اعادة تكرير النفط

[color=orange]تعريف النفط



يعني صخر و ” olum ” التي تعني زيت . و النفط هو سائل ثخين ذو

كثافة عالية، قابل للإشتعال ، بني غامق أو بني مخضر ، يتكون من

خليط معقد من الهيدروكربونات ويتواجد في الطبقة العليا من

القشرة الأرضية.


[عدل] مكونات النفط

يتكون النفط من ارتباط الكربون(C)، والهيدروجين(H) في شكل

سلاسل أو حلقات ،وبعض الأجزاء الغير كربونية التي قد تحتوي

:الأكسجين(O2)،النيتروجين(N2)،الكبريت (S)،وبعض الكميات

الضئيلة من الفلزات التي لا تتعدى 1℅ مثل النيكل.








[عدل] تاريخ استخدامه





استخدم الناس النفط منذ عصور قديمة ،وفي مناطق عديدة من

العالم .إذ تذكر بعض المصادر أن سيدنا نوح عليه السلام إستخدم

مادة صلبة من النفط في بنائه للفلك تدعى القطران،تم حفر أول

بئر نفطية في الصين في القرن الرابع ميلادي حيث كان يتم إحراق

الزيت لتبخير الماء المالح لإنتاج الملح ،وبحلول القرن العاشر

تم إستخدام أنابيب الخيرزان لتوصيل الأنابيب لمنابع المياه

المالحة من طرف العالم الجغرافي ماسودي وأيضاماركو بول في

القرن الثالث عشر كان له فضل كبير في كيفية إكتشافه النفط .

ويبدأ التاريخ الحديث للنفط في عام 1853 بعد إكتشاف الكيروسين

(البارافين) من طرف الجيولوجي الكندي ،حيث فتح هذا الإكتشاف

الطريق لتقطير هذا الوقود حيث تمت أول عملية تقطير من طرف

العالم البولندي لوكاسفور ، وكان أول منجم زيت صخري يتم

انشائه في بوريكاجنوب بورلندا، واستخدم البارافين بصورة واسعة

مما أدى إلى ارتفاع قيمة الزيت بسرعة. بدأ اكتشاف النفط في

الجزائر سنة 1895، أين تم اكتشاف بعض الحقول التي كانت في

الأساس مجاري للزيت على سطح الأرض ،وفي عام 1910 تم اكتشاف حقول

بترول كبيرة في كندا ،جزر الهند الشرقية ،ايران ،فنزويلا

والمكسيك . وبالرغم من ذلك (حتى في عام 1955) بقي الفحم من

أشهر أنواع الوقود في العالم نظرا لعدم وجود التكنولوجيا

المناسبة لإستخراج وتكرير النفط.




[عدل] التنقيب عن النفط


[عدل] هجرة النفط
1

-منطقة مصدر النفط. 2-الهجرة من المصدر. 3-الخزان. 4-الختم. 5

-تراكم النفط. 6-تسرب النفط. 7-السطح.



ذكرنا سابقا أن النفط تكون من بقايا كائنات حية ترسبت بعد

تحللها إلى باطن الأرض عبر مختلف أنواع الصخور،حيث أنه أثناء

تعرضها إلى درجات حرارة مرتفعة وضغوط متزايدة أدى إلى تكوين

الصخور الرسوبية، وجعلت هذه الظروف الصخر يمر بعمليات

كيميائية أدت إلى تكوين مادة شمعية تدعى الكيروجن،وعندما يسخن

هذا الأخير إلى درجات حرارة أعلى من 100°م،ينفصل إلى سائل

(الزيت)وغاز( الغاز الطبيعي)،وعندما يتعرض الزيت إلى درجات

حرارة أكثر من 200°م وهو في الأعماق تضعف الروابط في الجزيئات

المعقدة الكبيرة مؤدية إلى تحلل الزيت،ومع مرور الوقت يتحرك

الزيت والغاز إلى الأعلى عبر منافذ طبيعية في الصخر وتشمل هذه

المنافذ الشقوق والثقوب الدقيقة التي تعرف بالمسامات. يعتقد

الجيولوجيون أن الماء هو السبب الرئيسي في هذه الحركة لأنه

أثقل من الزيت وهذا ما يؤدي بدفعها إلى الأعلى،وهناك سبب محتمل

آخر هو وزن الطبقات الصخرية الفوقية الذي يفضي إلى إقحام

الزيت في ثقوب وشقوق الصخر.


