المنتجات البترولية و تطبيقاتها
يُعد النفط الخام (البترول) موردًا طبيعيًا حيويًا ينتج، عبر عملية التكرير، مجموعة واسعة من المنتجات النفطية والمشتقات البترولية. هذه المنتجات أساسية للحياة الحديثة، حيث تعمل كمصادر رئيسية للطاقة، ومواد خام لعدد لا يحصى من الصناعات، ومكونات أساسية في السلع اليومية. تعمل عملية التكرير على فصل النفط الخام إلى كسور مختلفة بناءً على وزنها الجزيئي ودرجات غليانها.
تشمل المنتجات النفطية الأكثر شيوعًا المستهلكة عالميًا البنزين ووقود الديزل، وهما الدعائم الأساسية لقطاع النقل، يليهما عن كثب الغاز البترولي المسال (LPG) والكيروسين (بما في ذلك وقود الطائرات النفاثة).
قائمة المنتجات النفطية من الأخف إلى الأثقل
ترتب القائمة التالية مختلف المنتجات النفطية بالترتيب التقريبي لزيادة وزنها الجزيئي ودرجة غليانها، من الأخف (الغازات) إلى الأثقل (المواد الصلبة/شبه الصلبة).
-
الغاز الطبيعي المسال (LNG): في الغالب غاز الميثان (C1).
-
الغاز البترولي المسال (LPG): في الغالب البروبان (C3) والبيوتان (C4).
-
المذيبات (Solvents)
-
النافثا (Naphtha)
-
البنزين (Gasoline) (الوقود).
-
الكيروسين (Kerosene) (وقود الطائرات).
-
الديزل (Diesel)
-
قطع الزيوت (Lube Cut)
-
الزيت الأساسي (Base Oil) (زيوت التشحيم).
-
البارافين (Paraffin) (الشمع).
-
زيت الوقود / المازوت (Fuel Oil)
-
الكبريت (Sulfur)
-
فحم الكوك البترولي (Petroleum Coke)
-
البيتومين (Bitumen)
مقدمة مفصلة عن المنتجات النفطية
الغاز الطبيعي المسال (LNG) والغاز البترولي المسال (LPG) ومعنى C1، C2، C3، و C4
يتكون الغاز الطبيعي المسال أساسًا من الميثان (C1)، وهو أخف الهيدروكربونات، ويُبرَّد إلى حالة سائلة لسهولة التخزين والنقل. أما غاز البترول المسال، فهو خليطٌ يتكون أساسًا من البروبان (C3) والبيوتان (C4)، ويُسال تحت الضغط. ويُستخدم كلاهما كوقود نظيف الاحتراق للتدفئة والطهي والمركبات.
الغاز الطبيعي المسال (LNG) هو في الأساس ميثان (C1)، أخف الهيدروكربونات. الغاز البترولي المسال (LPG) هو خليط يتكون بشكل أساسي من البروبان (C3) والبيوتان (C4).
-
C1 (الميثان): CH4، المكون الرئيسي للغاز الطبيعي.
-
C2 (الإيثان): C2 H6.
-
C3 (البروبان): C3 H8.
-
C4 (البيوتان): C4 H10.
النافثا
النافثا خليط سائل قابل للاشتعال من الهيدروكربونات، يقع عادةً بين الغازات الخفيفة والكيروسين. يُستخدم بشكل أساسي كمادة خام في صناعة البتروكيماويات لإنتاج الأوليفينات (مثل الإيثيلين والبروبيلين)، وكمكون في خلط البنزين.
البنزين
يُستخدم البنزين على نطاق واسع في محركات الاحتراق الداخلي. ويُنتَج من خلال عمليات مُختلفة، منها التقطير الجوي، والتكسير الحفزي، والألكلة.
-
عملية إنتاج البنزين: تتضمن خلط مكونات مكررة مختلفة (النافثا، المواد المُعاد تشكيلها، الألكيلات، إلخ).
