دانلود مقاله نفت خام

نفت خام به انگلیسی Crude Oil و به روسی Naphra
نامیده می‌شود که درحالت طبیعی به صورت مایع بوده و رنگ آن قهوه‌ای زرد مایل به سیاه است و دربرابر نور انعکاسی ، رنگ سبز بخصوصی از خود نشان می‌دهد

مشخصات نفت
نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد.

بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی
کربن 82.2 87.1
هیدروژن 11.8 14.7
گوگرد 0.1 5.5
اکسیژن 0.1 4.5
نیتروژن 0.1 1.5


جدول ازسلی (1985)
دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند.

بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت می‌شود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه ( مادر ) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان می‌دهند.

قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده می‌شوند.

خواص فیزیکی نفت خام
ویسکوزیته
همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت.

بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است.

چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد.

همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

ترکیبات مولکولی نفت خام
تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد.

برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.

گروههای تشکیل دهنده نفت خام
هیدروکربنها (Hydrocarbons)
هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است.

انواع هیدروکربنها عبارتند از :

هیدروکربن‌های پارافینی (پارافینها)
هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها )
هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها)
غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)
این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V می‌باشد.

وزن مخصوص نفت خام
از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام بر مبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد.

لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آن مهم است.

اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجه بندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند.

مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفت خام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقدار اندکی از درجه A.

P.I کمتر می‌باشد.

گردش معکوس در کارگاه آفرینش ، شاید درک آنچه را که بحران انرژی خوانده می‌شود، میسر کند.

کل قضیه ، میلیاردها سال قبل و با فرایندهای تبدیل انرژی خورشید به آدنوزین تری فسفات (ATP) آغاز شد.

کلروفیل‌ها و سایر رنگدانه‌های گیاهان ، انرژی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی‌اکسیدکربن ، آب و مواد معدنی به اکسیژن و ترکیبات آلی انرژیدار ، بکار برده و غذای موجودات کوچک و بزرگ از جمله انسان اندیشهورز را فراهم میآورند.

این فرایند ، همچنین باعث افزایش ذخایر معدنی آلی از قبیل هیدروکربورهای زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی میشود.

مراحل تشکیل انوع زغال سنگ
زغال سنگ از بقایای درختان ، بوتهها و سایر گیاهان زنده بوجود میآید.

نشو و نمای این گیاهان در دورههایی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بود، صورت گرفت.

اگر چه برخی از معادن زغال سنگ 400 میلیون سال قبل و در دوره انسان سیلوری ( Silurian ، انسان سیلوری در دوره سوم دوران اول زمین شناسی ظاهر شد.

ویژگی این دوره ظهور گیاهان خشکی است.) تشکیل یافته است.

اما قسمت اعظم این ذخایر تقریبا 250 میلیون سال پیش و در دوره فوقانی و تحتانی دورانهای کربونیفر ( Carboniferous ، دوره کربونیفر یا زغال‌خیز به بخشی از زمان می‌گویند که به پایان دوران اول زمین شناسی مربوط بوده و از حدود 345 میلیون سال قبل آغاز می‌شود.) پدید آمدند.

سپس ، اوضاع برای رشد سرخسهای دانه‌دار گرمسیری بسیار عظیم و درختان بدون گل غول پیکر ، در باتلاقهای وسیع فراهم شد.

این گیاهان بعد از خشک شدن و از بین رفتن به داخل باتلاقها می‌افتادند و بر اثر خروج اکسیژن ، فساد بی‌هوازی تسریع می‌شد.

پوشش گیاهی به ماده‌ای لجن مانند به نام پیت (Peat) تبدیل شد.

پیتها بسته به درجه فساد ، برخی قهوه‌ای و اسفنجی و بعضی سیاه و فشرده بودند.

دریا بر روی چنین ته‌نشستهایی پیشروی کرد و رسوبات معدنی بر روی آنها فرو نشست.

پیت در زیر فشار خشک و سخت شد و به زغال سنگ پیت (لنیت یا لیگنیت که به زغال سنگ قهوهای نیز موسوم است.) تبدیل شد.

