چاههای استثنایی

در گذشته مقدار قابل توجهینفتاز تعداد انگشت شماری چاه به دست آمدهاست که در نوع خود بی‌نظیر بوده‌اند، امروزه در صنایع نفت تلاش فراوانی برای کنترلاینگونه چاهها و حفظ سلامت مخزن به عمل می‌آید.

·          

·         چاه شماره 200 کلمبیا در آمریکای جنوبی ظرف مدت 10 ساعت حدود 5000 بشکه نفت ازعمق 30 متری تولید کرد. پس از این مدت ، تولید چاه متوقف و چاه بسته شد.

·          

·         چاه شماره 4 در مکزیک از سال 1910 تا 1949 حدود 115 میلیون بشکه نفت تولید کرد. تولید روزانه این چاه بطور متوسط000/100 بشکه نفت بوده و حتی تا 000/200 بشکه نفتدر روز نیز اندازه گیری شده است.

·          

چاه شماره 7-7مسجد سلیمانحدود 50 میلیون بشکه نفت در عمق 300 تا 350 متری از سازند آسماری تولید کرد.

·         چاه شماره 3 yates در غرب تگزاس حدود 000/200 بشکه نفت در روز در عمق 300 متریاز آهکهای حفره‌دار پرمین تولید کرد.

·         یکی دو چاه در حوزه نفتی گچساران با تولید دهها هزار بشکه نفت در روز حفرشده‌اند.

چاه عمیق

چاههایی که عمق آنها از 4500 متر بیشتر باشد، چاه عمیق نامیدهمی‌شود. در ایالت متخده آمریکا به چاههایی که عمق آنها تا 6000 متر باشد، چاه خیلیعمیق و چاههایی که عمق آنها تا 7500 متر برسد را چاه بسیار عمیق گویند. پروژه‌هایچاههای عمیق به منظور پژوهشهای نفتی و درسنگهای آذرینبه منظور اکتشافانرژی گرماییآبهای زیرزمینی صورت می‌گیرد.

عمیقترین چاه اکتشافی حفر شده

دکل حفاری "کلا" تا عمق 11600 متری پوستهقدیمی قاره‌ای آرکئن- پروتروزوئیک دربالتیکنفوذ کرده و از جمله عمیقترین چاههایاکتشافی محسوب می‌شود. چاه مذکور به اس- جی- 3 موسوم می‌باشد.

عمر چاهها و مخازن

عمر یک چاه و یا مخزن همزمان با رسیدن نفت یا گاز بهسطح زمین در شرایطی که دارای قابلیت اقتصادی می‌باشد شروع شده و مادامی که استخراجاز چاه و یا مخزن مقرون به صرفه باشد، ادامه می‌یابد. هرگاه هزینه تولید نفت برفروش آن افزایش یابد، چاه بسته شده و عمر چاه و همچنین عمر مخزن آن بطور موقت یادائم به اتمام می‌رسد.

انواع چاههای نفت

چاه اکتشافی

چاه اکتشافی اولین چاهی است که جهت کسب اطلاعاتزمینشناسی و آگاهی از وضعیت نفت و گاز در ناحیه‌ای حفر می‌شود. حفر چاه اکتشافی پساز انجام مراحل اکتشاف و تعیین نواحی دارای پتانسیل ذخیره نمودن نفت و گاز صورتمی‌گیرد. اگر اکتشاف در یکمیداننفتی متشکل از دو یا چند مخزن به عمل آید، اولین چاه ورود به هر مخزن در واقع ،چاه اکتشافی آن مخزن محسوب می‌شود.

چاه توصیفی

آگاهی از مرزهای جانبی مخزن ، تعیین مقدار ذخیره و چگونگیگسترش ذخیره مخزن با حفر چاه توصیفی مورد بررسی قرار می‌گیرد. چاههای توصیفی پس ازحفر چاه اکتشافی و اطمینان از حضور ذخیره دارای قابلیت اقتصادی حفر می‌شود.

چاه مشاهده‌ای

چاههایی که به منظور مشاهده وضعیت دائم مخزن حفاری شود چاهمشاهده‌ای نامیده می‌شود. فشار مخزن ، سطح آب و نفت ، نسبت آب و نفت و ... از جملهمواردی است که با استفاده از چاههای مشاهده‌ای قابل بررسی و اندازه گیری است.

چاه جانشینی

چاه جانشینی در مواقعی که امکان بهره برداری از چاه قبلی وجودنداشته باشد مورد حفاری قرار می‌گیرد. برای مثال ، حفاری چاه جانشینی در مجاور چاهیکه به دلیل جاماندگی ابزار حفاری در آن متوقف شده باشد صورت می‌گیرد.

چاه توسعه‌ای

پس از حفاری چاههای اکتشافی و توصیفی و ضمن تایید ذخیرهدارای قابلیت اقتصادی مخزن ، اقدام به حفر چاههای توسعه‌ای می‌شود. استخراج نفت وگاز از مخزن بطور عمده توسط چاههای توسعه‌ای صورت می‌گیرد. نفت کوره ، یک فراورده جانبی

بیشتر نفت کوره‌های باقیمانده مصرفی درایالات متحده آمریکا، از خارج وارد می‌شود. این سوخت به قیمت بسیار ارزانیفروخته می‌شود (قبلا حدود 70 درصد قیمت نفت خامی که از آن تولید شده است) و بعنوانیک فراورده جانبی تلقی می‌گردد.

مشخصه‌های بحرانی نفت کوره

مشخصه‌های بحرانی نفت کوره عبارتند ازگرانرویو مقدارگوگرد. در سالهایآینده ، با توجه به لزوم جلوگیری از آلودگی هوا ، مقدار بیشینه گوگرد ، بی شک ،کاهش خواهد یافت. در برخی نقاط ، فقط نفت کوره‌های کم‌گوگرد می‌توانند مورد استفادهقرار گیرند و این گرایش ، رو به توسعه است.

نفت کوره سنگین

نفت کوره‌های سنگین که حاوی گوگرد بسیار کمی باشند، خواهانبیشتری دارند و به قیمتهای نزدیک قیمتهای نفتهای خام اولیه فروخته می‌شوند.

نفت‌های گرمایشی

هر چند مصرف فراورده‌های نفتی برای گرمایش فضا از اهمیتبسیار بالایی برخوردار است، ولی این مصرف بر حسب محل و شرایط جوی تغییر زیادیمی‌کند. در سالهای اخیر نیاز به نفتهای گرمایشی نسبتا کاهش یافته است، زیرا بر مصرفLPG (گاز نفتیمایع که برای گرمایشخانگی و پخت و پز بمصرف می‌رسد) افزوده شده است.

مهمترین نفت‌های کوره تقطیری

مهمترین نفت‌های کوره تقطیری ،نفت کورهشماره 1ونفت کوره شماره 2می‌باشند.

نفت کوره شماره 1:این نفت کوره ،بسیار شبیهنفت سفید، ولی معمولا داراینقطهریزشونقطه نهاییبالاتری است. مشخصه‌های حدی آن عبارتند ازتقطیر ،نقطهریزش،نقطه اشتعالومقدار گوگرد. نقطه ریزش ، پایین‌ترین دماییاست که در آن ، یک روغن نفتی جاری می‌شود یا ریزش می‌کند. نقطه پایانی یا نهایی ،دمای حد بالا در تقطیر است.

·          

·         نفت کوره شماره 2:نفت کوره شماره 2، بسیار شبیهسوخت دیزلی شماره 2است. ذخایر گراکینگ شده نفت ، نفت سفید. سوخت دیزلی و نفتهای سبک چرخه کراکینگ بدست می‌آید که مشخصه‌های حدی آن ، عبارتندازمقدار گوگرد،نقطه ریزش،تقطیرونقطه اشتعال.

انواع نفتگیرهای تاقدیسی یا چین خورده

تاقدیس‌های فشرده

تاقدیس‌های فشرده شده غالبا در ارتباط با نواحی ازپوسته زمینکه در مجاورت گودالهای فرورانشقرار داشته و کوتاه شدگی پوسته زمین در آن محل مشهود می‌‌باشد تشکیل می‌شود. بنابراین ، اینگونه مخازن نفتی یعنی تاقدیسهای فشرده شده در خلال و یا در مجاوربسیاری از سلسله کوههای جهان قرار دارند.

سلسله تاقدیس‌های فشرده شدهکوههای زاگرسدر جنوب غربی ایران مثال بارزتاقدیسهای فشرده شده و نفت ده در جهات می‌باشد. شانزده تاقدیس آن از جمله نفتگیرهایعظیم بوده که محتوی بیش از 500 میلیون شبکه نفت قابل استخراج و یا 3.5 تریلیون فوتمکعب گاز قابل استخراج است. سازند آسماری (میوسن زیرین) افق اصلی تولید کننده نفتده در نواحی نفت خیز محسوب می‌شود.

تاقدیسهای متراکم شده

تاقدیسهای متراکم شده حاصل بخش پوسته‌ای است. کششپوسته‌ای سبب پیدایش ساختمان هورست و گراین می‌شود. سنگهایآذرین زیر لایه ، موثر از کشش پوسته‌ای به صورت هورست و گرابن در آمده و درهمان حال ، رسوبات فرورفتگی‌های توپوگرافی در حال تشکیل را پر می‌کند. بدین ترتیبتاقدیسهای در اثر گذشت زمان در اعماق زمین و در حد فاصل لایه‌های رسوبی فوقانی وسنگهای زیر لایه تحتانی بوجود می‌آید.