[عدل] الدراسة الجيولوجية


إن عملية الإستخراج تعتبر ثمرة جهد كبير وعمل مضني من قبل

الجيولوجيين،حيث تتركز مهمتهم في الكشف عن وجوده بإستعمال

مقاييس مختلفة منها مقياس الجاذبية ومقياس المغناطيسية وذلك

ب: مسح الأرض وهو القيام برسم خرائط مساحية للأرض المراد

إكتشافها حيث تتم عملية المسح بواسطة التصوير بآلات خاصة التي

تثبت بطائرة على إرتفاع معين وبعد كل هذا تأتي عملية حفر الأرض

على عمق15م إلى 20م ،ووضع شحنة متفجرة في الحفر،وبعد انفجارها

تسجل الإهتزازات في الأرض،تنعكس أمواج الإصطدام على طبقات معينة

وتشكل نوعا من الصدى تسجله أجهزة خاصة على سطح الأرض،فتعطينا

دراسة هذه التسجيلات معلومات كافية عن الصخور الخازنة للنفط.


[عدل] حفر آبار النفط


[عدل] في اليابسة



إن الطرق القديمة تعتمد على الحفر الميكانيكي وأهم طرقه:



* الحفر الدقاق: مبدؤه الدق،ومع تراكم فتات الصخور على

القاع تبدأ عملية تنظيف البئر بواسطة سائل خاص يفرع في القاع

فيختلط بالفتات ثم يسحب إلى السطح.



* الحفر الدوراني:هي طريقة أسرع وأضمن حيث يتم تحطيم

الصخور تحت التأثير الآني للحمل وعزم الإلتواء على

المثقاب،ويعتبر غسل البئر طوال مدة الحفر الخاصية المميزة

للحفر الدوراني ويتم بواسطة الماء أو محلول خاص.



* الحفر الدوراني الدقاق: يغذى المثقاب بحركة ترددية بسعة

وذبذبة معينتين بواسطة هزازات مركبة على السطح أو بواسطة

محركات قاعدية موضوعة فوق المثقاب وبعدها تأتي عملية سمنتة

البئر لعزل الطبقات النفاذة المشبعة بالزيت والغاز الطبيعي

وكذلك حماية سائل الحفر من التسرب.



* سائل الحفر:هو سائل كيميائي يختلف بإختلاف البئر والطبقة

الصخرية ،وتكمن أهميته البالغة في :


- التنظيف الفعال والتام للبئر على زمن الحفر . - الزيادة في

صلابة وثبات الصخور المكونة لحواف البئر. - تبريد المثقاب

وتوفير وسط ملائم للإحتكاك. - حماية معدات الحفر من التآكل.


[عدل] في البحار والمحيطات


إن استخراج النفط تحت الماء فيه من المشقة أضعاف ما هي عليه

في اليابسة أما التكاليف فتزيد بخمسة أضعاف ،رغم ذلك قام

العلماء بإستحداث الرئة المائية وهي جهاز يمكن من البقاء تحت

الماء مدة كافية لإجراء الدراسة الجيولوجية وتنصيب معدات الحفر

والإستخراج.


[عدل] الإستخراج


يستخرج الزيت بطريقة شبيهة جدا بالحصول على المياه

الجوفية،ولبعض آبار الزيت مثل بعض آبار الماء طاقة طبيعية

تكفي لجلب السائل إلى السطح ولآبار زيت أخرى طاقة لا تكفي من

ضآلتها لإنتاج الزيت بكفاءة أو تفقد معظم طاقتها بعد فترة من

الإنتاج ،لذا يجب تزويد طاقة إضافية في هذه الآبار عن طريق

المضخات أو وسائل اصطناعية أخرى.



