เราอธิบายว่าน้ำมันคืออะไร ต้นกำเนิดของมัน และวิธีที่ไฮโดรคาร์บอนนี้ก่อตัวขึ้น อีกทั้งคุณสมบัติและการใช้งานที่หลากหลาย
น้ำมันคืออะไร?
ปิโตรเลียม เป็นสารบิทูมินัสที่มีสีเข้มและเนื้อหนืด ประกอบด้วย ส่วนผสม ของไฮโดรคาร์บอนอินทรีย์ที่ไม่ละลายใน น้ำหรือที่เรียกว่า ทองดำ หรือ ดิบ. คุณสมบัติทางกายภาพของมัน (สี, ความหนาแน่น) ได้หลากหลายขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของ ไฮโดรคาร์บอน คุณนำเสนอซึ่งรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:
- พาราฟิน (ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว)
- โอเลฟินส์ (เอทิลเลนิกไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่คาร์บอน-คาร์บอน)
- อะเซทิเลนิก ไฮโดรคาร์บอน (มีพันธะสามของคาร์บอน-คาร์บอน)
- ไซคลิกหรือไซโคลนไฮโดรคาร์บอน
- เบนซีนหรืออะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน
- สารประกอบออกซิเจน (ได้มาจากเอทิลเลนิกไฮโดรคาร์บอนโดย ออกซิเดชัน และพอลิเมอไรเซชัน)
- สารประกอบกำมะถัน
- สารประกอบไนโตรเจนแบบวัฏจักร
- ปริมาณไนโตรเจนที่ละลายน้ำ กำมะถัน ออกซิเจน โคเลสเตอรอล พอร์ไฟริน และร่องรอยของนิกเกิล วานาเดียม นิกเกิล, โคบอลต์และโมลิบดีนัม
ด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่ซับซ้อน น้ำมันคือ a ทรัพยากรธรรมชาติ มูลค่าทางเศรษฐกิจมหาศาลที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ ใช้เป็น วัตถุดิบ สำหรับการผลิตสารอินทรีย์ต่างๆ (ที่ได้จากอุตสาหกรรมปิโตรเคมี) ต่างๆ ตัวทำละลาย และเหนือสิ่งอื่นใด มันถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิต พลังงานไฟฟ้า และประเภทอื่นๆ
ด้วยเหตุผลนี้ ดินใต้ผิวดินจึงถูกสกัดออกมาอย่างหนาแน่น ผ่านสิ่งอำนวยความสะดวกการสกัดที่เรียกว่าบ่อ แหล่งสะสมของพวกเขาตั้งอยู่ (โดยปกติใกล้กับแหล่งของ ก๊าซธรรมชาติ) ในชั้นล่างของดินใต้ผิวดินและของเหลวถูกสกัดโดยใช้เทคนิคต่างๆ ตามลักษณะของ ฉันมัก และลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่สามารถอยู่บนบก บนพื้นทะเล หรือแม่น้ำ ทะเลสาบ ฯลฯ
การค้าน้ำมันเป็นกิจกรรมทางเศรษฐกิจหลักของหลายประเทศ เช่น เวเนซุเอลา ซาอุดีอาระเบีย รัสเซีย อิรัก หรืออิหร่าน ซึ่งส่วนใหญ่จัดการผลิตน้ำมันดิบตามแนวทางขององค์การประเทศผู้ส่งออกน้ำมัน (โอเปก) ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 2503 และ โดยมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงเวียนนา ประเทศออสเตรีย
ที่มาของน้ำมัน
น้ำมันถือเป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีต้นกำเนิดจากฟอสซิล กล่าวคือ เกิดจากการสะสมของน้ำมันในปริมาณมาก วัสดุอินทรีย์ เมื่อหลายล้านปีก่อน เช่น แพลงก์ตอนสัตว์ (แพลงก์ตอนจากสัตว์ที่กินอินทรียวัตถุแปรรูป) และสาหร่ายจากบริเวณทะเลสาบ (ทะเลสาบหรือแหล่งน้ำจืด) ที่แห้งแล้งมานานหลายศตวรรษ โดยพื้นดินที่เป็นพิษ (ไม่มีออกซิเจน) ถูกฝังอยู่ใต้ชั้นตะกอน .
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ความดัน และความร้อนจะทำให้เกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและกายภาพ (การแตกร้าวตามธรรมชาติ) ที่จะผลิตสารต่างๆ ได้แก่ น้ำมันดิน ก๊าซธรรมชาติ และไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ เช่น น้ำมัน
ยังมีอีกทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับต้นกำเนิดของมัน ซึ่งพวกมันอ้างว่ามาจากแหล่งกำเนิดทางชีวภาพ (ไม่ได้มาจากอินทรียวัตถุ) ทฤษฎีนี้ไม่ได้ตัดออกอย่างสมบูรณ์ แต่ได้รับการสนับสนุนจากนักวิชาการส่วนน้อยในเรื่องนี้เนื่องจากไม่สามารถอธิบายเนื้อหาจำนวนมากที่มีอยู่ในน้ำมันได้โดยไม่ต้องมีมาก่อน สิ่งมีชีวิต.
น้ำมันเกิดขึ้นได้อย่างไร?