سنگشناسی لایه‌هایتاقدیس ،نظریه متفاوت بودن عمق حوضه رسوبی متغیر می‌باشد. اصولا رخساره‌های کم عمق آهکی ومرجانی و یارسوبات ماسه‌ایآواری قسمتهای بالای تاقدیسرا تشکیل داده و بخشهای پایین‌تر به ترتیب به گلهای آهکی و گلهای آواری تبدیلمی‌شود. مثال بارز تاقدیسهای متراکم شده نفتگیرهای تاقدیسی عمیق در دریای شمالمی‌باشد. تاقدیسهای متراکم شده دارای شکل نامنظم بوده و تاریخچه طولانی تشکیل آنهاحکایت از گسل خوردگی و تحرکات پی سنگ دارد.

شناسایی تاقدیسهای چین خورده

تاقدیس ممکن است در برگیرنده ضخامت قابلملاحظه‌ای از لایه‌ای خاص بوده و سازندهای گوناگونی را در برگیرد. تناوب لایه‌هایتراوا و متخلخل در یک ستون چینه شناسی ممکن است در حین چین خوردگی به شکل تاقدیس درآمده و نفتگیرهای متعددی را تشکیل دهد. تاقدیسهای کم عمق را در ابتدا می‌توان بانقشه برداری و زمین شناسی سطحی شناسایی کرد. تغییرات حاصله از تغییر شکل ، چینخوردگی ، گسل خوردگی را باید با بکارگیری روشهای اکتشافیلرزهنگاری ،حفر چاهو گرفتن مغزه اصلاحکرد.

نفتگیرهای چین خورده از نظر شکل بسیار متنوع می‌باشد. شکل این نفتگیرهااز گنبدهای کاملا مدور تا تاقدیسهای گشیده و باریک و تاقدیسهای نامتقارن و بر گسستهتغییر می‌کند. غالب مخازن چین خورده تحت تاثیر گسل خوردگی ، شکستگیها ودرزها نیز قرارمی‌گیرد. بسیاری از گسلها مخازن چین خورده در سطح ظاهر شده و ردیابی آنها درزیرزمین برون حفاریهای مکررو تهیه نقشه‌های دقیقزمینشناسی امکان پذیر نمی‌باشد.

نفتگیرهای حاصله از گسل خوردگی

گسل خوردگی بطور غیر مستقیم نقش اساسی درایجاد نفتگیر ایفا می‌کند. گسل دراکتشافواستخراجمخازن نفت از نظر عامل سد کننده و بازدارنده سیال همچنین عامل انتقال و فراهم‌آورنده معبری تراوا جهت عبور سیال مورد سوال بوده است. برای مثال ، گسل خوردگی درسنگهای غیر شکننده بیشتر نقش سر کننده داشته‌های شنگهای شکننده و خرد شونده ، رلمعبری تراوا را ایفا می‌کند. گسل خوردگی در سنگهای شکننده ممکن است با توسعه درزهادر سنگ همراه بشود، که خود عامل موثر در تراوایی و ذخیره سازی سنگ محسوب می‌شودمشروط بر این که همزمان با پیدایش درز در سنگ ، عوامل ثانویه از جملهسیمانشدگی فضاها را پر نکرده باشد.

گسلها در ماسه وشیلسخت نشده. نقش سد کننده را تا حدودیایفا می‌کند. به خصوص زمانی که مواد رسی فضاها و معابر مرتبط با سطح گسل را فراگیرد. عامل بازدارنده ممکن است حتی دو لایهماسه سنگکاملا تراوا را از یکدیگر نیزمتمایز سازد. نفتگیر ممکن است در ارتباط با گسلهای کششی در حال رشد که حرکت گسلهمزمان باتشکیلرسوبات باشد بوجود آید. در این حالت ضخامت لایه تراوا در یک سمت گسل به مراتببیشتر از ضخامت آن لایه در سمت دیگر گسل می‌شود.

مقدمه

فناوری نانو می‌تواند اثرات قابل توجهی در صنعت نفت داشته باشد، درمقاله زیر ، بعد از اشاره به برخی از این تأثیرات، تعدادی از کاربردهای فناوری نانودر صنعت نفت بویژه در بحثآلودگیمحیط زیست و نیز سنسورهای نانو بطور مختصر معرفی گردیده است.

تاریخچه

هنگامی که "ریچارد اسملی" ( Richard Smally ) برندةجایزة نوبل ،بالک مینسترفلورسنسرا در سال 1985 در دانشگاه رایس کشف نمود،‌انتظار اندکی داشت که تحقیق او بتواند صنعت نفت را متأثر سازد. سازمان انرژی آمریکا ( DOE ) سرمایه‌گذاری خود را در قسمت فناوری نانو تا 62 درصد افزایش داد تا مطالعاتلازم در زمینة‌ موادی با نام‌های باکی‌بال‌ها ( Bulky Balls ) و باکی‌تیوب‌ها ( Bulky Tubes )‌ استوانه‌های کربنی که دارای قطر متر می‌باشند، صورت گیرد.

نانولوله‌های کربنی

نانولوله‌های کربنی با وزنی در حدود وزنفولاد ، صد برابرمستحکم‌تر از آن بوده ، دارای رسانش الکتریکی معادل بامس و رسانایی گرماییهم‌ارز باالماس می‌باشند. نانوفیلترها می‌توانند به جداسازی مواد در میدان‌های نفتی کمک کنند وکاتالیست‌های نانو می‌توانند تأثیر چندین میلیارد دلاری در فرآیندپالایش بدنبال داشته باشند.

از سایر مزایای نانولوله‌های کربنی می‌توان به کاربردآن‌ها در تکنولوژی اطلاعات (‌ IT ) نظیر ساخت پوشش‌های مقاوم در مقابل تداخل‌هایالکترومغناطیسی ، صفحه‌های نمایش مسطح ، مواد مرکب جدید و تجهیزات الکترونیکی باکارآیی زیاد اشاره نمود.

علم نانو ، یک تحول بزرگ در مقیاس بسیار کوچک

بسیاری از محققان وسیاستمداران جهان معتقدند که علم نانو می‌تواند تحولات اساسی در صنعت جهانی ایجادنماید. صنعتنفت نیزاز پیشرفت این تکنولوژی بهره‌مند خواهد گشت. علم نانو می‌تواند به بهبود تولید نفتو گاز با تسهیل جدایش نفت و گاز در داخل مخزن کمک نماید. این کار با درک بهترفرآیندها در سطوح مولکولی امکان‌پذیر می‌باشد.

با توجه به اینکه نانو مربوطبه ابعادی در حدود متر می‌باشد، نانوتکنولوژی به مفهوم ساخت مواد و ساختارهای جدیدتوسطمولکول‌ها واتم‌ها در این مقیاس می‌باشد. خوشبختانه کاربردهای عملی نانو در صنعت نفت جایگاه‌ ویژه ‌ای دارند. نانوتکنولوژیدیدگاه‌های جدید جهت استخراج بهبودیافتة نفت فراهم کرده است. این تکنولوژی به جدایشموثرتر نفت وآب کمک می‌کند .

با افزودنموادی در مقیاس نانو به مخزن می‌توان نفت بیشتری آزاد نمود. همچنین می‌توان باگسترش تکنیک‌های اندازه‌گیری توسط سنسورهای کوچک ،‌ اطلاعات بهتری دربارة مخزن بدستآورد.

مواد نانو

صنعت نفت تقریباً در تمام فرآیندها احتیاج به موادی مستحکم ومطمئن دارد. با ساخت موادی در مقیاس نانو می‌توان تجهیزاتی سبکتر ، مقاومتر ومحکم‌تر از محصولات امروزی تولید نمود. شرکت نانوتکنولوژی GP در هنگ‌کنگ یکی ازپیشگامان توسعةکربید سیلیکون، یک پودر سرامیکی در ابعاد نانو می‌باشد. بااستفاده از این پودرها می‌توان مواد بسیار سختی تولید نمود. این شرکت در حال حاضرمشغول مطالعه و تحقیق بر روی سایرمواد مرکبمی‌باشد و معتقد است که می‌توانبا نانوکریستال‌ها تجهیزات حفاری بادوامتر و مستحکم‌تری تولید کرد.

همچنینمتخصصان این شرکت ، یک سیال جدید حاوی ذرات و نانوپودرهای بسیار ریز تولیدنموده‌اند که بطور قابل توجهی سرعت حفاری را بهبود می‌بخشد. این مخلوط ، آسیب‌هایوارده به دیوارة مخزن در چاه را حذف نموده ، قابلیتاستخراجنفت را افزایش می‌بخشد.

آلودگی نفت و نانوتکنولوژی

آلودگی توسطموادشیمیایی و یا گازهای آلاینده یک مبحث بسیار دشوار در تولید نفت و گاز می‌باشد. نتایج بدست‌آمده از تحقیقات دانشمندان حاکی از آن است که نانوتکنولوژی می‌تواند تاحد مطلوبی به کاهش آلودگی کمک کند. در حال حاضر فیلترها و ذراتی با ساختار نانو درحال توسعه می‌باشند که می‌توانند ترکیبات آلی را از بخار نفت جدا سازند. ایننمونه‌ها علیرغم اینکه اندازه‌ای در حدود چند نانومتر دارند، دارای سطح بیرونیوسیعی بوده و قادر به کنترل نوع سیال گذرنده از خود می‌باشند.

