نَفت مایع غلیظ و افروختنی به رنگ قهوهای سیر یا سبز تیرهاست که در لایههای بالایی بخشهایی از پوسته کره زمین یافت میشود.
نفت شامل آمیزه پیچیدهای از هیدروکربنهایی گوناگون است.
بیشتر این هیدروکربنها از زنجیره آلکان هستند ولی ممکن است از دید ظاهر، ترکیب یاخلوص تفاوتهای زیادی داشته باشند.
تاریخچه نفت پیشینه کاربرد نفت در جهان اقوام متمدن دوران باستان، بویژه سومریها و آشوریها و بابلیها، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین بینالنهرین (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست میآمد، آشنایی داشتند.
آنان از خود قیر به عنوان ماده غیر قابل نفوذ، استفاده میکردند.
رومیها و یونانیها نیز مواد قیری را برای غیر قابل نفوذ کردن بدنه کشتیها بکار میبردند.
همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره میجستند.
با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرتآوری بوجود آمد.
بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.
منشا نفت بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوسها اولیه میدانند.
باقیمانده حیوانات و گیاهانی که میلیونها سال قبل از محیط دریا (آب)، قبل از دایناسورها زندگی میکردند در طی سالها توسط لپههای گل پوشیده شدهاست.
برای تبدیل این موجودات به نفت به گرما و فشار مناسب در طول سالیان دراز نیاز میباشد که در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب نفت به مقدار زیاد در حوضچه نفتی جمع میگردد.
نفت خام حالت روغنی دارد و به شکلهای جامد، مایع و گاز دیده میشود.
برخی اوقات به تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته میشود.
اگر نفت در محلی جمع گردد به آن محل حوضچه نفتی میگویند.
از مجموع چندین حوضچه نفتی یک میدان نفتی حاصل میشود.
به سنگ متخلخل در بر گیرنده نفت، سنگ مخزن میگویند.
اکتشاف نفت یک منطقه انتخاب شده را با مطالعه نمونههای سنگی زمین مورد استخراج قرار میدهند.
اندازه گیریها انجام میشود و اگر مکان از لحاظ نفتی مکان موفقیت آمیزی باشد، حفاری آغاز میشود.
بالای چاه ساختاری که دکل نامیده میشود، برای جا دادن وسایل و لولههای مورد استفاده در چاه ساخته میشود.
زمانی که حفاری تمام میشود، چاه حفر شده یک جریان ثابتی از نفت را به سطح زمین خواهد آورد.
پالایش نفت نفت بصورت خام نمیتواند مورد ستفاده قرار گیرد و باید در پالایشگاه نفتمورد تصفیه قرار گیرد.
اندازه گیری نفت نفت را با بشکه میسنجند.هر بشکه حاوی ۱۵۹ لیتر نفت میباشد.
انواع نفت خام نفت خام مخلوط «رشادت - رسالت» (Reshadat-Resalat Crude Oil Blend) نفت خام رشادت-رسالت قبل از پیروزی انقلاب اسلامی به نام نفت خام مخلوط رستم و رخش خوانده می شد.
بهره برداری از نفت خام رشادت در اوت 1969 و از میدان رسالت (رخش) از فوریه 1971 آغاز شد.
تولید این نفت خام در دسامبر 1976 به دنبال تجاوز نظامی امریکا به سکوهای نفتی میدان های رشادت، رسالت و سلمان قطع شد و در اوت 1992 بهره برداری مجدد از آنها آغاز شد.
این نفت خام با درجه «ای.پی.آی» 35، 1.7 درصد وزنی گوگرد دارد و نقطه ریزش آن 10- درجه سانتیگراد است.
نفت خام «زارزیتین» (Zarzaitine Crude Oil) زارزیتین نفت خام کشور الجزایر است که به وسیله خط لوله به تونس انتقال یافته و از طریق بندرصخیره (shkhirra) صادر می شود.
درجه «ای.پی.آی» نفت خام زارزیتین 42 و میزان گوگرد آن 0.05 درصد وزنی است.
بازده فراورده این نفت خام 15 درصد نفت سبک و سنگین، 10 درصد نفت سفید، 24 درصدگازوئیل سبک و سنگین و 37.5 درصد نفت کوره است.
نفت خام های «زاکم» (Zakum Crude Oils) نفت خام های زاکم از نفت خام زاکم بالا و زاکم پایین تشکیل شده و از فلات قاره ابوظبی استخراج می شود.
