پروژه شیمی از فراورده‌هاي نفتي

فهرست

فصل اول

مطالعه اولیه نفت قبل از پالایش

فصل دوم

پالايش نفت

فصل سوم

توليد و تصفيه برش‌هاي نفتي

فصل چهارم

تبديل مواد نفتي

فصل پنجم

روشهاي تبديل كاتاليتيكي در صنايع نفت

چکیده

نفت خام مايعی است غليظ به رنگ سياه يا قهوه‌ای تيره که اساساً از هيدروکربن‌ها تشکيل شده است. در مورد منشاء نفت به دو نظريهء معدنی و آلی می‌رسيم. نظريهء منشاء معدنی نفت: که در سال ۱۸۸۶ توسط برتلو داده شد اينک رد شده است. همچنين در سالهای ۱۸۸۹( مندليوف) نظريهء برتلو را تاييد کرد و پس از ان در سال۱۹۰۱ سا باتيه و ساندرنس نظريهء منشاء معدنی بودن نفت را تاييد کردند

نظريهء منشاء آلی:

امروزه می‌توان گفت که نظريهء منشاءآلی نفت برای نفت خام سبک به هر نظريه ديگري قابل قبول تر است اين نظريه به دلايل زير متکی است:

۱- نفت خام هميشه در لايهای رسوبی يافت می‌شود که همواره مقدار زيادی از مواد آلی نيز در اين لايها وجود دارند.

۲- نفت خام محتوی ماده ای به نام پور فيرين می‌باشد. اين ماده فقط در عامل سرخی خون (هِمين) حيوانات و نيز در سبزينهء گياهان وجود دارد.

۳- اکثر نفت‌های خام خاصيت چر خش سطح پلاريزاسيون نور را دارند. اين خاصيت مربوط به وجود کلسترول است با منشاء حيوانی يا گياهی.

به نظر می‌رسد که موجودات بسيار کوچک و بيشماری که در دريا‌ها و مرداب‌ها زندگی می‌کنندو پلانگتون (فيتو پلانگتون و زئوپلانگتون‌ها) ناميده می‌شوند منشاء آلی نفت می‌باشند. توزيع پلانکتون‌ها در سطح دريا یکنواخت نيست. اين موجودات در قسمت بالای آب دريا (عمق ۵۰ تا ۱۰۰ متری) که اشعهء خورشيد نفوذ می‌کند و نيز در مجاورت سواحل متمرکزند. توليد مثل اين موجودات بسيار زياد است و پس از نابودی در کف دريا سوب می‌دهند. البته پلانکتون‌ها تنها منبع مواد آلی نيستند. آب رود خانه‌هايی که به دريا ميريزند حاوی مقداری مواد هيو ميک است که ترکيبشان نزديک به هيدرو کربنها است.

 نفت خام

بسياری از دانشمندان عقيده دارند که نفت از باقيمانده موجودات ريز و گياهانی که صدها ميليون سال پيش در درياها می‌زيسته اند به وجود آمده است. زمانی که آنان مرده اند، بدن آنان در کف دريا، بين رسوبات دريا محصور شده است. بعد از ميليونها سال، گرما و فشار آنها را به نفت و گاز تبديل کرده است. نفت و گاز معمولاً همراه با هم در پوسته زمين يافت می‌شوند و برای به دست آوردن آنها نياز به حفاری در پوسته زمين است. در نمودار زير دوره زمانی شکل گيری نفت خام نمايش داده شده است.

نفت خام و گاز در اعماق زمين، بين چين خوردگيها و سنگهايي که دارای خلل و فرج است يافت می‌شود. اما ترکيبات نفت خام چيست؟ نفت خام مخلوطی از هيدروکربنهای مختلف است از هيدروکربنهای سبک C₁ تا هيدروکربن‌های سنگين. همچنين شامل بعضي از نمکها، فات و غيره می‌باشد. اگر هر هيدروکربن را به وسيله يک توپ با اندازه مشخص نشان دهيم، شکل زير بيانگر ترکيبات نفت خام است:

همانطور که در شکل مشخص است، نفت خام مشتمل بر انواع هيدروکربن‌ها می‌باشد. به علاوه ترکيبات ديگری به رنگهای آبی و زرد نيز ديده می‌شود که نمکها و ساير ناخالصی‌ها می‌باشند.