-
رقم الأوكتان (Octane Number): مقياس قياسي لمقاومة الوقود للاحتراق المبكر (الطرق) في المحرك.
الكيروسين
الكيروسين هو مُكَوِّن زيتي متوسط الوزن، استُخدم تاريخيًا للإضاءة والتدفئة. أما اليوم، فيُستخدم بشكل رئيسي كوقود للطائرات النفاثة (Jet A، Jet A-1) نظرًا لخصائصه المُناسبة للاحتراق في المرتفعات.
-
عملية إنتاج الكيروسين: يتم الحصول عليه بشكل أساسي مباشرة من تقطير النفط الخام.
الديزل / زيت الغاز
وقود الديزل هو جزء أثقل من الكيروسين، ويستخدم لتشغيل محركات الاشتعال بالضغط (الديزل).
-
عملية إنتاج الديزل: التقطير المباشر للنفط الخام، وغالبًا ما يتم استكماله بعمليات مثل التكسير الهيدروجيني.
-
رقم السيتان (Cetane Number): يقيس جودة اشتعال وقود الديزل.
-
الديزل منخفض الكبريت: وقود ديزل بمحتوى كبريت منخفض بشكل كبير.
-
الديزل الحيوي (Biodiesel): بديل متجدد ونظيف للديزل البترولي، مصنوع من الزيوت النباتية أو الدهون الحيوانية.
لوب كت
لوب كت هو جزء من المقطرات الثقيلة من النفط الخام المستخدم كمادة خام أساسية لتصنيع الزيت الأساسي، المكون الرئيسي لزيوت التشحيم.
الزيت الأساسي
يستخدم كمكون رئيسي لزيوت التشحيم.
-
الزيت الأساسي المجموعة 1: الأقل تكريرًا (مكرر بالمذيبات).
-
الزيت الأساسي المجموعة 2: تكرير أفضل (مكسور هيدروجينيًا).
-
الزيت الأساسي المجموعة 3: مستوى تكرير عالٍ جدًا، VI >120.
-
الزيت الأساسي المجموعة 4: صناعي بالكامل، يعتمد على بولي ألفا أوليفين (PAOs).
-
الزيت الأساسي المجموعة 5: جميع الزيوت الأساسية الأخرى (الإسترات، زيوت السيليكون، إلخ).
البارافين
البارافين خليط شمعي صلب من الألكانات العليا، يُستخرج من مكونات زيوت التشحيم الثقيلة. يُستخدم على نطاق واسع في الشموع، والطلاءات الواقية، ومستحضرات التجميل.
زيت الوقود / المازوت
زيت الوقود هو مصطلح عام يُطلق على نواتج التقطير والمخلفات الثقيلة المستخدمة في الأفران والغلايات ومحركات السفن الكبيرة (ويُطلق عليه غالبًا وقود السفن). وهو مشتق بترولي ثقيل ولزج نسبيًا.
الكبريت
يعد الكبريت أحد المنتجات الثانوية المهمة لعملية التكرير، حيث يجب إزالته من الوقود والمنتجات الأخرى لأسباب بيئية.
-
الكبريت الحبيبي (Granulated Sulfur): كبريت عنصري مُعالج إلى حبيبات صلبة، يُستخدم في إنتاج حمض الكبريتيك.
-
الكبريت المسحوق (Powdered Sulfur): كبريت عنصري مطحون بدقة، يستخدم في الزراعة وفي تقوية المطاط (Vulcanization).
فحم البترول (الكوك البترولي)
فحم البترول مادة صلبة غنية بالكربون، تُشتق من أثقل بقايا عملية التكرير. يُستخدم بشكل أساسي كوقود في محطات الطاقة، وكمادة خام للأقطاب الكهربائية في صناعات الألومنيوم والصلب.
البيتومين / الأسفلت
هو أثقل وأكثر بقايا تكرير النفط الخام لزوجة، ويستخدم بشكل أساسي كمادة رابطة في رصف الطرق.
