تعتبر طريقة فصل مصادر النفط أو الزيت أو ما يعرف بالبترول من أهم مصادر الطاقة الطبيعية التي يمكن العثور عليها على الأرض، وهي مركبات كيميائية، بما في ذلك الهيدروكربونات، تستخدم في العديد من الصناعات، بما في ذلك البلاستيك.، يتم التصنيع. وكذلك صناعة الأسمدة ويمكن الحصول عليها بعد عمليات فصل مصادر الزيت.
طريقة فصل المشتقات النفطية
يتم فصل المشتقات النفطية للحصول على العناصر المركبة المختلطة فيما بينها، مثل الهيدروكربونات، وعمليات تكرير البترول لدخول الصناعات المختلفة، بما في ذلك:
- تعتمد صناعة معالجة البترول على تكرير حوالي 97٪ من الوقود المستخدم في النقل.
- بتكرير المواد الخام يدخل في العديد من الصناعات المهمة، على سبيل المثال الصناعات الكيماوية.
- يكون الزيت على شكل سائل أسود غامق، وقوامه لزج ولا يمكن استخدامه في هذه المرحلة.
- يتطلب عمليات معالجة، لفصل مجموعة كبيرة من المواد الكيميائية، والمعروفة باسم الهيدروكربونات.
- تتم عملية الفصل، المعروفة بالتقطير، عن طريق تسخين الزيت في أفران مخصصة، ويتم فصل الهيدروكربونات حسب درجة غليانها.
- أثناء حدوث هذه العملية داخل الأبراج العملاقة، ترتفع أبخرة الزيت الساخنة، ويتم فصل جزيئاتها حسب درجة غليانها.
- ترتفع الجسيمات الأخف إلى قمة البرج ثم تبدأ في التكاثف وتصبح سائلة.
- من بين العمليات التي تتكثف فيها جزيئات الضوء، وتمطر الجسيمات الثقيلة، يتم الانتهاء من عمليات الفصل ويتم إطلاق البنزين السائل ووقود الديزل والبارافين.
- صناعة البترول في الولايات المتحدة، شحنة سنوية تبلغ 136 ألف دولار.
- توظف صناعة تكرير البترول حوالي 76000 عامل في الولايات المتحدة وحدها.
- تستخدم هذه الصناعة لإنتاج الطاقة، ويبلغ استهلاكها السنوي 6 كوادريليون من الطاقة.
- تبلغ نسبة الفاقد من عمليات صناعة البترول حوالي 180 طنًا سنويًا.
عمليات المعالجة للحصول على المشتقات النفطية
المعالجة هي المرحلة النهائية لفصل المشتقات النفطية حيث يتم القيام بما يلي:
- يتم دمج المنتجات الصناعية في هذه المرحلة لإنشاء مستوى الأوكتان، الذي يتميز بخصائص المنتجات التي يمكن استخدامها في البيئات القاسية.
- تمامًا مثل مقدار الكبريت الذي يتم إزالته من وقود الديزل في هذه المرحلة.
- هذه إحدى العمليات المهمة للهواء النظيف.
- عمليات المعالجة هي أكثر عمليات فصل الزيت استهلاكا للوقت.
اخترنا لك: كيفية الحصول على الزيت
عملية تحويل المشتقات النفطية
- هذه هي العملية التالية لفصل المشتقات النفطية بعد اكتمال تكوين الزيت الطبيعي.
- يتم تحويل الهيدروكربون إلى أشكال أخرى للحصول على المنتج الصحيح.
- من بين عمليات التحويل، عملية التكسير، حيث يتم إزالة الجزيئات ذات القيمة المنخفضة، والتي تكون أثقل وزنًا، وتحويلها إلى جزيئات ذات وزن أقل.
- يتم استخدام الحرارة والضغط في عمليات التحويل أو التكسير.
- من بين عمليات التحويل عملية الألكلة، والتي تعتبر عكس عمليات التكسير، حيث يتم دمج الجزيئات لتشكيل الهيدروكربونات.
راجع أيضًا: كيفية فصل مصادر النفط عن بعضها البعض
متطلبات فصل مصادر النفط
يتم استخدام نفس التقنيات في صناعة تكرير البترول، والتي تعتبر مماثلة لتلك المستخدمة في فصل الهندسة الكيميائية ويتم تضمينها في الصناعات الكيميائية.
- هذه هي الاستخراج، والتعرية، والامتصاص، وعمليات الغشاء، والتبلور، والتقطير.
- يعتمد فصل المشتقات البترولية على طرق الفصل لتحسين كفاءة المواد الخام وكفاءة الطاقة وفعالية التكلفة.
طريقة الفصل العضوي للمشتقات البترولية
يتم استخدام التقنيات المطورة للفصل العضوي في صناعة تكرير البترول.
- تعتبر عمليات الفصل العضوي فصل البنزين عن الزيت المستخدم في عمليات النقل.
- كما تعتبر إحدى العمليات العضوية لفصل المواد العطرية عن وقود الديزل ووقود الطائرات.
