شباب ابا تقرير عن(نفط ومشتقاتها)للصف 2\ادبي لماده كيمياء ربي يحفظكم ويوفقكم ساعدوني [الأرشيف]

قصه حزينه 2009م

02-05-2010, 08:00 PM

البترول(النفط)
النفط أو البترول (كلمة مشتقة من الأصل "بيترا" والذي يعني صخر و "أوليوم" والتي تعني زيت)، ويطلق عليه أيضا الزيت الخام، كما أن له اسم دارج "الذهب الأسود"، وهو عبارة عن سائل كثيف، قابل للاشتعال، بني غامق أو بني مخضر، يوجد في الطبقة العليا من . وأحيانا يسمى نافثا، من ("نافت" أو "نافاتا" والتي تعني قابليته للسريان). وهو يتكون من خليط معقد من وخاصة من سلسلة ولكنه يختلف في مظهره وتركيبه ونقاوته بشدة من مكان لأخر. وهو مصدر من مصادر الهام للغاية (). النفط هو المادة الخام لعديد من المنتجات الكيماوية، بما فيها .
ما هو البترول:
البترول سائل دهني ، زيتي ، لزج ، قابل للإشتعال ، يحتوي على طاقة مركّزة وعالية جدّا ، سهل الضخ والتخزين والنقل والإستعمال لأجل سيولته ، له ألوان مختلفة حسب المواقع وظروف التخلّق ، تتراوح بين الرمادي العميق القريب من الأسود ، والأصفر الباهت ، والأصفر . ويعطي عند التعرض إلى الضوء ألوانا مشعة تميل إلى الخضرة والزرقة .

نشاة النفط:
هناك نظريتين تفسر نشاة النفط
1- النظرية غير العضوية:
تفترض أن المركبات الهيدروكربونية النفطية في باطن الأرض من بخار الماء الساخن مع كربيدات الفلزات وتحت تأثير الحرارة والعوامل الحافزة كما في المعادلات التالية :
Al4C3+12H2O à4Al(OH)3+ 3CH4
CaC2 +2H2O àC2H2 + Ca(OH)2
النظريه لم تجد ما يؤيدها لعدم وجود أثر كربيدات الفلزات ووجود عنصر النيتروجين في بعض المركبات.
2- النظرية العضوية

تفترض أن الزيت الخام ناتج من تحلل بقايا الحيوانات البحرية والنباتات إلى مكوناتها العضوية التي اختلطت بالطين بمرور الزمن ودفنت تحت طبقات رسوبية , وبتأثير الحرارة والضغط تحولت المواد العضوية إلى مواد شمعية تسمى كيروجين , ومعها هيدروكربونات سائلة وغازية , وبفعل التغيرات الجيولوجية انتقلت هذه المادة عبر طبقات الصخور إلى أن تم احتجازها في طبقات مسامية مكونة حقول الزيت
تصنيفه
البترول مكوّن كيميائي من صنف الهيدروكربونات Hydrocarbures ، مركب من سلاسل طويلة من الكربون Carbone والهيدروجين Hydrogéne ـ ونسب ضئيلة من الكبريت والنتروجين والأكسيجين ـ تختلف في طريقة تلاحم ذراتها ، وتكسبه خصائص متميزة في كل حالة ، مكّنتْ من تصنيفه إلى ثلاث أنواع :
الهيدروكربونات البرافينية Paraffiniques .
الهيدروكربونات النافتية Naphteniques , bitumeux .
الهيدروكربونات الأروماتية Aromatiques .

والفرق بين أنواع البترول يكمن في نِسَب مقادير هذه الهيدروكربونات في المزيج النفطي ، ودورها في تحديد مواصفات جودته بالقياس إلى المنتوج بعد التكرير ، وإعداده للإستهلاك . ولا نريد الدخول في التفاصيل لأن الموضوع يتناول جانبا معقّدا من الكيمياء العضوية ، وهو ليس من أهداف هذا البحث .
وتتعدّى دراسة البترول والغاز المستفيضة حدود علم واحد إلى كل العلوم الطبيعية تقريبا . فلمعرفة أصله ، لا بدّ من الإستنجاد بعلوم الجيولوجيا ، وكيمياء البترول ، وعلم آثار النبات ، وكيمياء الأحياء ، والميكروبيولوجيا ، والبيوجيوكيمياء ، والكيمياء الفيزيائية ، والكيمياء العضوية . أما دراسة قوانين تجمّعه ، وحركته في باطن الأرض ، فتتطلّب منّا الإلتجاء إلى علوم أخرى ـ فوق ما ذكرناه ـ مثل الجيوفيزياء ، والهيدروجيولوجيا ، والهيدروديناميك الخ...

أثناء عملية الضخ، في بئر بالقرب من سارينا،أونتاريو، 2001

تركيب البترول

أثناء عمليات التصفية، يتم فصل الكيماويات المكونة للنفط عن طريق وهو عملية فصل تعتمد على النسبية (أو قابلية التطاير النسبية). المنتجات المختلفة (بالترتيب طبقا لنقطة غليانها) بما فيها الغازت الخفيفة (مثل: ) كالتالي: وهكذا. والتقنيات الحديثة مثل يمكن أن تفصل بعض الأجزاء من النفط إلى مركبات فردية، وهذه طريقة من طرق تستخدم غالبا في أقسام التحكم في الجودة في .
ولمزيد من الدقة، فإن النفط يتكون من وهذه بدورها تتكون من وبعض الأجزاء غير الكربونية والتي يمكن أن تحتوي على وبعض الكميات الضئيلة من الفلزات مثل أو ومثل هذه العناصر لا تتعدى 1% من تركيب النفط .
وأخف أربعة هم: CH4، C2H6، C3H8، C4H10. وهم جميعا غازات. ونقطة غليانهم -161.6 ° و -88 C° و -42 C° و -0.5 C°، بالترتيب (-258.9، -127.5، -43.6، -31.1 °)
مدى السلاسل C5-7 كلها خفيفة، وتتطاير بسهولة، نقية. ويتم استخدامهم سوائل ومنتجات التجفيف السريع الأخرى. أما السلاسل من C6H14 إلى C12H26 تكون مختلطة ببعض وتستخدم في الجازولين. ويتم صنع من السلاسل C10 إلى C15، ثم / في المدى من C10 إلى C20، و يتم استخدام الأثقل من ذلك في محركات السفن. وجميع هذه المركبات النفطية في درجة حرارة الغرفة.
منتجات للنفط الخام
شبه الصلب (بما فيه ) تتراوح من C16 إلى C20.
السلاسل الأعلى من C20 تكون صلبة، بداية من شمع ثم بعد ذلك .
مدى درجات الغليان لمكونات النفط تحت تأثير الضغط الجوي في التقطير التجزيئي بالدرجة :
: 40 – 70 C° يستخدم
خفيف: 60 – 100 C° يستخدم كوقود
بنزين ثقيل: 100- 150 C° يستخدم كوقود للسيارات
: 120 – 150 C° يستخدم كمذيب ووقود للمنازل
: 150 – 300 C° يستخدم كوقود
: 250 – 350 C° يستخدم / للتسخين
: > 300 C° يستخدم
الأجزاء التبقية:
كيف يتم تكرير البترول الى مشتقاته
النفط الخام (البترول) مزيج معقد من المواد الكيميائية العضوية، وبشكل أساسي الهيدروكربونات. يتم فصل الهيدروكربونات المختلفة (مشتقات البترول) من خلال التقطير في معمل التكرير. يتطلب هذا تسخين النفط حتى تتحول بعض أجزائه إلى بخار، ثم يتم تجميع البخار وتبريده.
المكونات الخفيفة تحترق أولاَ. عندما تزداد درجة الحرارة، تبدأ المكونات الأثقل بالغليان. وأخيراً، يبقى الكربون والقار فقط.

يتم نقل معظم النفط الخام من آبار النفط إلى معامل التكرير من خلال خط أنابيب أو بواسطة سفينة. وهذا سبب وجود معظم معامل التكرير قرب البحار أو الأنهار.

درجة الحرارة التقريبية

°مئوية
°فهرنهايت
المشتق
الاستخدامات
أقل من 0
أقل من 32
الغازات الذائبة
اسطوانات الغاز والوقود
65
150
البترول (البنزين)
وقود للسيارات
130
270
النفط
يستخدم في اللدائن
200
400
الكيروسين
وقود للطائرات
250
480
زيت التدفئة
وقود لخزانات التسخين
300
570
زيت الديزل
وقود للسيارات والشاحنات
330
620
زيوت التشحيم والشمع
زيوت تشحيم للمحركات والآلات
370
700
زيت الأفران
وقود للأفران الصناعية
أكثر من 400
أكثر من 759
بيتيومين (القار)
أرضيات الشوارع

مراحل إنتاج النفط( تكرير النفط):
الجدير بالذكر المراحل الثلاث التالية يسبقها عمليات ضخمة للتنقيب عن النفط وحفر الآبار واستخراجه منها ونقله إلى الوحدات التالية لفصل مكونات النفط للاستفادة منه بشكل أكبر

ً

اولا
وحدة
الفصل
( الفرز)

فصل مكونات الزيت الخام إلى غازات وسوائل متكثفة خفيفة وثقيلة دون إحداث تغير كيميائي

1- التقطير التجزيئي
2- الاستخلاص بالمذيبات
3- التبريد

ثانيا
وحدة
التحويل

لتحويل السوائل المتكثفة الثقيلة إلى مواد خفيفة أقل في عدد ذرات الكربون

1-التكسير الحراري
2-التكسير بالعامل الحافز
3-الالكلة

ثالثا
وحدة
المعالجة
والتقنية

لإزالة الشوائب التي تؤثر على خصائص المنتجات وتحسين المنتج والتغلب على مشاكل تأكل الأجهزة

1-المعالجة الكيميائية
2-الهدرجة

1/وحدة الفصل
فصل مكونات النفط بالتقطير التجزيئي في برج التقطير.

جهاز تكرير النفط في المصافي يتكون:
1-فرن،2- مدخنة،3-مكثف، 4-برج تقطير كبير مكون من ادوار لكل دور مخرج

نواتج تكرير البترول:

1/ مواد غازية(غاز البيوتان)
E مواد هيدروكربونية عدد ذرات الكربون ( 1 إلى 4 ) البيوتان C4H10
يستخدم كوقود غازي
2/سوائل متطايرة(البنزين)
*مواد هيدروكربونيةعدد الذرات من 1 الى 5
يستخدم وقود للسياراتتعتمد جودته برقم الاوكتان*

C8H18
3/ الكيروسين(القاز)
E مواد هيدروكربونية عدد ذرات الكربون ( 10 إلى 16 )
E يستخدم وقود للطائرات ./
4/ سائل الديز
E مواد هيدروكربونية عدد ذرات الكربون ( 14 إلى 20 )
E يستخدم كوقود للشاحنات وبعض السيارات
5/سائل السولار :
E تتكثف بين 250 - 300 م0 وقود المركبات الفضائية ولأغراض التدفئة.
6/سوائل ثقيلة
E تتكثف عند أكبر من 300 م0 لتصنع منها الزيوت والشحوم.
7/ بقايا غير متطايرة :
E تتجمع على شكل زفت لتعبيد الطرق.
2-وحدة المـعالجة والتنقية
بعض المنتجات النفطية التي تنتج من برج التقطير تمثل مزيجاً من عدة مواد بسبب تقارب درجات غليانها ، لفصل هذه المواد عن بعضها البعض لتكون نقية وخالية من الشوائب ليتم الاستفادة منها . تتم معالجتها وتنقيتها
بعدة طرق منها :
· التنقية بالمعالجة الكيميائية.
استخدام مواد كيميائية (هيدروكسيد الصوديوم ، حمض الكبريت ، كلوريد النحاس) لغرض تنقية المنتجات البترولية.
· التنقية بالـهـدرجـة
250 - 400 r
منتجات نفطية نقية بعض المنتجات النفطية غير نقية ض جـ عالي + مواد حافز
ملاحظة :
تخزين النفط وتصديره: يخزن النفط في خزانات خاصة تمهيداً لنقل داخل وخارج الدولة
3-وحدة التحويل:
المواد الناتجة من عملية الفصل في برج التقطير
مواد ذات كتل جزيئية صغيرة
ومواد ذات كتل جزيئية كبيرة
تحتوي عدد من ذرات الكربون ما بين ( 1 – 10 )
تحتوي عدد من ذرات الكربون ما يزيد على 70 درة كربون
الطلب العالمي يزداد على هذا النوع
طرق تعمل على تحويل الجزيئات الكبيرة إلى جزيئا صغير الكتل ( لتغطية الطلب العالمي )

من هذه الطرق
· التكسير الحراري:
عملية تحويل المركبات العضوية الكبيرة إلى مركبات عضوية أصغر بواسطة الحرارة
· التكسير بالعامل الحـافز:
عملية تحويل المركبات العضوية الكبيرة إلى مركبات عضوية أصغر بواسطة مواد كيميائية حافزة
تعمل على ( زيادة سرعة التفاعل ــــ تحديد أماكن كسر الرابطة )
التكسير الحراري :
تكسير الجزيئات الهيدروكربونية الكبيرة إلى جزيئات صغيرة بتأثير الحرارة العالية والمواد الحافزة.
مثال
لديك مادة نفطية هيدروكربونية صيغتها الجزيئية C12H26 بتوفير الظروف اللازمة لعملية التكسير يتم الكسر على الرابطة
الثانية : لتعطي مركبات ناتجة عن الكسر هي

الخاتمة
تتحول الطاقة من النبات ( البناء الضوئي ) إلى آكله وهكذا تتسلسل انتقال الطاقة من مخلوق إلى آخر عبر السلسلة الغذائية حتى يموت الكائن الحي
ويتحلل جسمه ويطمر في الأرض ثم تتحول إلى البقايا العضوية بمرور الزمن وتحت ضغط وحرارة معزول عن الهواء تعود الطاقة وتتكون في باطن الأرض على هيئة نفط وغاز طبيعي

((منقول))