تحقیق بررسی نفت و اهمیت آن در 56 صفحه ورد قابل ویرایش 

مقدمه

نفت خام مایعی است كه از تعدادی هیدروكربن و مقداری تركییات گوگردی اكسیژن دار، ازته و مقدار كمی تركیبات معدنی و فلزات تشكیل شده است . تركیبات مختلف نفت خام بنا به موقعیت محلی میدان نفتی و زمان تشكیل آن و حتی بنا به ژرفای منبع مـتغیرند .

در یك جزوه نفتی همراه نفت خام همواره مقداری گاز ، آب و نمك و شن و ماسه وجود دارد كه این مواد بر اساس چگالی روی هم انباشته می گردند . نحوة قرار گرفتن آنها بدین شكل است كه در زیر یك لایة غیر قابل نفوذ ابتدا آب و نمك ، سپس نفت خان .و بر روی آن گازها قرار دارند .

نفت خام پس از استخراج به واحد بهره برداری انتقال داده شده كه در این واحد  نفت خام را با عبور از جدا كننده ها و كاهش تدریجی فشار ، از گاز همراه با آن عاری می سازند . سپس در واحد نمك زدایی ، آب و نمك ، شن و ماسة آن را جدا ساخته و در صورت ترش بودن نفت خام ( حاوی گازهای اسیدی مانند  ،  ، RSH و …. ) آن را در استریپرها [1]  با یك گازشیرین تماس داده و  را جدا می كند كلیة این اعمال بر ای جلوگیری از خوردگی تجهیزات پالایش می باشد.

طراحی پالایشگاه را بر اساس اجزاء تشكیل دهنده نفت خام مورد استفاده صورت می گیرد . در ضمن با افزایش مدت زمان استخراج از یك حوزة نفتی كیفیت نفت تغییر كرده و به طور معمول مقدار گوگود و  آن افزایش می یابد . در نتیجه با تغییر خوراك پالایشگاه نیاز است كه شرایط عملیاتی تغییر كند كه این تغییرات بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی نفت خام صورت می گیرد.

2 ـ واحد ارزیابی نفت خام

هدف از انجام كلیه آرمایشات در واحد ارزیابی نفت خام ، ارزیابی و تعیین مشخصات نقت خام های ایران و كشورهای همسایه كه برای امور صادرات و طراحی پالایشگاهها مورد استفاده قرار می گیرد ، است .

از جمله كارهای این واحد ، تقطیر نفت خام و بدست آوردن فرآورده های سبك تا سنگین كه به ترتیب حلالها و بنزین و نفت سفید و گازوئیل و روغنها می باشند كه مشخصات فیزیكی و شیمیایی و ترمودینامیكی آنها مطابق روشهای استاندارد انجام می شود و همچنین حلالهای نفتی مورد نیاز صنایع در این واحد ساخته می شود.

تواناییهای این واحد علاوه بر موارد فوق در خصوص قسمتهای استاندارد به شرح زیر می باشد:

1.    1.    تقطیرهای ASTM و IP جهت تهیة برشهای كوتاه و تعیین نقاط جوش و تحت خلاء تا 001/0 میلی باد و تا نفاط جوش حدود 800 .
2.       2.        تعیین دانسیته ، وزن مخصوص ، گوگرد ، اسیدیته و گرانروی مایعات ، گازها و جامدات.
3.       3.        تعیین مقدار هیدروكربنتهای آروماتیكی ، نفتینكی، الفینی و پارافینی ( نرمال رایزو)
4.    4.    تعیین وزن مولكولی ،‌ فشار بخار ، باقیمانده ، كربن ، مقدار واكس و نقطة ذوب آن و خاكستر در نفت خام و فرآوردها
5.       5.        تعیین مقدار نمك، آب و رسوبات در نفت خام .
6.       6.        تعیین اندازه ذرات جامد معلق در مایعات و غلظت آنها.
7.       7.        تعیین ضریب رسانش ، PH‌ ، ارزش حرارتی ، مقاومت اكسیداسیون مایعات .
8.    8.    تصفیه روغن های خام و تعیین پارامترهای كنترل كیفیت بخصوص اندیس گرانروی ، قسمت رنگ فرآورده ها و نمرة برومین .
9.    9.    تعیین عددستان ، اندیش دیزل ، نقطة آنیلین ، نقطة آتش گیری ،‌ نقطة اشتعال ، نقطة ابری شدن ، نقطه انجماد ، نقطة ریزش و دمای بسته شدن فیلتر گازوئیل بر روی سوختهای نفت سفید و دیزل.
10.    10.      تست نوار خوردگی مس ، نقره ، خوردگی فلزات بر روی سوختها و ضدیخ.