กระบวนการทางเคมีของการก่อตัวของน้ำมันนั้นค่อนข้างซับซ้อนและเชื่อมโยงกับกับดักทางธรณีวิทยา (กับดักน้ำมัน) ซึ่งเป็นโครงสร้างใต้ผิวดินที่เอื้อต่อการสะสมของน้ำมันเนื่องจากพวกมันดักจับและไม่มีทางหนีเข้าไปในรูพรุนของหินได้ ใต้ดิน (หินเก็บ) หรือโครงสร้างอื่นที่คล้ายคลึงกัน นี่คือลักษณะที่ทุ่งน้ำมันเกิดขึ้น
กระบวนการสร้างน้ำมันเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของอินทรียวัตถุเป็นเวลาหลายล้านปี อินทรียวัตถุจะได้รับผลกระทบเพิ่มขึ้น อุณหภูมิ และความกดดันจากชั้นของตะกอนที่ทับถมอยู่ กระบวนการทั้งหมดนี้ที่อินทรียวัตถุผ่านจนกลายเป็นน้ำมันสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน:
- Diagenesis (การสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจน) ที่ระดับความลึกระดับหนึ่งของพื้นผิวโลก ไม่มีออกซิเจนเพียงพอ เนื่องจากแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนคืออะไรที่ย่อยสลายอินทรียวัตถุจนกลายเป็นเคอโรเจน (ส่วนผสมของสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่ในหินตะกอน)
- Catagenesis (การเปลี่ยนแปลงของ Kerogen เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล) Kerogen เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางระหว่างอินทรียวัตถุกับ พลังงานจากถ่านหิน. Kerogen สามารถมาจากสาหร่ายแพลงก์ตอนและไม้ยืนต้น เนื่องจาก catagenesis, kerogen สามารถแปลงเป็นแอนทราซีนและสารประกอบที่เท่ากัน, หรือมีเทนและสารประกอบที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้นที่อุณหภูมิสูงจะเปลี่ยนเป็นไฮโดรคาร์บอนเหลวและก๊าซ
- เมตาเจเนซิส เป็นกระบวนการที่เกิดก๊าซขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิสูง
- การเปลี่ยนแปลง พวกมันเสื่อมสภาพจากไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นในระยะก่อนหน้า
คุณสมบัติของน้ำมัน
น้ำมันคือ ของเหลว หนาแน่น หนืด ด้วยสีที่มีแนวโน้มเป็นสีดำหรือสีเหลือง (ตามความเข้มข้นของไฮโดรคาร์บอน) มีกลิ่นไม่พึงประสงค์ (ผลิตภัณฑ์จากซัลเฟตและไนโตรเจน) และมีพลังงานแคลอรี่มหาศาล (11,000 กิโลแคลอรีต่อกิโลกรัม) คุณสมบัติเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามประเภทของน้ำมันที่เรากำลังพูดถึง: เบสพาราฟิน (ของเหลว) แอสฟัลต์เบส (ความหนืด) และส่วนผสมผสม (ทั้งสองอย่าง)
การใช้น้ำมัน
น้ำมันเป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพของวัสดุอุตสาหกรรม ได้มาจาก ตัวทำละลาย, เชื้อเพลิง, เชื้อเพลิง, แอลกอฮอล์ Y พลาสติก. ในการทำเช่นนี้น้ำมันดิบจะต้องผ่านกระบวนการกลั่นต่างๆและ การกลั่น (การกลั่นแบบเศษส่วน) เพื่อให้สามารถแยกและสกัดส่วนผสมได้
ค่อยๆ ให้ความร้อนจาก 20ºC ถึง 400ºC น้ำมันจะแยกออกเป็นเฟสต่อไปนี้:
- ก๊าซธรรมชาติ (20 ° C) เชื้อเพลิงก๊าซไฮโดรคาร์บอน เช่น อีเทน โพรเพน และบิวเทน (ก๊าซปิโตรเลียมเหลว) ซึ่งใช้ในการจ่ายไฟให้กับเตา ไฟแช็ค ฯลฯ
- Naphtha หรือ ligroin (150 ° C) สารที่เรียกว่าเบนซีนหรือปิโตรเลียมอีเทอร์ ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารประกอบที่ติดไฟได้สูงและระเหยง่ายซึ่งใช้เป็นตัวทำละลายแบบไม่มีขั้ว หรือเป็นเบสสำหรับสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ
- น้ำมันเบนซิน (200 ° C) ความเป็นเลิศด้านเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เช่นสำหรับยานยนต์หรือโรงไฟฟ้าบางแห่ง) ไฟฟ้า) มีอันดับแตกต่างกันไปตามค่าออกเทน (ความบริสุทธิ์) และเป็นหนึ่งในอนุพันธ์ของปิโตรเลียมที่เป็นที่ต้องการมากที่สุด
- น้ำมันก๊าด (300 ° C) เรียกอีกอย่างว่าน้ำมันก๊าด มันเป็นเชื้อเพลิงที่มีความบริสุทธิ์ต่ำและประสิทธิภาพต่ำ แต่มีราคาถูกกว่าน้ำมันเบนซินมาก ซึ่งใช้เป็นตัวทำละลาย เป็นฐานสำหรับยาฆ่าแมลง และสำหรับโคมไฟหรือห้องครัวในชนบท
- ดีเซล (370 ° C) รู้จักกันในชื่อดีเซล เป็นเชื้อเพลิงที่ประกอบด้วยพาราฟิน เหมาะสำหรับเครื่องทำความร้อนและเครื่องยนต์ติดท้ายรถ (เครื่องยนต์ดีเซล) ซึ่งมีราคาถูกกว่าแต่มีประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามาก
- น้ำมันเชื้อเพลิง (400 ° C) เป็นเชื้อเพลิงที่ได้จากปิโตรเลียมที่หนักที่สุดซึ่งสามารถหาได้จากความดันบรรยากาศ ใช้เป็นเชื้อเพลิงในหม้อไอน้ำ เตาเผา และเป็นวัสดุที่จะกลั่นอีกครั้ง เพื่อให้ได้ยางมะตอย น้ำมันหล่อลื่น และสารอื่นๆ