فشار بیشتر و گذشت زمان ، زغال سنگ قیردار را به وجود آورد، که هر 6 متر ضخامت رسوب گیاهان نخستین به 0.3 متر زغال سنگ تبدیل شده بود.

حتی فشارهای زیادتر که ناشی از چینخوردگی پوسته زمین به صورت رشته کوههای عظیم بود، سختترین و مرغوبترین زغال سنگ ، یعنی آنتراسیت (anthracite) ، را بوجود آورد.

کیفیت زغال سنگ از روی نسبت مقدار کربن تثبیت شده به مقادیر رطوبت و ماده فرار (مادهای که بر اثر حرارت به گاز تبدیل میشود)، تعیین میگردد.

منشا نفت و گاز طبیعی
با همه تلاش گسترده و صرف وقت فراوانی که برای یافتن و استخراج نفت و گاز طبیعی صورت گرفته است، انسان هنوز درباره منشا این مواد به نحو شگفتی بیاطلاع است.

پارهای واقعیتهای پذیرفته شده در این مورد عبارتند از :


نفت و گاز از ترکیباتی با منشا زیست شناختی (بیولوژیکی) تشکیل شده‌اند
قسمت اعظم انواع نفت محتوی پورفیرین ، مجموعه‌ای از ترکیبات هیدروکربن‌دار ، که یا از کلروفیل و یا از «همین» (hemin) ، ماده قرمز کننده خون ، مشتق شده‌اند.

قسمتهای لیپیدی (چربیها و مومها) موجودات ، منبع سرشاری برای تشکیل نفت و گاز فراهم آورده‌اند.

امکان دارد که در اوضاع فعلی بتوان هیدروکربورهای نفت‌مانند را در رسوبهای جوان دریایی پیدا کرد.

علاوه بر این نفت معمولا با سنگهای رسوبی که بر اثر فعالیتهای دریایی ته‌نشین شده‌اند، توام است.

حدسی دیگر احتمالا ماده‌ای آلی که نفت را بوجود آورده است، شامل گیاهان پلانکتونی تک‌ یاخته‌ای از قبیل دیاتمها ( diatom ، جلبک تک یاخته یا چند یاخته‌ای است که دارای جدارهای یاخته‌ای سیلیسی است) ، جلبک سبز ـ آبی و حیوانات پلانکتونی تک یاخته‌ای مانند فورامینی‌فرا (Foraminefera موجود ذره‌‌بینی دارای پوسته آهکی) ، بوده است.

این شکلهای ابتدایی حیات در بیش از یک میلیارد سال قبل فراوان بودند و می‌توانسته‌اند به عنوان منبع ذخایر نفت موجود در سنگهای دوران قبل از کامبرین ( Precamberian ، قدیمیترین دوران زمین شناسی) ، اواخر دوران اول زمین شناسی مورد استفاده واقع شده باشند.

پس از مرگ این یاخته‌ها ، حفظ مواد آلی ، مستلزم دفن سریع آنها در زیر رسوبهای ریزبافت و رسی ‌است.

مواد مدفون باید از تاثیر اکسیژن محفوظ بمانند، زیرا اکسیژن باعث شکستن مولکولها و نابودی کامل مواد می‌شود.

دیاژنر دیاژنر به مجموعه اعمالی گفته می‌شود که در ضمن آن تغییرات شیمیایی ، رسوبهای سست را به صخره تبدیل می‌کنند، این پدیده‌ای است با حرارت و فشار نسبتا پایین صورت می‌گیرد.

پدیده یاد شده از این واقعیت ناشی می‌شود که نفت را می‌توان به مقادیری که از نظر تجاری مقرون به صرفه باشد، در اعماق بین 30 تا بیش 7500 متر پیدا کرد.

این تفاوت عمیق معرف آن است که برای تشکیل نفت ، وجود فشار یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر نیست.

دمای زیاد ، یعنی بالاتر از 600 درجه سانتیگراد ، نیز ضرورتی ندارد.

ترکیبات نفت خام نفت خام ، ترکیبی از هزاران ماده شیمیایی مختلف است که از گازهای بسیار سبک تا مواد نیمه جامدی مانند قیر ، موم یا پارافین در آن یافت می‌شود.