-
عملية إنتاج البيتومين: يتم الحصول عليه بشكل أساسي عن طريق التقطير الفراغي لأثقل بقايا النفط الخام.
-
البيتومين الطبيعي: البيتومين الذي يحدث بشكل طبيعي (مثل بحيرات القار).
-
البيتومين المستحلب (Emulsion Bitumen): البيتومين المشتت كقطرات دقيقة في الماء.
-
البيتومين المخفف (Cutback Bitumen): البيتومين المخلوط بمذيب لتقليل لزوجته.
-
البيتومين المؤكسد (Oxidized Bitumen): البيتومين الذي عولج بنفخ الهواء فيه عند درجات حرارة عالية لزيادة صلابته ونقطة ليونته.
الخلاصة:
المنتجات البترولية هي واحدة من أهم مصادر الطاقة في العالم وتستخدم في العديد من الصناعات والتطبيقات. قدمت هذه المقالة بعضًا من المنتجات البترولية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يجب أيضًا ملاحظة أن الاستخدام الأمثل والمستدام للمنتجات البترولية يمكن أن يساعد في الحفاظ على البيئة وتقليل تلوث الهواء.
الأسئلة الشائعة (FAQ):
۱. ما هي المنتجات التي تُصنع من النفط؟
المنتجات النفطية لا تقتصر على الوقود فقط. العديد من مستلزماتنا اليومية مستمدة من النفط. فبالإضافة إلى البنزين والديزل، تُعدّ البلاستيك (مثل الزجاجات والحاويات)، والأقمشة الصناعية (مثل البوليستر والنايلون)، والمواد الكيميائية في مستحضرات التجميل، وحتى الأسفلت المستخدم في الطرق من المنتجات النفطية.
۲. هل الفازلين والزيوت المعدنية من المنتجات النفطية؟
نعم، الفازلين (Petrolatum) والزيوت المعدنية هي منتجات ثانوية من عملية تكرير النفط، ويتم تكريرها وتنقيتها بدرجة عالية لاستخدامها في مستحضرات التجميل والصحة.
۳. هل تُصنع الأطعمة أو المضافات الغذائية من النفط؟
بشكل مباشر، لا. لا يتم استخدام النفط كمكون غذائي. ومع ذلك، يمكن إنتاج بعض المضافات الغذائية، مثل بعض الألوان الغذائية، والنكهات، والمواد الحافظة، من مواد كيميائية مشتقة من النفط عبر عمليات معقدة. هذه المضافات تخضع لعمليات تنقية ورقابة صارمة لتكون آمنة للاستهلاك.
۴. هل البلاستيك، أحمر الشفاه، والعطور تُصنع من النفط؟
نعم. تُصنع البلاستيك من البوليمرات التي تُشتق أساسًا من النفتا (أحد المنتجات النفطية). تحتوي العديد من العطور على الكحول والمركبات العطرية الاصطناعية التي تُشتق أيضًا من النفط. أما بالنسبة لـأحمر الشفاه، فغالبًا ما يحتوي على الفازلين والزيوت المعدنية، وهي منتجات نفطية.
۵. لماذا يُستخدم الفازلين في بعض المنتجات؟
يُستخدم الفازلين في العديد من منتجات التجميل والعناية بالصحة، مثل الكريمات، والمراهم، وبلسم الشفاه، نظرًا لخصائصه المقاومة للماء. فهو يُشكّل طبقة واقية على الجلد لمنع فقدان الرطوبة والجفاف.
۶. هل تُصنع الشموع من النفط؟
نعم، معظم الشموع الشائعة، والمعروفة باسم شموع البارافين، تُصنع من البارافين، وهو منتج نفطي. البارافين هو شمع أبيض صلب يُشتق من النفط الخام.
۷. هل زيت الطبخ يُصنع من النفط؟
لا. زيوت الطبخ تُستخرج من مصادر نباتية مثل بذور عباد الشمس، الزيتون، وفول الصويا، وما إلى ذلك، وليس لها أي علاقة بالمنتجات النفطية.
