منتدى العلوم الكيميائية

تربوي - علمي-ديني
 
الرئيسيةالبوابةس .و .جبحـثالتسجيلالأعضاءالمجموعاتدخول

شاطر | 
 

 الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي

اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
عاطف خليفة



المساهمات : 137
تاريخ التسجيل : 25/02/2008

مُساهمةموضوع: الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي   الأحد أبريل 06, 2008 4:45 pm

الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي
أولا : زيت البترول
نبذة تاريخية :
عرف الانسان زيت البترول الخام (النفط) الذي كان يتسرب إلي سطح الأرض منذ ألاف السنين فقد ذكر في التاريخ القديم أن :
-فلك نوح (علية السلام ) قد غطي بالقطران من الداخل والخارج
-قدماء المصريين قد استخدموه في تحنيط جثث موتاهم لحفظها من التحلل
-هنود أمريكا والصينيون قد استخدموه في إضاءة منازلهم
-سكان ما بين النهرين قد استخدموا الاسفلت في رصف الطرق وتنشييد المعابد
عرف العرب طرق تقطير البترول منذ أكثر من ألف عام بل أنهم عرفوا –قبل غيرهم-طريقة التكسير الحراري لمشتقات البترول الثقيلة للحصول علي المشتقات الخفيفة
*ولدت صناعة البترول العالمية بعد اكتشاف أول بئر للبترول عام 1859 م بالصدفة في ولاية بنسلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية
*أصثبحت صناعة البترول العالمية في أقل من نصف قرن إحدي الدعائم الرئيسية التي ترتكز عليها الحضارة الانسانية
*تعتبر مصر أول دولة في منطقة الشرق الاوسط :
-ينتج البترول من أراضيها عام 1910م
-تقام فيها صناعة للتكرير عام 1913م

منشأ زيت البترول :
• البترول كلمة لا تينية قديمة معناها زيت الصخر لأنه ينبع عادة من بين الصخور
• لا أحد يعرف علي وجه التحديد كيف تكون زيت البترول وهناك عدة فروض (نظريات ) قد وضعت في تفسير منشأ زيت الترول أقربها إلي الصواب هو نظرية الفرض العضوي

(نظرية الفرض العضوي ) :
تكون زيت البترول منذ ملايين السنين من تحلل المواد العضوية مثل النباتات والحيوانات البحرية نتيجة للتغيرات الأرضية ووجود تلك المواد علي أعماق كبيرة(أي تحت ضغط كبير وحرارة مرتفعة

الادلة التي تؤيد صحة نظرية الفرض العضوي :
1)وجود منابع البترول بالقرب من شواطئ البحار أو تحت سطح مياة البحار
2)وجود حفريات بحرية مختلطة بزيت البترول
3)تكون سائل يشبة زيت البترول عند تقطير بعض المواد الدهنية مثل زيت السمك تحت ضغط مرتفع

مكونات زيت البترول :
• بالرغم من اختلاف تركيب البترول تبعا لمصادر تكوينه إلا أنه بشكل عام عبارة عن مخلوط من عدد كبير من المركبات العضوية الجزء الرئيسي منها هو الهيدرو كربونات (التي تحتوي علي عنصري الكربون والهيدروجين فقط) بجانب كميات قليلة من مركبات تحتوي علي ( الأكسجين والنيتروجين والكبريت) بالاضافة إلي الماء
• ويمكن تصنيف المواد الهيدرو كربونية كالتالي:
• المواد الهيدروة كربونية :
1)مركبات اليفاتية :أ)ذات سلسلة مغلقة (هكسان حلقي)
ب)ذات سلسلة مفتوحة (مشبعة وغير مشبعة )
مشبعة :الكانات (برافينات)
غير مشبعة (الكينات (اوليفينات)-الكاينات(اسيتيلينات) )
2) مركبات أروماتية (البنزين العطري)

* وتتميز المواد الهيدرو كربونية الموجودة في زيت البترول بما يلي :
-يتراوح عدد ذرات الكربون فيها من 70:1ذرة
-توجد في حالات المادة الثلاث(الغازية؛السائلة؛الصلبة)
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
عاطف خليفة