تقریبا 8 درصد نفت موجود در سنگهای دوران اول زمین شناسی و 63 درصد آن در سنگهای دوران سوم زمین شناسی و 29 درصد در سنگهای اول دوران چهارم زمین شناسی تا عصر یخچالها یافت می‌شود.

افسانه‌های بابلیان در مورد نفت کلمه بابلی نپتو (naptu) (که به یونانی به صورت نفتا (naphtha) تغییر شکل داد و به معنای مایع قابل اشتعال بکار می‌رفت)، 2000 سال قبل از میلاد مسیح رایج و به مفهوم شعله کردن استعمال می‌شد.

در الواح معبد بابل ، از آن به عنوان چیزی بد یمن یاد شده و از خدایان خشمگین که آن را با برق آسمان به آتش کشیده است.

سخن به میان آمده است.

صدای گازی که از شکاف سنگها خارج می‌شود، توسط شاه توکولتی نینورتا (King Tukulti Ninurta) ، پادشاه بابل ، در 885 قبل از میلاد به عنوان صدای خدایان که از شکاف صخره‌ها سخن می‌گویند، توصیف شده است.

سنجش وزن مخصوص نفت خام سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط ºF 60 و P=1at سنجیده می‌شود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را بر حسب درجه A.P.I یا درجه Baume می‌دهد.

= درجه A.P.I امریکائی = درجه Baume اروپایی بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 می‌باشد.

لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود.

بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60ºF خواهیم داشت.

لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.

تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام می‌شوند، تغییرات دما است.

یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A.

P.I افزوده می‌شود.

همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام می‌گذارد.

انواع مختلف نفت برحسب A.P.I نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I وزن مخصوص نفت‌ها بستگی به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد.

هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد، چگالی آن کمتر خواهد بود.

بنابراین پارافین‌ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک‌ها بالاترین چگالی را دارند.

ضریب انبساط نفت خام ضریب انبساط نفت خام از 6.1x10-4 الی 8.3x10-4 در نوسان بوده که با کاهش چگالی ، ضریب انبساط آن افزایش می‌یابد.

ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام ارزش حرارتی پایین نفت بین 9000 الی 11000 کیلوکالری است.

گرمای ویژه نفت در دمای معمولی از 0.35 الی 0.55 کیلوکالری به کیلوگرم درجه است، که در صورت ازدیاد درجه حرارت به مقدار آن افزوده می‌شود.

نقطه اشتعال نفت نقطه اشتعال نفت نیز به مقدار مواد زود جوش آن مربوط است، و می‌تواند از صفر الی 200C باشد.

لذا در حمل و نقل نفت خام به دلایل ایمنی ، قسمتی از زودجوش‌ها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا می‌برند.

نقطه سفت شدن نفت خام نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آن خاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد.

این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفت اهمیت بسزائی دارد.

پالایش نفت خام از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادی بدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند.

نخستین گام در پالایش نفت خام عمل تقطیر است.

تحمیل حرارت‌های زیاد در موقع تقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفت بوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را می‌توان نام برد.

دید کلی ترکیب عنصری مخلوط کل نفتهای خام ، تغییر چندانی نمی‌کند، ولی تفاوتهای کوچک در ترکیب نفت‌ها می‌تواند اثرات عمده‌ای بر خواص فیزیکی و فرآیند لازم جهت تولید فراورده‌های قابل فروش ، اعمال کند.

نفت خام ، اساسا مخلوطی از هیدروکربنها است و حتی عناصر غیر هیدروکربنی آن نیز معمولا بصورت مولکولهای پیچیده ای هستند که خاصیت هیدروکربنی‌شان غلبه دارد، ولی نفت خام در عین حال حاوی مقادیر اندکی اکسیژن ، گوگرد ، نیتروژن ، وانادیم ، نیکل و کروم است.

مواد سازنده نفت از نظر نوع هیدروکربور و همچنین از نظر ترکیبات هترواتم‌دار بستگی به محل و شرایط تشکیل آن دارد.