نفت خام زاکم بالا با درجه «ای.پی.آی» 34 حدود 1.7 درصد وزنی گوگرد دارد و نفت خام زاکم بالا1.1 درصد وزنی گوگرد، درجه «ای.پی.آی» آن 40 است.
این نفت خام از جزیره «داس» در خلیج فارس صادر می شود.
نفت خام «زویتینا» (Zueitina Crude Oil) نفت خام زویتینا» با درجه «ای.پی.آی» 41.5 حدود 0.3 درصد وزنی گوگرد دارد.
بازده فراورده این نفت خام 35 درصد بنزین موتور، 37 درصد نفت سفید و گازوئیل و 27 درصد نفت کوره است.
نفت خام زویتینا از اسکله شناور (SBM) بندر زویتینای لیبی صادر می شود.
نفت خام «ساسان» (Sassan Crude Oil) نفت خام سریر لیبی در سال 1961 کشف شد.
این نفت خام با درجه «ای.پی.آی» 37.5، حدود 0.3 درصد وزنی گوگرد دارد.
بازده حجمی فراورده این نفت خام 19.9 درصد بنزین موتور، 27.8 درصد نفت سفید و گازوئیل و52.3 درصد نفت کوره است.
نفت خام سریر از بندر مرساالحرقه لیبی صادر می شود.
نفت خام «سلمان» (Salman Crude Oil) نفت خام سلمان که قبل از انقلاب به نام ساسان خوانده می شد، نخستین میدانی است که به وسیله شرکت نفت لاوان (LAPCO) در آب های فلات قاره ایران کشف شد و با میدان نفتی ابوالبخوش ابوظبی مشترک است.
بهره برداری از این میدان در سال 1968 آغاز شد.
نفت خام سلمان به صورت مخلوط با نفت خام های رشادت و رسالت (مخلوط لاوان) صادر می شود.
نفت خام مخلوط «سوئز» (Suez Blend Crude Oil) این نفت خام مخلوط که بخش عمده صادرات مصر را تشکیل می دهد، از بندر «رأس شوخیر» صادر می شود.
نفت خام مخلوط سوئز با درجه «ای.پی.آی» 33 حدود 1.5 درصد وزنی گوگرد دارد.
بازده حجمی این نفت خام 45 درصد بنزین، 14 درصد گازوئیل و 34 درصد نفت کوره است.
دید کلی نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعهای از هیدروکربورهای مختلف ، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد.
پترولیوم در شیمی و زمین شناسی ، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربورهای اطلاق میشود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج میشوند.
شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده میشود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی ( 15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه)، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام میگویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی میماند.
تاریخچه و سیر تحولی مواد نفتی از زمانهای بسیار قدیم مورد استفاده قرار میگرفته است.
نادر شاه با استفاده از روشن کردن مشعلهای نفت موفقیت چشمگیری در فتح هندوستان بدست آورد.
بیشتر تولیدات نفتی تا نیمه قرن نوزدهم از طریق چشمههای نفتی با گودالهای کم عمق و چاههای دستی حفر شده در مخازن نفتی که عمق ، صورت میگرفته است.
حفاریهای نسبتا عمیقتر جهت استخراج نفت در ابتدا در ناحیه پچل بورن فرانسه صورت گرفته است.
در این ناحیه ماسههای نفتی در سطح زمین بطور قابل ملاحظهای گسترده میباشد.
بهرهبرداری از شیلهای نفتی در سال 1847 در شیلهای کربنیفر ناحیه توربن اسکاتلند آغاز شد.
تکنولوژی حفاری با سیم بکسل در سال 1859 توسط کلنل دریک به کار گرفته شد.
همزمان با آن ، رشد سریع حفاری در آمریکای شمالی و نقاط دیگر جهان آغاز شد.
تولید هیدروکربور مایع 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 سنگین و مشتقات سنگینتر هیدروکربوری تولید شد.
با شروع جنگ جهانی اول ( 1914 - 1918 ) نیاز به مواد نفتی به شدت افزایش یافت.
اولین چاه نفت در 1859 در یک ساختمان تاقدیسی در ایالت پنسیلوانیای آمریکا حفر گردید.
در ایران هم اولین چاه نفت در 1902 در تاقدیس مسجد سلیمان در شمال اهواز به نفت رسید.
منشا نفت منشا نفت به احتمال قریب به یقین از مواد آلی است.
