Crude oil and its Fractions
مقدمة:
ما هو (النفط الخام Crude oil)
النفط الخام هو ناتج طبيعي غير مكرر، يتكون من رواسب هيدروكربونية ومواد عضوية أخرى، ويمكن تعديل نوع من الوقود الأحفوري ، لإنتاج النفط الخام ومن ثم الحصول على منتجات قابلة للاستخدام مثل البنزين والديزل وأشكال مختلفة من البتروكيماويات، وهو مورد غير قابل للتجديد، وهو ما يعني أنه لا يمكن الاستعاضة عنه بشكل طبيعي بالمعدل الذي نستهلكه وبالتالي مورد محدود.
وعادة ما يتم الحصول على النفط الخام من خلال الحفر حيث يتم العثور عليه عادة جنبا إلى جنب مع الموارد الأخرى مثل الغاز الطبيعي (الذي هو أخف وزنا، وبالتالي يطفو فوق النفط الخام) والمياه المالحة (وهو أكثر كثافة، ويغرق أدناه). ثم يتم صقلها ومعالجتها في أشكال مختلفة، مثل البنزين والكيروسين والأسفلت، ويتم بيعها للمستهلكين، على الرغم من أنها غالبا ما تسمى "الذهب الأسود"، علاوة على أن النفط الخام له لزوجة متفاوتة ويمكن أن تختلف في اللون من الأسود والأصفر اعتمادا على تكوين الهيدروكربون، والتقطير هو عملية يتم فيها تسخين النفط وفصله في مكونات مختلفة، وهي المرحلة الأولى في التكرير.
تاريخ استخدام خام النفط
على الرغم من أن الوقود الأحفوري مثل الفحم قد تم حصاده بطريقة أو بأخرى لعدة قرون، فقد تم اكتشاف النفط الخام لأول مرة وتطويره خلال الثورة الصناعية ، وتم تطوير استخداماته الصناعية لأول مرة في القرن التاسع عشر، ولقد أحدثت الآلات التي تم اختراعها مؤخرا ثورة في الطريقة التي تعمل بها، وهي تعتمد بشكل رئيسي على هذه الموارد لتشغيلها.اليوم يعتمد اقتصاد العالم إلى حد كبير على الوقود الأحفوري مثل النفط ، وغالبا ما يثير الطلب على هذه الموارد العديد من الاضطرابات السياسية ، نظرا لأن عددا قليلا من البلدان هي من تسيطر على أكبر الخزانات كأي صناعة ، العرض والطلب يؤثر بشكل كبير على اسعارها وارباحها.في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، كانت الولايات المتحدة واحدة من أكبر منتجي النفط، وطورت الشركات الأمريكية التكنولوجيا لجعل النفط من ضمن المنتجات المفيدة مثل البنزين - ومع ذلك - خلال السنوات الوسطى والأخيرة من القرن العشرين ، انخفض إنتاج النفط بشكل كبير في الولايات المتحدة، وأصبحت مستوردة للطاقة، وكان موردها الرئيسي منظمة الدول المصدرة للبترول (أوبك) التي تأسست في عام 1960، والتي تتألف من أكبر حاملي النفط الخام والغاز الطبيعي في العالم والاحتياطيات، وعلى هذا النحو، كانت لدول الأوبك الكثير من النفوذ الاقتصادي في تحديد العرض، وبالتالي سعر النفط في أواخر القرن العشرين.وفى بداية القرن الحادى والعشرين، أحدث تطور التكنولوجيا الجديدة، وخاصة التكسير المائي الذي أدي إلى حدوث طفرة في الطاقة الأمريكية، مما أدى إلى انخفاض كبير في أهمية وتأثير منظمة أوبك.ويعتبر الاعتماد الشديد على الوقود الأحفوري أحد الأسباب الرئيسية للاحترار العالمي، وهو موضوع اكتسب زخما في السنوات العشرين الماضية، وتشمل المخاطر المحيطة بالتنقيب عن النفط انسكابات النفط وتحمض المحيطات، مما يضر بالنظام الإيكولوجي. وقد بدأت العديد من الشركات المصنعة في إنشاء منتجات تعتمد على مصادر بديلة للطاقة، مثل السيارات التي تديرها الكهرباء، والمنازل التي تعمل بالطاقة الشمسية، والمجتمعات التي تعمل بالطاقة عن طريق توربينات الرياح.
