مقدمه‌اي بر چگونگي كار پالايش نفت

حتماً تا بحال بارها در فيلمهاي سينما و تلويزيون تصاويري از نفت خام را ديده ايد كه سياه و غليظ است و از چاه ‌هاي نفت فوران مي كند. اما وقتي كه شما در پمپ بنزين مشغول سوختگيري ماشين خود هستيد، احتمالاً اين نكته توجه شما را جلب كرده است كه بنزين شفاف و بي‌رنگ مي‌باشد.

محصولات زياد ديگري نيز وجود دارد كه ريشه آنها از نفت مي‌باشد مانند مداد شمعي، پلاستيك، نفت سوخت، سوخت جت، نفت سفيد، الياف مصنوعي و تاير ماشين.

چگونه مي‌توانيم از نفت خام شروع كنيم و به بنزين و تمام محصولاتي كه در بالا نام برديم برسيم؟

در اين مقاله به بررسي تكنولوژي و شيمي مورد استفاده در پالايش نفت خام  كه منجربه توليد اين همه مواد مختلف مي‌شود, پرداخته مي شود.

نفت خام

نفت خام به نفتي مي‌گويند كه روي آن هيچ گونه فرآيندي صورت نگرفته است و از چاه‌هاي نفت بيرون مي آيد. در بعضي از زبانها به آن پتروليوم يا پترول هم مي‌گويند.

نفت خام يك سوخت فسيلي است، اين بدين معني است كه نفت خام از افساد اجساد حيوانات و گياهاني كه ميليون‌ها سال پيش در درياهاو اقيانوس‌ها زندگي مي كرده‌اند به وجود آمده است – هرجايي نفت خام پيدا شود، زماني كف دريا بوده‌است.

نفت‌ خام رنگهاي متفاوتي از بي‌رنگ تا سياه به رنگ قير دارد، و گرانروي آن نيز بين گرانروي  آب و تا ماده‌اي تقريباً جامد متغير مي‌باشد.

به دليل وجود هيدروكربن‌ در نفت‌ خام مي توان از آن براي توليد تعداد زيادي از مواد مختلف استفاده نمود. هيدروكربن‌ها مولوكولهايي هستند كه از هيدروژن و كربن تشكيل شده اند ودرابعاد و اشكال مختلفي از يك زنجير مستقيم گرفته تا زنجيرهاي چند شاخه‌اي و حلقه‌ها يافت مي‌شوند.

هيدروكربونها به دو دليل براي  شيميدانان جالب هستند:

• هيدروكربنها انرژي زيادي دارند. خيلي از فرآورده‌هاي نفت خام مانند بنزين، گازوئيل، واكس پارافين و غيره از اين انرژي بهره مندند.
• هيدروكربونها مي‌توانند به اشكال مختلفي درآيند.

كوچكترين هيدروكربن متان (CH4) مي‌باشد كه گازي است سبكتر از هوا. زنجيرهاي بزرگترهيدروكربني كه پنج اتم كربن يا بيشتر دارند مايع مي‌باشند. زنجيرهاي خيلي بزرگ مانند واكس و قير جامد ميباشند. با انجام واكنش هاي شيميايي مي‌توان زنجيرهاي مختلف هيدروكربوني را با هم متصل كرده و محصولات مختلفي نظيركائوچوي مصنوعي ,نايلون و پلاستيك مورد استفاده در ظروف توليد نمود. زنجيرهاي هيدروكربني اشكال خيلي زيادي دارند.

شاخه ‌هاي مهم هيدروكربنها در نفت خام شامل موارد زير مي‌شوند:

پارافين‌ها (Paraffins)

• فرمول كلي پارافين‌ها به صورت C_nH_2n+2 مي باشد. (كه n معمولاً عددي كامل و بين ا تا20مي باشد)
• مولكولهايي با زنجير مستقيم و يا شاخه‌دار ميباشند وبسته به نوع مولكول مي‌توانند در دماي اتاق بصورت گاز و يا مايع يافت شوند.
• مثال‌: متان، اتان، پروپان، بوتان، ايزو بوتان، پنتان و هگزان

آروماتيك ها (Aromatics)

• فرمول كلي آروماتيك ها به صورت  C₆H_5-Y مي باشد. (در اين فرمولY  يك مولكول با زنجير طولاني و مستقيم مي‌باشد كه به حلقه بنزن متصل مي‌شود)
• داراي ساختار حلقوي هستند كه از يك يا چند حلقه تشكيل مي‌شوند.
• حلقه‌ها داراي 6 اتم كربن مي‌باشند و بين كربن‌ها يك در ميان پيوند دوگانه و ساده وجود دارد.
• به صورت مايع هستند
• مثال: بنزن و نفتالين

نفتنها يا سيكلوآلكانها ((Naphtenes or Cycloalkanes

• فرمول كلي نفتن ها به صورت C_nH_2n  مي باشد(كه n معمولاً عددي كامل و بين ا تا 20مي باشد)
• داراي ساختار حلقوي هستند و از يك يا چند حلقه تشكيل مي‌شوند.
• پيوند بين اتم‌هاي كربن از نوع ساده مي‌باشد.
• معمولا" در دمای اتاق به صورت مايع مي باشند.
• مثال : سیکلو هگزان ، متیل سیکلوپنتان (cyclohexane, methyl cyclopentane)

هیدرو کربنهای دیگر

آلكن ها (Alkenes)

• فرمول کلی آلكن ها به صورت C_nH_2n مي باشد.(كه n معمولاً عددي كامل و بين ا تا 20مي باشد) دارای ساختار مولکولی زنجیره ای خطی و یا شاخه ای می باشندو یک پیوند دوگانه کربن – کربن دارند.
• می توانند به شكل مایع یا گاز باشند
• مثال: اتیلن ، بوتن ، ایزوبوتن

دي ان هاو آلكين ها (Dienes و Alkynes)

• فرمول کلی دي ان ها و آلكين ها به صورت C_nH_2n-2 مي باشد (كه n معمولاً عددي كامل و بين ا تا 20مي باشد)
• دارای ساختار مولکولی زنجیره ای خطی و یا شاخه ای می باشند. دي ان ها دو پیوند دوگانه کربن – کربن دارند وآلكين ها داراي يك پيوند سه گانه هستند.
• می توانند به شكل مایع یا گاز باشند.
• مثال: استیلن يك نوع آلكين است و بوتادینها دي ان مي باشند.

حال که اجزا تشكيل دهنده نفت خام شناسايي شدند, چه  چيزهايي می توان از آن به دست آورد ؟