مقاله : نفت

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...

مشخصات نفت

نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد.

بخش اعظم نفت خام از هیدرات های کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در ادامه با میزان درصدشان آورده شده اند.

عنصر	حداقل درصد وزنی	حداکثر درصد وزنی
کربن	82/2	87/1
هیدروژن	11/8	14/7
گوگرد	0/1	5/5
اکسیژن	0/1	4/5
نیتروژن	0/1	1/5

جدول ازسلی (1985)

دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0/1 در ترکیب نفت خام موجود هستند.

به علاوه اینکه 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) به وجود 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

همان طور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگ های زرد ، سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آن ها خواهیم داشت.

بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و به عبارتی 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.

گروه های تشکیل دهنده نفت خام

هیدروکربن ها (Hydrocarbons)

هیدروکربن ها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروه هایی هستند که ترکیبات مولکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :

هیدروکربن‌ های پارافینی (پارافین ها)

هیدروکربن های نفتنی (سیکلو پارافین ها یا نفتنیک ها)

هیدروکربن های آروماتیک (بنزنوئیدها) 

غیرهیدروکربن ها (Heterocompounds)

این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتم های فلزی همراه با هر کدام از این ها و یا ترکیب با همه این ها 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 آمریکایی 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 60 ⁰F و P=1atm   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 امریکایی

 درجه Baume اروپایی= به دلیل اینکه S.G (Pure water)=1   می‌باشد. لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود.

به دلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60⁰F خواهیم داشت.

لذا هیچ وقت در جدول ها 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 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 پارافین‌ ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک ‌ها 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 0/55کیلوکالری 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 200^oCباشد. 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 به سزائی 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.