دید کلی

نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه‌ایاز هیدروکربورهای مختلف ، به اشکالمایع و یاگاز در مخازن زیرزمینی وجوددارد. پترولیوم درشیمی و زمین شناسی ،اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربوره‌ای اطلاق می‌شود که توسط چاههای نفت از داخل زمیناستخراج می‌شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورتگاز است که به نامگازطبیعی نامیده می‌شود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی ( 15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه)، به صورت مایع در آمده که به آننفت خام می‌گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می‌ماند.

تاریخچه و سیر تحولی

مواد نفتی از زمانهای بسیار قدیم مورد استفاده قرارمی‌گرفته است. نادر شاه با استفاده از روشن کردن مشعلهای نفت موفقیت چشمگیری در فتحهندوستان بدست آورد. بیشتر تولیدات نفتی تا نیمه قرن نوزدهم از طریق چشمه‌های نفتیبا گودالهای کم عمق و چاههای دستی حفر شده در مخازن نفتی که عمق ، صورت می‌گرفتهاست. حفاریهای نسبتا عمیقتر جهتاستخراجنفت در ابتدا در ناحیه پچل بورن فرانسه صورت گرفته است. در این ناحیه ماسه‌هاینفتی در سطح زمین بطور قابل ملاحظه‌ای گسترده می‌باشد.
بهره‌برداری ازشیلهای نفتی در سال 1847 در شیلهای کربنیفرناحیه توربن اسکاتلندآغاز شد. تکنولوژی حفاری با سیم بکسل در سال 1859 توسط کلنل دریک به کار گرفته شد. همزمان باآن ، رشد سریع حفاری در آمریکای شمالی و نقاط دیگر جهان آغاز شد. تولید هیدروکربورمایع در نیمه قرن نوزدهم با احداث و توسعه پالایشگاهها به سرعت توسعه یافت.

با رشد و گسترش پالایشگاهها انواع تولیدهای نفتی مشتمل بر گازهای سبک ،نفت سبک،نفت سنگینو مشتقات سنگینتر هیدروکربوریتولید شد. با شروعجنگجهانی اول ( 1914 - 1918 ) نیاز به مواد نفتی به شدت افزایش یافت. اولینچاه نفت در 1859 در یک ساختمان تاقدیسی درایالت پنسیلوانیای آمریکاحفر گردید. درایرانهم اولین چاه نفت در 1902 در تاقدیس مسجد سلیمان در شمالاهواز به نفترسید.

منشا نفت

منشا نفت به احتمال قریب به یقین از مواد آلی است. به این معنیکه بقایای گیاهی و جانوری پس از نهشته شدن در کف حوضه‌های رسوبی و مدفون شدن بهوسیله رسوبات اولیه ، در معرض پاره‌ای واکنشهای بیوژنیک قرار می‌گیرند و به ازاءافزایش ضخامت رسوبات به تدریج تبدیل به مواد هیدروکربوری و نفتهای خام اولیهمی‌شوند، گذشت زمان و استمرار تحولات مکرر شیمیایی و بیوشیمیایی ، کیفیت نفتهایاولیه را ارتقا داده و نهایتا آنها را بهنفت خام قابل استفاده برای مصارف مختلف تبدیل می‌کنند.

برای تشکیل نفت تجمع مواد آلیبه مقدار قابل ملاحظه و کافی ، ضروری است. این نیاز در حوضه‌های رسوبی تامینمی‌گردد که ، مواد آلی در آنها درصد بالایی از مواد رسوبی را تشکیل داده و نهشتگیاین دو به صورت توام و هم زمان صورت می‌گیرد. حاصل آنکه نفت در طبقات رسوبی غنی ازمواد آلی تشکیل خواهد شد. برای تشکیل نفت طبقات مولد نفت ، افزون بر فراوانی موادآلی ، حفظ آنها در لابلای رسوبات در برگیرنده ، از شروط اساسی است. چنانچه روندنهشتگی مواد در حوضه‌های رسوبی ، به قدر کافی سریع باشد، فرصتی برای تجزیه و فسادمواد آلی باقی نمانده و موجبات حفظ آنها ، فراهم خواهد شد

پس از مدفون شدنمواد آلی در داخلرسوباتو تامین ضخامت لازم از رسوبات جدیدرویی ، با دخالت عوامل بیوژنیک و فیزیکو شیمیایی خاص ، مولکولهای آبی به مولکولهایهیدروکربوری ساده و نفتهای اولیه که از ساختار مولکولی پیچیده برخوردار هستند،تبدیل و تحول می‌یابد، سرانجام با پلیمریزه شدن هیدروکربورهای فوق ، تحول آنها بهمولکولهای منظم و بزرگ و یا کوچک با آرایش مولکولی منظم در نفت خام مایع و گازتکمیل می‌گردد. این تحولات در رسوبات و سنگهای مولد نفت ، انجام می‌گیرد. معمولااین نوع سنگها از جنس شیلهای سیاه رنگ است که به آنها شیلهای آلی هم می‌گویند.

اشکال گسترش نفت

توده‌های نفتی بر حسب آنکه در سطح زمین ظاهر شوند و یا درداخل طبقات زیرزمینی مدفون و محبوس شده باشند بهدو گروه زیر تقسیم می‌شوند:

گسترش‌های سطحی

مواد نفتی در محلهای مساعد از طریق شکستگیها و بازشدگی‌ها، همواره به سطح زمین رسیده و بر آن جاری می‌شوند و از آنجا گسترش‌های سطحی گاز یامایع را تشکیل می‌دهند.

گسترش‌های سطحی به صورت مایع و گاز :در این نوع گسترشهای سطی موادهیدروکربوری به صورت مایع و یا گاز ، همراه مواد تخریب یافته سر راه ، به سطحمی‌رسند و از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سرچشمه نفت :مواد نفتی ممکن است به صورت گاز یا مایع از طریق درزها ،شکافها ، سطوح گسلی ، سطوح دگرشیبی و یا سطوح چینه‌بندی طبقات به صورت چشمه نفت ،در سطح زمین ظاهر شوند.

گل فشانها و جریانهای گلی :گل فشانها گازهای پرفشار در حال فورانیهستند که همراهآب ، گل ، خرده سنگها و گاهی اوقاتهم نفت مایع ، از مجاری‌ای که به سطح زمین راه باز کرده‌اند، خارجمی‌شوند.

گسترشهای سطحی جامد :در پاره‌ای از موارد گسترشهای سطحی به صورت مایعاتبسیار غلیظ و گاهی هم به شکل خمیری دیده می‌شوند، این قبیل نفت‌ها ، تحت نامهایمختلف از قبیل تار ،آسفالت ،موم ، پیچ و قیرهای سخت و شکننده معرفی می‌شوند. و شامل موارد زیرمی‌باشند:

o        نفت‌های جامد پراکنده :نفت آغشته به مواد رسوبی ، به طور مختلف درمجاورتاتمسفر قرار گرفته و به تدریج اکسید شده و به مرور سخت‌تر می‌گردند.

o        مجتمع‌های نفتی رگه‌ای:گروهی از هیدروکربن‌های جامد، به صورت رگه‌هایی،حفره‌ها و فضاهای خالی داخل طبقات را اشغال کرده‌اند.

·         شیلهای نفتی :واژهشیلنفتی به انواع مختلف شیلهای قیردار که محتوی مقدار قابل ملاحظهمواد آلیاست، اطلاق می‌گردد. این مواد کهدر واقع حد واسط بین مواد آلی اولیه و نفتها است. کروژن نامیدهمی‌شود.

گسترش‌های نفتی زیرزمینی

گسترشهای مواد نفتی در زیرزمینی، عمدتا از نظرارزش اقتصادی آنها طبقه‌بندی می‌کردند و شامل موارد زیر می‌باشند.

·         مخازن نفتی :مخزن نفت ساده‌ترین شکل جمع یک ذخیره نفتی در زیر زمین وکوچکترین واحد از نظر اقتصادی است.

·         میدان نفتی :وقتی چند مخزن در وضعیت مشترک و خاصزمینشناسی ، اعم از ساختمانی و یاچینهشناسی ، قرار گرفته باشند، چنین مجموعه و یا گروه مخازن را میدان نفتیمی‌گویند.

·         حوضه نفتی|حوضه‌های نفتیحوضهنفتی ، منطقه و یا محدوده جغرافیایی‌ای است که در آن میدانها ومخازننفتی متعددی ، وجود دارد، که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایطمحیطی و رسوبی معین و مستقل گرد آمده‌اند.

موارد کاربرد نفت

نفت خام استخراج شده از چاههای نفت ، لازم است جهت مصرف، پالایش شده تا انواع سوختهای مایع و گازی از آن بدست آید. فرآورده‌های پالایشگاهیبرحسب درجه تقطیر و فرآیندهای تصفیه ، از انواع بسیار زیادی برخوردار است. اینفرآورده‌ها افزون بر تامین سوختهای مختلف خانگی و صنعتی ، به عنوان مواد اولیه برایصنایع مادر در جهان امروز است که تنها بر مبنای فرآورده‌های پالایشگاهی استوار است.

نفت سنگین

مقدمه

نفت سنگین و بیتومن نیمه جامد ، کارتهای برنده منابع جهانیهیدروکربوری به شمار می‌آیند. نفت سنگین نفتی است که در شرایط عادی مخزن روانمی‌شود، اما تولید آن به روشهای استحصال نفت پیشرفته ( EOR ) نیازمند است. نفتی راکه معمولا در مخزن روان می‌شود،قطرانمی‌نامند. گر چه قطران در همه سنگها یافت می‌شود، اما بیشترین توجه به تجمعات عمده‌ای آن درماسه سنگها معطوف شده است، که آنها راماسه‌های قیریمی‌گویند.
درمناطق معدودی که قطران را از ماسه‌های قیری استحصال می‌کنند تا بیش از پیش شبیه نفتشود. قطران و نفت سنگین نسبت بهنفت خام از مطلوبیت کمتری برخوردار است، زیرا نمی‌توان به همان آسانی آنها را بهبنزین تبدیل کردو پس از فرآوری و پالایش آنها مقادیر زیادتری از فرآورده‌های نفت سنگین بر جایمی‌ماند. همچنین آن حاویگوگرد ونیتروژن زیادتری نسبت به نفت خام بوده و در برخی نواحی مقدار زیادی فلز ، بویژهنیکل وانادیومدارد.

منشا نفت سنگین و ماسه‌های قیری

به نظر می‌رسد اغلب نفتهای سنگین وماسه‌های قیری بقایای نفتهای نمونه‌ای باشند که در اثر واکنش باآبهای زیر زمینیوباکتریهادر اعماق نسبتآ کم دگرسان شدهبودند. در اینگونه محیطها ،آبزیرزمینی اکسیژن‌دار در فرآیندی به نامآب شویی، بخشی از نفت را در خود حل کرده واکسید می‌کند. هنگامی که باکتریهای موجود در آب بخشی از نفت را به عنوان غذای خوداستفاده می‌کنند و در این رهگذر ابتدا مولکولهای سبکتر را تجزیه می‌کنند، فرآیندیبه نامفروسایی باکتریروی می‌دهد.

این فرآیندها موجب خارج کردنهیدروژن و افزودن بر مولکولهای سنگین نفت شده ، آنها را به حالتوشکساندر می‌آورد. ماهیت فرآیند فروسایی باکتریاییاساسآ بر گشت ناپذیر است و براساس مطالعات انجام شده ، قطران و نفت سنگین حتی اگردر اعماق زیادی که درآنکروژن می‌تواندنفت تشکیل دهد، قرار گیرند نیز به سادگی بهنفتتبدیل نمی‌شوند.

عمده‌ترین ذخایر نفت سنگین

بزرگترینکانسارهایماسه قیریجهان درآتاباسکادر شمال شرقیآلترتاواقع شده استکه از دو کارگاه استخراجی آن سالانه 73 میلیون بشکه نفت تولید می‌شود. بزرگترینآنها ، کارگاه3.6میلیارد دلاریسینکروداست که ازآن سالانه 120 میلیون تن ماسه قیریاستخراج شده و علاوه بر تولید مقادیر فراوانیککوگازسوختی ، حدود 11 درصد تولید نفت کانادا را تامین می‌کند.

ماسه این ناحیهحدودا تا 14درصد قطران با روشهایاستخراج نوریکه جزء بزرگترین عملیات درجهان هستند برداشت می‌شود. سپس ماسه را با آب بسیار داغ می‌شویند و قطران را از آنجدا می‌کنند و با افزودن هیدروژن و انجام دیگر فرآیندهای شیمیایی آنرا بهنفت خاممصنوعی تبدیل می‌کنند. بدین ترتیب نزدیک به 83 درصد از قطران به نفت خام مصنوعیتبدیل می‌شود و این میزان استحصال بسیار بهتر از آن مقداری است که از بسیاری ازچاههای نفت بدست می‌آید قطران تا 5 درصد گوگرد به همراه دارد که در طول فرآوری بیشاز 98 درصد آن استحصال می‌شود.

گرچه ممکن است حجم ذخایر در جای ماسه قیری درآتاباسکا به یک تریلیون بشکه برسد، اما با روشهای کنونی فقط مقدار کمی از آنها درحدود 35 درصد ، میلیارد بشکه قابل استخراج است. کمربنداوفیسیناتمبلادورمربوط بهاولیگوسندر بخش شرقیونزوئلامی‌تواند 200 میلیارد بشکه ماسه قیری در خودجای داشته باشد و در حضور ماراگایبو در غرب ونزوئلا نیز ذخایر بزرگ نفت سنگین وجوددارد. اکثر ذخایر دیگر جهان ، از قبیل ذخیره 900 میلیون بشکه‌ای آسفالت ریج درایالتیوتا، به مراتب کوچکتر است.

تفاوت ماسه‌های قیری با نفت خام

به دلایل متعدد نمی‌توان ذخایر ماسه قیریرا مستقیمآ با ذخایر نفت خام مقایسه کرد. اولآ ، بدون در نظر گرفتن آنچه که در طیبهره برداری به هدر می‌رود، ذخایر ماسه قیری نشان دهنده کل نفتی است که در آنجاوجود دارد، ثانیآ چون اکتشاف آنها به اندازه نفت خام تکامل نیافته است، وسعت وکیفیت واقعیقیردر این ذخایر با قطعیت شناخته شده نیست. ثالثآ ، با روش روباز که اکنون اقتصادی است، فقط بخش کوچکی از ماسه‌های واقعی قیررا می‌توان استخراج کرد.

پژوهشکده پالایش نفت

 آزمایشگاه : طیف سنجی مولکولی

 آزمایشگاه : میکروسکوپ الکترونی و اشعه ایکس  

آزمایشگاه: استاندارد  

 آزمایشگاه: جذب اتمی و تجزیه های عمومی

 آزمایشگاه: سیالات گازی

 آزمایشگاه : قیر 

 آزمایشگاه : راهسازی  

 آزمایشگاه : پایلوت تقطیر 

 آزمایشگاه : تقطیر میکرو

 آزمایشگاه : تصفیه روغن  

آزمایشگاه : تقطیراتوماتیک و دستی  نفت خام 

 آزمایشگاه : تفکیک هیدروکربنهای نفتی  

 آزمایشگاه : تفکیک