معمولاً هر پالایشگاه دارای یك آزمایشگاه كنترل كیفیت است كه در آنها آزمایشهایی بر روی فرآورده های مختلف میانی یا نهایی به دو منظور انجام می شود:

• تشخیص صحت كار واحدهای تولید به طور سریع
• اطمینان از مطابقت فرآورده های نهایی با استانداردهای مربرطه

برای انجام این آزمایشها ، دستگاهها و روشهای استاندارد بكار می رود . بطوریكه نتایج به راحتی قابل تكرار و مقایسه باشند . عمدتاً از روشهای ASTM و در مواردی IP ، BP ، DIM و …. استفاده می شود.

در این گزارش به برخی از مهمترین آزمایشها اشاره می شود.

چگالی ( دانسیته )‌

دانسیته هیدروكربن ها همیشه كمتر از یك است و با افزایش تعداد كربن ، این مقدار در یك سری همولوگ افزایش می یابد . در صورتی كه سیستم ها به ترتیب هیدوركربن های اشباع شدة غیر حلقوی ـ اشباع شده حلقوی ـ و آروماتیك باشد . به ازاء تعداد معین كربن دانسیته نیز افزایش می یابد.

مقایسه دانسیته هیدروكربتهای مختلف در درجه حرارت ثابت

دانسیته نفت كه مخلوطی از هیدروكربن ها ست بستگی به مواد سازنده آن دارد و به همین لحاظ است كه نفت كشورهای مختلف دارای دانسته های متفاوت است . . مثلاً دانسیته نفت آمریكا . 87/0 ـ 800/0 ، نفت ایران در  60 ، 836/0 و نفت و رسید 900/0 ـ 850/0 می باشد.

معمولاً دانسیته در دمای  60 اندازه گیری می شود . برای اندازه گیری SG معمولاً از هیدرومتر و پكنومتر و یا دانسیته مترهای اتوماتیك استفاده می شود. برای اندازه گیری SG معمولاً از هیدرومتر پیكنومتر و یا دانسیته مترهای اتوماتیك استفاده می شود . برای برش های نفتی چگالی به شكل كمیت API نیز بیان می شود : API بوسیله انستیتو نفت آمریكا پیشنهاد شده است و در كشورهای آمریكایی مقدار دانسیته بر حسب آن داده می شود.

3 ـ 19 ـ اندازه گیری آسفالتین

مقدمه

آسفالتین هیدروكربن های بسیار سنگین چند حلقه ای ـ تشكیل از حلقه های آروماتیكی و نفتنیكی ـ هستند كه حاوی مقداری گوگرد ، نیتروژن ، اكسیژن و فلزاتی چون سدیم ، كلسیم ، آهن ، نیكل و وانادیم می باشند.

آسفالتین ها سیاه رنگ و  شكننده هستند و نسبت كربن و هیدروژن آنها بالاست ( حدود %6 ـ 5 وزن مولكولی آنها را هیدروژن تشكیل می دهد در حالی كه در دیگر هیدروكربن ها حدود 14% وزن آنها معمولاً از هیدروژن است . چون نمی توان این مواد را از طریق تقطیر از سایر هیدروكربن ها جدا كرد ، بنابراین از روش استخراج با حلال استفاده می شود . آسفالتین ها در حلالهای آروماتیكی به خوبی حل می شوند ولی در حلالهای آلیفاتیكی حل نمی شوند بنابراین برای جداسازی آنها می توان از پردیان تاهپتان استفاده كرد . البته هر چه وزن مولكولی حلال كمتر باشد حلالیت آسفالین در آن كمتر است . به طوریكه حلالیت آسفالتین در اتان از همه كمتر است ولی از آنجا كه در برشهای روغنی به غیر از آسفالتین مواد دیگری نیر رسوب می كنند ، اتان ماده مناسبی برای جداسازی آسفالتین از برشهای روغنی نیست . در صنعت از پروپان استفاده می شود و در آزمایشگاه از پنتان و هگزان و هپتان . در ضمن آسفالتین ها در تولوئن داغ و بترن نیز محلولند.

رابطة میان قدرت رسوب دهندگی آسفالتین و جرم مولكولی حلالهای هیدروكربنی

روش  IP

این تست برای گازوئیل ، سوخت دیزل ، ته مانده های سوختهای نفتی ، نفتیهای روغنی و قیر كه به دمای   260 رسیده اند ، می باشد . در این روش از حلال هپتان استفاده می شود .

شرح آزمایش

ابتدا تقطیر نفت خام تا دمای    260 صورت می گیرد . سپس مقدار باقی مانده جمع آوری شده و وزن می شوند . زیرا مرحلة اول تخمین میزان آسفالتین موجود در نمونه و یا دانستن مقدار ته مانده های نفت برای تخمین حجم تخمین حجم فلاسك و مقدار هپتان لازم از روی جداول داده شده می باشد . اگر مقدار آسفالتین تخمینی در نمونه بیشتر از  25/0 باشد حداقل ml 25 هپتان لازم است . هر چه مقدار آسفالتین كمتر باشد حجم هپتان لازم كمتر است . به طوریكه به ازای هر 1 گرم از نمونه ml 30 هپتان لازم است .

پس از افزودن هپتان نمونه را به مدت 60 دقیقه می جوشانیم سپس سرد كرده و به مدت 150 ـ 90 دقیقه در یك فضای تاریك نگه می داریم . سپس مخلوط حاصله را فیلتر می كنیم . به جز آسفالتین بقیة اجزاء نمونه در هپتان حل می شوند و از فیلتر عبور می كنند .

و این بار آن را در مجاورت هپتان ( بخارات هپتان ) قرار می دهیم تا جدا سازی كاملتری صورت گیرد . وقتی حلال خروجی از یك بی رنگ شد مطمئن می شویم جداسازی كاملاً انجام گرفته است . سپس به جای هپتان این بار از تولوئین داغ استفاده می كنیم . تولوئین آسفالتینها را می شوید . در ظرفی آسفالتینها را می شوید . در ظرفی آسفالتینهای شسته شده با تولوئن را جمع می كنیم . این محلول را به قدری حرارت می دهیم تا تمام تولوئین تبخیر شده و تنها آسفالتین بماند . با وزن كردن آسفالتین مانده پی به میزان آن در نمونه می بریم .

اندازه گیری واكس ( موم )

واكسها تركیبات اشباع سنگینی هستند كه به طور كلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

الف ) واكسهای پارافینی خالصل l نقطة ذوب 50 سفید رنگ

ب : واكسهای بینابینی با نقطة ذوب 65 ـ 60 .

ج : واكسهای میرو كریستالی با نقطة ذوب بیشتر از  70 ، دارای رنگی بین زرد تا قهوه ای ، سنگین ترین نوع ، خشك و شكننده ،‌ در حین ذوب چسبندگی زیادی دارد ، نسبت به دیگر نوعهای واكس كاربرد بیشتری دارند .