فيديو توضيحي لأهم مشتقات النفط الخام واستخداماتها
مشتقات النّفط
 |
| صورة توضيحية لطريقة التّقطير التّجزيئيّ |
يتكوّن النّفط من مزيج من مركبات هيدروكربونيّة ، ومركبات عضويّة سائلة ، ولفصل هذه المركبات عن بعضها البعض يتم تكرير النّفط الخام. [1]ومن أكثر طرق تكرير النّفط شيوعا طريقة التّقطير التّجزيئيّ، التي تفصل مشتقات النّفط اعتماداَ على اختلاف درجة غليانها.[2]ومن أهم مشتقات النّفط: الجازولين، والكيروسين، وزيوت التشحيم، وشمع البرافين، والدّيزل، والأسفلت، والبتروكيماويات، وغاز النّفط المُسال، وزيت الوقود.[3]
الجازولين
الجازولين بالإنجليزيّة: (Gasoline): سائل شفّاف يُستخدَم كوقود للسيارات ؛ بسبب الطّاقة العالية النّاتجة عن احتراقه ، وبفضل قدرته على الامتزاج السّريع بالأكسجين في مُكربن السّيارة الكاربوريتر بالإنجليزية (Carburetor) ، كما يُستخدم كوقود للطيارات، والضّاغطات، وفي المولدات الكهربائيّة. في البداية كان يُفصل الجازولين عن النّفط الخام بطريقة التقطير، ثمّ استُبدِلت تلك الطريقة واستُخدِمت طريقة التّكسير الحراريّ الذي يعتمد على الحرارة والضّغط المرتفع، فيما بعد استُخدِمت طريقة التّكسير الحفزيّ التي تعتمد على التّفاعلات الكيميائيّة ؛ لتحفيز إنتاج كمية أكبر من الجازولين.
 |
بعض المركبات الأساسية للجازولين :
isooctane, butane, 3-ethyltoluene, and the octane enhancer MTBE |
يتكوّن الجازولين من خليط من الهيدروكربونات التي تحتوي على (4-12) ذرّة كربون لكلّ جزيء، وعند خلطها فإنّها تنتج جازولين بخصائص مختلفة. من أهمّ خصائص الجازولين هو رقم الأوكتان؛ وهو مقياس لقدرة الجازولين على مقاومة الاحتراق المبكّر، ممّا يزيد من كفاءته.[4][3]
الكيروسين
الكيروسين بالإنجليزية (Kerosene): سائل شفاف أو أصفر باهت مائل للزُّرقة، وهو المنتج الرّئيسي لعملية التّكرير من حيث حجم الإنتاج، ويمكن الحصول عليه بواسطة التّقطير التّجزيئي للنفط عند درجة حرارة (60-250) درجة مئويّة.
ظهر الكيروسين في بداية القرن التّاسع عشر، واستُخدِم في مصابيح الإضاءة قبل اكتشاف الكهرباء، وعُرِف في البلاد العربيّة بزيت الكاز. يشكِّل الكيروسين مكوّناً أساسياً لوقود المحركات النّفاثة؛ وذلك بفضل الخصائص التي يتمتع بها؛ مثل: جودة الاشتعال، والاحتراق الثّابت داخل المحرك، وقابلية التّطاير المنخفضة، ودرجة اللزوجة، والكثافة المناسبة. [5]
ظهر الكيروسين في بداية القرن التّاسع عشر، واستُخدِم في مصابيح الإضاءة قبل اكتشاف الكهرباء، وعُرِف في البلاد العربيّة بزيت الكاز. يشكِّل الكيروسين مكوّناً أساسياً لوقود المحركات النّفاثة؛ وذلك بفضل الخصائص التي يتمتع بها؛ مثل: جودة الاشتعال، والاحتراق الثّابت داخل المحرك، وقابلية التّطاير المنخفضة، ودرجة اللزوجة، والكثافة المناسبة. [5]
ومن أنواع الكيروسين:
كيروسين الطّائرات: يُقسَم اعتماداَ على درجة تجمّده إلى عدّة أنواع منها:
- الكيروسين النّفاث (JET A): يتجمد على درجة حرارة (-40) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JET A-1): يتجمد على درجة حرارة (-47) درجة مئويّة.
- الكيروسين النفّاث (JET B): يتجمد على درجة حرارة (-58) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-4) يتجمد على درجة حرارة (-60) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-5): يتجمد على درجة حرارة (-70) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-8) .الكيروسين النّفاث (JP-8-100) .
كيروسين الإضاءة: هو وقود مصابيح زيت الكاز.
كيروسين التّدفئة والتّسخين: هو وقود مواقد زيت الكاز المنزليّة، والمدافئ الزّراعيّة، والمعامل الصغيرة.
كيروسين المحرّكات والآلات: هو وقود محركات المعدّات الزراعيّة، والجرّارات، وبعض الآلات المائيّة.
- الكيروسين النّفاث (JET A): يتجمد على درجة حرارة (-40) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JET A-1): يتجمد على درجة حرارة (-47) درجة مئويّة.
- الكيروسين النفّاث (JET B): يتجمد على درجة حرارة (-58) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-4) يتجمد على درجة حرارة (-60) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-5): يتجمد على درجة حرارة (-70) درجة مئويّة.
