|
| الذهب الأسود |
البترول أو الذهب الأسود أو قائد أوركسترا الاقتصاد. يعد ثروة طبيعية حقيقية أشعلت القرنين الأخيرين للبشرية و غيرت مسارها.
خلق حروبا و تحالفات عدل حتى في خرائط العالم الجيوسياسية و الاقتصادية ومكامن القوة العالمية، فماهية هذه الثروة الملعونة ؟.
من أين يأتي البترول (مصدره)؟
هو زيت معدني ناتج عن خليط من الهيدروكربونات ومركبات عضوية مختلفة. ويعد وقود أحفوري يتم استغلاله من قبل البشر.
ينتج تكوينه عن التحول البطيء للمواد العضوية، غالبًا ما تكون نباتية أو حيوانية، التي تترسب في قاع المحيط.
تتراكم هذه الأخيرة تحت تأثير ضغط الطبقات الأخرى وزيادة درجة الحرارة (الناتجة من زيادة الضغط) تدريجيًا إلى الكيروجين. ثم إلى البترول.
يتسلل بعدها بين الصخور التي تشكل وسطها ويرتفع نحو سطح الأرض. لكن على طول الطريق، لو كان محاصرًا بصخور غير منفذة.
يصبح مواقع تتبعها شركات النفط من أجل التنقيب عنه واستغلاله في النهاية.
بشكل مفصل أكثر
ينتج البترول عن التحلل الحراري للمواد العضوية الموجودة في صخور معينة "الصخور الأصلية". وهي بقايا متحجرة للنباتات المائية أو الأرضية والبكتيريا والحيوانات المجهرية التي تتراكم في قاع المحيطات أو البحيرات أو في مناطق الدلتا. تسمى هذه المخلفات العضوية "الكيروجين".
يتم حفظها في البيئات التي يكون فيها الماء خاليًا من الأكسجين، لتختلط مع الرواسب المعدنية لتشكيل حجر الأساس لعشرات الملايين من السنين.
تستمر الرواسب الجديدة في التراكم وسحب الصخور إلى أعماق كبيرة. عادة ما بين 2500 و 5000 متر وتحت تأثير درجات الحرارة العالية السائدة هناك.
يتحول الكيروجين (بعد التكسير الحراري) إلى زيت سائل مصحوب بالغاز على ارتفاع يزيد عن 5000 متر. ليتشقق النفط بدوره ويتحول إلى غاز أخف من الماء ليرتفعا ( النفط والغاز ) إلى مستويات الصخور المسامية (صخور الخزان). التي تكون محصورة و محاطة كانت مغطاة بصخور غير منفذة (صخور الغطاء).
أما إذا لم يوقفهم شيء، فإنهم يصعدون للسطح وهذا هو أصل " برك " النفط ( تم استغلالها خلال العصور القديمة ) و التي يمكن رؤيتها. على سبيل المثال في الشرق الأوسط وفنزويلا وحتى في فرنسا و معروفة قبلا من قبل الرومان.
فيما يتعلق بالانبعاثات الغازية ، فإن أشهرها هي نافورة Ardent في جنوب غرونوبل,
البترول كيميائـياً
هو خليط من الهيدروكربونات (جزيئات مكونة من ذرات الكربون والهيدروجين) والجزيئات التي تحتوي أيضًا على ذرات أخرى خاصة الكبريت والنيتروجين والأكسجين.
بعض مكوناته عند درجة الحرارة والضغط المحيطة غازية (ميثان، بروبان، ...)، سوائل (هكسان، هيبتان، أوكتان، بنزين، إلخ) وأحيانًا مواد صلبة (بارافين، أسفلت، إلخ)، يحتوي على آلاف الجزيئات المختلفة التي يجب تقسيمها وتحويلها كيميائيًا للحصول على منتجات قابلة للاستخدام.
مراحل تكرير البترول
 |
| خطوات و نواتج تكريرالنفط |
• عمليات الفصل
الخطوة الأولى هي فصل الجزيئات عن طريق التقطير الجوي (أي عند الضغط الجوي العادي)، وفقًا لأوزانها الجزيئية.
هذه العملية تتضمن تسخين البترول إلى مستويات 350/400 درجة مئوية عند قاعدة برج التقطير الذي يبلغ ارتفاعه 60 مترً، ويُطلق عليه أيضًا اسم القمة. ترتفع الأبخرة الخام إلى أعلى البرج بينما تبقى الجزيئات الأثقل أو البقايا الثقيلة في القاعدة دون أن تتبخر.
مع ارتفاع هذه الأبخرة تتكثف الجزيئات واحدة تلو الأخرى في سوائل، حتى تصل الغازات وحدها إلى قمة البرج. أين تنخفض درجة الحرارة إلى 150 درجة مئوية فقط.
في مستويات مختلفة من البرج توجد صواني تسمح بجمع هذه السوائل المتزايدة الخفيفة بشكل مستمر لتتوافق فيه كل لوحة مع جزء تقطير الخاص بها، و يسمى أيضًا بفصل مكونات البترول الأساسية و تحويلها الى غاز.
لا تزال البقايا الثقيلة الناتجة عن هذا التقطير تحتوي على العديد من المنتجات متوسطة الكثافة. ليتم إخضاعها الى عمود آخر، أي لتقطير ثان (يسمى تقطير الفراغي). مما يجعل من الممكن استعادة المزيد من المنتجات المتوسطة (زيوت الوقود الثقيل ووقود الديزل).