همچنینکاتالیست‌هایی با ساختار نانو جهت تسهیل در جداسازی سولفید هیدروژن ، آب ،منوکسیدکربنودی‌اکسیدکربن از گاز‌طبیعی در صنعت نفت بکار گرفته می‌شوند. در حال حاضر مطالعاتی برروی نمونه‌هایی از خاک رس در ابعاد نانو و جهت ترکیب باپلیمرهایی صورت می‌پذیرد که بتوانندهیدروکربنها را جذب نمایند. بنابراین می‌توان باقیمانده‌های نفت را ازگل حفاریجدا نمود.

سنسورهای هیدروژن، خود تمیز کننده خواص فوتوکاتالیستی نانوتیوب‌های تیتانیا در مقایسه با هر فرمی ازتیتانیا بارزتر می‌باشد، بطوریکه آلودگی‌های ایجادشده تحت تابش اشعة ماوراء بنفشبطور قابل توجهی از بین می‌روند تا اینکه سنسورها بتوانند حساسیت اصلی خود را نسبتبههیدروژن حفظ نماید. تحقیقات انجام‌گرفته در این زمینه حاکی از آن است که نانوتیوب‌هایتیتانیا دارای یک مقاومت الکتریکی برگشت‌پذیر می‌باشند، بطوریکه اگر هزار قطعه ازآن‌ها در مقابل یک میلیون‌ اتم هیدروژن قرار بگیرند، مقاومت الکتریکی آن در حدودیکصد میلیون درصد افزایش می‌یابد.

سنسورهای هیدروژن

سنسورهای هیدروژن بطور گسترده‌ای در صنایع شیمیایی ، نفتو نیمه‌رساناها مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنها جهت شناسایی انواع خاصی ازباکتری‌های عفونت‌زا استفاده قرار می‌گیرد. به‌ هر حال محیط‌هایی نظیر تأسیسات وپالایشگاه‌های نفتی که سنسورهای هیدروژن از کاربردهای ویژه‌ای برخوردار می‌باشند،می‌توانند بسیار آلوده و کثیف باشند.

این سنسورهای هیدروژن نانوتیوب‌هایتیتانیا هستند که توسط یک لایة غیرپیوسته‌ای ازپالادیمپوشانده شده‌اند. محققان اینسنسورها را به مواد مختلفی نظیر اسید سیتریک ( یک نوعاسیدچرب )‌ ، دود سیگار و روغن‌های مختلفی آلوده نمودند و سپس مشاهده کردند که تماماین آلوده‌کننده‌ها در اثر خاصیت فوتوکاتالیستی نانوتیوب‌ها از بینمی‌روند.

حد نهایی آلودگی‌ها زمانی بود که دانشمندان این سنسورها را درروغن‌های مختلفی غوطه‌ور ساخته ، سنسورها توانستند خواص خود را بازیابند. محققانسنسورها را در دمای اتاق به مقدار هزار قطعه در مقابل یک میلیون ‌اتم هیدروژن درمعرض این گاز قرار دادند و مشاهده نمودند که در طرح‌های اولیة سنسور مقاومتالکتریکی آن به میزان 175000 درصد تغییر می‌کند.

سپس سنسورها را توسطلایه‌ای به ضخامت چندین میکرون از روغن موتور پوشاندند تا بطور کلی حساسیت آن‌هانسبت به هیدروژن از بین برود. سپس این سنسورها را در هوای عادی به ‌مدت 10 ساعت درمعرض نور ماوراء بنفش قرار دادند و پس از یک ساعت مشاهده نمودند که سنسورها مقدارقابل توجهی از حساسیت خود را بدست آورده‌ ، پس از گذشت 10 ساعت تقریباً بطور کاملبه وضعیت عادی خود بازگشتند.

علیرغم قابلیت بازگشتی بسیار مناسب ، اینسنسورها نمی‌توانند پس از آلودگی به انواع خاصی از آلوده‌کننده‌ها حساسیت خود رابازیابند. برای مثال روغن WQ -40 به علت دارابودن مقداری نمک خاصیت فوتوکاتالسیتینانوتیوب‌ها را تا حد زیادی از بین می‌برد. با افزودن مقدار اندکی از فلزات مختلفنظیرقلع ،طلا ،نقره ،مس ونایوبیم، یک گروه متنوعی از سنسورهایشیمیایی بدست می‌آیند. این فلزات خاصیت فوتوکاتالیستی نانوتیوب‌های تیتانیا راتغییر می‌دهند.

به هر حال سنسورها در یک محیط غیرقابل کنترل در دنیای واقعیتوسط مواد گوناگونی نظیر بخار‌های آلی فرار ، دودة کربن و بخارهای نفت و همچنین گردو غبار آلوده می‌گردند. قابلیت خودپاک‌کنندگی این سنسورها طول عمر آن‌ها را افزایشو از همه مهمتر خطای آنها را کاهش می‌دهد.

سنسورهای جدید در خدمت بهبود استخراج نفت

براساس آخرین اطلاعات چاپ شدهتوسط سازمان انرژی آمریکا ، استخراج نفت در حدود دو سوم از چاه‌های نفت آمریکااقتصادی نمی‌باشد. با توجه به دما و فشار زیاد در محیط‌های سخت زیرزمینی ، سنسورهایقدیمی الکتریکی و الکترونیکی و سایر لوازم اندازه‌گیری قابل اعتماد نمی‌باشند و درنتیجه شرکت‌های استخراج‌ کنندة‌ نفت در تهیة ‌اطلاعات لازم و حساس جهت استخراج کاملو مؤثر نفت از مخازن با برخی مشکلات مواجه می‌باشند.

در حال حاضر محققان درآزمایشگاه فوتونیک دانشگاه صنعتی ویرجینیا ، در حال توسعة یک‌سری سنسورهای قابلاعتماد و ارزان از فیبرهای نوری جهت اندازه‌گیریفشار ،دما ، جریان نفت و امواجآکوستیک در چاه‌های نفت می‌باشند. این سنسورها بعلت مزایایی نظیر اندازة کوچک ،‌ایمنی در قبال تداخل الکترومغناطیسی ، قابلیت کارآیی در فشار و دمای بالا و همچنینمحیط‌های دشوار ، مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند.

از همه مهم‌تر اینکهامکان جایگزینی و تعویض این سنسورها بدون دخالت در فرآیند تولید نفت و باهزینة‌مناسب فراهم می‌باشد. در حال حاضر عمل جایگزینی و تعویض سنسورهای قدیمی در چاه‌هاینفت میلیون‌ها دلار هزینه در پی دارد. سنسورهای جدید از نظر تولید بسیار مقرون ‌بهصرفه بوده و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری ارائه می‌دهند. انتظار می‌رود که تکنولوژیاین سنسورها تولید نفت را با ارائه اندازه‌گیری‌های دقیق و قابل اعتماد و کاهشریسک‌های همراه با اکتشاف و حفاری نفت بهبود بخشد.

همچنین سنسورهای جدیدبعلت برخی کاربردهای ویژه نظیر استخراج دریایی و افقی نفت ، جایی که بکاربستنسنسورهای قدیمی در چنین شرایطی بسیار مشکل می‌باشد، از توجه ویژه‌ای برخوردارند

یک نانومتر چقدر است؟

یک نانومتر یک میلیاردم متر (10^-9 m) است. این مقدار حدودا چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 2.5 نانومتر ممکناست حدود 1000اتم را شامل شود. کوچکترینآی سیهای امروزیبا ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم ، حدود یک میلیون اتمرا در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه‌ای حدود 10 نانومتر ، هزاربرابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است.

امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برایاولین بار توسطریچارد فاینمن (R.Feynnman) ،برندهجایزه نوبل فیزیک مطرح شد. فاینمن طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیادر سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیزها را ردنمی‌کند. وی اظهار داشت که می‌توان با استفاده از ماشینهای کوچک ماشینهایی به مراتبکوچکتر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد.

همینعبارتهای افسانه وار فاینمن راهگشای یکی از جذابترین زمینه‌های نانو تکنولوژی یعنیساخت روباتهایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانوماشینهایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکزی هستند، هردانشمندی را به وجد می‌آورد. در رویای دانشمندانی مثلجی استورس هال (J.Storrs Hall) واریک درکسلر (E.Drexler) این روباتها یاماشینهای مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی در می‌آیند. شاید در آینده‌ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر ، تختخوابتان را تبدیل بهاتومبیلکنید و با آن به محل کارتان بروید.

چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟

خواص موجی شکل (مکانیک کوانتومی) الکترونهای داخل ماده واثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می‌پذیرند. باتولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر ، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجملهدمای ذوب،خواص مغناطیسی،ظرفیت بارو حتی رنگ مواد بدون تغییر درترکیب شیمیایی بوجود می‌آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهایجدیدی با کارآیی بالا منتهی می‌شود که پیش از این میسر نبود.

نظام سیستماتیکماده در مقیاس نانومتری ، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به مااجازه می‌دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرار داده و مواد جدیدی را بااستفاده از روشهای جدیدخود_اسمبلیبسازیم. در روشخود_اسمبلیبه هیچروباتیا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاءنیازی نیست. این ترکیب پر قدرتعلم موادوبیوتکنولوژی به فرآیندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد.

