معلومات عامة عن النفط3.....

ثانيا- الاستخلاص بالمذيبات:

يتم الفصل فيها حسب النوع الكيميائي للجزيئات، مثل بارافينات، عطريات أو نافثينات. يدخل في نطاق هذه العملية إنتاج زيوت التزييت فقد سبق وأن ذكرنا أن المقطرات الشمعية الناتجة من عمليات التقطير تحت الضغط المخلخل"ألتفريغي" التي يمكن الحصول عليها من مستويات مختلفة من البرج، يمكن معالجتها لإنتاج زيوت التزييت.وكذلك بالنسبة للمتبقي في قاع البرج، وكل ذلك يتم في حالة معالجة الخامات البارافينية، فهذه المقطرات تشكل المواد الأولية اللازمة لإنتاج زيوت التزييت الخفيفة والمتوسطة والثقيلة، كما يعد المتبقي في قاع البرج المادة الأولية لإنتاج الزيوت المتبقية، ومن الضروري إن تكون هذه الزيوت على درجة عالية من النقاء، وأن تتوفر فيها المواصفات القياسية العالمية نظرا لدورها الخطير في كافة الاستخدامات ولتحقيق ذلك يلزم معالجة المقطرات الشمعية والمتبقي باستخدام مذيبات خاصة لاستخلاص الشوائب من زيوت التزييت.





ثالثا- التبريد:

تشمل عمليات التبريد مايلي :

*فصل الغازات: يدخل في نطاق عمليات التبريد التي تعد من عمليات الفصل المستخدمة في صناعة التكرير، عملية فرز الغازات الناتجة من عمليتي التكسير الحراري والتكسير بالعوامل المساعدة في معامل التكرير. وتعد هذه الغازات من أهم المصادر والمواد الأولية اللازمة للصناعة البتروكيمياوية، والمصدر الآخر هو الغاز الطبيعي الذي يستخرج من بعض الآبار.

*تثبيت الكازولين: يؤدي تخزين الكازولين في الأجواء الحارة إلى تبخر البروبان والبيوتان الذين يحتويهما الكازولين، وذلك لانخفاض درجة حرارتهما.يتم فصل هاذين الغازين وتعبئتهما في أسطوانات تحت ضغط مرتفع بحيث يتم الاحتفاظ بهما في شكل سائل، ويستخدم البيوتان وقودا في الأجهزة المنزلية، تتم هذه العملية في أبراج تعمل بطريقة تشبه تماما أي برج آخر للتجزئة، إلا أنها تعمل تحت ضغوط عالية لكي يبقى السائل المرتد في حالة السيولة دائما.

*العدد الأكتاني للبنزين"الكازولين":تعد الخواص المانعة للثبات التفجيري أحد البارامترات الأساسية التي تحدد جودة الوقود الناتج من النفط، والمخصص لمحركات الاحتراق الداخلي للشرارة الكهربائية. ويطلق اسم العدد الأكتاني للوقود على دليل ثباته التفجيري ويجري تقدير الخواص التفجيرية للوقود في المحرك بواسطة مقارنة الوقود المطلوب دراسته مع وقود آخر قياسي، والوقودان القياسيان هما :

· الأيزوأوكتان(2-2-4-ثلاثي مثيل بنتان):عدده الأكتاني يساوي 100،وذلك لأنه قليل التفجير.

o الهبتان العادي:سهل التفجر وعدده الأكتاني معدوم، أما العدد الأكتاني لمخاليط الأيزوأوكتان والهبتان العادي يكون مداه من الصفر إلى 100.

*العدد الأكتاني للوقود:يساوي عدديا النسبة المئوية"بالحجم" للأيزوأكتان في مخلوطه مع الهبتان العادي التي يكون عندها الثبات التفجيري لهذا المخلوط مساويا للثبات التفجيري للوقود الجاري اختباره.





*العدد السيتاني لوقود الديزل:-

يشتعل الوقود في ماكينات الديزل بالانضغاط، ويستخدم لها قطفات من وقود الديزل مدى غليانه من 180-360°م، ويعد العدد السيتاني الدليل الذي يبين ميل وقود الديزل إلى الاشتعال العفوي بالانضغاط عن طريق مقارنة اشتعالية الوقود المختبر باشتعالية مخلوط من وقودين قياسيين هما:

o السيتان:عدده السيتاني يساي100.

o هيدروكربون أروماتي:عدده السيتاني معدوم.

رابعا-العمليات الكيميائية"التحويل"

هي عملية كيميائية تجري تحت تأثير الحرارة والضغط أو بالعوامل المساعدة والهدف منها زيادة كمية وقود السيارات والنفاثات وجودته حيث يتم فيها تغير جزيئات الهيدروكربونات الموجودة في النفط وتشمل هذه العمليات ما يلي:

o العمليات التحويلية الحرارية.

o عملية التكسير بالعامل المساعد.

o الإصلاح التحفيزي للكازولين.

o عمليات استخدام الغازات النفطية.