بنابراین مقدار درصد مواد سازنده نفت خام در یک ژیزمان (منبع نفت) نسبت به ژیزمان دیگر تغییر می‌کند.

ترکیب عنصری نفت خام ترکیب عنصری نفت خام معمولا در گستره زیر قرار می‌گیرد: عنصر درصد وزنی کربن 87-84 هیدروژن 14-11 گوگرد 5-0 اکسیژن 3-0 نیتروژن 5/1-0 مواد سازنده نفت بطور کلی مواد سازنده نفت عبارتند از: هیدروکربنها ، ترکیبات اکسیژنه - سولفوره - ازته ، مواد معدنی.

هیدروکربنها چون تعداد هیدروکربنهای موجود در نفت نامحدود و جداکردن آنها بطور کامل خیلی مشکل می باشد، لذا آنها را در سه گروه کلی طبقه‌بندی می‌نمایند که عبارتند از: پارافین‌ها ، نفتن‌ها و آروماتیکها.

علاوه بر این گروه چهارمی نیز وجود دارد، یعنی همان اولفین‌هایی که در نتیجه فرایند هیدروژن‌زدایی از پارافین‌ها و نفتن‌ها تشکیل می‌شوند.

پارافین ها (آلکان): مشخصه هیدروکربنهای پارافینی ، اتصال اتمهای کربن به وسیله پیوندهای ساده است.

سایر پیوندها نیز با اتمهای هیدروژن ، سیر شده‌اند.

فرمول عمومی پارافین‌ها ، CnH2n+2 است.

ساده‌ترین پارافین ، متان (CH4) است که سری همرده متعاقب آن عبارتند از: اتان ، پروپان ، n-بوتان ، i- بوتان ، n- پنتان و نئوپنتان و غیره.

در صورتی‌که تعداد اتمهای کربن در مولکول بیش از 3 باشد، ممکن است چند هیدروکربن حاوی تعداد مساوی اتمهای کربن و هیدروژن با ساختارهای متفاوت وجود داشته باشد.

علت این امر آن است که کربن زنجیرهای تک شاخه‌ای علاوه بر زنجیر است، تشکیل داده و ایزومرهایی بوجود می‌آورد که خواصشان بطور محسوس با یکدیگر تفاوت دارند.

بطور مثال ، عدد اکتان موتور ، در مورد n-اکتان مساوی 17 و در مورد ایزواکتان (2 و 2 و 4- تری متیل پنتان) مساوی 100 است.

اولفین‌ها (آلکن‌ها): اولفین‌ها بطور طبیعی در نفت‌های خام وجود ندارند، بلکه در خلال فراورش نفت تشکیل می‌شوند.

فرمول عمومی آنها CnH2n است.

معمولا وجود اولفین‌ها در فراورده نهایی ، نامطلوب است، زیرا فعالیت پیوندهای دوگانه باعث می‌شود که ترکیبات اولفین‌دار آسانتر اکسیده و بسپارش شوند.

در برش‌های گستره جوش بنزین ، وجود برخی اولفین‌ها مطلوب است، زیرا اولفین‌ها دارای اعداد اکتان پژوهشی بالاتری ، در مقایسه با ترکیبات پارافینی با تعداد اتمهای کربن یکسان ، می‌باشند.

ساده‌ترین اولفین ، اتیلن می‌باشد که برای همرده آن عبارتند از: پروپن ، بوتن ، پنتن و غیره در خلال فراورش نفت ، بعضی دی‌الفینها (هیدروکربنهایی که دو پیوند دوگانه دارند) مانند بوتادی‌ان ، نیز تشکیل می‌شوند.

نفتن‌ها (سیکلو آلکانها): هیدروکربنهای سیکلو پارافینی‌ای که تمام پیوندهای آزاد اتمهای کربن‌شان با هیدروژن ، سیر شده‌اند نفتن‌ها نامیده می‌شوند.

در نفت خام ، انواع بسیاری از نفتن‌ها وجود دارد، ولی بجز در مورد ترکیبهای دارای جرم مولکولی اندک ، نظیر سیکلوپنتان و سیکلو هگزان ، معمولا بصورت ترکیبهای جداگانه تفکیک نمی‌شوند.