ساختارهایی در مقیاس نانو مانندنانو ذرات و نانولایه‌ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برایاستفاده درمواد کامپوزیت، واکنشهای شیمیایی ، تهیهدارو وذخیرهانرژی ایده‌ال می‌سازد. سرامیکهای نانوساختاری غالبا سخت‌تر و غیرشکننده‌تر ازمشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیاییو احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می‌کنند. وسایل الکترونیکی جدید ، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می‌توانندبا کنترل واکنشها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فوایدو مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است.

منافع نانوتکنولوژی چیست؟

مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده وناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیربگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش کهاز ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده‌اند، شیشه‌هایی که خودبه خود تمیزمی‌شوند، مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده‌اند، ذرات مغناطیسی باهوشبرای پمپهای مکنده و روان سازها ،هد دیسکهای لیزریومغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه‌ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی بااستفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و ... .

مشخصات نفت

نفت خام به جهت وجودترکیبات گوگردبوی نامطلوبی دارد. بخش اعظمنفت خام ازهیدراتهایکربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصردر زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

جدول ازسلی (1985)

دراین جدول عناصر دیگری مانندوانادیوم،نیکل واورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خامآثاری 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 ارگانیکیاولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده رانشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ،آب وسولفید هیدروژننیز درنفت خام مشاهدهمی‌شوند.

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 برایآنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارایویسکوزیتهبیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتراست. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراهبا این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن رادرطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

ترکیبات مولکولی نفت خام

تعدادترکیبات مولکولی نفت خاموابسته به سن زمینشناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثالنفت 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 ازهیدروژن وکربن 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 هیدروژنو کربن می‌باشند و عناصری از قبیلاکسیژن ،نیتروژن ،گوگرد ، اتمهایفلزی 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 برمبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد. لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آنمهم است. اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجهبندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند. مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفتخام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقداراندکی از درجه A. P.I کمتر می‌باشد.

سنجش وزن مخصوص نفت خام

سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعاتبرمبنای 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 برحسب 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 بادرجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددیکوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60^ºF خواهیم داشت. لذا هیچوقت درجدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیمداشت.

تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام

از عواملی که سبب تغییر در وزنمخصوص نفت خام می‌شوند، تغییراتدما است. یعنی با بالارفتندما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A. P.I افزوده می‌شود. همچنین بالا رفتن درجهحرارت 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 بهماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدارگاز محلول در روغن بیشترباشد،چگالی آن کمترخواهد بود. بنابراینپارافین‌هادارای پایین ترین چگالی ونفتیک‌هاکمی بالاتر وآروماتیک‌هابالاترین 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 افزایشمی‌یابد.

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 بهکیلوگرم 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 ، قسمتیاز 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 آنخاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد. این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفتاهمیت بسزائی دارد.

پالایش نفت خام

از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادیبدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند. نخستین گام در پالایش نفت خام عملتقطیراست. تحمیل حرارت‌های زیاد در موقعتقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفتبوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افاطلاعات اولیه.زایش هرینه را می‌توان نام برد

قندها،نشاسته‌ها وسلولز به گروهیاز ترکیبات کههیدرات کربننامیدهمی‌شوند، تعلق دارند. نام مذکور از این واقعیت سرچشمه می‌گیرد که اکثر ترکیبات ازاین نوع دارای فرمول عمومیهستند وبنابراین می‌توان آنها راهیدرات کربننامید. ولی هیدراتهای کربن ، حاویآب نیستند. آنها هیدروکسی آلدئیدها ، هیدروکسی کتونها یا مواد مشتق از آنهاهستند.

هیدراتهای کربن مواد اصلی ترکیباتی هستند کهگیاهان ازآنها تشکیل شده‌اند. آنها غذاهای مهم حیواناتند، بدین معنی که زنجیرهای کربنی رابرای ترکیباتی که توسط موجودات زنده سنتز می‌شوند، فراهم می‌کنند و به عنوان منبعانرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هیدرات کربن بر اساس درجه پلیمر شدنتراکمی ، به سه گروه تقسیم می‌شوند.

منوساکاریدها

منوساکاریدها قندهایی ساده هستند که بر اثرهیدرولیزاسیدی به واحدهای ساده‌تر تفکیک نمی‌شوند. از هیدرولیز یک مولکول اولیگوساکارید ، دو تا شش مولکول قند ساده‌تر بدست می‌آید و از هیدرولیز کامل یک مولکولپلی‌ساکارید ، مونومرهای منوساکارید بسیار زیاد تولید می‌شود. تقریبا 70 منو ساکارید شناختهشده‌اند که 20 تای آنها در طبیعت می‌باشد و در حیوانات ، یکی از اجزای سازنده خوناست.

ساختمان گلوکز است که فراوانترین قند موجود در طبیعت می‌باشد و در حیوانات یکی از اجزای سازندهخون است. ساختمان گلوکز ، گروههایمتعددی دارد وانحلال‌پذیری زیاد منوساکاریدها در آب به این دلیل است که این گروههایبا آبپیوندهیدروژنی ایجاد می‌کنند.

گلوکز که بهنامهایدکستروز،قند انگوروقند خوننیز شناخته می‌شود و درآب‌نبات‌سازی تجاری بکار می‌رود، غالبا در مواردی که برای حفظ حیات منبع انرژی سریعمورد نیاز باشد. محلولفروکتوز، منوساکاریدی است که در بسیاری ازمیوه‌ها و همچنین در قند معمولی یافت می‌شود. گلوکز و فروکتوز مستقیما قابل جذب وهضم می‌باشند.

الیگوساکاریدها

متداولترین الیگوساکاریدها ،دی‌ساکاریدها هستند که دو منومر قند ساده در مولکول دارند. نمونه آنها سه قند دی‌ساکارید زیر استکه مورد استفاده فراوان دارند و پس از هیدرولیز ، قابل جذب و هضم می‌باشند. ساکارز (حاصل ازنیشکریاچغندر قند ) که مرکب از یک منومر گلوکز و یکمنومر فروکتوز است.

(مالتوز (از (نشاسته) که مرکب از دو منومرگلوکز است.

)لاکتوز (از) شیر) که مرکب از یک منومر گلوکز و یک( منومر گالاکتوز) (ایزومرنوری گلوکز) است.

ساکارز با درجه خلوص زیاد به مقداربسیار زیاد (بیشتر از 80 میلیون تن در سال) تولید می‌گردد. این قند که در اصل درهند وایران تولیدمی‌شد، امروزه در جهان به عنوان ماده شیرین کننده مصرف می‌شود. در حدود 40 در صدساکارز جهان از چغندر و 60 درصد از نیشکر بدست می‌آید. ساکاروز ارزش کالریک زیادیدارد و برای تهیه کمپوت میوه ، مربا و ژله نیز بکار می‌رود.

پلی‌ساکاریدها

فراوانترین پلی‌ساکاریدهای موجود در طبیعتنشاسته ،گلیکوژن وسلولز هستند. درساختمان مولکولی این مواد بیش از 500 مونومر منو ساکارید وجود دارد و وزن مولکولیآنها بیشتر از یک میلیون است. معمولیترین منوساکاریدی که برای ساختن پلی‌ساکاریدهابکار رفته ،گلوکزاست.

نشاسته

نشاسته گیاهی، بصورت دانه‌هایی یافت می‌شود که پوششپروتئینی دارند. هرگاه این دانه‌ها بر اثر گرما خرد شوند، از آنها نشاسته‌ای به نامآمیلوزبدست می‌آید که در آب داغ حل می‌شود و همچنین نشاسته‌ای بدست می‌آیدکه در آب حل نمی‌شود و آن راآمیلو پکتینیمی‌گویند.

·         آمیلوز :آمیلوز تقریبا 25 درصد غالبنشاسته‌های طبیعی را تشکیل می‌دهد. محلولیُد، آمیلوز را به رنگ آبی تیره و آآمیلوپکتینی را به رنگ سرخ در می‌آورد. آمیلوز از لحاظ ساختار ، یک پلیمر تراکمی راستزنجیر است که در هر مولکول آن بطور متوسط 200 مونومر آلفاگلوکز دارد. هرمنومر با منومر دیگر با از دست دادن یک مولکول آب بهم پیوند یافته‌اند، درست ماننددو واحدمالتوز.

·         آمیلو پکتین :یک مولکول آمیلوپکتینی ، نوعا در حدود 1000 منومر آلفاگلوکز دارد کهآرایشی آنها به صورت زنجیرهای شاخدار است. از هیدرولیز کامل آمیلو پکتین ، D- گلوکزحاصل می‌شود و از هیدرولیز جزئی آن مخلوطی تولید می‌شود که آنرادکسترینمی‌نامند. دکسترین به عنوان مواد افزاینده به غذاها و به عنوان ماده لعابدار ، چسبو مواد پایانی برایکاغذ و الیاف مصرف می‌شود.

گلیکوژن

گلیکوژنیک مخزن انرژی در حیوانات است. همان طور که نشاسته یک مخزن انرژی برایگیاهان محسوب می‌شود. زنجیرهای آلفا – گلوکز در گلیکوژن نسبت به زنجیرهای آمیلو پکتینی ،شاخه‌های بیشتری دارد.

سلولز

سلولزفراوانترین پلی‌ساکارید در طبیعت است. سلولز همچونآمیلوز مرکب از واحدهایگلوکز است. تفاوت میان ساختارهای سلولز و آمیلوز ، در پیوندهای میان واحدهایگلوکز است. درسلولز تمام واحدهای گلوکز به شکل حلقهبتااست، در حالی‌که در آمیلوز آنهابه شکل حلقه آلفا هستند. این تفاوت ساختار ظریف میان نشاسته و سلولز ، موجب تفاوتمیان گوارش آن دو می‌شود. انسان و حیوانات گوشتخوار ، آنزیمهای لازم برای هیدرولیزسلولز را ندارند. اما در بسیاری از موجودات ریز ، مانند باکتریهای موجود در بخشهایگوارشی موریانه‌ها این آنزیمها وجود دارد.

گلوکز رامی‌توان از سلولز ، با حرارت دادن محلول معلقی از این پلی‌ساکارید در حضور یک اسیدقوی بدست آورد. در حال حاضر نمی‌توانچوب را به طریقی که اقتصادی باشد، هیدرولیز کرد و از آنگلوکز کافی برایتامین نیازهای روز افزون غذایی جهان بدست آورد. کاغذ ، ریون ، سلوفان و پنبه عمدتااز سلولز ساخته شده اند. خواص پنبه را که در حدود 98 درصد سلولز دارد، می‌توان برحسب ساختار آن توضیح داد.

گروه کوچکی از مولکولهای سلولز ، هر یک با 2000 تا 9000 واحدگلوکز ، تقریبا بطور نسبتا وسیعی از پیوندهای هیدروژنی ، یک لیف ماکروسکوپی مجموعهای از چند لیف بسیار نازک است. خاصیت آب کشندگی پنبه ، نتیجه ایجاد لوله‌های مویینبسیار زیادی است که در آنها مولکولهای کوچکتر آب با پیوندهای هیدروژنی نگه داشتهمی‌شوند.

تصفیه فراورده های نفتی

دید کلی

عملیاتی که در تولید و تصفیه نفت بر روینفت خام انجام می‌گیرند، عبارتند از: روش‌های گوناگونتقطیر،روش‌های فیزیکی و شیمیایی تصفیه وتفکیکوروش‌های تغییر و تبدیل مواد در واحدهایمربوطه. بنابراین یکپالایشگاه ، مجتمعی از واحدهای مختلف تولید ، تصفیه و تغییر و تبدیل مواد خواهد بود که هرواحد آن مجهز به سیستم‌های آماده نمودن شارژ ، تماس ، تفکیک فازها و جمع‌آوریحلال یا حرارت می‌باشدو در هر واحد آن فرآورده های مختلفی بدست می‌آید.

البته نخستین عمل قبل ازهر گونه پالایش بر روی نفت خام ، عاری نمودن آن ازآب می‌باشد و سپس تصفیه نفت خامانجام می‌گیرد.

عاری نمودن نفت خام از آب

نفت خامی که وارد تصفیه خانه می‌گردد، دارایمقدار قابل ملاحظه‌ای از آبهای نمکی است که اغلب در مجاورت شن و ترکیبات اکسیژنه بهحالتامولسیون در می‌آید و وجود آب در این مورد ، ایجاد اختلالاتی در حین عمل تقطیر می‌نماید وبعلت وجود نمک‌ها نیز سببخوردگی دیگ‌های بخار می‌گردد. بنابراین باید بطرق ممکنه ، آب را از نفت خام جدانمود.

با استفاده از یکی از روشهایسانتریفوژ،دکانتاسیونواستفاده ار یک میدان الکتریکی، آب را از روغن تفکیک می‌کنند.

تصفیه برش های سبک

منظور از تصفیه برش های سبک ، بیشتر تخلیص گازهای حاصلازپالایشگاه و یا گازهای طبیعی ازهیدروژن سولفورهوگازکربنیک می‌باشد. مهمترین روشهای بکار گرفته شده ، شامل روش‌هایژیربوتول (Girbotol) ،آلکازید (Alkazid) وفلوئورسلونت (Fluorsolvent) می‌گردد.

مواد جاذب مورداستفاده برای این سه روش بدین قرار است:

·         در روش ژیربوتول:مونواتانول آمین - دی اتانول آمین - تری اتانول آمین

·         در روش آلکازید:دی متیل آمینوپتاسیماستات - متیل آمینو پتاسیم پروپیویان

·         در روش فلوئوسلونت:کربناتپروپیلن

این مواد جاذب ، اغلب در درجه حرارتی نزدیک به درجه حرارتمعمولی باCO₂وH₂Sعمل می‌کنند و گازهای جذبشده بعدا ، در فشار اتمسفر و حرارت110درجه سانتی‌گراد از محلول جاذب جدا وخارج می‌گردند.

تصفیه مواد سفید

در صنعت نفت معمولا به برش های بنزین و کروزون "موادسفید" گفته می‌شود. منظور از تصفیه این مواد ، عاری کردن آنها از مواد مضر بعلتبوی یا رنگ زردشان می‌باشد و همچنین حذف هیدروکربورهای غیر اشباع. ترکیبات: اکسیژنه (اسیدهای نفتی ، ترکیبات آسفالتی) ،گوگردار (سولفوره ،سولفونه) وازتهخواهد بود. عمل تصفیه شامل ترتمان‌های مختلف می‌گردد که بهشرح این روش‌های تصفیه می‌پردازم.

ترتمان با اسید سولفوریک

اولین دفعه ، "ایشلر" (Eichler) در سال 1865 درباکو، نفت را بکمکاسیدسولفوریک غلیظ تخلیص نمود. اسید سولفوریک مخصوصا با هیدروکربورهای آروماتیک - اولفین ها - ترکیبات اکسیژنه - مواد رنگی و سولفوره ترکیب می‌شود. برای اینکه نفت ،رنگ زرد نداشته باشد باید مقدار اسید نیتروی موجود در اسیدسولفوریک کمتر از 1/0 درصد باشد. اغلب ، این ترتمان جهت حذف ذرات باقیمانده اسید ، بوسیله شستشو با یکمحلول سود و سپس با آب تعقیب می‌گردد.

ترتمان با سود

این شستشو اغلب بمنظور حذف ترکیبات اسیدی محتوی در برشینفتی بکار گرفته می‌شود. مهم‌ترین این ترکیبات: مرکاپتان‌ها - هیدروژن سولفوره - گاز کربنیک - تیوفنل‌ها و آلکیل فنل‌ها - اسید سیانیدریک - اسیدهای چرب - اسیدهاینفتی می‌باشد که به این مواد بایدسولفور کربونیل (COS) را هر چند کهیک ترکیب خنثی است، اضافه نمود. زیرا این ترکیب در اثرهیدرولیز تولیدCO₂وH₂می‌نماید. برای مثال ،مرکاپتانها بر اساس واکنش تعادلی زیر با سود ترکیب می‌گردند.

RSH + NaoH ↔ RSNa + H₂O

عاری نمودن برشهای نفتی ازCO₂وH₂Sبا محلول سود انجام پذیر است، البتهوقتی که مقدار آنها کم باشد. اما هنگامی که مقدار این مواد زیاد باشد باید از روشترتمان با آمین‌ها استفاده نمود. اغلب پس از عمل با قلیا ، برش نفتی را با آب شستشومی‌دهند.

تصفیه کروزون بوسیله انیدرید سولفورو (روش ادلینو)

چونانیدریدسولفوروی مایعبسادگی می‌تواند هیدروکربورهای غیر اشباع غنی ازکربن را در خود حلنماید، لذا از آن ، جهت تصفیه نفت چراغ (کروزون) استفاده می‌گردد.

روش‌های ملایم کردن

این روش‌ها ، امکان عاری نمودن برش‌ها را از ترکیباتگوگردی ، مرکاپتان‌ها و گوگرد بصورتعنصر می‌دهد. مهمترینروشهای بکار گرفته شده عبارتند از:

·         روش سلوتیزر "Solutizer":اینروش مربوط به اکستراسیون همه کانی‌ها از کلیه برش‌هایبنزین (بدست آمدهاز تقطیر یا کراکینگ یا رفرمینگ) می‌گردد. از مزایای این روش ، افزایش قابلیت بنزینجهت پذیرشسرب بوده که علت آن حذفترکیبات گوگردی است.

·         روش دکتر:انواع بنزین‌ها و همچنینترکیبات سینگن‌تر ازقبیل برش نفت و کروزون را می‌توان به توسط این روش مورد ترتمانقرار داد. در این روش از محلول قلیاییپلمبیت سدیمجهت ترتمان استفادهمی‌گردد.

·         روش هیپوکلریت:اغلب از هیپوکلریتبعنوان یک عاملاکسیدکننده جهت کاهش بو و همچنین مقدار مرکاپتان‌ها در برش‌های نفتی استفاده می‌شود. این روش می تواند یک روش تکمیلی برای ترتمان برش‌ها با سود باشد.

·         روش های کلرکوئیوریک (روش پرکو):دراین روش ، بر روی نفت ،کلرور مسافزوده می‌گردد که باعث تبدیل مرکاپتان‌هابهدی‌سولفورمی‌گردد.

·         روش تصفیه کاتالیکی:در این روش ،بجای استفاده از ترکیبات حل کننده ذکر شده در روش های قبلی ، ازکاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال ،روش مراکسیک طریقه تصفیه کاتالیتکی است که درآن ، کاتالیزور یک بستر ثابت از اکسید سرب می‌باشد که طول عمر آن بیشتر از سه سالمی‌باشد.

