אנו מסבירים מהו שמן, מקורו וכיצד נוצר הפחמימן הזה. בנוסף, תכונותיו ושימושיו השונים.
מהו שמן?
נפט הוא חומר ביטומני, צבעו כהה ומרקם צמיג, המורכב מא תַעֲרוֹבֶת של פחמימנים אורגניים שאינם מסיסים ב מים, ידוע גם כ זהב שחור אוֹ גלם. התכונות הפיזיקליות שלו (צֶבַע, צְפִיפוּת) יכול להיות מגוון, בהתאם לריכוז של פחמימנים אתה מציג, הכולל את הדברים הבאים:
- פרפינים (פחמימנים רוויים).
- אוליפינים (פחמימנים אתיליים המכילים קשר כפול פחמן-פחמן).
- פחמימנים אצטילניים (מכילים קשר משולש פחמן-פחמן).
- פחמימנים מחזוריים או ציקלוניים.
- בנזן או פחמימנים ארומטיים.
- תרכובות מחומצנות (מופקות מפחמימנים אתיליים על ידי חִמצוּן ופילמור).
- תרכובות גופרית.
- תרכובות חנקן מחזוריות.
- תוכן מומס של חנקן, גופרית, חמצן, כולסטרול, פורפירינים ועקבות של ניקל, ונדיום, ניקל, קובלט ומוליבדן.
בהתחשב בהרכב הכימי המורכב שלו, שמן הוא א משאב טבע בלתי מתחדש בעל ערך כלכלי עצום. הוא משמש כ חומר גולמי לייצור חומרים אורגניים שונים (שמתקבלים בתעשייה הפטרוכימית), ממגוון ממסים ומעל לכל, הוא משמש כדלק מאובנים לייצור כוח חשמלי ומסוגים נוספים.
מסיבה זו, הוא מופק באופן מאסיבי ממקום היווצרותו: תת הקרקע. באמצעות מתקני מיצוי הידועים כבארות, המרבצים שלהם ממוקמים (בדרך כלל קרוב לאלו של גז טבעי) בשכבות התחתונות של תת הקרקע, והנוזל מופק בטכניקות שונות, בהתאם לאופי אני בדרך כלל ולנטייה הגיאוגרפית, שיכולה להיות ביבשה, או על קרקעית הים או של נהרות, אגמים וכו'.
מסחור הנפט הוא הפעילות הכלכלית העיקרית של מדינות רבות כמו ונצואלה, ערב הסעודית, רוסיה, עיראק או איראן, שרובן מארגנות את ייצור הגולמי שלהן לפי הנחיות ארגון המדינות המייצאות נפט (OPEC) שנוסד ב-1960 עם המטה הנוכחי בוינה, אוסטריה.
מקור השמן
שמן נחשב לפחמימן ממקור מאובנים, כלומר, הוא נובע מהצטברות של כמויות גדולות של חומר אורגני לפני מיליוני שנים, כמו זואופלנקטון (פלנקטון ממקור מן החי הניזון מחומר אורגני מעובד) ואצות מאזורי אגמים (אגמים או מאגרי מים מתוקים) שהתייבשו במשך מאות שנים, שקרקעיתם האנוקסית (ללא חמצן) נקברה מתחת לשכבות של משקעים. .
בתנאים אלה, ה לַחַץ והחום היו מקורם בתהליכי טרנספורמציה כימיים ופיזיקליים (פיצוח טבעי) שייצרו חומרים שונים: ביטומן, גזים טבעיים ופחמימנים אחרים כמו נפט.
ישנה גם תיאוריה נוספת לגבי מקורו, אותה הם מייחסים למקורות אביוגנטיים (שלא מקורם בחומר אורגני). תיאוריה זו אינה נשללת לחלוטין, אך היא זוכה לתמיכה של מיעוט החוקרים בנושא, שכן היא אינה יכולה להסביר רבים מהתכנים הקיימים בשמן ללא נוכחות מוקדמת של יצורים חיים.
איך נוצר שמן?
התהליכים הכימיים של היווצרות נפט מורכבים למדי וקשורים למלכודות גיאולוגיות (מלכודות נפט), שהן מבנים תת-קרקעיים התורמים להצטברות נפט, שכן הם שומרים אותו לכוד וללא אפשרות לברוח לנקבוביות הסלע. תת קרקעי (סלע אחסון), או מבנים דומים אחרים. כך נוצרים שדות נפט.