طبقه‌بندی آنها با توجه به گستره نقاط جوش صورت می‌گیرد و خواص آنها بکمک عوامل همبستگی نظیر عامل Kw یا CI تعیین می‌شود.

برخی از نفتن‌های موجود در نفت خام عبارتند از: متیل سیلکوپنتان ، 1 و2 – دی متیل سیکلو پنتان ، متیل سیکلوهگزان ، 1 و2- دی متیل سیکلو هگزان ، دکاهیدرونفتالین و غیره.

آروماتیکها: گروه هیدروکربنهای آروماتیکی ، از نظر شیمیایی و فیزیکی ، تفاوت بسیاری با پارافین‌ها و نفتن‌ها دارند.

هیدروکربنهای آروماتیکی ، شامل یک حلقه بنزنی سیر نشده ولی بسیار پایدار می‌باشند و اغلب مانند یک ترکیب سیر شده عمل می‌کنند.

برخی هیدروکربنهای آروماتیکی موجود در نفت خام عبارتند از: بنزن ، تولوئن ارتو- زایلن ، متا- زایلن ، پارا- زایلن ، نفتالین ، کومن و غیره.

هیدروکربنهای حلقوی ، چه نفتنی و چه آروماتیکی ، می‌توانند بجای بعضی از هیدروکربنهای متصل به حلقه ، زنجیره‌های جانبی پارافینی بپذیرند و تشکیل ساختار مختلط بدهند.

این انواع مختلط ، بسیاری از مشخصات شیمیایی و فیزیکی ترکیبهای مولد خود (هر دو) را دارا هسستند.

ترکیبات اکسیژنه مقدار درصد اکسیژن در نفت‌ها از 3 درصد تجاوز نمی‌نماید و اغلب در ساختمان مولکولهای سنگین به حالت ترکیب یافت می‌شود.

ترکیبات اکسیژنه موجود در نفت شامل اسیدها و فنل‌ها می‌باشد.

فنل‌ها بمقدار کم در روغن‌های کالیفرنیا و رومانی وجود دارد.

اسیدهای موجود در نفت بیشتر بصورت مشتقات سیکلو آلکانها یا نفتنی است.

ضمنا اسیدهای غیر حلقوی نیز بصورت اتر سل وجود دارد که در حین عمل تصفیه در فراکسیون مربوط به پارافین‌ها جمع آوری می‌گردد.

ترکیبات سولفوره اغلب نفت‌ها شامل گوگرد آزاد بصورت محلول هستند که در اثر تبخیر کریستالیزه می‌گردد.

گوگرد ممکن است بصورت هیدروژن سولفوره - تیوفرمرکاپتان - تیواتر - دی‌سولفور و سولفور کربن و سولفور کربنیل وجود داشته باشد.

مقدار گوگرد در نفت بستگی به منطقه ای دارد که در آنجا نفت تشکیل گردیده است.

بعنوان مثال مقدار آن در مواد خام نفتی کویت 5/2 درصد و در نفت منطقه آقاجاری ایران 36/1 درصد می‌باشد.

در اینجا یادآوری می‌شویم که خاصیت خورندگی نفت شرق و بوی نامطبوع آن بعلت وجود این ترکیبات می‌باشد.

ترکیبات ازته روغنهای معدنی می‌توانند تا 5/1 درصد ازت بصورت ترکیبهای آلی دارا باشند.

این ترکیبات از نظر عامل ازت به دو دسته تقسیم می‌گردند: ازت در حلقه بصورت N-H= (یعنی متصل به سه اتم) است و می‌توان ترکیباتی از قبیل پیرول ، اندول و کاربازول را نام برد.

ازت در حلقه بصورت N (یعنی متصل به دو اتم) شرکت نموده ، شامل اجسامی از قبیل پیریدین ، کینولئین و ایزوکینولئین می‌گردد.

خاصیت قلیایی این ترکیبات بیشتر از ترکیبات دسته اول می‌باشند.

اغلب روغن‌های معدنی شامل نمکهای آمونیوم اسیدهای نفتنی است که بسادگی تجزیه می‌گردد.