به این معنی که بقایای گیاهی و جانوری پس از نهشته شدن در کف حوضههای رسوبی و مدفون شدن به وسیله رسوبات اولیه ، در معرض پارهای واکنشهای بیوژنیک قرار میگیرند و به ازاء افزایش ضخامت رسوبات به تدریج تبدیل به مواد هیدروکربوری و نفتهای خام اولیه میشوند، گذشت زمان و استمرار تحولات مکرر شیمیایی و بیوشیمیایی ، کیفیت نفتهای اولیه را ارتقا داده و نهایتا آنها را به نفت خام قابل استفاده برای مصارف مختلف تبدیل میکنند.
برای تشکیل نفت تجمع مواد آلی به مقدار قابل ملاحظه و کافی ، ضروری است.
این نیاز در حوضههای رسوبی تامین میگردد که ، مواد آلی در آنها درصد بالایی از مواد رسوبی را تشکیل داده و نهشتگی این دو به صورت توام و هم زمان صورت میگیرد.
حاصل آنکه نفت در طبقات رسوبی غنی از مواد آلی تشکیل خواهد شد.
برای تشکیل نفت طبقات مولد نفت ، افزون بر فراوانی مواد آلی ، حفظ آنها در لابلای رسوبات در برگیرنده ، از شروط اساسی است.
چنانچه روند نهشتگی مواد در حوضههای رسوبی ، به قدر کافی سریع باشد، فرصتی برای تجزیه و فساد مواد آلی باقی نمانده و موجبات حفظ آنها ، فراهم خواهد شد پس از مدفون شدن مواد آلی در داخل رسوبات و تامین ضخامت لازم از رسوبات جدید رویی ، با دخالت عوامل بیوژنیک و فیزیکو شیمیایی خاص ، مولکولهای آبی به مولکولهای هیدروکربوری ساده و نفتهای اولیه که از ساختار مولکولی پیچیده برخوردار هستند، تبدیل و تحول مییابد، سرانجام با پلیمریزه شدن هیدروکربورهای فوق ، تحول آنها به مولکولهای منظم و بزرگ و یا کوچک با آرایش مولکولی منظم در نفت خام مایع و گاز تکمیل میگردد.
این تحولات در رسوبات و سنگهای مولد نفت ، انجام میگیرد.
معمولا این 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 در داخل طبقات زیرزمینی مدفون و محبوس شده باشند به دو 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 یا مایع را تشکیل میدهند.
گسترشهای سطحی به صورت مایع و گاز : در این نوع گسترشهای سطی مواد هیدروکربوری به صورت مایع و یا گاز ، همراه مواد تخریب یافته سر راه ، به سطح میرسند 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 فورانی هستند که همراه آب ، گل ، خرده سنگها و گاهی اوقات هم نفت مایع ، از مجاریای که به سطح زمین راه باز کردهاند، خارج میشوند.
گسترشهای سطحی جامد : در پارهای از موارد گسترشهای سطحی به صورت مایعات بسیار غلیظ و گاهی هم به شکل خمیری دیده میشوند، این قبیل نفتها ، تحت نامهای مختلف از قبیل تار ، آسفالت ، موم ، پیچ و قیرهای سخت و شکننده معرفی میشوند.
و شامل موارد زیر میباشند: نفتهای جامد پراکنده : نفت آغشته به مواد رسوبی ، به طور مختلف در مجاورت اتمسفر قرار گرفته و به تدریج اکسید شده و به مرور سختتر میگردند.
مجتمعهای نفتی رگهای: گروهی از هیدروکربنهای جامد، به صورت رگههایی، حفرهها و فضاهای خالی داخل طبقات را اشغال کردهاند.
شیلهای نفتی : واژه شیل نفتی به انواع مختلف شیلهای قیردار که محتوی مقدار قابل ملاحظه مواد آلی است، اطلاق میگردد.
این مواد که در واقع حد واسط بین مواد آلی اولیه و نفتها است.
کروژن نامیده میشود.
گسترشهای نفتی زیرزمینی گسترشهای مواد نفتی در زیرزمینی، عمدتا از نظر ارزش اقتصادی آنها طبقهبندی میکردند و شامل موارد زیر میباشند.
مخازن نفتی : مخزن نفت سادهترین شکل جمع یک ذخیره نفتی در زیر زمین و کوچکترین واحد از نظر اقتصادی است.
