كيمياء النفط: الفرق بين النسختين

'''كيمياء النفط''' أو '''علم البتروكيماويات''' هو فرع من فروع علم الكيمياء الذي يدرس عمليات تحويل [[نفط|النفط]] و[[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]] إلى منتجات مفيدة ومواد خام.

* [[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]]

* [[نفط|النفط الخام]]

* الفحم, [[صخر زيتي|الصخر الزيتي]], [[نفط رملي|النفط الرملي]], [[هيدرات الغاز]].

يتكون البترول الخام من مركبات هيدروكربونية كثيرة تختلف في مظهرها وتركيبها. ويحتوي النفط الخام في المتوسط على 84% من [[كربون|الكربون]] و 14% [[هيدروجين]] و 1% - 3% [[كبريت]] وأقل من 1% من كل من [[أكسجين|الأكسجين]] و[[نيتروجين|النيتروجين]] وفلزات وأملاح.

يصنف النفط بنوعين " حلو" ''sweet'' أو "حمضي " ''sour '' وهذا يعتمد على نسبة [[كبريت|الكبريت]] فيه. فالبترول المحتوي على نسية عالية من الكبريت، وهي توجد فيه في هيئة سلفيد الهيدروجين، يعتبر حمضيا، أما أنواع البترول الأخرى التي تحتوي على نسبة أقل من الكبريت فتوصف على أنها حلوة.

تختلف المعالجات الكيميائية تبعا لنوع المواد الخام, فهناك معالجة النفط الخام, الفصل الفيزيائي, عمليات التحويل, وعمليات إنتاج [[أوليفين (توضيح)|الأوليفينات]]. هناك أيضا معالجات للمواد غير الهيدروكربونية مثل [[كبريت|الكبريت]]

* مركبات أساسها [[ميثان|الميثان]].

* مركبات أساسها [[إيثان|الإيثان]].

* مركبات أساسها [[بروبان|البروبان]].

* مركبات أساسها [[نافثانفثا|النافثا]].

* مركبات أساسها [[بروبيلين|البروبيلين]].

* مركبات أساسها [[بنزين (توضيح)|البنزين]] و[[تولوين|التولوين]].

تستخدم طريقة صناعية على مستوى كبير تسمى [[تقطير بالتجزئة]] لفصل محتويات النفط الخام إلى مركبات أصغر متعددة. وخلال تلك العملية التي تستخدم فيها الحرارة تنفصل المركبات ذات دركة غليان منخفضة إلى أعلى برج التقطير بينما تبقى المركبات الكيميائية ذات درجة غليان عالية في قاع البرج. وتكون الكواد المتجمعة في القاع غليظة، ويتم بعد ذلك معالجتها بطريقة [[تكسير (كيمياء)|الانحلال الحراري]] cracking لتحويلها إلى مواد أخف يستفاد منها. يكون برج التقطير عاليا (يصل ارتفاعة إلى نحو 35 متر) وعلى درجات بين القمة حيث ينفصل المركب الخفيف والقاع حيث تبقى المركبات الغليظة، تتوزع المواد الأخرى ذات درجات غليان وسطية بينهما على مستويات مختلفة بين القمة والقاع. (انظر [[تقطير بالتجزئة]])

لا يتم استخدام النفط الخام أو النفط الذي لم يتم تقطيره مباشرة عند استخراجه من الأرض. وبغم أن أنواع النفط "الحلوة" كانت تستخدم في الماضي على نطاق ضيق كوقود، فكانت المكونات الخفيفة السائلة والغازية تتسبب في انفجارات وحرائق، ولم تكن بذلك آمنة في استخدامها. لهذا كان من المناسب أن تتم أولا عملية فصل مكونات النفط الخام. وبإتمام معالجة النفط وفصل مواده المختلفة، تنتج منه ما يستخدم كوقود، وينتج منه ما يستخدم كدن للتشحيم، وينتج من المركبات الأخرى من البترول موادا متعددة مقل [[لدائن|البلاستيك]] و[[مادة تنظيف|مواد التنظيف]] و[[مذيب|مذيبات]] ومطاط اصطناعي وألياف صناعية وخيوط [[نايلون|النايلون]] و[[البولي استر]]. كما تدخل منتجات البترول في صناعة [[سماد|السماد الكيماوي]]، وصناعات كيميائية كثيرة مثل إنتاج مراهم التجميل و [[صناعة الدواء]].