تزداد مقاومة الفحوم الهدروجينية (الهيدروكاربونات) ذات الوزن الجزيئي المتقارب للتكسير عند تعرضها لدرجات حرارة تراوح بين (400 ْ -500 ْم) وفق الترتيب الآتي: الألكانات ـ الأوليفينات وحيدة الرابطة المزدوجة ـ الأوليفينات ثنائية الرابطة المزدوجة ـ النفتينات السداسية ـ النفتينات الخماسية ـ الفحوم الهدروجينية العطرية، وتزداد مقاومة تلك المجموعات للتكسير الحراري بارتفاع عدد المحتوى للمجموعات الذرية إذ تبدأ السلاسل المشبعة والسلاسل المربوطة بالفحوم الهدروجينية العطرية بالتكسير ثم تتم عمليات نزع الهدروجين وانفصاله.

التكسير الحراري هي عملية تكسير الفحوم الهدروجينية المرتفعة درجة الغليان بفعل الحرارة والضغط معطية غازاً وفحم كوك ومركبات أوليفينية.

يجري التكسير الحراري عادة عند درجات حرارة تراوح بين 455 ْ ـ 730 ْ م وضغوط تراوح بين الضغط الجوي و70 ضغطاً جوياً. وأهم التفاعلات التي تحدث هي قصم الارتباط كربون ـ كربون ونزع الهدروجين والتماثل isomerization والبلمرة polymerization. وتعدّ تفاعلات تكسير الجزيئات البارافينية أو السلاسل الجانبية ماصة للحرارة وغير عكوسة معطيةً جزيئات أخفض وزناً من فحوم هدروجينية بارافينية وأوليفينية. وتعد الفحوم الهدروجينية العطرية أقل قابلية للتكسير من الفحوم الهدروجينية الأخرى، وتتكسر المشتقات النفثينية عند درجات الحرارة المنخفضة بانفصال السلسلة الجانبية التي تأخذ صفات السلاسل البارافينية وتنقسم إلى قطع صغيرة، وتنكسر الحلقات أو ينفصل منها الهدروجين بارتفاع درجة الحرارة. أما النفتينات السداسية فإنها تتحول بعد انطلاق الهدروجين إلى فحوم هدروجينية عطرية تزداد كميتها بارتفاع درجة الحرارة، وتمتاز هذه المركبات بثباتها ومقاومتها للتكسير. كما أن الفحوم الهدروجينية العطرية تتماثل في عملية التكسير مؤدية إلى مركبات ضخمة الجزيء تشبه القطران، وتتحول إلى فحم كوك مع ارتفاع درجة الحرارة وانطلاق الهدروجين.

تتأثر عملية التكسير الحراري عند درجة الحرارة (315 ْـ 370 ْ م) تقريباً حسب طبيعة المادة المتكسرة، وتزداد سرعة التكسير بارتفاع درجة الحرارة وتحدث عملية التكسير في الطور البخاري بالضغوط المنخفضة (من 1 إلى 7 ضغط جوي) عند درجات الحرارة المرتفعة (أعلى من 540 ْ م)، أما بالضغوط المرتفعة (من 14 إلى 70 ضغط جوي) ودرجات الحرارة بين 400 ْ ـ510 ْ م فتحدث في الطور السائل أو المختلط، كما أن زيادة زمن التماس يزيد في سرعة التفكك، ومع إطالة الزمن وارتفاع درجة الحرارة يزداد التماثل والتكويك coking.

للتكسير الحراري طرائق مختلفة أهمها:

التكسير الحراري الانتقائي thermal cracking selective والتكسير الحراري الإصلاحي thermal reform cracking والتكسير الحراري بخفض اللزوجة thermal cracking by visbreaking والتكسير الحراري بالتكويك thermal cracking by coking إما بالتكويك المُعَوق delayed coking أو الانسيابي fluid coking









خامسا-التنقية"المعالجة"

هي العمليات النهائية للمنتجات النفطية، وتكون إما فيزيائية أو كيميائية، والكيمياويات المستخدمة في عمليات التنقية كثيرة، منها محلول الصودا الكاوية الذي يستخدم في تنقية البوتاجاز والبنزين من كبريتيد الهيدروجين، وحمض الكبريتيك المركز الذي يستخدم في تنقية الكيروسين من المواد الكبريتية والعطرية التي تسبب تصاعد الدخان الأسود، كما يستخدم في تنقية وقود النفاثات وغيره، كذلك يستخدم غاز الهيدروجين في إزالة العديد من الشوائب.