رنگ بری و بی بو کردن نفت

رنگ‌بری را می‌توان اغلب اوقات بوسیله خاک‌هایرنگ بر - آرژیل ها و هیدروسیلیکات‌های طبیعیمنیزیم انجام داد. جهت بی‌بو کردن نفت ، برخی آن را باکلرورو دوشوو کمیاسید کلریدریکبه هم زده ، سپس دکانتهمی‌نمایند و بمنظور از بین بردنکلر محتوی ، بعدا آن را باآهک مخلوط نموده و تکان می‌دهند. ضمنا ممکن است از مواد معطر و عطر بهار نارنج برایخوش‌بو کردن آن استفاده نمود. با افزایش مواد رنگی از قبیلنیترونفتالینوزرد کینولئینمی‌توان خاصیت فلوئورسانس را از بین برد.

تصفیه روغن‌های گریس‌کاری

تصفیه

همان طور که مواد سفید احتیاج به تصفیه دارند، روغن‌های گریس‌کاریجهت حذف مواد مضر محتاج به پالایش می‌باشند. عمل تصفیه در روغن‌ها بعلت ویسکوزیتهزیاد و خاصیت امولسیون شدنشان نسبت به مواد سفید مشکل می‌باشد. عمل تصفیه شاملشستشوهای متوالی با اسید سولفوریک ، سپس شستویش با مواد قلیایی و سپس آب خواهد بود. برای خنثی‌شدن روغن ، از مخلوط) کربنات سدیم) (خاک‌های رنگ‌بر) استفادهمی‌نمایند.

بی‌بو کردن

روغن‌هایمعدنی را باآلدئید فرمیکمخلوط و گرم می‌کنند و بعدا ، قبل از این‌که اسید یاقلیا بدان بیفزایند، بخار آب از آن عبور می‌دهند. بیست درصد از روغن معدنی خام رابوسیله بخار آب در مجاورتاستات پلمبتقطیر می‌نمایند. مایع تقطیر شده عاریاز گوگرد است و از آن بعنوانروغن چراغیاروغن موتوراستفادهمی‌شود. روغنی که از صاف نمودن باقیمانده بدست می‌آید، روغن چرک کننده سنگین (بادانسیته زیاد) و بی‌بو می‌باشد.

بی‌رنگ نمودن

جهت بدست آوردن روغن‌های معدنی بی‌رنگ (مانند روغن وازلین) از روغن‌های تیره ، آنها را از استوانه‌های بلند و پر ازآرژیل (که جاذب رنگاست) با دمای 50-30 درجه سانتی‌گراد به آهستگی عبور می‌دهند. این آرژیل‌ها ،هیدروسیلیکات آلومینیم و منیزیم می‌باشند و پس از خاتمه عمل ، آرژیل‌ها را با بنزینشستشو داده ، مایع حاصله راجهت جمع آوری بنزین تقطیر می‌نمایند و بنزینی را که رویآرژیل مانده است، بوسیله عبور هوا به خارج رانده ، جمع آوریمی‌نمایند.

آرژیل حاصله را در کوره‌های دوار حرارت می‌دهند و بعد از آن ،وارد استوانه دیگری می‌کنند. در نتیجه آرژیل حاصله مانند اول فعال می‌گردد. با زغالحیوانی و یا مخلوطی از زغال حیوانی با سیلیس - سیلیکات - اکسید دو فر می‌توان روغنرا بی‌رنگ نمود. قسمتی از رنگ روغن‌های معدنی را که خیلی رنگین است، بوسیله اسیدسولفوریکی که به آن بیکرومات پتاسیم افزوده شده است از بین می‌برند.

برایروغن‌هایی که کمتر رنگین است، به عوض صاف نمودن مجدد ، روی خاک‌های رنگبر عمل تصفیهرا با اسید سولفوریک و یا سود انجام می‌دهند.

آنالیز بنزین از نفت

اطلاعات اولیه

نفتمخلوطی پیچیده ازآلکان‌ها،سیلکو آلکان‌هاوهیدروکربن‌های آروماتیکاست. درنفت خام هزاران ماده مرکب وجود دارد، و ترکیب درصد واقعی نفت بسته به جاهای متفاوت؛ تغییرمی‌کند. مثلا ؛نفت های خام پنسیلوانیابیشترهیدروکربنهای زنجیریاست، در حالی کهنفت خام کالیفرینابیشتر ترکیبات آروماتیکدارد. ترکیب درصد نفت را می‌توان بر حسب گستره‌هاینقطه جوشطبقه بندی کرد. هر یک از برش‌هایحاصل کاربردهای مهمی دارد. پالایشنفت ، جدا سازی اجزایی با گستره نقطه جوش معینی است که بوسیله فرایند تقطیر جزبه جز صورت می‌گیرد.

مراحل فرآیند ««تقطیر جز به جز

نفت خام را تا حدود ˚400C گرم می‌کنند تابخاری داغ و مخلوطی سیال تولید کند که واردبرجتقطیر می‌شود. در اینبرج بخارهابالا می‌روند و در نقاط مختلف درطول برج متراکم و بهمایع تبدیل می‌شوند. اجرایی که نقطه جوش کمتری دارند (یعنی آنها که فرارترند) بیشتر از اجزایی کهنقطه جوشبیشتری دارند، به حالت گازی باقیمی‌مانند. این تفاوت در گستره‌های نقطه جوش امکان می‌دهد کهاجزاینفت از هم جدا شوند. به همان طریق که در یکتقطیر آب و الکلبه طور جزئی از هم جدامی‌شوند.

بعضی ازگازها مایعنمی‌شوند و از بالای برج بیرونمی‌روند. باقیمانده تبخیر نشده نفت نیز در ته برج جمع می‌شود. محصولاتی که نوعا ازجدا سازی نفتبه دست می‌آیند به این ترتیباست. بنزین دست اول که ازتقطیر جز به جزنفت به دست می‌آید، عمدتاشاملهیدروکربن‌های خطیاست که به سرعت می‌سوزد وبه عنوان سوخت برایوسائل نقلیه موتوریمناسب نیست. آتشگیریسریع این ماده سبب کوبش یا صدای تق تق درموتور می‌شود کهتوان موتوررا کم می‌کند و به آن آسیبمی‌رساند.

درجه اکتان بنزین

برای درجه بندی خواص کوبش نسبی بهترین‌ها مقیاس دلخواه معین شده است. هپتان نرمالکه نوع بنزین اول است و کوبشزیادی دارد و به عنوان بنزین در نظر گرفته شده که درجه اکتان آن صفر است. از طرفدیگر به 2 ، 2 ، 4-تری متیل پنتان«ایزو اکتان) که از این لحاظ بسیار عالیاست، درجه اکتان 100 نسبت داده شده است.

·         برای تعیینتعیین درجه اکتاننوعی بنزین ، آن را در یکموتور استاندارد به کار می‌گیرند و خواص کوبشی آن را ثبت می‌کنند. در این عمل رفتارمخلوط‌هایی از n- هپتان وایزواکتانرا با رفتار بنزین مورد نظرمقایسه می‌کنند. درصد ایزواکتان مخلوطی را که خواص کوبش یکسانی با رفتار بنزین موردآزمایش دارد، درجه اکتان آن بنزین می‌نامند.

·         درجه اکتان بنزین دست اول با تبدیلکاتالیزوری و اکتان افزاینده‌ها ، زیاد می‌شود. فرآیند تبدیل کاتالیزوری برای تولیدهیدروکربن‌های شاخه‌دار و آروماتیکبه کارمی‌رود. هیدروکربن های خطی با عدد اکتان کم را می‌توان تحت تاثیر کاتالیزورهای خاص، مانندپلاتین بسیار ریز شده ، بهایزومرهای زنجیری شاخه‌دار، که عدد اکتانبالاتری دارند، تبدیل کرد. تبدیل کاتالیزوری برای تولیدهیدروکربن‌های آروماتیکمثلبنزین ،تولوئن، وکسیلننیز به کار رود. در این عمل ازکاتالیزور‌های متفاوت و مخلوط‌های نفت استفاده می‌شود. مثلا هرگاه بخاری‌هاینفت،نفت سفیدو اجزای نفتی سبک را از رویکاتالیزور مسدر دمای ˚650C عبور دهیم، درصدزیادی از مواد اصلی به مخلوطی از هیدروکربن‌های آروماتیک تبدیل می‌شود. از اینمخلوط ازتقطیر جز به جز، بنزین ، تولوئن ، کسیلن وموادی نظیر آنها جدا می شود.

·         عدد اکتان مخلوط معینی از بنزین را می‌توان با افزایش عوامل ضد کوبش یا اکتانافزاینده‌ها بالا برد. پیش از سال 1975 متداول‌ترین عامل ضد کوبشتترااتیل سرب، C₂H₃) ₄Pb) بود. افزایش 3g تترااتیل سرب در هر گالن عدد اکتان را 10 تا 15درجه بالا می‌برد، و پیش از آنکه سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) کاهش محتوای سرببنزین را ضروری بداند، همبنزین معمولی وهمبنزین سوپردر هر گالن به طور متوسط 3g تترااتیل سرب یا تتراامتیل سرب ، C₂H₃) ₄Pb) ،داشت.