هناك نوعان من الإستخراج:



* استخراج ابتدائي:إذازودالضغط الطبيعي معظم الطاقة.

* استخراج معزز:إذااستخدمت وسائل اصطناعية.


[عدل] نقل النفط إلى معامل التكرير


ينقل النفط في صورته الخامة أو قابلا للاستعمال بطريقتين:


النقل البريويشمل خطوط الأنابيب وهي أحسن وسيلة لنقل النفط

،بالإضافة إلى الشاحنات أو القطارات الصهريجية.

النقل البحريوتتمثل في الناقلات والبواخر المسطحة.



[عدل] تكرير النفط

[عدل] إعداد النفط الخام للتكرير:


يتم الإعداد كما يلي:


*طرد الغازات :إن الغاز الذي يصاحب النفط أثناء خروجه من

البئر،يجب فصله عن النفط ،وذلك بواسطة خفض سرعة حركة مخلوط

النفط والغاز ،وتستخدم طريقة فصل الغاز على عدة مراحل في حالة

وجود ضغط عالي في البئر.


* نزع الماء والأملاح:إن الماء ، الأملاح ، الرمل و الطين تصاحب

النفط دائما أثناء إستخراجه .ويفصل الماء عن النفط في بعض

الأحيان بسهولة ،ولكنه يكون مستحلبات ثابتة مع النفط في البعض

الآخر هذه الحالة يجب أن يخضع النفط لمعالجة خاصة معقدة نسبيا

لفصله . إن تكرير النفط ذو الشوائب يعقد تشغيل الوحدات

الصناعية إلى حد كبير،فإذا سخن مثلا نفط يحتوي على الشوائب في

مبادل حراري فإنها تترسب على سطح التسخين مما يؤدي إلى خفض

كفاية المبادل الحراري ،وتحك الأجهزة فتبليها قبل الأوان ،ويؤدي

تواجدها في المتبقيات النفطية بعد التقطيرإلى خفض جودة هذه

الأخيرة وزيادة نسبة الرماد فيها .


ويحتوي الماء الموجود في النفط على كمية كبيرة من الأملاح التي

تتوفر بصورة أساسية على هيئة كلوريدات 2CaCL،2MgCL،NaCL

،ويتكون حمض الهيدروكلوريك من تحلل كلوريد الكالسيوم وخاصة

كلوريد المغنزيوم أثناء عملية التقطير،ويحك هذا الحمض الأجهزة .


[عدل] تعريف التكرير

هو العمليات الضرورية التي يمكن من خلالها معالجة الزيت الخام،

بتكسير هذا الأخير إلى مكوناته الأصلية و إعادة ترتيبها و

تصنيعها إلى منتجات صالحة للإستعمال.

[عدل] عمليات التكرير

[عدل] العمليات الفيزيائية"الفصل"


1-التقطير:

عملية التقطير


فيها تفصل الجزيئات الأخف ذات درجات الغليان المنخفضة بواسطة

الغليان و التكثيف كما يلي:


*التقطير الإبتدائي أو الجوي : تجزئة النفط الخام إلى قطفات

تكون كل منها مجموعة مكونات هيدروكربونية وذلك بتسخينه بحيث:


* يرفع النفط الخام بالمضخات من مستودعاته إلى فرن،

فيتبخر تبخرا جزئيا. ويمر البخار إلى برج التجزئة. ويرتفع

تدريجيا خلال صواني البرج، وكلما ارتفع البخار انخفضت درجة

حرارته، وتكثف جزء منه على كل "صينية" من " الصواني " التي

يتكون منها برج التجزئة. فإذا ما امتلأت إحدى الصواني، فاض ما

عليها من السائل زائد ، وسقط على الصينية التي تليها.و تكون

عادة كل صينية أقل حرارة من التي تحتها ، أي أنه كلما كان

موقع الصينية مرتفعا كانت المواد المتجمعة عليها أقل كثافة

وكلما اخترقت فقاعات البخار سائلا على إحدى هذه الصواني من خلال

حاجز الفقاقيع ، تكثف من البخار ذلك الذي له مدى غليان السائل

الموجود على هذه الصينية نفسه ، أما المواد المواد الخفيفة


التي قد تكون مختلطة بالسائل فإنها تنفصل على شكل مرة أخرى و

تنتقل إلى الصينية التي تعلوها .