يستخرج النفط الخام و[[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]] من الأرض أو من أعماق البحار بواسطة آبار. وتنقل السفن، والقطارات والأنابيب النفط الخام والغاز الطبيعي إلى [[مصفاة النفط]] لتكريرها

وتقوم المصافي بعمليات لفصل مكوناتهما بطرق خاصة دقيقة. منها طريقة [[تقطير|التقطير]] وهي فصل المكونات الخفيفة من النفط الخام وتسمى [[تقطير بالتجزئة]] للمواد لكربوهيدراتية. وتوجد منها طريقتين أ===العمليات===

يستخرج النفط الخام و[[غاز طبيعي|الغاز الطبيعي]] من الأرض أو من أعماق البحار بواسطة آبار. وتنقل السفن، والقطارات والأنابيب النفط الخام والغاز الطبيعي إلى [[مصفاة النفط]] لتكريرها

وتقوم المصافي بعمليات لفصل مكوناتهما بطرق خاصة دقيقة. منها طريقة [[تقطير|التقطير]] وهي فصل المكونات الخفيفة من النفط الخام وتسمى [[تقطير بالتجزئة]] للمواد لكربوهيدراتية. وتوجد منها طريقتين أساسيتين : طريقة CDU وطريقة VDU.

تنطوي الطريقة CDU process على تقطير وفصل موادا قيمة مثل [[نفثا|نافثا]] و[[كيروسين]] و[[ديزل (توضيح)|ديزل]] وما يسمى غاز النفط atmospheric gas oil من النفط الخام. والطريقة الثانية VDU process تستخدم لغرض استخراج غاز النفط من النفط المقطر عن طريق التقطير بتفريغ الهواء. وتنتج من عملية التقطير بالتجزئة زيت الوقود و[[نافثانفثا|النافثا]] وهي مواد معروفة للمستهلكين. يستخدم زيت الوقود كوقود لإنتاج الطاقة وفي هيئة [[ديزل (توضيح)|ديزل]] لتشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]]. وأما النافثا فهي تستخدم لإنتاج الجازولين كما تستخدم كمادة اولية في الصناعات الكيماوية.

عملية التقطير بالتجزئة هي عملية لفصل مخلوط من الهيدروكربونات إلى عدد من الهيدروكربونات الأبسط في تركيبها من الأولى.وعملية التقطير بالتجزئة هي العملية الأكثر شيوعا في الصناعات البترولية وبها تبدأ صناعات البترول. وتستخلص عملية التقطير بالتجزئة [[النافثا]]، ومركبات غازية طبيعية مثل [[بوتان|البوتان]]ومواد أخرى مثل [[إيثان|الإيثان]] و[[بروبان|البروبان]]. ثم تتلو تلك العملية عملية تجرى على تلك المنتجات الأولى وتسمى [[تكسير (كيمياء)|الانحلال الحراري]] cracking.

بعد الانتهاء من تلك العمليات تنفصل منتجات تكوّن أساس الصناعات الكيميائية : [[أوليفين (توضيح)|الأوليفينات]]، وهي [[إيثيلين|إثيلين]] و[[بروبيلين]] وما يسمى مشتقات C4، وما لها من رائحة مميزة، مثل [[بنزين (توضيح)|البنزين]] و[[تلوين (توضيح)|التلوين]] و[[إكسلين]].

تتم تصنع من تلك المواد موادا أخرى مثل [[لدائن|البلاستيك]] و[[صابون|الصابون]] والمنظفات، و[[دواء|الأدوية]] و[[أسبرين|الأسبرين]] والأقمشة و[[الجلود الصناعية]] و[[ليف اصطناعي|الألياف الصناعية]] و[[مطاط اصطناعي|المطاط الصناعي]]، و[[طلاء|الطلاء]] و[[أثاث|الأثاث]] والمواد العازلة و[[سماد|الأسمدة الكيماوية]] وغيرها.ساسيتين : طريقة CDU وطريقة VDU.