میدان نفتی : وقتی چند مخزن در وضعیت مشترک و خاص زمین شناسی ، اعم از ساختمانی و یا چینه شناسی ، قرار گرفته باشند، چنین مجموعه و یا گروه مخازن را میدان نفتی میگویند.
حوضه نفتی|حوضههای نفتی حوضه نفتی ، منطقه و یا محدوده جغرافیاییای است که در آن میدانها و مخازن نفتی متعددی ، وجود دارد، که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی 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 پالایشگاهی برحسب درجه تقطیر و فرآیندهای تصفیه ، از انواع بسیار زیادی برخوردار است.
این فرآوردهها افزون بر تامین سوختهای مختلف خانگی و صنعتی ، به عنوان مواد اولیه برای صنایع مادر در جهان امروز است که تنها بر مبنای فرآوردههای پالایشگاهی استوار است.
مشخصات نفت نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد.
بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط میگردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شدهاند.
جدول ازسلی (1985) دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند.
بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت میشود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان میدهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده میشوند.
خواص فیزیکی نفت خام ویسکوزیته همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوهای ، قهوهای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت.
بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است.
چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن میباشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر میباشد.
همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم میدانند.
ترکیبات مولکولی نفت خام تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر میباشد.
برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی میباشد.
گروههای تشکیل دهنده نفت خام هیدروکربنها (Hydrocarbons) هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است.
انواع هیدروکربنها عبارتند از : هیدروکربنهای پارافینی (پارافینها) هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها ) هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها) غیرهیدروکربنها (Heterocompounds) این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن میباشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V میباشد.
وزن مخصوص نفت خام از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام بر مبنای آن سنجیده میشود، وزن مخصوص آن میباشد.
لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آن مهم است.
اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجه بندی آمریکائی است، محاسبه میکنند.
مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفت خام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه میکنند که از لحاظ مقدار اندکی از درجه A.
P.I کمتر میباشد.
سنجش وزن مخصوص نفت خام سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط ºF 60 و P=1at سنجیده میشود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را بر حسب درجه A.P.I یا درجه Baume میدهد.
= درجه A.P.I امریکائی = درجه Baume اروپایی بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 میباشد.
لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود.
بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60ºF خواهیم داشت.
لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.
تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام میشوند، تغییرات دما است.
یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A.
P.I افزوده میشود.
همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام میگذارد.
انواع مختلف نفت برحسب A.P.I نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I وزن مخصوص نفتها بستگی به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد.
هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد، چگالی آن کمتر خواهد بود.
بنابراین پارافینها دارای پایین ترین چگالی و نفتیکها کمی بالاتر و آروماتیکها بالاترین چگالی را دارند.
ضریب انبساط نفت خام ضریب انبساط نفت خام از 6.1x10-4 الی 8.3x10-4 در نوسان بوده که با کاهش چگالی ، ضریب انبساط آن افزایش مییابد.
ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام ارزش حرارتی پایین نفت بین 9000 الی 11000 کیلوکالری است.
گرمای ویژه نفت در دمای معمولی از 0.35 الی 0.55 کیلوکالری به کیلوگرم درجه است، که در صورت ازدیاد درجه حرارت به مقدار آن افزوده میشود.
نقطه اشتعال نفت نقطه اشتعال نفت نیز به مقدار مواد زود جوش آن مربوط است، و میتواند از صفر الی 200C باشد.
لذا در حمل و نقل نفت خام به دلایل ایمنی ، قسمتی از زودجوشها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا میبرند.
نقطه سفت شدن نفت خام نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آن خاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام میرسد.
این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفت اهمیت بسزائی دارد.
پالایش نفت خام از تصفیه یا پالایش نفت خام میتوان فرآوردههای زیادی بدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند.
نخستین گام در پالایش نفت خام عمل تقطیر است.
تحمیل حرارتهای زیاد در موقع تقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکولهای نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفت بوجود میآورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را میتوان نام برد.
نفت خام به انگلیسی Crude Oil و به روسی Naphra نامیده میشود که درحالت طبیعی به صورت مایع بوده و رنگ آن قهوهای زرد مایل به سیاه است و دربرابر نور انعکاسی ، رنگ سبز بخصوصی از خود نشان میدهد.
عنصرحداقل درصد وزنیحداکثر درصد وزنیکربن82.287.1هیدروژن11.814.7گوگرد0.15.5اکسیژن0.14.5نیتروژن0.11.5