* ويمكن التحكم في درجة حرارة برج التجزئة بتمرير السائل

الموجود في أسفل البرج، في فرن لغليه من جديد كما يمكن التحكم

في درجة الحرارة أعلى البرج بإعادة دفع جزئ معين من المنتج

الذي يخرج من هذه المنطقة بعد تكثيفه وتسمى هذه العملية"

الإرتداد" ومع أنه يتجمع على كل صينية من صواني برج التجزئة

سائل له مدى غليان يختلف قليلا ،فإن جزءا معينا من المنتج سوف

يكثف ،رغم أن مدى غليانه أقل من مدى غليان معظم السائل

المتجمع على الصينية وعندئذ يتم سحب السائل من صواني خاصة إلى

أعلى أبراج جانبية وفي هذه الأبراج يفيض السائل مجتازا عددا

قليلا من الصواني، بينما تطرد الأبخرة المتصاعدة المواد أقل

كثافة وبذلك يتحدد مدى غليان السائل المنتج وتعود

الهيدروكربونات التي تطرد بالغليان إلى البرج الرئيسي .


* المنتجات الرئيسية التي تأخذ من برج التقطير تحت الضغط

الجوي هي:الغازات النفطية الخفيفة التي تستخدم في صناعة

الأسمدة ،البوتاجاز، الجازولين الذي يستخدم في إنتاج بنزين

السيارات ،الكيروسين ،السولار،الديازال والمازوت .



*التقطير تحت الضغط المخلخل"التفريغي":تستخدم هذه الطريقة

لتجزئة زيت الوقود الثقيل "المازوت" الناتج من عملية التقطير

الابتدائي إلى بيتومين "إسفلت" ومواد أخرى "سولار" و"مقطرات

شمعية" وتستخدم أساسا في إنتاج الزيوت والشحوم،كما يمكن

استخدامها في عمليات التكسير الحراري أو بالعوامل المساعدة

وونشير إلى أنه يجب خفض درجة الحرارة اللازمة لتبخير اكبر جزء

من زيت الوقود الثقيل للحصول على الإسفلت لأنه يمكن تخفيض نقطة

غليان السائل بتخفيض الضغط الواقع عليه. وفي هذه الطريقة

تستخدم أجهزة أو مضخات التفريغ للاحتفاظ بضغط منخفض ،كما

تستخدم مضخات لرفع الزيت خلال فرن إلى برج التقطير تحت الضغط

المنخفض،إذ أن التفريغ يحول دون سحب الزيت بالتدفق الطبيعي

ويتحول الزيت إلى بخار وينساب الإسفلت إلى القاع حيث يقابله

بخار ماء ذو درجة عالية،يتسبب في دفع ما قد يكون عالق بالإسفلت

من مواد زيتية قليلة الكثافة إلى أعلى البرج. وتخرج الأجزاء

ذات الكثافة المنخفضة من أعلى البرج على شكل بخار مختلط ببخار

الماء ،ليمر على مكثف يكثفهما معا ،ثم يدخل المزيج من السولار

والبخار المتكثفين إلى برج الاسترجاع،فترد الأبخرة بسحبها

بالمضخات إلى أعلى الصينية من صواني برج التجزئة ، ويسحب

الباقي بإعتباره أحد المنتجات النهائية ، ويتم سحب الغاز غير

المكثف من أعلى البرج بواسطة مضخات التفريغ . وتسحب السوائل

من برج التقطير على أبعاد مختلفة فيمرر كل سائل ببرج تثبيت

لفصل المواد الخفيفة بالإستعانة ببخار الماء و إعادتها إلى

البرج . أما الباقي فيبرد على حدى ، وهو أساسا السولار و

المقطرات الشمعية التي تصبح المادة الخام لصناعة زيوت التزييت

والشحومات ، كما يمكن إستخدامها في عمليات التكسير بالعوامل

المساعدة ويتبقى "الاسفلت" في قاع البرج . تتمثل نتائج التقطير

تحت التفريغ في: زيوت التزييت ، الاسفلت .



2- الاستخلاص بالمذيبات:

يتم الفصل فيها حسب النوع الكيميائي للجزيئات ، مثل بارافينات

، عطريات أو نافثينات. يدخل في نطاق هذه العملية إنتاج زيوت

التزييتن فقد سبق وأن ذكرنا أن المقطرات الشمعية الناتجة من

عمليات التقطير تحت الضغط المخلخل"التفريغي" 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 الاولية اللازمة لانتاج زيوت التزييت الخفيفة و المتوسطة

و الثقيلة ، كما يعد المتبقي في قاع البرج المادة الاولية

لانتاج الزيوت المتبقية ، ومن الضروري إن تكون هذه الزيوت على

درجة عالية من النقاء ، و أن تتوفر فيها المواصفات القياسية

العالمية نظرا لدورها الخطير في كافة الاستخدامات و لتحقيق ذلك


يلزم معالجة المقطرات الشمعية والمتبقي باستخدام مذيبات خاصة

لاستخلاص الشوائب من زيوت التزييت.



3- التبريد:


تشمل عمليات التبريد مايلي :


*فصل "فرز"الغازات: يدخل في نطاق عمليات التبريدالتي تعد

واحدة من عمليات الفصل المستخدمة في صناعة التكرير –عملية

"فرز" الغازات الناتجة من عمليتي التكسير الحراري و التكسير

بالعوامل المساعدة في معامل التكرير.و تعد هذه الغازات من أهم

المصادر و المواد الأولية اللازمة للصناعة البتروكيمياوية ،

والمصدر الآخر هو الغاز الطبيعي الذي يستخرج من بعض الآبار.



*تثبيت البنزين: يؤدي تخزين البنزين في الأجواء الحارةإلى تبخر

البروبان و البيوتان اللذين يحتويهما البنزين،وذلك لانخفاض

درجة حرارتهما.يتم فصل هاذين الغازين وتعبئتهما في أسطوانات

تحت ضغط مرتفع بحيث يتم الإحتفاظ 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"الجازولين":تعد الخواص المانعةللثبات

التفجيري أحد البارامترات الأساسية التي تحدد جودة الوقود

الناتج من النفط،والمخصص لمحركات الإحتراق الداخلي للشرارة

الكهربائية . ويطلق إسم 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 :



*
o الأيزوأوكتان(2-2-4-ثلاثي مثيل بنتان):عدده الأكتاني

يساوي 100،وذلك لأنه قليل التفجير.

o الهبتان العادي:سهل التفجروعدده 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

بالإنضغاط،ويستخدم لها قطفات من وقود الديزل مدى غليانه من 180

-360°م،ويعد العدد السيتاني الدليل الذي يبين ميل وقود الديزل

إلى الإشتعال العفوي بالانضغاط عن طريق مقارنة اشتعالية الوقود

المختبر باشتعالية مخلوط من وقودين قياسيينهما:



*
o السيتان:عدده السيتاني يساي100.

o هيدروكربون أروماتي:عدده السيتاني معدوم.


[عدل] العمليات الكيميائية"التحويل"


هي عملية كيميائية تجري تحت تأثير الحرارة و الضغط أو

بالعوامل المساعدة والهدف منها زيادة كمية وقود السيارات

والنفاثات و جودته 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 الحفزي للبنزين .

o عمليات استخدام الغازات النفطية.


[عدل] 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، و حمض الكبريتيك

المركزالذي يستخدم في تنقية الكيروسين من المواد الكبريتية

والعطرية التي تسبب تصاعد الدخان الأسود ، كما يستخدم في تنقية

وقود النفاثات و غيره،كذلك يستخدم غاز الهيدروجين في إزالة

العديد من الشوائب.



*إزالة كبريتيد الهيدروجين: H2S موجود أساسا في الخام أو تكون

نتيجة تحللالمركبات 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[center]

ارجو ان يكون كلمة(عدل) ان لا تضايقكم .....وشكرا