- مع اعتماد التقنيات المطورة للأغشية في مراحل الفصل العضوي.
- في السنوات القليلة الماضية، تم تطوير عمليات الفصل العضوي، والتي تعتمد الآن على نظام البوليمر المشترك من البوليستر.
- يتم استخدام نظام البوليمر المشترك أو غشاء البوليميد لفصل الزيت الثقيل، وهو الزيت الذي يتم استخراجه بشكل تحفيزي من المواد العطرية ذات النفاذية العالية.
- هو مزيج من المواد العطرية الخفيفة في البنزين، لخلط نواتج التقطير، بما في ذلك الديزل ووقود الطائرات.
- في هذه الحالة، يمكن أن تكون أنظمة تبخير الغشاء الحالية فعالة جدًا في عمليات التقطير.
- إذا كان التبخر عملية تُعرف بالفصل، فهو في الأساس عملية منخفضة التكلفة وعالية الطاقة.
- العملية التالية هي عملية التلميع، والتي تتم عن طريق التقطير، وتتم في درجة حرارة تصل إلى 250 درجة مئوية.
- يعتبر منع تضخم الغشاء في غاية الأهمية لتحسين الانتقائية.
- يمكن الوصول إلى انتقائية عالية من خلال عمليات التبخر.
- هنا، يمكن أن تحل عمليات التقطير أو التبخر محل عمليات الفصل.
الفصل المادي للمشتقات البترولية
توجد عدة طرق فيزيائية لفصل المشتقات النفطية منها:
الطريقة الأولى
- هي عملية التقطير التي يتم فيها فصل مكونات المشتقات النفطية، وفقًا لنقطة الغليان المنخفضة، من خلال عمليتي التبريد والتكثيف.
- بعد ذلك، يتم تنفيذ عمليات التبريد والتكثيف بواسطة أجهزة التقطير الأولية وأجهزة التقطير الفراغي.
الطريقة الثانية
- يتم من خلالها فصل الوقود والغازات وترسيخ الوقود من خلال عمليات التبريد.
الطريقة الثالثة
- هذا هو استخلاص المشتقات النفطية من خلال المذيبات، ويتم ذلك لفصل خليط من المكونات من خلال استخدام المذيبات.
- هنا يعتمد على الطبيعة الكيميائية للمادة العضوية بحيث تذوب في المذيب العضوي.
- كما أنه يعتمد على قابلية ذوبان المواد غير العضوية في المذيبات غير العضوية.
- المذيبات هي البنزين والبروبان والتولوين والتي تنتج منها الزيوت المتوسطة والثقيلة.
الفصل الكيميائي للمشتقات البترولية
- في هذا النوع من الفصل تحت تأثير الحرارة والضغط.
- يتم الفصل هنا بواسطة المحفزات، حيث يتم تحويل المركبات من عمليات التقطير إلى مركبات قابلة للاستخدام.
- من بين عمليات التكسير الهيدروجيني والتكسير التحفيزي والتكسير الحراري.
تكرير النفط
- الزيت عبارة عن مزيج معقد من المواد الكيميائية التي تختلف من منطقة إلى أخرى في حقول النفط المختلفة وفقًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية.
- ويأخذ الزيت ألوانًا مختلفة مثل الأسود أو الأصفر أو البني، ويعتمد ذلك على المواد الممزوجة بالزيت بشكل عام.
- يمكن أيضًا العثور على النفط في الأرض في الهياكل الصخرية حتى يتمكن الكيميائيون والجيولوجيون من استكشافه عن طريق حفر الآبار لاستخراجها من أعماق الأرض.
- الهيدروكربونات هي المكونات الرئيسية الموجودة في النفط، وتتكون من الكربون بنسبة تتراوح بين 83-87٪ والهيدروجين بنسبة تتراوح بين 10-14٪.
- من ناحية أخرى، يتم دمج العنصرين مع ثلاثة عناصر أخرى أقل أهمية: الكبريت والأكسجين والنيتروجين.
- يخضع الزيت لعمليات تكرير مختلفة تشمل عدة مراحل من أجل استخدامه.
مصادر النقاط بعد الانفصال
يقدر أن برميل النفط الخام المستخرج يحتوي على العديد من المكونات التالية:
- 42٪ من الوقود.
- 22٪ من وقود الديزل.
- 9٪ من وقود الطائرات.
- 4٪ غازات بترولية.
- 5٪ من زيت الوقود.
- 18٪ من المواد الأخرى.
قد تكون مهتمًا بـ: كيف يوجد الزيت في الأرض
يستخدم الزيت في العديد من المجالات المختلفة، على وجه الخصوص، فهو يستخدم على نطاق واسع في مختلف المصادر البترولية، مثل: وقود السيارات ووقود الطائرات، والأسفلت لرصف الطرق، وزيوت الوقود المستخدمة في تدفئة المنازل، نظرًا لأهمية الزيت في الصناعات المختلفة . .