المساهمات : 137
تاريخ التسجيل : 25/02/2008

مُساهمةموضوع: رد: الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي   الأحد أبريل 06, 2008 4:47 pm

-المكون الأساسي فيها هو الالكانات (البرافينات)سواء كانت ذذات سلسلة مستقيمة أو متفرعة
-تحتوي علي بعض الالكينات (الاوليفينات)وبعض المركبات الاروماتية كالبنزين العطري

تكرير البترول :
*نظرا لتعدد:
-أنواع الوقود المستخدم في الحياة والصناعة
-الصناعات (البترو كيمائية)القائمة علي زيت البترول فأنه تجري علي زيت البترول الخام عملية التكرير والتي تشمل علي ثلاث عمليات رئيسية
1)عملية الفصل :
*هدف عملية الفصل :فصل مكونات زيت البترول بقصد استخدام كل منها في الغرض المناسب له
*فكرة عملية الفصل :فصل مزيج من عدة سوائل ممتزجة اعتمادا علي اختلاف درجة غليان كل منهما فيما يسمي بعملية التقطير التجزيئي
*وتتم عملية التقطير التجزيئي لزيت البترول في أبراج تسمي بالابراج المجزئة
ويتضح من شكل برج التجزئة المقابل أن
- الاجزاء الخفيفة لاعلي تطايرا (التي تحتوي علي عدد قليل من ذرات الكربون ) تخرج من أعلي البرج تخرج من أعلي البرج
- كلما اتجهنا لأسفل تزداد درجة الحرارة البرج المجزئ وبالتالي تخرج المكونات الأقل تطايرا (الأعلي في درجة
- مما سبق يتضح أن :
(درجة الغليان نواتج التقطير التجزيئي تزداد كلما ازدادت كتلتها الجزيئية)

(ملاحظات ) :
• عملية التقطير البسيط (العادي)تستخدم في فصل مادة سائلة عن مادة صلبة ذائبة فيها بواسطة عمليتي التبخير والتكثيف مثل تقطير ماء البحر للحصول علي الماء المقطر
• لا يصلح جهاز التقطير البسيط في فصل خليط من عدة سوائل ممتزجة مختلفة في درجة غليانها لأن البخار الناتج عن عمليه التسخين سوف يحتوي علي أكثر من مادة حيث أن البخر يحدث لجميع السوائل قبل درجة الغليان وبالتالي سيكون السائل المقطر غير نقي وتكون نسبة السائل الاكثر تطايرا (الاقل في درجة الغليان)أعلي من نسبة أي سائل أخر في الخليط

2)عملية التحويل :
* من المعلوم أنه كلما قل عدد ذرات الكربون في الهيدرو كربون ازدادت قيمته الاقتصادية وبالتالي ارتفع سعرة
* من نواتج التقطير التجزيئي لزيت البترول واحتياجات استهلاك كل منها :
يتضح أن
-المواد الهيدرو كربونية الثقيلة توجد بنسبة كبيرة في نواتج التقطير التجزيئي لزيت البترول في حين أنها مركبات قليلة الاستخدام
-المواد الهيدرو كربونية الخفيفة ومنها الجازولين لا تتعدي نسبتها 20%من نواتج التقطير التجزيئي لزيت البترول وهي نسبة ضئيلة جدا بالنسبة للحاجة الماسة لهذه المكونات وخاصة الجازولين الذي يعتبر العصب الرئيسي لوسائل النقل المختلفة لذا تشتمل عملية التكرير علي خطوة هامة وهي عملية التحويل
*هدف عملية التحويل :زيادة نسبة الجازولين الناتج من البترول الخام
*فكرة عملية التحويل :
تحويل بعض مكونات زيت البترول الاقل استخداما إلي مكونات اكثر استخداما عن طريق :
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
عاطف خليفة



المساهمات : 137
تاريخ التسجيل : 25/02/2008

مُساهمةموضوع: رد: الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي   الأحد أبريل 06, 2008 4:48 pm

