت خام مي كنند. به منظور
پالايش نفت خام از روش تقطير جزء بهجزء نفتخاماستفادهميكنند.
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
تقطير جزء به جزء روشي است كه با آن مخلوط هايي كه نقاط جوش تقريباً يكسان و نزديك به هم دارند را مي توان
توسط اين روش از هم جدا كرد.
به شكل زير توجه كنيد. اين شكل برج تقطير جزء به جز ء نفت خام است. هر كدام از خروجي هاي برج تقطير را يك
برش م ينامند.
در اصل برش نفتي به مخلوطي از هيدروكربن ها مي گويند كه در هنگام تقطير جزء بهجزء نفتخامازبخشخاصيازبرجتقطيرجداميشوند.
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
همان طور كه در شكل كاملاً مشخص است نفت خام را در كوره تا 400 درجه سانتي گراد گرم مي كنند تا بسياري از
اجزاي آن به جوش آيند و به صورت بخار بيرون بروند. اما نكته دقيقاً همين جاست كه ابتدا مولكول هاي كوچكتر بخار
مي شوند و سوي بالاي برج تقطير مي روند.
توجه: هيدروكربن هايي كه تعداد كربن كمتري دارند به سمت بالاي برج تقطير م يروند، زيرا به علت داشتن كربن كم
مسلماً نقطه جوش پاييني دارند و در نتيجه زودجوش هستند و از لحاظ مولكولي سبك هستند. لذا به سمت بالاي برج
تقطير مي روند هر چه به سمت پايين برج دقت مي كنيم متوجه مي شويم كه برش ها حاوي تعداد كربن بيشتري
مي شوند. يعني به طور كلي شاهد افزايش دماي جوش اجزاء سازندهنفتخامهستيم.
پايين برج تقطير، شامل موادي است كه نقطه جوش آن ها بيشتر از 370 درجه سانتي گراد مي باشد و به گاز تبديل
نمي شوند. اين مواد در فرآيند تقطير همچنان به صورت مايع در برج باقي مي مانند. اين مايع هاي غليظ را كه ته مانده
ناميده م يشود، از پايين برج تقطير بيرون مي كشند.
نتيجه كلي: مولكول هاي كوچكتر و سبك تر و زودجوش تر به سوي بالاي ستون تقطير مي روند و مولكول هايي كه دماي
جوش بيشتر داشته و سنگين ترند به سمت پايين برج مي آيند.
نكات بسيار مهم در خصوص برج تقطير جزء بهجزء نفتخامتوجه ( 1) : در برج تقطير نفت خام محصولاتي مشاهده مي شوند كه سوخت به حساب نمي آيند، اما در كنار محصولات
برج تقطير ديده مي شوند. به آن ها محصولات جانبي برج تقطير گفته مي شود كه عبارتند ا ز : سولفوريك اسي د
، آمونياك و انوع كودها.
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
توجه ( 2) : برش گازي برج تقطير شامل هيدروكربن هايي با 1 تا 4 كربن مي باشد كه در بين محصولات برج تقطير
كمترين دماي جوش را دارا هستند و از اولين خروجي برج تقطير در بالا خارج مي شوند.
ديده مي شود. LPG توجه ( 3) : در داخل برش گازي محصولي به نام
به معناي نفت گاز مايع شده مي باشد و برش ساده اي از نفت خام مي باشد. اين برش به طور عمده از LPG : دقت شود
پروپان و بوتان تشكيل شده است. اين گازها را زير فشار زياد به مايع در مي آورند و در داخل كپسول هاي فولادي،
مؤسسه آموزش از راه دور امام حسين (ع)
براي مصارف خانگي ذخيره مي كنند. از جايي كه دماي جوش بوتان بيشتر از پروپان است، كپسول هاي گاز مايع را در
تابستان با بوتان و در زمستان با پوپان پرميكنند.
توجه ( 4) : برش هايي مايع برج تقطير شامل بنزين، نفت چراغ (نفت سفيد) ، نفت گاز (گازوئيل ) و روان كننده ها
مي باشد. به طور كلي برش مايع شامل هيدروكربن هايي از 5 تا 20 اتم كربن مي باشند.
توجه ( 5) : برش هاي مايع برج تقطير به سه دسته تقسيم مي شوند: