دبیرخانه دائمی طرح دانش آموزی «با کیمیا»

تلفن دفتر روابط عمومی تهران: 66515514 / info@bakimia.ir

برچسب: پالایشگاه

زغال‌سنگ و نفت چگونه به وجود می‌آیند؟
زغال‌سنگ و نفت چگونه به وجود می‌آیند؟

مراحل تشکیل انوع زغال‌سنگ

زغال سنگ نام یک کانی سیاه رنگ و پر انرژی است ، که از بقایای درختان ، بوته‌ها و سایر گیاهان زنده‌ی سال به وجود می‌آید. نشو و نمای این گیاهان در دوره‌هایی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب زغال سنگ ، یک سنگ رسوبی بود ، صورت گرفت.
اگر چه برخی از معادن زغال‌سنگ ۴۰۰ میلیون سال قبل و در دوره انسان سیلوری  تشکیل یافته است ، اما قسمت اعظم این ذخایر تقریبا ۲۵۰ میلیون سال پیش  پایان دوران اول  پدید آمدند. سپس اوضاع برای رشد سرخس‌های دانه‌دار گرمسیری بسیار عظیم و درختان بدون گل غول پیکر ، در باتلاق‌های وسیع فراهم شد.
این گیاهان بعد از خشک شدن و از بین رفتن به داخل باتلاق‌ها می‌افتادند و بر اثر خروج اکسیژن ، فساد بی‌هوازی تسریع می‌شد. پوشش گیاهی به ماده‌ای لجن مانند ، به نام پیت تبدیل شد. پیت‌ها بسته به درجه فساد ، برخی قهوه‌ای و اسفنجی و بعضی سیاه و فشرده بودند. دریا بر روی چنین ته‌نشست‌هایی پیشروی کرد و رسوبات معدنی بر روی آنها فرو نشست. پیت در زیر فشار خشک و سخت شد و به زغال‌سنگ پیت (لنیت یا لیگنیت ، که به زغال‌سنگ قهوه‌ای نیز موسوم است) تبدیل شد.
فشار بیشتر و گذشت زمان ، زغال‌سنگ قیردار را به وجود آورد ، که هر ۶ متر ضخامت رسوب گیاهان نخستین به ۰.۳ متر زغال سنگ تبدیل شده بود. فشارهای زیادتر که ناشی از چین‌خوردگی پوسته زمین ، به صورت رشته کوههای عظیم بود ، سخت‌ترین و مرغوب‌ترین نوع زغال سنگ ، یعنی آنتراسیت را به وجود آورد. کیفیت زغال‌سنگ از روی نسبت مقدار کربن تثبیت شده ، به مقادیر رطوبت و ماده‌ی فرار (ماده‌ای که بر اثر حرارت به گاز تبدیل می‌شود) تعیین می‌گردد.

منشأ نفت و گاز طبیعی

با همه تلاش گسترده و صرف وقت فراوانی که برای یافتن و استخراج نفت و گاز طبیعی صورت گرفته است ، انسان هنوز درباره منشأ این مواد به نحو شگفتی بی‌اطلاع است. پاره‌‌ای واقعیت‌های پذیرفته شده در این مورد عبارتند از :

۱- نفت و گاز از ترکیباتی با منشأ زیست شناختی (بیولوژیکی) تشکیل شده‌اند.

۲- قسمت اعظم انواع نفت محتوی پورفیرین (مجموعه‌ای از ترکیبات هیدروکربن‌دار) است ، که یا از کلروفیل و یا از « همین »  – ماده قرمز کننده‌ی خون – مشتق شده‌اند.

۳- قسمت‌های لیپیدی موجودات (چربی‌ها و مومها) ، منبع سرشاری برای تشکیل نفت و گاز فراهم آورده‌اند.

۴- امکان دارد که در اوضاع فعلی بتوان هیدروکربن‌های نفت‌مانند را در رسوب‌های جوان دریایی پیدا کرد.

* باید توجه داشت که : نفت معمولا با سنگ‌های رسوبی که بر اثر فعالیت‌های دریایی ته‌نشین شده‌اند ، توأم است.

دیاژنز

دیاژنز به مجموعه اعمالی گفته می‌شود که در ضمن آن ، تغییرات شیمیایی ، رسوبات سست را به صخره تبدیل می‌کند. این پدیده با حرارت و فشار نسبتا پایین صورت می‌گیرد. دیاژنز از این واقعیت ناشی می‌شود که نفت را می‌توان به مقادیری که از نظر تجاری مقرون به صرفه باشد ، در اعماق بین ۳۰ تا ۷۵۰۰ متر پیدا کرد. این تفاوت عمیق معرف آن است که برای تشکیل نفت ، وجود فشار یک ضرورت اجتناب‌ناپذیر نیست. دمای زیاد (یعنی بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتیگراد) نیز ضرورتی ندارد.

ترکیبات نفت خام

نفت خام مایعی تیره رنگ است و بوی مخصوصی دارد. این مایع ترکیبی از هزاران ماده شیمیایی مختلف بوده ، که از گازهای بسیار سبک تا مواد نیمه جامدی مانند قیر ، موم یا پارافین در آن یافت می‌شود. تقریبا ۸ درصد نفت موجود در سنگ‌های دوران اول زمین‌شناسی و ۶۳ درصد آن در سنگ‌های دوران سوم زمین‌شناسی و ۲۹ درصد در سنگ‌های دوره‌ی اول از دوران چهارم زمین‌شناسی تا عصر یخچال‌ها یافت می‌شود.

پالایش نفت

نفت خام حاصل از چاه دارای مواد ناخواسته از قبیل آب و جامداتی مانند :
شن ، قیر و گازهای متان و اتان می‌باشد. برای جداسازی اینگونه عوامل ، آن را وارد مخازنی می‌کنند ، تا جامدات موجود در آن ته‌نشین شده و گازهای آن خارج شود. سپس وارد جداساز سانتریفوژی می‌شود ، که نقش آن جدا کردن تتمه آب ، گاز و جامدات معلق در آن می‌باشد. برای حذف نمک‌های معدنی ، نفت را با آب ولرم می‌شویند. آنگاه قسمتی از نفت توسط لوله به پالایشگاه فرستاده شده و قسمتی جهت صدور به بنادر تلمبه می‌شود.

انواع تقطیر

۱- تقطیر در فشار محیط : در این روش ، فرآیند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.

۲- تقطیر با بخار آب : وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده‌ی مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد ، فشار بخار یکی از مواد ، تحت تأثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد ، تقطیر می‌شود.

۳- تقطیر در خلأ : در این روش ، فرآیند تقطیر در خلأ (در فشار ۴۰ میلیمتر جیوه) صورت می‌گیرد.

۴- تقطیر در خلأ و بخار : این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفــاده‌ی همزمـــان از پمپ خلأ ، جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. به طور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.

۵- تقطیر در فشار : این روش برعکس تقطیر در خلأ بوده و باعث می‌شود که فرآیند تقطیر ، در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکول‌های نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می‌دهد.

۶- روش‌های جدید تقطیر : این روش‌ها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده ، که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.