תהליך היווצרות השמן קשור לפירוק חומר אורגני לאורך מיליוני שנים. חומר אורגני יסבול מגידול של טֶמפֶּרָטוּרָה ולחץ עקב שכבות של משקעים שהופקדו עליו. את כל התהליך הזה שעובר החומר האורגני עד שהוא הופך לשמן אפשר לחלק לכמה שלבים:
- Diagenesis (פירוק אנאירובי). בעומקים מסוימים של פני כדור הארץ, אין חמצן בשפע, בגלל מה שהם חיידקים אנאירוביים המפרקים חומר אורגני עד שהוא הופך לקרוגן (תערובת של תרכובות אורגניות המצויות בסלעי משקע).
- קטגנזה (הפיכת הקרוגן לדלקים מאובנים). Kerogen הוא תוצר ביניים בין חומר אורגני ו דלקים מאובנים. הקרוגן יכול להגיע מאצות, פלנקטון וצמחי עצים. עקב קטגנזה, ניתן להמיר את הקרוגן לאנתראקן ולתרכובות שוות, או למתאן ותרכובות דומות. לפיכך, בטמפרטורות גבוהות הוא הופך לפחמימנים נוזליים ולגז.
- מטאגנזה. זהו התהליך בו נוצרים גזים עקב טמפרטורות גבוהות.
- מטמורפיזם. הם מתכלים מהפחמימנים שנוצרו בשלבים הקודמים.
תכונות שמן
שמן הוא א נוזל צפוף, צמיג, עם צבעים הנוטים לשחור או צהוב (לפי ריכוז הפחמימנים שלו), עם ריח לא נעים (תוצר של סולפטים וחנקנים) ועם כוח קלורי עצום (11000 קק"ל לק"ג). תכונות אלו ישתנו בהתאם לסוג השמן עליו אנו מדברים: על בסיס פרפין (נוזלים), על בסיס אספלט (צמיג) ועל בסיס מעורב (שניהם).
שימושים בשמן
שמן הוא מקור רב עוצמה לחומרים תעשייתיים, הוא מתקבל ממנו ממסים, דלקים, דלקים, אלכוהול י פלסטיק. לשם כך, נפט גולמי חייב להיות נתון לתהליכים שונים של זיקוק ו זִקוּק (זיקוק חלקי), כדי להיות מסוגל להפריד ולחלץ את מרכיביו.
מחומם בהדרגה מ-20ºC ל-400ºC, השמן נפרד לשלבים הבאים:
- גז טבעי (20 מעלות צלזיוס). גזי פחמימנים דלק כגון אתאן, פרופאן ובוטאן (גזי נפט נוזלי), המשמשים להנעת תנורים, מצתים וכו'.
- נפטה או ליגרואין (150 מעלות צלזיוס). חומר הנקרא בנזין או אתר נפט, תערובת של תרכובות דליקות ונדיפות ביותר המשמשת כממס לא קוטבי, או כבסיס לתרכובות אורגניות אחרות.
- בנזין (200 מעלות צלזיוס). הדלק פר אקסלנס עבור מנועי בעירה פנימית (כגון אלה עבור כלי רכב או מפעלי ייצור כוח מסוימים). חַשְׁמַל) משתנה בדרגה לפי האוקטן (טוהר) שלו והוא אחד הנגזרות המבוקשות ביותר של נפט.
- נפט (300 מעלות צלזיוס). נקרא גם נפט, זהו דלק בעל טוהר נמוך וביצועים נמוכים, אך זול בהרבה מבנזין, המשמש כממס, כבסיס לחומרי הדברה ולמנורות או מטבחים כפריים.
- דיזל (370 מעלות צלזיוס). המכונה דיזל, זהו דלק המורכב מפרפינים, אידיאלי עבור תנורי חימום ומנועים חיצוניים (מנועי דיזל), שהם זולים יותר אך בעלי ביצועים נמוכים בהרבה.
- שמן מזוט (400 מעלות צלזיוס). זהו הדלק הכבד ביותר שמקורו בנפט שניתן להפיק בלחץ אטמוספרי, להשתמש בו להפעלת דוודים, תנורים וכחומר לזיקוק חוזר, וכך להשיג אספלט, שמני סיכה וחומרים נוספים.