لمحة عن استخلاص النفط
إن تاريخ معرفة الإنسان بالنفط يعود إلى عصور قديمة جدًا. شهدت الأساليب المستخدمة في استخراجه تطورًا ملحوظًا، حتى أصبح النفط المحرك الأساسي للحضارة الحديثة. يعتبر النفط مصدر الطاقة الرئيسي لتشغيل مختلف الآلات والمعدات في العصر الحالي. يعتقد العلماء أن النفط قد تشكل منذ ملايين السنين نتيجة لتحلل المواد العضوية وتراكم عنصر الكربون الناتج عن الضغط الهائل للطبقات الأرضية.
يشير استخلاص النفط إلى مجموعة العمليات التي يتم من خلالها معالجة النفط الخام واستخراج المواد الهيدروكربونية المرغوبة وتحويلها إلى منتجات قابلة للاستخدام. تتضمن هذه العمليات تكسير جزيئات النفط وإعادة تشكيلها لإنتاج مركبات كيميائية جديدة ذات قيمة اقتصادية.
العمليات الرئيسية في استخلاص النفط
تتضمن عملية استخلاص النفط سلسلة من العمليات المتكاملة التي تهدف إلى تحويل النفط الخام إلى منتجات ذات قيمة مضافة. يمكن تصنيف هذه العمليات إلى أربع فئات رئيسية:
- الفصل الفيزيائي
- التحويل الكيميائي
- المعالجة والتنقية
- الإضافات التحسينية
تقنيات الفصل الفيزيائي
تعتبر عمليات الفصل الفيزيائي من الخطوات الأساسية في تكرير النفط، حيث يتم فصل الجزيئات المختلفة المكونة للنفط الخام بناءً على خواصها الفيزيائية. تشمل هذه العمليات:
- أبراج التقطير: يتم في هذه الأبراج فصل المواد المختلفة بناءً على درجة غليانها. عند تسخين النفط الخام، تتبخر المكونات المختلفة عند درجات حرارة مختلفة، ثم يتم تكثيفها وفصلها.
- التبريد: تستخدم المبردات لفصل المواد الثقيلة من مكونات النفط عن طريق خفض درجة الحرارة.
- المذيبات الكيميائية: تستخدم المذيبات الكيميائية لفصل بعض المكونات عن النفط الخام بناءً على قابليتها للذوبان.
عمليات التحويل الكيميائي
تهدف عمليات التحويل الكيميائي إلى تحسين جودة المواد المستخلصة من النفط الخام. يتم ذلك عن طريق إجراء تفاعلات كيميائية معينة تحت تأثير الحرارة والضغط والعوامل المساعدة. من أهم هذه العمليات:
- التفحيم: يتم في هذه العملية استخدام الحرارة والضغط العالي لتكسير الجزيئات الثقيلة الموجودة في النفط الخام وتحويلها إلى جزيئات أخف ذات قيمة اقتصادية أعلى. كما يمكن الاستفادة من عملية التفحيم في إنتاج فحم الكوك من المواد المتبقية بعد التكسير الحراري.
- استخدام العوامل المساعدة: تساعد العوامل المساعدة على تكسير الجزيئات الكبيرة عند درجات حرارة منخفضة نسبيًا، مما يقلل من الحاجة إلى استخدام ضغط مرتفع.
أساليب المعالجة والتنقية
تهدف عمليات المعالجة والتنقية إلى إزالة الشوائب غير المرغوب فيها من المنتجات البترولية، مثل المركبات الكبريتية التي يمكن أن تسبب أضرارًا للأجهزة التي تعمل على حرقها. تتضمن هذه العمليات عدة مراحل، منها:
- فلترة كبريتيد الهيدروجين: يتم إزالة مادة كبريتيد الهيدروجين، وهي مادة كريهة الرائحة وغير مرغوب فيها، سواء كانت موجودة في المادة الخام نفسها أو ناتجة عن العمليات الكيميائية المختلفة في التكرير.
- فلترة مركبات المركبتان: يتم إزالة هذه المركبات ذات الرائحة الكريهة باستخدام محاليل الصودا الكاوية إذا كانت مركبات خفيفة (درجة غليانها أقل من 100 درجة مئوية)، أو عن طريق عمليات التحلية لتحويلها إلى ثاني الكبريتيد غير الضار إذا كانت مركبات ثقيلة.
- التنقية بالهيدروجين: يتم تحويل المواد الكبريتية الضارة، التي تسبب تآكل المعادن، إلى مركبات كبريتيد الهيدروجين.
الإضافات المستخدمة للتحسين
تتضمن عمليات الإضافة التحسينية إضافة بعض المواد التي تعمل على تحسين خواص المشتقات البترولية، مثل زيادة لزوجة زيوت المحركات وزيادة كثافة زيوت التشحيم ومقاومتها للحرارة. هذه الإضافات تهدف إلى تحسين أداء المنتجات البترولية وزيادة عمرها الافتراضي.