• عمليات التحويل
بعد عمليات الفصل ، تبقى نسبة الهيدروكربونات الثقيلة مرتفعة للغاية، و لتلبية الطلب على المنتجات الخفيفة يتم "تقسيم" هذه الجزيئات الثقيلة إلى جزيئين أخف وزنًا أو أكثر.
تسمى عملية التحويل هذه التي يتم تطبيقها عند 500 درجة مئوية "بالتكسير التحفيزي" لأنها تشتمل على محفز (مادة تسرع التفاعل الكيميائي). يتم خلالها تحويل 75٪ من المنتجات الثقيلة المعرضة للتحويل إلى غاز وبنزين وديزل.
كما يمكن للعمليات الأخرى تحسين هذه النتيجة عن طريق إضافة الهيدروجين (التكسير الهيدروجيني) أو باستخدام طريقة استخراج الكربون (التحويل العميق).
( كلما كان التحويل أكثر شمولاً كان أكثر تكلفة واستهلاكًا للطاقة الهدف المستمر للمصافي هو تحقيق التوازن بين درجة وتكلفة التحويل! ).
• عمليات التحسين
تتم باستخدام الجرعات المجهزة بوحدات تحكم تلقائية ، ليتم خلالها تصنيع خلائط جديدة من أجل الحصول على المنتجات النهائية التي تلبي المعايير البيئية.
للتعامل مع هذه السلسلة من العمليات، يجب أن تحتوي المصافي على مساحات تخزين كبيرة ومرافق لاستلام المنتجات الخام وشحن المنتجات النهائية.
بالإضافة إلى ذلك، تنتج المصافي مواد تشحيم تهدف لتحسين تشغيل المحركات والآلات في مختلف الصناعات.
استعمالات البترول النهائية
- غاز البترول المسال (LPG) يستعمل وقودا لمركبات الغاز .
- يستخدم غاز البوتان والبروبان للاحتياجات المنزلية .
- وقود البنزين والديزل لمحركات السيارات .
- يستخدم الكيروسين كوقود في الطيران .
- النفتا هي المادة الخام الرئيسية المستخدمة في البتروكيماويات .
- زيت الوقود المحلي هو وقود تدفئة .
- تستخدم الزيوت في صنع مواد التشحيم .
- يستخدم البيتومين لتغطية الطرق.
- مستخرجات البترول
البوليمرات الرئيسية وتطبيقاتها:
- البولي فينيل كلوريد (PVC) : الأنابيب الصلبة (المزاريب إلخ) القنوات الكهربائية، المقاطع (الأبواب ,,,,)، الإطارات (النوافذ).
- البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE): أغراض لصناعة السيارات وأكياس تغليف سوبر ماركت وأفلام (أشغال عامة) وأنابيب وأكياس قمامة وأدوات حقن (أدوات منزلية وألعاب) وأكياس تجميد.
- بولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE): زجاجات وأجسام مجوفة وأنابيب وألياف وأشياء مقولبة بالحقن.
- متعدد رباعي فلورو الإيثيلين أو بولي تيترا فلورو إيثلين (PTFE): طلاء مواقد تيفال، والتطبيقات الكيميائية الأخرى، إلخ.
- تطبيقات الرغوة الصلبة : (العزل الحراري والصوتي) وشبه الصلبة (التنجيد، الأثاث، تنجيد الكراسي بذراعين) إلخ، الطلاءات والمواد اللاصقة، دهانات الورنيش. كطلاء للستائر، الستائر ، القماش المشمع والستائر.
- مادة البولي بروبيلين (PP) : مواد مصبوبة للسيارات، والأجهزة المنزلية، والأثاث، ولعب الأطفال، والكهرباء، والأغذية، وصناعات الصناديق والزجاجات المختلفة، والأسلاك، والحبال ، والأفلام، وأكياس التغليف، إلخ.
- ستيرين بوتادين (SBR) : مطاط أو حتى مطاط صناعي (باتكس على سبيل المثال)، ستيرين + بوتادين (إلاستومرات). تطبيقات الإطارات والأختام، ممتص الصدمات، سيور النقل، النعال، بطانات المضخات أيضا جزء من تكوين البيتومين لجعل الطلاء أكثر مرونة.
- البوليسترين والبوليمرات المرتبطة به (ABS): التعبئة والتغليف، البناء (عازل البوليسترين) ، والأجهزة المنزلية، والأثاث (المكتب والحديقة)، ولعب الأطفال، والأمتعة، وتغليف مستحضرات التجميل والأدوية والمنتجات الغذائية، بعض مكونات الأجهزة الكهرومنزلية….
- أكريلات وميثاكريلات، بولي (ميثيل ميثاكريلات PMMA): تطبيقات في الدهانات، طلاء الأسطح، الألياف، المواد اللاصقة، الأحبار، الأسطح الزجاجية (التزجيج للكرفانات، الطائرات ، القوارب)، عدسات النظارات، الأحواض، الأحواض والاستحمام.
- البولي كربونات : يدخل في تكوين السترات الواقية من الرصاص، خوذات الدراجات النارية، العلب، الزجاجات، زجاجات التغذية، بكرات صنارة الصيد، نظارات السلامة، صناديق الصور، الأضواء الوامضة، إلخ.
- البولي أميد: عائلة النايلون ألياف الملابس، أجزاء الاحتكاك الميكانيكي، خزان البنزين، المحاقن. منسوجة كلفار (سترة مضادة للرصاص).
- ألياف وراتنجات البوليستر: من حمض التيريفثاليك (مثل باراكسلين + إيثيلين جلايكول (ألياف تيرغال)، بولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) للزجاجات.
- بولي أيزوبوتين ويسمى أيضًا مطاط (caoutchouc butyle): تطبيقات الأنبوب الداخلي.