- الكيروسين النّفاث (JP-8) .الكيروسين النّفاث (JP-8-100) .
كيروسين الإضاءة: هو وقود مصابيح زيت الكاز.
كيروسين التّدفئة والتّسخين: هو وقود مواقد زيت الكاز المنزليّة، والمدافئ الزّراعيّة، والمعامل الصغيرة.
كيروسين المحرّكات والآلات: هو وقود محركات المعدّات الزراعيّة، والجرّارات، وبعض الآلات المائيّة.
زيوت التشحيم
تُستخدَم زيوت الّتشحيم بالإنجليزيّة: (Lubricating Oils) للحدّ من الاحتكاك بين سطوح الأجسام المُتصلة ببعضها البعض، وتُستعمَل أيضاً كزيت للمحركات، فتمنع التآكل والصّدأ، وتعزّز نقل الحرارة والطّاقة.
تتميّز زيوت التّشحيم بلزوجتها المناسبة، واستقرارها حرارياّ وهيدروليكياَ ، وانخفاض نقطة تجمدها كذلك ، وتنفصل زيوت الّتشحيم عن النّفط عند درجة غليان تتراوح بين (300-370) درجة مئويّة.[3]
تتميّز زيوت التّشحيم بلزوجتها المناسبة، واستقرارها حرارياّ وهيدروليكياَ ، وانخفاض نقطة تجمدها كذلك ، وتنفصل زيوت الّتشحيم عن النّفط عند درجة غليان تتراوح بين (300-370) درجة مئويّة.[3]
شمع البرافين
يوجد شمع البرافين بالإنجليزيّة (Paraffin Wax) على شكل شمع صلب في درجة الحرارة العاديّة ، ويُستخرَج من النّفط الخام كمنتج ثانويّ غير مرغوب فيه ، إلا أنّ له قيمةً في ذاته .
ويمكن تسويقه لاستعمالات متعدِّدة منها: [3][7]
- صناعة الشّموع.
- صناعة الأقلام الشّمعيّة.
- صنع مستحضرات التّجميل، مثل: الفازلين.
- حفظ الأطعمة، وتغليفها، وتقديمها.
- صناعة المنتجات المطاطيّة، والدّهانات، وحبر الطّباعة العادي أو الحجري، وشمع الطّابعات الكهربائيّة.
ويمكن تسويقه لاستعمالات متعدِّدة منها: [3][7]
- صناعة الشّموع.
- صناعة الأقلام الشّمعيّة.
- صنع مستحضرات التّجميل، مثل: الفازلين.
- حفظ الأطعمة، وتغليفها، وتقديمها.
- صناعة المنتجات المطاطيّة، والدّهانات، وحبر الطّباعة العادي أو الحجري، وشمع الطّابعات الكهربائيّة.
الدّيزل
الدّيزل أو السّولار بالإنجليزيّة (Diesel) هو أحد مشتقات النّفط التي يمكن الحصول عليها باستخدام التّقطير التّجزيئي، وينفصل عن النّفط عند درجة غليان تتراوح بين (250-350) درجة مئويّة.
يُستخدَم الدّيزل لتّشغيل التّوربينات الغازيّة، ومحرّكات الاحتراق الخارجيّة، كما يُستخدَم كوقود في بعض أنواع السيارات، والحافلات، والشّاحنات، والقاطرات، وتُقاس جودة الدّيزل بالرقم السّيتاني؛ وهو مؤشّر لسرعة احتراق وقود الدّيزل.[3]
يُستخدَم الدّيزل لتّشغيل التّوربينات الغازيّة، ومحرّكات الاحتراق الخارجيّة، كما يُستخدَم كوقود في بعض أنواع السيارات، والحافلات، والشّاحنات، والقاطرات، وتُقاس جودة الدّيزل بالرقم السّيتاني؛ وهو مؤشّر لسرعة احتراق وقود الدّيزل.[3]
الأسفلت
الأسفلت أو القار بالإنجليزيّة (Asphalt) من المشتقات النّفطيّة سوداء اللون عالية اللزوجة.
يُستخرَج الأسفلت بعملية تقطير النّفط الخام تحت درجات حرارة عالية تصل إلى (525) درجة مئويّة، ويُستخدَم لرصف الشّوارع، وطلاء أسطح المنازل؛ لمنع تسرّب المياه.[3]
يُستخرَج الأسفلت بعملية تقطير النّفط الخام تحت درجات حرارة عالية تصل إلى (525) درجة مئويّة، ويُستخدَم لرصف الشّوارع، وطلاء أسطح المنازل؛ لمنع تسرّب المياه.[3]
البتروكيماويات
البتروكيماويات بالإنجليزيّة: (Petrochemicals) منتجات كيميائيّة يمكن استخراجها من النّفط الخام والغاز الطّبيعي، وتتراوح درجة غليانها من (30-200) درجة مئويّة، وتُصنَّف إلى مجموعتين:
- الأوليفينات بالإنجليزية. (Olefins)
- والمركبات العطريّة بالإنجليزية (Aromatics).