افزودنی‌های بنزین

ترکیبات سربدارفوق العاده سمی است، ونقطه جوشکم تترااتیل سرب بر این خطرمی‌افزاید. اما ، بر اثر دو اقدامی که از طرف سازمان محیط زیست به عمل آمد، میزانسرب در محیط به طوری موثر کاهش یافت. نخستین اقدام ، تصمیم گیری دوباره استفاده ازمبدل‌های کاتالیزوری پلاتین‌دار بود که صدورمنو اکسید کربنواکسیدهای نیتروژن‌داررا کاهش دهد، ولی دراین صورت لازم بود کهبنزین‌های عاری از سربمصرف شود، زیرا سربکاتالیزور پلاتینرا از فعالیت می‌اندازد.

در آغاز سال 1975 ، اتومبیل‌های جدید مجبور به استفاده بنزین‌های عاری ازسرب شدند تامبدل کاتالیزوریآنها محفوظ بماند و مقدارسرب تولید شده در هوا نیز کاهش یابد. برنامه کاهش سرب در بنزین به این نتیجهانجامید که مقدار آن به 0.1g در هر گالن برسد، و هدف نهایی بنزینی کاملا عاری ازسرب بود. با کم شدن مصرفتترااتیل سرب، لازم بود اکتان افزاینده‌هایدیگری به بنزین افزوده شود تا درجه اکتان آن بالا رود. اینمواد اکتانافزاینده عبارتند از تولوئن ،2- میتل- 2- پروپانل،میتل – ترشیوبوتیل اتر (MTBE) متانول واتانول، در سال 1984 متداول ترین اکتان افزاینده MTBE بود. که برای نخستین بار درفهرست 50مادهشیمیایی عمده اضافه شد.

بهینه سازی سوخت بنزین

مخلوط‌های ازبنزین شاملمتانول واتانول نیزبه عنوانسوختمصرف می‌شود. سازمان حفاظت محیط زیستو تمام کارخانه‌هایاتومبیل سازی امریکا مصرف مخلوط‌های بنزین _اتانول تا 10% اتانول داشته باشد،پذیرفته‌اند. ولی متانول بیشتر مورد توجه است، زیرا به عنوان اکتان افزاینده چندمزیت دارد. متانول وقتی به طور مناسبی با بنزین مخلوط شده باشد، اقتصادی‌تر است،درجه اکتان بالاتری دارد، و صدور میزان ذرات ، هیدروکربن‌ها ،منو اکسید کربنواکسید‌های نیتروژنرا می‌کاهد. ولی بزرگترینعیب متانول به رطوبت مربوط می‌شود. مقدار کمی رطوبت مخلوط اتانول – بنزین راناپایدار می‌کند، وخوردگی فلز موتورمسئله‌ای جدی می‌شود.

مسئله رطوبت اتانول با استفاده از الکل دیگری«اتانول،پروپانول‌ها) به عنوان کمک حلال درمخلوط‌های متانول ، حل شد. سازمان حفاظت محیط زیست چند مخلوط متانولی را که بااستاندارد‌های صدور مواد ازوسایل نقلیه موتوریمطابقت داشت و بنزینی بااکتان بالا برد، تصویب کرد. غالب مخلوط‌های متانولی حدود 2.5% متانول ، 2.5% ترشیو – بوتیل الکل، 95% بنزین و یک مادهبازدارنده خورندگی دارند.

تاریخچه

این ماده را از قرنها پیش بصورتگاز در آتشکده و یا به فرمقیر (کاده ای که پس از تبخیر مواد فرار یاسبک نفت از آن باقی می‌ماند) می‌شناخته‌اند یا بطوری که در کتب مقدس و تاریخی اشارهشده است که در ساختمان برج بابل از قیر استفاده گردیده و کشتی نوح و گهواره موسینیز به قیر اندوده بوده است. بابلی‌ها از قیر بعنوان ماده قابل احتراق در چراغها وتهیه ساروج جهت غیر قابل نفوذ نمودن سدها و بالاخره جهت استحکام جاده‌ها استفادهمی‌کرده‌اند.
مدت زمان مدیدی ، مورد استعمال نفت فقط برای مصارف خانگی و یابه عنوان چرب‌کننده‌ها بود، اما از آغاز قرن شانزدهم میلادی روز به روز موارداستعمال آن رو به افزایش نهاد تا اینکه در سال1854دو نفر داروساز وجود یکفراکسیون سبک قابل اشتعال را درروغن زمینی تشخیص دادندو همچنین به کمکتقطیر ، مواددیگری بدست آوردند که برای ایجاد روشنایی بکار می‌رفت. بر اساس این کار آزمایشگاهیبود که بعدا دستگاههای عظیمتصفیهنفت طرح‌ریزی و مورد بهره برداری قرار گرفت. صنعت نفت در آتازونی در سال1859شروع شد.

تاریخچه استخراج نفت در ایران

صنعت نفت ایران نیز از سال1908پساز هفت سال تفحص مکتشفین و کشف نفت درمسجدسلیمانواقع در دامنه جبال زاگرس، پا به عرصه وجود گذاشت.

نفت خام

امروزه چاههای نفت متعددی در سراسر جهان وجود دارد که از آنها نفتاستخراج می‌کنند و به نفتی که از چاه بیرون کشیده می‌شود،نفت خام می‌گویند. نفت خام را تصفیه می‌کنند، یعنی هیدروکربنهای گوناگونی را که نفت خام ازآنها تشکیل شده است از یکدیگر جدا می‌کنند که به این کارپالایشنفت می‌گویند و در پالایشگاهها این کار انجام می‌شود. نفت منبع انرژی و سرچشمهمواد اولیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی است و این دور از عوامل اصلی اقتصادی مدرنبشمار می‌رود. در صنایع جدید از ثروت بیکران و تغییر و تبدیل مواد خام اولیه آنبی‌اندازه استفاده می‌شود.

تشکیل نفت

نحوه پیدایش نفت دقیقا تشخیص داده نشده و در این مورد فرضیاتگوناگونی پیشنهاد شده است. برخی از این تئوریها ، مربوط به موادمعدنی و بعضی دیگر مربوط به ترکیباتآلی می‌باشد.

تشکیل نفت از مواد معدنی

اساس این فرضیه بر این است که کربورهایفلزی تشکیل شده در اعماق زمیندر اثر تماس با آب‌هایی که در زمین نفوذ می‌نماید، ابتدا ایجادهیدروکربورهای استیلنیبا رشته زنجیر کوتاهمی‌کند. سپس هیدروکربورهای حاصل در اثر تراکم و پلیمریزه شدن ایجاد ترکیبات پیچیدهوکمپلکس رامی نماید که اغلب آنها اشباع شده است.

تشکیل نفت از مواد آلی

بر اساس این فرضیه تشکیل نفت را در اثر تجزیه بدنحیوانات در مجاورتآب و دور ازهوامی‌دانند. زیرا در این شرایط ، قسمتاعظم موادازته وگوگردی تخریب وموادچرب باقیمانده در اثرآب ،هیدرولیز می‌گردد. اسیدهای چربحاصله ، تحت اثرفشار و درجه حرارت بااز دست دادن عوامل اسیدی تولید هیدروکربورهائی با یک اتم کربن کمترمی‌نماید.

"انگلرEngler" از تقطیر حیوانات دریائی توانستهاست مواد نفتی را تهیه نماید و با توجه به خاصیت "چرخشنوری" مواد نفتی که علت آن وجودگلستریناست (ماده ای که در بدن حیواناتوجود دارد) این فرضیه بیان و مورد تایید شده است. در صورتی که فرضیه های دیگر کهمبتنی بر اساس مواد معدنی در تشکیل نفت می‌باشد، هیچگونه توضیح و دلیل قانع کنندهای در مورد این ویژگی نمی‌تواند بیان نماید.

همچنین نفت می‌تواند از تجزیهگیاهان تولید گردد. در این حالت ، خاصیت چرخش نور را به علت وجود ترکیب مشابهگلسترین یعنیپلی استرولهامی‌دانند."مرازک Mrazec" ،میکروبهارا در این تغییر و تبدیل موثرمی‌داند.
تئوری تشکیل نفت بر مبنای مواد آلی ، فعلا بیشتر مورد قبول می‌باشدو اختلاف قابل ملاحظه‌ای را که بینژیزمان‌ها (منابع نفتی) مشاهده می‌گردد،بعلت شرایط و عوامل مختلف تشیکل ژیزمان‌ها می‌دانند.

مواد سازنده نفت خام

مواد سازنده نفت از نظر نوع هیدروکربور و همچنین ازنظر نوع ترکیبات هترواتم دار بستگی به محل و شرایط تشکیل آن دارد. بنابراین مقداردرصد مواد سازنده نفت خام در یک منبع نسبت به منبع دیگر تغییر می‌کند. بطور کلیمواد سازنده نفت شامل: هیدروکربورها- ترکیبات اکسیژنه - سولفوره - ازتهومواد معدنیمی‌باشد.

خواص نفت خام

گرانی

چگالی نفتهای خام را بیشتر بر حسب درجهA.P.Iبه جای گرانیویژه (چگالی نسبی) بیان می‌کنند. ارتباط بین این دو ، به گونه ای است که افزایشگرانی API با کاهش گرانی ویژه مطابقت می‌کند. گرانی نفت خام می‌تواند بین پایینتراز10APIتا بالاتر از50APIقرار بگیرد، ولی گرانی اکثر نفتهای خامدر گستره بین20تا45APIقرار دارد. گرانی API همواره به نمونه مایعدر 60 درجه فارینهایت اشاره دارد.