*إزالة كبريتيد الهيدروجين: H2S موجود أساسا في الخام أو تكون نتيجة تحلل المركبات الكبريتية خلال العمليات المختلفة، وهو ذو رائحة كريهة، يتحول بسرعة إلى كبريتيت مما يسبب تآكل الآلات والمعدات وهناك طريقتين لإزالته:

o إذا كانت نسبته ضئيلة يستخدم محلول الصودا الكاوية.

o إذا كانت نسبته عالية يستخدم سائل لامتصاص H2S

*التنقية بالهيدروجين: تستخدم الآن تجاريا على نطاق واسع لأنها تزيل المواد الكبريتية المحدثة للتآكل ،وتؤدي إلى إزالة المواد النيتروجينية والأكسوجينية والهالوجينية ،وإزالة الشوائب المعدنية الموجودة في الزيت.

الصفات الفيزياوية التي يتم قياسها للنفط الخام ومشتقاته:_

الكثافة:-

ويقال لها الكتلة الحجمية (عن الفرنسية)، صفة فيزيائية للأجسام تعبّر عن علاقة وحدة الحجم بوحدة الكتلة لمادةٍ أو جسمٍ ما، فكلما ازدادت الكثافة ازدادت الكتلة لوحدة الأحجام، وعلى هذا فهي كتلة وحدة الحجوم من المادة.^[1]

تساوي الكثافة الجسمٍ كتلته الكلية مقسومة على حجمه الكلي. وحدتها الغرام في السنتيمتر المكعب g/cm³. يرمز لها بحرف رو ρ الذي اتخذ لمناسبة حرف بي p رمز تعرف الكثافة بالعلاقة:



تتأثر كثافة الجزيء بالحرارة والضغط، فعندما تتمدد الأجسام بفعل الحرارة تفقد قوتها الجاذبة ما بين جزيئاتها وبذلك تكبر المسافات ما بينها وتكثر حركتها الداخلية الجزيئية فتتمدد وعندما تنضغط وتنكمش الأجسام بفعل الضغط تكسب قوتها الجاذبة ما بين جزيئاتها(القوي الداخلية الجزيئية)(الأمر الملاحظ في الغازات على وجه الخصوص) فإنّ كتلتها الحجميّة تزداد، ولذلك تسجّل الكثافة عادةّ عند درجة الحرارة وقياس الضغط القياسيين. وهناك ما يعرف بالكثافة المطلقة عند درجة الصفر المئوي والضغط الجوي. والكثافة تتحكم بطبيعة المادة،فإن كانت كبيرة أصبحت المادة صلبة وإن كانت الكثافة متوسطة أصبحت المادة سائلة وإن كانت الكثافة صغيرة أصبحت غازية(ولكن ممكن أن تكون هناك مادة صلبة وتكون كثافتها اقل من السائل وذلك يعود للحجم والكتلة لجسم هذه المادة.

الوزن النوعي:-

وهو عبارة عن حجم معين من المادة على وزن نفس الحجم من الماء، وتكون طريقة قياسه سهلة نوعا ما بالت\نسبة للسوائل والغازات، أما بالنسبة للمواد الصلبة فنجد الحجم بطريقة ارخميدس للاجسام الطافية على الماء.

اللزوجة:-

هي مقياس يوصف به قابلية سائل ما للجريان، ومقدار مقاومته لضغط يجبره على التحرك والسيلان. كلما زادت لزوجة سائل ما، قلّت قابليته للجريان. وكلما قلت اللزوجة، زاد مقدار ميوعة هذا السائل.

تكون جزئيات سائل عالي اللزوجة مرتبطة ببعضها بشكل قوي، وبذلك تكون أقل قدرة على التحرك. ويكبر احتكاكها بالجسم الصلب الملامس لها، ويمكن وصف اللزوجة بأنها احتكاك داخلي بين جزيئات السائل.

و هي خاصية مهمة من خصائص الموائع وبها يقاوم المائع التغير في الشكل الناتج من تأثير قوى القص المؤثرة عليه. فإذا افترضنا وجود طبقه من المائع بين لوحين مستويين متوازيين كما بالشكل بحيث يثبت اللوح السفلى ويتحرك العلوي بسرعة V تحت تأثير قوه مقدارها F.

و يمكن تشبيه هذا الاحتكاك الداخلي للجزيئات بطبقات مسننة وممددة على بعضها البعض. وعند الجريان، تنزلق الجزيئات المكونة لهذه الطبقات على بعضها، وتحاول أن تتغلّب على هذه المسننات بواسطة قوة. مقدار لزوجة السائل يتحدد بواسطة هذه القوة بالإضافة إلى خواص السائل.









الحسابات:_







القوانين المستخدمة

%الحجمية التراكمية= الحجم التراكمي \ الحجم الكلي (قبل التقطير) * 100

الكثافة = الوزن \ الحجم

الوزن النوعي= كث المادة \كث الماء * 100

API= 141.5\ الوزن النوعي عند 15.6م – 131.5