1-تكسير الجزيئات الكبيرة إلي جزيئات أصغر (عملية التكسير)
2-بلمرة الجزيئات الصغيرة إلي جزيئات أكبر ( عملية البلمرة

1) عملية التكسير :
• تعتبر عملية التكسير من اعظم الكشوف العلمية والفنية في صناعة البترول لانها ادت الي الحصول علي الجازولين الذي يحتاجة العالم بصورة متزايدة
• هدف عملية التكسير : تحويل الجزيئات الكبيرة ذات السلاسل الكربونية الطويلة المرتفعة في درجة الغليان مثل جزيئات الكيروسين والمازوت (c2:c20)إلي جزيئات أصغر وأخف ذات سلاسل كربونية أقصر درجة غليانها منخفضة وهي جزيئات الجازولين (C5:C10 )
• طرق عملية التكسير : تتم عملية التكسير باحدي طريقتين :
1)التكسير الحراري : يتم في درجة حرارة مرتفعة حوالي (500درجةم) وتحت ضغط عالي (750:250 رطل /بوصة 2) *يتم بشكل محدود لأن نواتج التكسير أقل جودة من تلك الناتجة من التكسير الحفزي
*الجازولين الناتج منه يحتوي علي نسبة عالية من الهيدرو كربونات غير المشبعة (الاوليفينات)لذا فهو عرضة للأكسدة والبلمرة وتكوين مواد صمغية عند التخزين غير مرغوب فيها
2)التكسير الحفزي : يتم في درجة حرارة مرتفعة (500:400درجةم)وفي وجود عوامل حفازة مثل:
-أكسيد (الالومونيوم أ؛السيليكون أ؛المنجنيز)
-مسحوق الطفل
*زيادة بشكل واسع لأن نواتج التكسير أكثر جودة من تلك الناتجة من التكسير الحراري
*الجازولين الناتج منه يحتوي علي نسبة منخفضة من الالكينات (الاوليفينات )وهيدرو كربونات ذات سلاسل متفرعة ترتفع من قيمة رقم الاوكتان

رقم الاوكتان :
*تحترق بعض أنواع الوقود بشكل أسرع من غيرها مما يؤدي إلي حركة مكبس ألة الاحتراق بشكل فجائي غير منتظم محدثا دقا في أله الاحتراق الداخلي
*وإذا كان الدق يعبرعن طاقة مفقودة فإنه يعني أيضا زيادة في استهلاك الوقود وبالتالي فإنه كلما قل عدد الدقات الذي يحدثة الوقود أثناء احتراقة في أله الاحتراق الداخلي كان الوقود أفضل
*يستخدم مصطلح رقم الاوكتان للتعبير عن عدد الدقات التي يحدثها أثناء احتراقة في أله الاحتراق الداخلي
فمثلا الجازولين الذي رقم الاوكتان له 95يحدث عند احتراقة في ألات الاحتراق عدد من الدقات أقل من تلك التي يحدثها الجازولين 90أو الجازولين80لذا فهو اكثر جودة وأعلي سعرا
*يزداد رقم الاوكتان للوقود بزيبادة التفرع في الجزئ

ملاحظات :
*مركب الايزو أوكتان يحترق في الات الاحتراق الداخلي بسلاسة محدثا أقل دق ممكن لذا اصطلح علي رقم الاوكتان له100
*مركب الهبتان العادي(C7H16)يحدث عند احتراقه دقا شديدا في الات الاحتراق الداخلي لذا اصطلح علي أن رقم الاوكتان له صفر

*كيفية تعيين رقم أوكتان الوقود :
يتم تعيين رقم أوكتان أي وقود بمقارنة عدد الدقات الناتجة من احتراق عينة منه بعدد الدقات الناتجة من احتراق مخاليط مختلفة من الايزواوكتان والهبتان العادي ويكون رقم اوكتان الوقود هو نفس رقم اوكتان خليط الايزواوكتان والهبتان العادي الذي يعطي نفس العدد من الدقات عند احتراقهما في نفس أله الاحتراق الداخلي

* ما معني جازولين رقم الاوكتان له95؟
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
عاطف خليفة