تُستعمل المواد البتروكيمياويّة لصناعة العديد من المواد، أهمّها: الأسمدة، والأحذية، والشّمع، والمضافات الغذائيّة، والقواوير البلاستيكيّة، والمنظفات، وغيرها.[3]
- الأوليفينات بالإنجليزية. (Olefins)
- والمركبات العطريّة بالإنجليزية (Aromatics).
تُستعمل المواد البتروكيمياويّة لصناعة العديد من المواد، أهمّها: الأسمدة، والأحذية، والشّمع، والمضافات الغذائيّة، والقواوير البلاستيكيّة، والمنظفات، وغيرها.[3]
 |
| صورة توضح احدى منشئات الصناعات البتروكيميائية |
غاز النّفط المُسال
غاز النّفط المُسال بالإنجليزيّة: (Liquefied Petroleum Gas) هو مزيج من المركبات الهيدروكربونيّة ، ومن أشكاله البروبان والبيوتان [3] وفيما يأتي أهمّ خصائصهما:
- البروبان بالإنجليزيّة: (Propane): هو غاز عديم الّلون ، يُستخرَج من النّفط الخام أو الغاز الطّبيعي ، والصّيغة الكيميائيّة له هي (C3H8) يُمكن تسييل البروبان بيُسر تحت ضغط مرتفع ، ولذلك يوجد بشكله السّائل في الأسطوانات والصّهاريج ، ويُستخدَم منفرداً أو مخلوطاً مع البيوتان السّائل كوقود للاستخدامات المنزليّة والصّناعيّة ، ومحركات الاحتراق الدّاخليّ.[7]
- البيوتان بالإنجليزيّة :(Butane) من الهيدروكربونات الغازيّة ، وهوعديم اللون والرّائحة ، والصّيغة الكيميائيّة له هي (C4H10) يُضاف البيوتان إلى وقود السّيارات الجازولين ؛ لزيادة درجة تطايره.[8]
- البروبان بالإنجليزيّة: (Propane): هو غاز عديم الّلون ، يُستخرَج من النّفط الخام أو الغاز الطّبيعي ، والصّيغة الكيميائيّة له هي (C3H8) يُمكن تسييل البروبان بيُسر تحت ضغط مرتفع ، ولذلك يوجد بشكله السّائل في الأسطوانات والصّهاريج ، ويُستخدَم منفرداً أو مخلوطاً مع البيوتان السّائل كوقود للاستخدامات المنزليّة والصّناعيّة ، ومحركات الاحتراق الدّاخليّ.[7]
- البيوتان بالإنجليزيّة :(Butane) من الهيدروكربونات الغازيّة ، وهوعديم اللون والرّائحة ، والصّيغة الكيميائيّة له هي (C4H10) يُضاف البيوتان إلى وقود السّيارات الجازولين ؛ لزيادة درجة تطايره.[8]
 |
| صورة لإسطوانات تخزين غاز النفط المسال المستخدم كوقود منزلي في بعض البلدان |
زيت الوقود
زيت الوقود بالإنجليزيّة: (Fuel Oils) هو أثقل مشتقّات النّفط ، ويُستخرَج منه بالتّقطير التّجزيئي عند درجة حرارة تتراوح بين (370-600) درجة مئويّة ، ويُستخدَم لتدفئة المنازل ، وكوقود للشاحنات والسّفن ، وبعض أنواع السيارات ، ولتشغيل مولدات الكهرباء الاحتياطيّة في المكاتب ، بالإضافة إلى محطات توليد الكهرباء. [3]
المراجع
1- "Crude oil and its derivatives" , www.mintecglobal.com, 30-5-2012، Retrieved 18-10-2017.
2- CRAIG FREUDENRICH, "How Oil Refining Works"، science.howstuffworks.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
3- Blessing Udo (25-8-2017), "Top 11 petroleum products and their uses"، infoguidenigeria.com,
4- "Gasoline", www.britannica.com/, Retrieved 18-10-2017. Edited.
5- "الكيروسين"، www.arab-ency.com، اطّلع عليه بتاريخ 18-10-2017. بتصرّف.
6- "البرافين"، www.arab-ency.com، اطّلع عليه بتاريخ 18-10-2017. بتصرّف.
7- "propane", www.britannica.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
8- "butane", www.britannica.com, Retrieved 18-10-2017. Edited.
عزيزي الزائر، اكتب لنا تعليقك على الموضوع..