مشتقات فلزی هرگاه مواد باقیمانده از تقطیر نفت را بسوزانند، مانند زغال از خود خاکستر باقی می‌گذارد که شامل برخی از ترکیبات فلزی است.

این ترکیبات بیشتر مربوط به عناصری از قبیل سیلیس - آهن - آلومینیوم - کلسیم - منیزیم - نیکل و سدیم می‌گردد.

ضمنا وانادیم در خاکستر برخی از نفت‌ها بدست آمده است و وانادیم را معمولا از نفت استخراج نموده ، در صنایع فولادسازی مورد استفاده قرار می‌دهند.

مقدار این فلز در حدود 400PPM یعنی 400 گرم به ازای یک تن می‌باشد.

پیشگفتار همانطور که میدانیم زغال سنگ تا اوایل قرن بیستم منبع اصلی وعمده تولید انرژی بود.

اما وقتی انسان دریافت نفت را که از دیرباز می شناخته و فقط به مصارف محدودی میرسانده برای تولید حرارت و انرژی به مراطب از سوختهای جامد بهتر است شروع به استخراج نفت از دل زمین نمود.

نیاز روز افزون انسان در دستیابی به منابع انرژی موجب گردید که صنعت گاز نیز بگونه ای چشمگیر مورد توجه قرار گیرد.پس از جنگ جهانی دوم مصرف گاز به سرعت رو به فزونی گذارد و در نتیجه بسیاری از کشورهای صنعتی جهان برنامه هایی برای تولیدوتصفیه واستفاده از گاز تدارک دیدند.

بدیهی است که طی سالهای مورد بحث هر جه سهم گاز افزایش میافت از سطح استفاده از زغال سنگ ونفت به عنوان منابع تامین کننده انرژی کاسته می شد.

این جزوه با استفاده از تجربیات و منابع مختلف تهیه گشته وامید است این تلاش کمک موثری در به ثمر رساندن اهداف آموزشی و همچنین وسیله ای برای استفاده دانش پژوهان باشد.

توجه به این نکته ضروری است که عکسهای مورد استفاده در این گزارش مربوط به پالایشگاه گاز خاصی نمی باشد ولی در عین حال در تمامی پالایشگاههای گاز مورد استفاده قرار می گیرند.

تاریخچه نفت صنعت نفت در جهان تاریخی بسیار کهن دارد وقدیمیترین تمدنی که تا به حال شناخته شده در درههای نیل ؛دجله و فرات و در چین بوده است.

اسناد تاریخی و کاوشهای باستان شناسی نشان می دهد که مردم مزبور از کهنترین روزگاران نفت را می شناختند.چهار هزار سال قبل از میلاد مسیح مردم دجله و فرات قیر را به عنوان ملاط ساختمانها به کار میبردند.در ایران کاوشهای باستان شناسی معلوم داشته که ساکنین کشور ما از 5 تا 6 هزار سال پیش قیر را به عنوان ملاط در ساختمان و یا برای نصب و بهم چسباندن جواهرات و ظروف سفالین و اندود کردن کشتیها بکار میبردند.

امروزه بزرگترین منابع نفتی جهان در خاورمیانه ؛ایالات متحده امریکا؛آفریقای شمالی و روسیه است.اولین چاه نفت در دنیا در شهر پنسیلوانیا بنام تیستوسوپل امریکا توسط شخصی به نام ادوین دریک در سال 1859 حفر شد.عمیقترین چاه در دنیا چاهی در لویزینای امریکاست که 6500 متر عمق دارد.

در سال 1908 نفت در خاورمیانه برای اولین بار در ایران ودر شهر مسجد سلیمان کشف شد و بعد از آن در دیگر کشورهای خاور میانه نفت کشف شد.

تئوری پیدایش نفت تئوریهای مختلفی نسبت به پیدایش نفت و گاز طبیعی وجود دارد و بطور دقیق نمیتوان گفت منشا موادی که نفت رابوجودآورده چه بوده است امادو نظریه ای که بیشترازهمه عمومیت داردعبارتنداز : 1:پیدایش نفت معدنی یا غیر عالی:پیدایش نفت به طریق معدنی ترکیب هیدروژن و کربن تحت فشار و درجه حرارت موجود در اعماق زمین است.