المساهمات : 137
تاريخ التسجيل : 25/02/2008

مُساهمةموضوع: رد: الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي   الأحد أبريل 06, 2008 4:49 pm

أي أن هذا الجازولين يحدث عند احتراقة في أله الاحتراق الداخلي عدد من الدقات مساوي لعدد الدقات التي يحدثها خليط من الايزواوكتان والهبتان العادي بنسبة 95%:5% علي الترتيب

*كيفية تحسين رقم اوكتان الوقود :
يمكن تحسين نوعية الوقود بتقليل عدد الدقات التي يحدثها في أله الاحتراق الداخلي ويتم ذلك باضافة بعض المواد إلي الوقود مثل رابع ايثيل الرصاص (C2H5)Pb ونظرا للتأثير السيئ لمركبات الرصاص ببدائل اخري صديقة للبيئة

عملية البلمرة :
*هدف عملية البلمرة : تحويل جزيئات الالكينات (الاوليفينات)غير المشبعة الصغيرة مثل الايثيلين إلي جزيئات أكبر
"عملية البلمرة عكس عملية التكسير "
* فكرة عملية البلمرة : امرار المونيمرات علي عامل حفاز مناسب تحت تأثير الضغط ودرجة الحرارة
* تعتبر الالكينات الغازية (الاوليفينات) غير المشبعة التي تنتج من عمليات التكسير مادة أولية هامة في
تحضير :- الكثير من المواد الكيميائية
- بعض أنواع الوقود السائل
والجازولين المتبلمر هو احد انواع الوقود السائل المحضر من بلمرة الالكينات الغازية في وجود حمض الكبريتيك أو حمض الفوسفوريك كعوامل حفازة
عملية التنقية (المعالجة) :
• هدف عملية التنقية : إزالة الشوائب الحامضية من الجازولين والتي تحدث تأكلا في الات الاحتراق كما أنها تلوث الهواء عند احتراقها مع الجازولين
• من المعروف أن زيت البترول الخام يحتوي علي شوائب تتراوح نسبتها بين 4:1% وفقا لنوع الخام ومصدرة
• وتتكون هذه الشوائب الحامضية عادة من المركبات الكبريتية والنيتروجينية والاكسجينية وتبذل معامل تكرير البترول جهودا كبيرة في التخلص من هذه الشوائب

ثانيا : الغاز الطبيعي
*يتكون الغاز الطبيعي في باطن الارض في ظروف مشابهه لتكوين البترول والفحم وهو يوجد مختلطا بالبترول أو طافيا فوق سطحة وقد يوجد منفصلا عنه

• مكونات الغاز الطبيعي : يتكون الغاز الطبيعي أساسا من غاز الميثان (حوالي 93%من الغاز) بالاضافة إغلي بعض الهيدرو كربونات الاخري مثل : الايثان والبروبان والبيوتان ؛ ويمكن فصل غازي البروبان والبيوتان من الغاز الطبيعي وحفظهما تحت ضغط في حالة سائلة في اسطوانات من الصلب للاستخدام كوقود يسمي البوتاجاز
• مميزات الغاز الطبيعي : يعتبر الغاز الطبيعي من اكثر أنواع الوقود استخداما ل: -سهولة نقله واستخدامه -ارتفاع قيمته السعريه
• استخدامات الغاز الطبيعي : 1)يستخدم كوقود نظيف قيمته السعرية مرتفعة 2)يستخدم في تحضير الغاز المائي الذي يستخدم كوقود CH4+H2O----CO+3H2 ويستخدم الغاز المائي أيضا في الحصول علي الكحول الميثيلي الذي يدخل في العديد من الصناعات الكيميائية CO+2H2-----CH3OH.H=-91KJ
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
gomaa



المساهمات : 18
تاريخ التسجيل : 04/03/2008

مُساهمةموضوع: رد: الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي   الجمعة أبريل 11, 2008 5:28 am

جزاك الله كل خير يا دكتور
وبارك فيك
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
الدرس الثاني : زيت البترول والغاز الطبيعي
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى العلوم الكيميائية :: كيمياء الصف الأول الثانوي إشراف مستر/gomaa-
انتقل الى: