تشکیل نفت از مواد معدنی
اساس این فرضیه بر این است که کربور های فلزی تشکیل شده در اعماق زمین در اثر تماس با آب هایی که در زمین نفوذ می نماید، ابتدا ایجاد هیدروکربن های استیلنی با رشته زنجیر کوتاه می کند و پلیمریزه شدن ایجاد ترکیبات پیچیده و کمپلکس را می نماید که اغلب آنها اشباع شده است.
تشکیل نفت از مواد آلی
بر اساس این فرضیه تشکیل نفت را در اثر تجزیه بدن حیوانات در مجاورت آب و دور از هوا می دانند. زیرا در این شرایط، قسمت اعظم مواد ازته و گوگردی تخریب و مواد چرب باقی مانده در اثر آب هیدرولیز می گردد. اسیدهای چرب حاصله، تحت اثر فشار و درجه حرارت با از دست دادن عوامل اسیدی تولید هیدروکربور هائی با یک اتم کربن کمتر می نماید.
"انگلرEngler " از تقطیر حیوانات دریائی توانسته است مواد نفتی را تهیه نماید و با توجه به خاصیت "چرخش نوری" مواد نفتی که علت آن وجود گلیسیرین است( ماده ای که در بدن حیوانات وجود دارد) این فرضیه بیان و مورد تایید شده است. در صورتی که فرضیه های دیگر که مبتنی بر اساس مواد معدنی در تشکیل نفت می باشد، هیچگونه توضیح و دلیل قانع کننده ای در مورد این ویژگی نمی تواند بیان نماید.
همچنین نفت می تواند از تجزیه گیاهان تولید گردد. در این حالت،خاصیت چرخش نور را به علت وجود ترکیب مشابه گلسترین یعنی پلی استرول ها می دانند. "مرازکMrazec "میکروب ها را در این تغییر و تبدیل موثر می داند. تئوری تشکیل نفت بر مبنای مواد آلی، فعلا بیشتر مورد قبول می باشد و اختلاف قابل ملاحظه ای را که بین ژیزمان ها(منابع نفتی) مشاهده می گردد، به علت شرایط و عوامل مختلف تشکیل ژیزمان ها می دانند.
مواد سازنده نفت خام
مواد سازنده نفت از نظر نوع هیدرو کربور و همچنین از نظر نوع ترکیبات هترو اتم دار بستگی به محل و شرایط تشکیل آن دارد. بنابر این مقدار درصد مواد سازنده نفت خام در یک منبع نسبت به منبع دیگر تغییر می کند.
به طور کلی مواد سازنده نفت شامل: هیدروکربورها- ترکیبات اکسیژنه- سولفوره- ازته و مواد معدنی می باشد.
خواص نفت خام
گرانی
چگالی نفت های خام را بیشتر برحسب درجه A.P.I به جای گرانی ویژه( چگالی نسبی)بیان می کنند. ارتباط بین این دو، به گونه ای است که که افزایش گرانی API با کاهش گرانی ویژه مطابقت می کند. گرانی نفت خام می تواند بین پایینتر از 10 API تا بالاتر از 50 API قرار بگیرد، ولی گرانی اکثر نفت های خام در گستره بین 20 تا45 API قرار دارد. گرانی API همواره به نمونه مایع در 60 درجه فارنهایت اشاره دارد.
مقدار گوگرد
مقدار گوگرد و گرانی API دو خاصیتی هستند که بیشترین اثر را به ارزش گذاری نفت خام دارند. مقدار گوگرد بر حسب درصد وزنی گوگرد بیان می شود و بین 1/0 درصد تا 5 درصد تغییر می کند. نفت هایی که بیش از 5/0 درصد گوگرد دارند، در مقایسه با نفت های کم گوگردتر، معمولا محتاج فراورش های گسترده تری هستند.
نقطه ریزش
نقطه ریزش نفت خام بر حسب F 0 يا C 0 معرف تقریبی پارافینی بودن با آروماتیکی بودن نسبی آن است. هر چه نقطه ریزش پایینتر باشد، پارافین کمتر و مقدار آروماتیک بیشتر است.
حلالیت
قابلیت انحلال هیدروکربورها در آب عموما خیلی کم می باشد. مقدار آب موجود در هیدروکربورها با افزایش درجه حرارت زیاد می شود. حلالیت هیدروکربورها در کلروفرم، سولفورکربن و تتراکلریدکربن حائز اهمیت است که با افزایش وزن مولکولی کاسته می گردد. قابلیت انحلال آروماتیک ها بیشتر بوده و بعد از ان ها اولفین ها- نفتن ها- متانی ها قرار دارد. ضمنا قابليت انحلال تركيبات اكسيژنه – ازته- سولفوره، کمتر از هیدروکربورها می باشد. بالاخره نفت حلال هیدروکربورهایگازی شکل و تقریبا تمام هیدروکربورهای جامد- گریس ها- رزین ها- گوگرد و ید می باشد.
نقطه جوش
نقطه جوش هیدروکربورهای خالص با وزن مولکولی و همچنین برای سری های مختلف با تعداد مساوی اتم کربن به ترتیب از هیدروکربورهای اشباع شده و اولفین ها از همه کمتر و سیکلو آلکان ها و آروماتیک ها از سایرین بیشتر می باشد.برای برش های نفتی که مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف می باشد، یک نقطه جوش ابتدایی و یک نقطه جوش انتهایی در نظر گرفته می شود و حد فاصل بین این دو نقطه برای یک برش به نوع مواد سازنده اغلب زیاد و متغیر می باشد که به این حد فاصل بین دو نقطه "گستره تقطیر" گفته می شود.
گرمای نهان تبخیر
گرمای نهان تبخیر در یک سری همولوگ از هیدروکربن ها به ترتیب از مواد سبک و سنگین کاهش می یابد و همچنین مقدار آن از یک سری به سری دیگر، مثلا به ترتیب از آروماتیک ها به نفتن ها و هیدروکربور های اشباع شده نقصان می یابد. بنا بر این گرمای نهان تبخیر با دانسیته فراکسیون مربوط بستگی دارد.
قدرت حرارتی
قدرت حرارتی عبارت است از مقدار کالری که از سوختن یک گرم ماده حاصل می شود. قدرت حرارتی هیدروکربورها به ساختمان مولکولی آنها و قدرت حرارتی یک برش نفتی به نوع و مواد سازنده آن بستگی دارد. قدرت حرارتی متان بیشتر از سایر هیدروکربورها و برابر با 13310 کیلو کالری به ازای یک کیلوگرم می بلشد و مواد سنگین حاصله از نفت خام دارای قدرت حرارتی در حدود 10000 کیلو کالری می باشد.
اثر اسید نیتریک
هیدروکربورها در اثر اسید نیتریک به ترکیبات نیتره یا پلی نیتره تبدیل می شود. نیتراسیون برخی از مواد نفتی منجر به تهیه ترکیبات منفجره یا مواد رنگین می گردد.
موارد استعمال برخی از برش های نفتی به دست آمده از نفت خام
1-شیرین کردن آب دریا
یکی از موارد استعمال گازهای نفتی در صنایع وابسته به پالایشگاه های تهیه آب شیرین از آب شور می باشد.
2- به عنوان سوخت
از جمله بنزین برای سوخت موتورهای مختلف، کروزون سوخت اغلب تراکتورها و ماشین های مورد استفاده در کشاورزی و همچنین موتورهای جت هو.اپیما اغلب از کروزون یا نفت سفید می باشد، گازوئیل که موتورهای دیزل به عنوان سوخت از نفت گاز( گازوئیل) استفاده می نمایند، نفت کوره یا مازوت یک جسم قابل احتراق با قدرت حرارتی 10500 کا لری بوده که به خوبی می تواند جانشین زغال سنگ گردد و سوختن آن تقریبا بدون دود انجام می گیرد.
3- روشنایی
از کروزون جهت روشنایی و همچنین برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می شود، نقطه اشتعال کروزون بالاتر از 35 درجه است، لذا از نظر آتش سوزی خطری ندارد.
4- حلال
از هیدروکربورهای C4 تا C10 می توان برش هایی با دانسیته و نقاط جوش ابتدائی و انتهایی متفاوت تهیه نمود که مورد استعمال آنها اغلب به عنوان حلال می باشد. به عنوان مثال، اتر نفت یک حلال سبک با نقطه جوش 75-30 درجه سانتیگراد و وایت اسپیریت( حلال سنگین) که از تقطیر بنزین به دست می آید به عنوان حلال رنگ های نقاشی استفاده می شود.