2:پیدایش نفت به طریق آلی:در اثر به وجود آمدن هیدروژن و کربن حاصل از گیاهان و حیوانات در دریاها بخصوص حیوانات ریز ذره بینی بنام پلانکتون و پس از یکسری فعل و انفعالات شیمیایی نفت تشکیل شده است.

میدانید که تئوری آلی بیشتر مورد قبول دانشمندان است زیرا دلایل و شواهد نشان میدهد که در جاییکه مخازن نفتی وجود دارد بیشتر زمینهایی هستند که زمانی دریا بوده اند.

از لحاظ شیمیایی نفت مرکب از دو عنصر کربن و هیدروژن بصورت خالص گازی است سبک و آتشگیر.

نفت از جهتی خالص و از جهتی مرکب است.بدان جهت خالص است که ترکیبی از هیدروکربونهای گوناگون است و ساختمان ملکولها به واسطه کم و زیاد شدن تعداد اتمها یکی از دو عنصر مذکور با هم متفاوت است و این بر حسب ترکیب ملکولهای اتمهای کربن است.

مخزن زیر زمینی گاز و نفت بطور کلی برای بوجود آمدن یک مخزن نفت باید عوامل زیر موجود باشد: 1:مبدا هیدروژن و کربن که از گیاهان و حیوانات زمینی و دریایی مدفون شده در زیر گل و لای در مکانی که زمانی دریا بوده.

2:شرایطی بوجود بیاید تا این نباتات و حیوانات تجزیه شده و هیدروژن وکربن حاصل از آن با هم ترکیب شوند و نفت و گاز طبیعی را بوجود بیاورند 3:سنگهای متخلخل وجود داشته باشد تا هیدروکربن بتواند از جائیکه تشکیل شده حرکت (مهاجرت) کند.

4:طبقه غیر قابل نفوذی وجود داشته باشد تا از حرکت بیشتر هیدروکربن جلوگیری کند (cap rock) و آنرا بصورت جمع آوری شده در مخازن نفتی نگهدارد.

تقریبا در تمام منابع نفتی مقداری گاز در نفت بصورت حل شده وجود دارد که سبب ذخیره سازی انرژی گاز بصورت انرژی پتانسیل است و در هنگام بهره برداری سبب می شود که نفت به همراه گاز به سطح زمین انتقال یابد.

در بعضی مواقع مقدار این گاز آنقدر زیاد است که ضمن آنکه مقداری در نفت حل شده مقدار زیادی بطور گاز ؛آزاد در بالای نفت با فشار زیاد جمع میشود که اصطلاحا کلاهک گاز( (gas cap گویند و بهره برداری نفت با آن خیلی بیشتر از راندن توسط گاز حل شده به تنهایی است.(gas cap drive ).

تاریخچه صنعت گاز طبیعی در طول بخش اعظم قرن نوزدهم گاز طبیعی منحصرا به عنوان منبع روشنایی به کار میرفت.در آنزمان مکانیزمی موجود نبود که گاز طبیعی را به منازل برای گرمایش یا کاربردهای دیگر ببرد.

بنابراین گاز طبیعی برای روشنایی خیابانهای شهر بکار میرفت.بعد از دهه 1980 برق جای گاز را گرفت و در نتیجه کاربریهای جدیدی برای گاز طبیعی مورد نیاز واقع شد.

برای یک دوره کوتاه شرکتهای گاز رسانی سعی کردن که برای وسایل کوچک گاز سوز بازار مناسبی پیدا کنند.

نظیر ابزار فر دادن مو ؛اتو ونظایر آن که اینها هم به سرعت از رده خارج شدند.اختراع رابرت باتسن در سال 1885 تحت نام مشعل باتسن که هوا را با گاز طبیعی مخلوط مینمود با ظهور کنترل ترمواستاتیکی به مشتریان اجازه داد که از خواص حرارتی گاز طبیعی استفاده کنند.