۸. هل النفط مصدر متجدد؟
لا، النفط هو مصدر طاقة غير متجدد. لقد تشكل على مدى ملايين السنين من بقايا الكائنات الحية، ويتم استهلاكه حاليًا بمعدل أسرع بكثير من معدل تشكله.
۹. ما هي استخدامات المنتجات النفطية في حياتنا اليومية؟
المنتجات النفطية هي أكثر بكثير من مجرد وقود للمركبات. يتم استخدامها في إنتاج العديد من الأشياء التي نستخدمها يوميًا، مثل البلاستيك، مستحضرات التجميل، بعض الأدوية، الدهانات، وحتى بعض الألياف المستخدمة في الملابس.
۱۰. ما هو الفرق الرئيسي بين البنزين، الديزل، والمازوت؟
الفرق الرئيسي يكمن في عملية التقطير وتركيبها الهيدروكربوني. يتكون البنزين من هيدروكربونات أخف ومناسب لمحركات البنزين. يتكون الديزل من هيدروكربونات أثقل ويستخدم لمحركات الديزل. أما المازوت (زيت الوقود) فهو يتكون من أثقل الهيدروكربونات ويستخدم كوقود صناعي أو بحري.
۱۱. لماذا يعتبر القار مناسبًا لإنشاء الطرق؟
القير أو القار مادة مثالية لإنشاء الطرق بسبب خصائصه اللاصقة العالية ومقاومته للماء. كما أن مرونته تجعله مقاومًا للتغيرات في درجات الحرارة والتشقق، مما يساعد على إطالة عمر الطرق.
۱۲. هل الغاز الطبيعي المسال (LNG) هو نفسه الغاز النفطي المسال (LPG)؟
لا، إنهما مختلفان. LNG هو في الأساس الميثان الذي تم تسييله للنقل في درجات حرارة منخفضة للغاية، في حين أن LPG هو خليط من البروبان والبيوتان يتم تسييله تحت الضغط ويستخدم كوقود للمركبات أو المنازل.
لقد قرأت هذا المقال وأدركت أن الزيت الأساسي مهم جدًا في صناعة النفط. ولكن ما الفرق بالضبط بينه وبين ما نطلق عليه عادةً “مادة التشحيم” أو “زيت التشحيم”؟ يعني، هل كل زيت نشتريه يعتبر مادة تشحيم، أم أن هناك فرقًا؟
هذا سؤال ممتاز! في الواقع، جميع مواد التشحيم (مثل زيت المحرك أو زيت التروس) تُصنع من الزيت الأساسي، ولكن الزيت الأساسي بحد ذاته ليس مادة تشحيم كاملة بمفرده.
تخيل الزيت الأساسي وكأنه الدقيق في الخبز. يمكنك صنع جميع أنواع الخبز أو الكعك أو المعجنات بالدقيق، لكن الدقيق وحده لا يمتلك تلك الخصائص النهائية. الزيت الأساسي هو المادة الخام الأساسية لتصنيع مواد التشحيم.
لكي يتحول الزيت الأساسي إلى مادة تشحيم نهائية وقابلة للاستخدام، تُضاف إليه إضافات كيميائية (Additives) مختلفة. هذه الإضافات هي التي تمنح الزيت النهائي (أي مادة التشحيم) خصائص معينة مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، أو تقليل التآكل بشكل أكبر، أو منع الصدأ، أو خصائص التنظيف. على سبيل المثال، زيت المحرك الذي تشتريه لسيارتك هو مزيج من الزيت الأساسي والعديد من الإضافات التي تمكنه من الأداء في ظروف المحرك.
إذن، الفرق الرئيسي هو: الزيت الأساسي هو المادة الخام الرئيسية لمواد التشحيم، بينما مواد التشحيم هي المنتج النهائي الذي يتم تركيبه بدمج الزيت الأساسي مع الإضافات لتطبيقات محددة.