مقدار گوگرد

مقدار گوگرد و گرانی API دو خاصیتی هستند که بیشترین اثر رابه ارزش‌گذاری نفت خام دارند. مقدار گوگرد بر حسب درصد وزنی گوگرد بیان می‌شود وبین 0,1 در صد تا 5 درصد تغییر می‌کند. نفتهایی که بیش از 0,5 درصد گوگرد دارند، درمقایسه با نفتهای کم‌گوگردتر ، معمولا محتاج فراورشهای گسترده‌تری هستند.

نقطه ریزش

نقطه ریزش نفت خام بر حسبF˚یاc˚معرف تقریبیپارافینی‌بودن یاآروماتیکی‌بودن نسبی آن است. هرچه نقطه ریزش پایینتر باشد، مقدار پارافین کمتر و مقدارآروماتیک بیشتر است.

حلالیت

قابلیت انحلال هیدروکربورها در آب عموما خیلی کم می‌باشد. مقدار آبموجود در هیدروکربورها با افزایش درجه حرارت زیاد می‌شود. حلالیت هیدروکربورها درکلروفرم ، سولفورکربن و تتراکلریدکربن حائز اهمیت است که با افزایش درجه حرارت ،زیاد و با افزایش وزن مولکولی کاسته می‌گردد. قابلیتانحلال آروماتیکها بیشتر بوده و بعد از آنهااولفین‌ها - نفتن‌ها - متانی‌هاقرار دارد.

ضمنا قابلیت انحلال ترکیبات اکسیژنه - ازته - سولفوره ، کمتر از هیدروکربورها می‌باشد. بالاخره نفت ، حلال هیدروکربورهایگازی‌شکل و تقریبا تمام هیدرورکربورهایجامد - گریس‌ها - رزین‌ها - گوگرد وید می‌باشد.

نقطه جوش

نقطه جوش هیدروکربورهای خالص با وزن مولکولی و همچنین برایسری‌های مختلف با تعداد مساوی اتمکربن بترتیب ازهیدروکربورهای اشباع‌شده به اولفین‌ها - نفتن‌ها و آروماتیکها افزایش می‌یابد. بدینترتیب نقطه جوش هیدروکربورهای اشباع شده و اولفین‌ها از همه کمتر و سیکلوآلکان‌ها وآروماتیکها از سایرین بیشتر می‌باشد.

برای برش‌های نفتی که مخلوطی ازهیدروکربورهای مختلف می‌باشند، یک نقطه جوش ابتدائی و یک نقطه جوش انتهایی در نظرگرفته می‌شود و حد فاصل بین این دو نقطه برای یک برش به نوع مواد سازنده اغلب زیادو متغیر می‌باشد که به این حد فاصل بین دو نقطه "گستره تقطیر" گفته می‌شود.

گرمای نهان تبخیر

گرمای نهان تبخیردر یک سری همولوگ ازهیدروکربن‌ها بترتیب از مواد سبک به سنگین کاهش می‌یابد و همچنین مقدار آن از یکسری به سری دیگر ، مثلا بترتیب از آروماتیکها به نفتن‌ها و هیدروکربورهای اشباع شدهنقصان می‌یابد. بنابراین گرمای نهان تبخیر با دانسیته فراکسیون مربوط بستگی دارد.

قدرت حرارتی

قدرت حرارتی عبارت از مقدار کالری است که ازسوختن یک گرم ماده حاصل می‌شود. قدرت حرارتی هیدروکربورها به ساختمان مولکولی آنها و قدرتحرارتی یک برش نفتی به نوع و مواد سازنده آن سبتگی دارد. قدرت حرارتی متان بیشتر ازسایر هیدروکربورها و برابر با 13310 کیلوکالری به ازای یک کیلوگرم می‌باشد و موادسنگین حاصله از نفت خام دارای قدرت حرارتی در حدود 10000 کیلو کالری می‌باشد.

اثر اسید نیتریک

هیدروکربورها در اثراسید نیتریکبه ترکیبات نیتره یا پلی‌نیترهتبدیل می‌شود. نیتراسیون برخی از مواد نفتی منجر به تهیه ترکیبات منفجره یا موادرنگین می‌گردد.

موارد استعمال برخی از برش های نفتی بدست آمده از نفت خام

شیرین کردن آب دریا

یکی از موارد استعمال گازهای نفتی در صنایع وابسته بهپالایشگاهها تهیه آب شیرین از آب شور می‌باشد.

به عنوان سوخت

از جمله ،بنزین برای سوختموتورهای مختلف ، کروزون سوخت اغلب تراکتورها و ماشین‌های مورد استفاده در کشاورزیو همچنین موتورهای جت هواپیماها اغلب از کروزون یانفت سفیدمی‌باشد،گازوئیلکه موتورهای دیزل بعنوان سوخت ازنفت گاز (گازوئیل) استفاده می‌نمایند،نفتکوره یا مازوت یک جسم قابل احتراق با قدرت حرارتی 10500 کالری بوده که بخوبیمی‌تواند جانشینزغالسنگ گردد و سوختن آن تقریبا بدون دود انجام می‌گیرد.

روشنایی

از کروزون جهت روشنایی و همچنین برای علامت دادن به کمک آتشاستفاده می‌شود، چون نقطه اشتعال کروزون بالاتر از 35 درجه است، لذا از نظرآتش‌سوزی خطری ندارد.

حلال

از هیدروکربورهای C4 تا C10 می‌توان برش‌هائی با دانسیته و نقاط جوشابتدائی و انتهایی متفاوت تهیه نمود که مورد استعمال آنها اغلب بعنوان حلالمی‌باشد. بعنوان مثال ،اتر نفتیک حلال سبک با نقطه جوش 75-30 درجهسانتیگراد ووایت اسپیریت (حلال سنگین) که از تقطیر بنزین بدست می‌آیدبعنوان حلال ، رنگ‌های نقاشی و ورنی ها استفاده می‌گردد. همچنین برای تمیز کردنالیاف گیاهی و حیوانی و یا سطح فلزات از برش‌های خیلی فرار (تقطیر شده قبل از 110درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود.

روان کاری

روغنهای چرب کننده:نوعی روغن که جهت روان کاری بکار می‌رود. بستگی بهشارژ ، سرعت ، درجه حرارت دستگاه دارد. انواع روغنها عبارتند از:

1.     روغن دوک برای چرب کردن دوک ، موتورهای الکتریکی کوچک و ماشین هاینساجی و سانتریفوژهای کوچک

2.     روغن ماشین‌های یخ سازی جهت روغنکاری کمپرسورهای آمونیاکی کارخانجات یخ‌سازی

3.     روغن ماشین‌های سبک جهت روان کاری موتورهای الکتریکی ، دینام‌ها و سانتریفوژهایبا قدرت متوسط

4.     روغن ماشین‌های سنگین مخصوص روغنکاری موتورهای دیزلی است مانند دیزل‌هایسورشارژه و غیره

5.     روغن برای سیلندرهای ماشین بخار

6.     روغن برای توربین ها

7.     روغن برای موتورهای انفجاری (اتومبیل و غیره)

8.     روغن دنده

9.     روغن موتورهایی که دائما با آب در تماس است.

·         گریس ها:یک روان کننده نیمه جامد است و متشکل از یک روغن نفتی و یک پرکننده (از سریصابونهای فلزی) یا سفت‌کننده (از موادپلیمری) می‌باشد. کاربرد گریس بیشتر برای اتومبیل‌ها و برخی صنایع مناسب می‌باشد.

·         آسفالت و قیراندودی:در حال حاضر 75 درصد از باقیمانده حاصل از عملتقطیر در خلاء برای پوشش جاده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

·         موارد استعمال داروئی:از قبیلوازلینباعث نرم شدنپوستبدن گردیده و برای بهبود سرمازدگی نیز موثر است.

·         پارافین:از پارافین ذوب شده و خالص شده جهت ساخت داروهای زیبائیاستفاده می‌گردد.

·         گلیسیرین:مقدار قابل ملاحظه ای از این ماده ، از نفت تهیه می‌گردد. علاوه بر مصارفی که گلیسیرین در صنعت (برای تهیه باروت دینامیت ، مرکب و غیره) دارد، از آن برای فرم نگه داشتن پوست بدن و یا تهیه داروهائی از قبیلگلیسیرینیدهاستفاده می‌شود.

در ابتدا بد نيست که يک نگاه کلی به سرچشمه  نفت خام و ترکيبات آن بيندازيم. بسياری از دانشمندان عقيده دارند که نفت از باقيمانده موجودات ريز و گياهانی که صدها ميليون سال پيش در درياها می زيسته 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 می شوند 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 می شود.

اما ترکيبات نفت خام چيست؟ نفت خام مخلوطی از هيدروکربنهای مختلف است از هيدروکربنهای سبک C1 تا هيدروکربنهای سنگين. همچنين شامل بعضي از نمکها ، فلزات و غيره می باشد. 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 هيدروکربن ها می باشد. به علاوه ترکيبات ديگری به رنگهای آبی و  زرد نيز ديده می شود که نمکها و ساير ناخالصی ها می باشند.