تنطوي الطريقة CDU process على تقطير وفصل موادا قيمة مثل [[نفثا|نافثا]] و[[كيروسين]] و[[ديزل (توضيح)|ديزل]] وما يسمى غاز النفط atmospheric gas oil من النفط الخام. والطريقة الثانية VDU process تستخدم لغرض استخراج غاز النفط من النفط المقطر عن طريق التقطير بتفريغ الهواء. وتنتج من عملية التقطير بالتجزئة زيت الوقود و[[نافثانفثا|النافثا]] وهي مواد معروفة للمستهلكين. يستخدم زيت الوقود كوقود لإنتاج الطاقة وفي هيئة [[ديزل (توضيح)|ديزل]] لتشغيل [[محرك ديزل|محركات الديزل]]. وأما النافثا فهي تستخدم لإنتاج الجازولين كما تستخدم كمادة اولية في الصناعات الكيماوية.

عملية التقطير بالتجزئة هي عملية لفصل مخلوط من الهيدروكربونات إلى عدد من الهيدروكربونات الأبسط في تركيبها من الأولى.وعملية التقطير بالتجزئة هي العملية الأكثر شيوعا في الصناعات البترولية وبها تبدأ صناعات البترول. وتستخلص عملية التقطير بالتجزئة [[النافثا]]، ومركبات غازية طبيعية مثل [[بوتان|البوتان]]ومواد أخرى مثل [[إيثان|الإيثان]] و[[بروبان|البروبان]]. ثم تتلو تلك العملية عملية تجرى على تلك المنتجات الأولى وتسمى [[تكسير (كيمياء)|الانحلال الحراري]] cracking.

بعد الانتهاء من تلك العمليات تنفصل منتجات تكوّن أساس الصناعات الكيميائية : [[أوليفين (توضيح)|الأوليفينات]]، وهي [[إيثيلين|إثيلين]] و[[بروبيلين]] وما يسمى مشتقات C4، وما لها من رائحة مميزة، مثل [[بنزين (توضيح)|البنزين]] و[[تلوين (توضيح)|التلوين]] و[[إكسلين]].

تتم تصنع من تلك المواد موادا أخرى مثل [[لدائن|البلاستيك]] و[[صابون|الصابون]] والمنظفات، و[[دواء|الأدوية]] و[[أسبرين|الأسبرين]] والأقمشة و[[الجلود الصناعية]] و[[ليف اصطناعي|الألياف الصناعية]] و[[مطاط اصطناعي|المطاط الصناعي]]، و[[طلاء|الطلاء]] و[[أثاث|الأثاث]] والمواد العازلة و[[سماد|الأسمدة الكيماوية]] وغيرها.

يعود تاريخ هذه الصناعة إلى [[القرن 19|القرن التاسع عشر]] مع بدء اكتشاف [[نفط|البترول]] واختراع أول آلات تتحرك بمنتجات منه. تتمثل تطبيقات صناعة البوليمر في صناعة [[لدائن|البلاستيك]]، [[الصمغ الصناعي]], [[مطاط اصطناعي|المطاط الصناعي]] و[[ألياف صناعية|الألياف الصناعية]].

تنشأ معامل كيمياء البترول بالقرب من مصافي النفط بسبب اعتمادها على [[نافثانفثا|النافثا]]. وتبلغ حجم معامل تصنيع النفط (ما تسمى كراك) في [[أوروبا]] 3 و26 مليون طن، وتوجد في [[ألمانيا]] منها قدرة إنتاجية تعمل بحجم 8 و5 مليون [[طن]] . وتربط بين منتجي [[إيثيلين|الإثيلين]] وبين المستهلكين في العادة خطوط أنابيب للنقل وهذا مما يجعله متوفرا للاستخدام بانتظام وفي جميع الأوقات.

ويبلغ إنتاج البتروكيماويات في أوروبا وأسيا و[[أمريكا الشمالية]]، [[أمريكا الجنوبية]] في عام 2006 نحو 3 و55 مليون [[طن]] من الإثيلين، ونحو 6 و53 مليون طن من [[بروبيلين|البروبيلين]]، ونحو 8 و27 مليون طن من [[بنزين (حلقةمركب كيميائي)|البنزول]]، وهو مادة أساسية لمنتجات كثيرة.<ref>[http://www.petrochemistry.net/statistics-western-european-market-review.html Statistik der APPE] {{Webarchive|url=httphttps://web.archive.org/web/20130427170309/http://www.petrochemistry.net:80/statistics-western-european-market-review.html |date=27 أبريل 2013}}</ref>

* [[تكسير بخاري|انشقاق بخاري]]

* [[سياسة نفطية|سياسة نفط]]

*[[تكسير (كيمياء)|الانحلال الحراري]]