شكرًا لك على هذا المقال الشامل والعملي! لقد قدمت حقًا معلومات قيمة حول المنتجات البترولية وتطبيقاتها المتنوعة. بالنظر إلى أن القار يتميز بأنواع مختلفة مصنفة حسب درجة الاختراق، ولديهم تطبيقات متباينة للمناطق الحارة والباردة، هل يمكنك توضيح كيفية اختيار النوع المناسب من القار لمشروع معين (على سبيل المثال، رصف الطرق في منطقة ذات ظروف جوية متقلبة للغاية)؟
عفوًا، يسعدني أن المقال كان مفيدًا! إن اختيار القار المناسب لمشروع ما، خاصة في المناطق ذات الطقس المتقلب، أمر بالغ الأهمية ويعتمد على عدة عوامل:
الظروف المناخية:
المناطق الحارة: لمنع ليونة وتشوه الأسفلت في درجات الحرارة العالية، يتم استخدام القار ذو درجة الاختراق المنخفضة (الأكثر صلابة). يوفر هذا القار مقاومة أكبر للتخدد.
المناطق الباردة: في هذه المناطق، ولمنع التشققات الناتجة عن الانكماش والتمدد الحراري، يتم استخدام القار ذو درجة الاختراق الأعلى (الأكثر ليونة ومرونة).
المناطق ذات الطقس المتقلب: في مثل هذه المناطق، التي تشهد درجات حرارة عالية ومنخفضة على حد سواء، غالبًا ما يتم استخدام القار المعدّل بالبوليمر (PMB). يساهم إضافة البوليمرات في تحسين خصائص القار، بما في ذلك زيادة مقاومته للتشقق في الطقس البارد ومقاومته للتشوه (التخدد) في الطقس الحار. يوفر هذا القار مرونة ومتانة أكبر.
حجم المرور ونوع الحمل:
تتطلب الطرق ذات حركة المرور الكثيفة والأحمال العالية (مثل الطرق السريعة) أنواعًا أقوى وأكثر متانة من القار يمكنها تحمل ضغوط المرور. في هذه الحالات، قد يكون القار المعدّل بالبوليمر أو القار ذو درجة الاختراق المنخفضة خيارًا أفضل.
بالنسبة للطرق ذات حركة المرور الأخف، يمكن استخدام أنواع القار الأكثر معيارية.
نوع المشروع وطبقة الأسفلت:
قد يختلف القار المستخدم في الطبقات المختلفة لرصف الأسفلت (مثل الطبقة الأساسية، وطبقة الربط، وطبقة السطح). تتطلب كل طبقة خصائص قار مختلفة لتحسين الأداء الكلي للرصف.
باختصار، في المناطق ذات الظروف الجوية المتقلبة للغاية وللمشاريع الحيوية مثل رصف الطرق، يقوم المستشارون والمهندسون المدنيون، مع الأخذ في الاعتبار كل هذه العوامل وباستخدام الاختبارات والمعايير ذات الصلة، باختيار نوع القار المناسب. أصبح استخدام القار المعدّل بالبوليمر في هذه الظروف شائعًا بشكل متزايد بسبب قدرته على توفير توازن بين مقاومة الحرارة والمرونة في الطقس البارد.
ما هو الدور الحاسم الذي يلعبه النافثا (Naphtha) في صناعة البتروكيماويات؟ وهل يمكن اعتبار النافثا أهم المواد الأولية (Feedstocks) لإنتاج البلاستيك؟
نعم، النافثا هي أهم المواد الأولية السائلة في البتروكيماويات. يتم تكسيرها بالبخار (Steam Cracking) لإنتاج مركبات أساسية مثل الإيثيلين والبروبيلين والبوتادين. هذه المركبات هي اللبنات الأساسية لتصنيع جميع أنواع البلاستيك (مثل البولي إيثيلين) والألياف الصناعية والمواد الكيميائية الأخرى.