مواد آلی موجود در رسوبها حاوی ۱۵-۳۰% اکسيژن و ۱۰-۷% هيدروژن ميباشند در حالی که مواد نفتی حد اکثر ۴% اکسيژن و۱۵-۱۱% هيدروژن دارند. بنا بر اين تبديل مواد آلی به هيدرو کربن‌ها يک پديده احيا است که به کمک باکتری‌های غير هوازی مو جود در اعماق آبها صورت می‌گرد. بدين ترتيب مواد آلی طی يک رشته واکنش‌های فساد- تجزيه مولکولی- تراکم وپليمری شدن به ماده هيدرو کربنی بيار غليظ به نام کروژن تبديل ميشود. مجموعه اين تغيير وتبديلها را دگرگونی ديا ژنتيک می‌نامند. اين دگر گونی از لايه‌های يک متری آغاز شده و تا اعماق هزار کيلو متری ادامه ميابد و مدت ان نيز ۵ تا ۱۰ هزار سال است.

مقدمه

کروژنها مواد آلی رسوبی شکننده‌ای هستند که در حلالهای مواد آلی غیرمحلول هستند و دارای ساختمان پلمری می‌باشند. مواد آلی شکننده‌ای که در حلالهای آلی محلول باشند، بيتومن ناميده می‌شوند. ولی کروژن‌ها را می‌توان توسط اسيدهايی مانند HCL و HF از سنگهای رسوبی باز پس گرفت. همچنين ممکن است توسط روش دانسيته و استفاده از مايعات سنگين بتوان کروژن را جدا ساخت. چون کروژن نسبت به کانيهای ديگر سبک بوده و وزن مخصوص کمتری دارد.

روشهای مطالعه کروژن

تمرکز کروژن بوجود آمده را می‌توان با ميکروسکوپهای با نور عبوری يا انعکاسی مورد بررسی قرار داد و هويت بيولوژيکی و منشا و نحوه بوجود آمدن اوليه آنها را مطالعه نمود. همچنين با استفاده از ميکروسکوپهای با نور ماورای بنفش و مشاهده کردن رنگهای فلورسانس، اجزا اصلی تشکیل دهنده کروژنها را مشخص ساخت و از اسپکتروسکوپهای مادون قرمز نيز جهت بررسی ترکيب شيميايی و ساختمانی کروژنها کمک گرفت.

تجزيه کروژن

مولکولهای بزرگ و پيچيده کروژن به سختی قابل تجزيه بوده ولی در اثرحرارت دادن در اتمسفر به ذرات کوچکتری شکسته می‌شوند که بعدا آنها را می‌توان توسط دستگاههای کروماتوگرافی گازی و اسپکترومترهای جرمی تجزيه نمود.

تغييرشکل کروژن‌های مدفون در اثر افزايش حرارت

تبديل کروژنها به نفت و گاز فرايندی است که به درجه حرارت بالايی نيازمند است. برای شروع تبديل مواد حيوانی و گياهی آلی به هيدروکربنها درزيرفشار ۱-۲ کيلومتر رسوب، حرارتی درحدود ۷۰-۵۰ درجه سانتيگراد لازم است. درجه حرارت نهايی برای اين تبديل که بلوغ يا مچوراسيطون ناميده می‌شود. حتی به بيش از ۱۵۰ درجه سانتيگراد می‌رسد. لازم به ذکر است که در نواحی با گراديان زمين گرمايی بيشتر، به عنوان مثال نواحی با جريان حرارتی بالا، امکان دارد مواد آلی درعمق کمتری به درجه بلوغ (مچوريتی) برسند.