تولید کنندگان گاز به زودی توجه خود را به خواص حرارتی گاز معتوف کردند و از آن به عنوان سوختی برای گرمایش فضا؛ حرارت دادن آب و پخت و پز استفاده نمودند تا جنگ جهانی دوم بازار صنعت و نیروگاههای برای گاز طبیعی کوچک بود ؛اما بعد از جنگ گاز طبیعی به راحتی در دسترس قرار گرفت.تا قبل از جنگ جهانی سیستم خط لوله بین ایالات استفاده ای نداشت زیرا گاز اگر همراه بود سوزانده میشد و اگر مستقل بود در محل میماند.

یکی از اولین خط لوله های گاز طولانی در سال 1891 ساخته شد ؛طول آن 120 مایل ( km 193 )بود و گاز را از ایالت ایندیانا به شیکاگو میبرد.

این خط از تقویت فشار استفاده نمیکرد؛زیرا خود گاز تحت فشار بود و با فشار حدود psi 525 به طرف مقصد حرکت میکرد.

توسعه شبکه های بزرگ انتقال گاز تا سال 1920 به علت کیفیت پایین خطوط لوله و عدم اتصال مطلوب قطعات خطوط لوله به تعویق افتاد.جنگ و رکود عظیم حاصل از آن احداث خطوط انتقال عمده را برای یک دهه به تعویق انداخت.به هر حال در طول سالهای جنگ پبشرفت متالوژی؛ تکنیکهای جوشکاری و خم کردن لوله ها بر موانع حمل و نقل گاز غلبه کرد و این غلبه تا سالهای 1960 ادامه داشت و باعث احداث هزاران مایل خط لوله در سراسر جهان گردید.همینکه سیستم انتقال و توزیع قابل اعتمادی ایجاد شد صنایع شروع به استفاده از گاز در واحدهای ساخت و فرایند خود نمودند.سرویسهای الکتریسیته نیز دریافتند که گاز سوخت خوبی برای بویلرهایشان میباشد.

گاز طبیعی نیز برای گرم کردن منازل استفاده گردید.

کاربریهایی چون آبگرمکن؛اجاق و خشک کن لباس هم برای گاز طبیعی فراهم شد.

در امریکا صنعت گاز برای اولین بار توسط دولت فدرال و در سال 1938 دارای مقررات گردید.

گاز در ایران استفاده از گاز طبیعی علیرغم حجم زیاد و اهمیت حیاتی ان بعنوان یک عامل تعیین کننده و موثر در اقتصاد ما تاریخچه کوتاهی دارد.

از سال 1287 که اولین چاه نفت در منطقه مسجد سلیمان مورد بهره برداری قرار گرفت تا 25 آذر ماه 1350 که پالایشگاه بید بلند رسما افتتاح گردید مدت 63 سال گازی که همراه نفت بدست میامد می سوخت واز این رهگذر سالانه مقادیر زیادی از ثروت مملکت ما نابود میشد و تنها مقدار ناچیز 3% آن به مصرف می رسید.مقدار گاز هدر رفته ظرف مدت یاد شده معادل ارزش حرارتی کل محصولات پالایشگاه آبادان در مدت 7 سال میباشد.

با توجه به ظرفیت پالایش نفت در آبادان(650-600 هزار بشکه در روز) بعد ضرر و زیان آن احساس میشود.

بر طبق محاسبات انجام شده ذخایر گاز ایران بالغ بر 2500 تا 600 تریلیون فوت مکعب براورد شده و در سطح جهان بعد از روسیه در جای دوم قرار دارد.

گاز در صنعت مقدار گازی که برای استحصال انرژی و یا مولد ترکیبات شیمیایی و پتروشیمی مصرف میشود بسیار زیاد است.

گازهای مولد انرژی مخلوطی از هیدروکربنهای سبک هستند که ممکن است ناخالصیهایی هم داشته باشند که قبل از مصرف باید جدا شوند.

گاز طبیعی ممکن است بعنوان همراه نفت و یا مستقلا از منابع گاز زیر زمینی مانند کنگان و سرخس بدست آید.

عمده ترین ناخالصیهای موجود هیدروژن سولفور؛انیدریک کربنیک ورطوبت است.مقدار ناخالصیها بستگی به منابع تولید دارد و امکان دارد که مقدار هیدروژن سولفور آن تا 50%مجموع نیز برسد.