فرآوردههای نفتی: محصولاتی که از تصفیه نفت به دست میآیند
تقطیر نفت خام: جداسازی به روش جوشاندن
نفت خام از دل زمین بیرون میآید. اما نمیتوانیم همانطور که هست در ماشین بریزیم! نفت خام مانند یک آش است که مواد مختلفی در آن قاطی شده. برای جدا کردن این مواد، نفت را در یک برج تقطیر حرارت میدهیم. هر ماده در دمای خاصی به جوش میآید و بخار میشود. بخارها بالا میروند و در طبقههای مختلف برج خنک میشوند و تبدیل به مایع میشوند. این کار مثل این میماند که ما یک قابلمه آب گوشت و سبزیجات بجوشانیم و بخار آن را در چند ظرف جداگانه بگیریم تا هر بار یک نوع طعم به دست بیاوریم.
چهار فرآورده مهم نفتی و کاربردهای روزمره آنها
| نام فرآورده | دمای جوش تقریبی (درجهٔ سلسیوس) | کاربرد اصلی |
|---|---|---|
| بنزین | 30 تا 200 | سوخت خودروهای سواری (ماشینهای شخصی) |
| نفت سفید | 150 تا 300 | سوخت هواپیما (نفت سفید هوانوردی) و بخاریهای قدیمی |
| گازوئیل | 200 تا 350 | سوخت کامیونها، اتوبوسها، تراکتورها و قطارها |
| نفت کوره | 350 تا 550 | سوخت نیروگاههای برق و کشتیهای بسیار بزرگ |
وقتی ماشین بابا یا مامان به پمپ بنزین میرود، همان بنزینی را میگیرد که از نفت خام به دست آمده. یک کامیون سنگین که بار میوه و سبزیجات را از روستا به شهر میآورد، با گازوئیل حرکت میکند. همچنین هواپیمایی که برای مسافرت به شمال یا جنوب میروید، با نفت سفید مخصوص (که به آن سوخت جت1 میگویند) پرواز میکند. نیروگاههایی که برق خانهی شما را تأمین میکنند، گاهی از نفت کوره استفاده میکنند.
فرمول ساده برای مقدار محصول به دست آمده
گاهی مهندسان پالایشگاه میخواهند بدانند چند درصد از نفت خام تبدیل به بنزین میشود. آنها از فرمول زیر استفاده میکنند:
برای مثال، اگر 1000 لیتر نفت خام وارد پالایشگاه شود و 400 لیتر بنزین بگیریم، درصد بنزین برابر است با:
این فرمول به دانشآموزان کمک میکند بفهمند که هر بار از یک بشکه نفت، چه مقدار بنزین به دست میآید. بقیه مواد به گازوئیل، نفت سفید، نفت کوره و قیر تبدیل میشوند.
کاربرد عملی: از نفت خام تا باک ماشین
تصور کنید یک کشتی بزرگ نفت خام را از کشورهای نفتخیز مثل عربستان به پالایشگاه ایران میآورد. نفت خام در مخازن غولپیکر ذخیره میشود. سپس لولهها آن را به درون برج تقطیر2 میبرند. در پایین برج، یک کورهٔ بسیار داغ نفت را گرم میکند. مواد سبک مثل بنزین از بالای برج خارج میشوند و مواد سنگین مثل نفت کوره از پایین. بعد از تصفیه، تانکرهای بزرگ بنزین را به جایگاههای سوخت در شهرها میرسانند. وقتی شما سوار ماشین میشوید و پدرتان با نازل بنزین، باک ماشین را پر میکند، در واقع از نتیجهٔ همین فرآیند طولانی استفاده میکنید.
چالشهای مفهومی
چالش ۱: چرا نمیتوانیم نفت خام را مستقیماً در ماشین بریزیم؟
پاسخ: چون نفت خام خیلی چسبناک و غلیظ است و به خوبی نمیسوزد. داخل آن مواد آلوده و سنگین وجود دارد که موتور ماشین را خراب میکند. باید آن را تصفیه کنیم تا بنزین تمیز و سبک به دست آید.
چالش ۲: آیا نفت کوره همان گازوئیل است؟
پاسخ: خیر. نفت کوره سنگینتر و تیرهتر از گازوئیل است. گازوئیل در کامیونها و ماشینهای سنگین استفاده میشود، اما نفت کوره در نیروگاهها و کشتیهای بزرگ مصرف میگردد. دمای جوش نفت کوره از گازوئیل بیشتر است.
چالش ۳: آیا از نفت خام فقط سوخت به دست میآید؟
پاسخ: نه، از نفت خام مواد دیگری مثل پلاستیک، قیر (برای آسفالت خیابانها)، روانکنندهها و مواد شیمیایی نیز ساخته میشود. بسیاری از اسباببازیها و وسایل پلاستیکی خانه از مشتقات نفت هستند.
مرور سریع آنچه خواندیم:
نفت خام یک منبع ارزشمند زیر زمین است. با گرما دادن آن در برج تقطیر، محصولات گوناگونی مانند بنزین، نفت سفید، گازوئیل و نفت کوره بدست میآید. هر کدام از این فرآوردهها سوخت وسایل نقلیهٔ متفاوتی هستند. بنزین مخصوص ماشینهای کوچک، گازوئیل مخصوص کامیونها، نفت سفید مخصوص هواپیماها و نفت کوره مخصوص کشتیها و نیروگاههاست. بدون این فرآوردهها، حمل و نقل مدرن و تولید برق با مشکل جدی روبرو میشد.
پاورقیها
1سوخت جت (Jet fuel): نوعی نفت سفید بسیار تصفیه شده که در موتورهای هواپیماهای جت استفاده میشود. معادل انگلیسی: Jet Fuel.
2برج تقطیر (Distillation tower): یک برج بلند و استوانهای در پالایشگاه که نفت خام در آن حرارت میبیند و مواد مختلف بر اساس دمای جوششان از هم جدا میشوند. معادل انگلیسی: Distillation Column.