5- روان کاری
روغن های چرب کننده: نوعی روغن که جهت روان کاری به کار می رود. بستگی به شارژ، سرعت و درجه حرارت دستگاه دارد. انواع روغن ها عبارتند از:
-روغن دوک برای چرب کردن دوک،موتورهای الکتریکی کوچک و ماشین های نساجی و سانتریفوژهای کوچک
-روغن ماشین های یخ سازی جهت روغن کاری کمپرسورهای آمونیاکی کارخانجات یخ سازی
- روغن ماشین های سبک جهت روان کاری موتورهای الکتریکی، دینام ها و سانتریفوژهایی با قدرت متوسط
-روغن ماشین های سنگین مخصوص روغن کاری موتورهای دیزلی است مانند دیزل های سورشارژه و غیره
- روغن برای سیلندرهای ماشین بخار
- روغن برای توربین ها
- روغن برای موتورهای انفجاری ( اتومبیل و غیره )
-روغن دنده
- روغن موتورهایی که دائما با آب در تماس هستند
گریس ها: یک روان کننده نیمه جامد است که متشکل از یک روغن نفتی و یک پر کننده( از سری صابون های فلزی) یا سفت کننده( از مواد پلیمری) می باشد. کاربرد گریس بیشتر برای اتومبیل ها و برخی از صنایع می باشد.
6- آسفالت و قیراندودی
در حال حاضر 5 درصد از باقیمانده حاصل از عمل تقطیر در خلا برای پوشش جاده ها مورد استفاده قرار می گیرد.
7- موارد استعمال دارویی
- وازلین: باعث نرم شدن پوست بدن گردیده و برای بهبود سرمازدگی نیز موثر است.
- پارافین: از پارافین ذوب شده و خالص شده جهت ساخت داروهای زیبایی استفاده می گردد.
-گلیسیرین: مقدار قابل ملاحظه ای از این ماده، از نفت تهیه می گردد. علاوه بر مصارفی که این ماده در صنعت(برای تهیه باروت دینامیت، مرکب و غیره) دارد، از آن برای فرم نگه داشتن پوست بدن و یا تهیه بعضی از داروها استفاده می شود.
تاریخچه
این ماده را از قرن ها پیش بصورت گاز در آتشکده و یا به فرم قیر( ماده ای که پس از تبخیر مواد فرار یا سبک نفت از آن باقی می ماند) می شناخته اند. مدت زمان مدیدی، مورد استعمال نفت برای مصارف خانگی و یا به عنوان چرب کننده ها بود، اما از آغاز قرن شانزدهم میلادی روز به روز موارد استعمال آن رو به افزایش نهاد تا اینکه در سال 1854 دو نفر داروساز وجود یک فراکسیون سبک قابل اشتعال را در روغن زمینی تشخیص دادند و همچنین به کمک تقطیر، مواد دیگری به دست آوردند که برای ایجاد روشنایی بکار می رفت. بر اساس این کار آزمایشگاهی بود که بعدا دستگاه های عظیم تصفیه نفت طرح ریزی و مورد بهره برداری قرار گرفت. صنعت نفت در آتازونی در سال 1859 شروع شد.
تاریخچه استخراج نفت در ایران
صنعت نفت ایران نیز از سال 1908 پس از هفت سال جست و جو در مسجد سلیمان پا به عرصه وجود گذاشت.
نفت خام
امروزه چاه های نفت متعددی در سراسر جهان وجود دارد که از آنها نفت استخراج می کنند و به نفتی که از چاه بیرون کشیده می شود، نفت خام می گویند. نفت خام را تصفیه می کنند، یعنی هیدرو کربن های گوناگونی را که نفت خام از آنها تشکیل شده است از یکدیگر جدا می کنند که به این کار پالایش نفت می گویند و در پالایشگاه ها این کار انجام می شود. نفت منبع انرژی و سرچشمه مواد اولیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی است و این دور از عوامل اصلی اقتصادی مدرن به شمار می رود. در صنایع جدید از ثروت بی کران و تغییر و تبدیل مواد خام اولیه آن بی اندازه استفاده می شود.
تشکیل نفت
نحوه پیدایش نفت دقیقا تشخیص داده نشده و در این مورد فرضیات گوناگونی پیشنهاد شده است. برخی از این تئوریها، مربوط به مواد معدنی و بعضی دیگر مربوط به ترکیبات آلی می باشد.