نَفت (به انگلیسی: Oil, Petroleum) یا نفت خام (به انگلیسی: Crude oil) مایعی غلیظ و افروختنی به رنگ قهوه ای سوخته یا سبز تیره یا سیاه است که در لایه های بالایی بخش هایی از پوستهٔ کره زمین یافت می شود. نفت شامل آمیزهٔ پیچیده ای از هیدروکربن هایی گوناگون است. بیش تر این هیدروکربن ها از زنجیرهٔ آلکان هستند؛ ولی ممکن است از دید باطن، ترکیب یا خلوص تفاوت های زیادی داشته باشند. نفت را طلای سیاه می نامند. نفت جز سوخت های فسیلی به حساب می آید و تجدید ناپذیر است.
منشأ نفت
بیشتر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس های نخستین می دانند. به دلیل وجود یک سلسله خواص خاص که تنها مولکول های آلی، مشمول آن ها می شوند. باقی ماندهٔ جانوران و گیاهانی (اعم از جلبک ها و مرجانها) که میلیون ها سال قبل (پیش از پدید آمدن دایناسورها) در محیط دریا (آب) زندگی می کرده اند، طی میلیون ها سال توسط لپه های گل و رسوبات مدفون شده اند و تحت فشار و دمای بالا، نبود اکسیژن و مدت زمان طولانی تبدیل به نفت و گاز گردیده و در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب و پوش سنگ، طی مدت زمان بسیار طولانی نفت مهاجرت نموده و به مقدار زیاد در حوضچهٔ نفتی جمع می گردد. گرچه با توجه به مطالعات اخیر حتی ممکن است نفت سریع تر و از تجزیه اجساد انسان های گذشته نیز حتی به مقدار اندک به دست آید. نفت خام حالت روغنی دارد و به شکل های جامد (قیرهای نفتی) و مایع دیده می شود. برخی اوقات به تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می شود. اگر نفت در لایه ای رسوبی جمع گردد به آن محل «حوضچهٔ نفتی» می گویند. از مجموع چندین حوضچهٔ نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می شود. به سنگ متخلخل دربرگیرندهٔ نفت که قابلیت تولید نفت را داشته باشد، «سنگ مخزن» می گویند.
اکتشاف نفت
تا قبل از حفر نخستین چاه نفتی به کمک وسایل جدید حفاری، این ماده مهم فقط از چشمه های سطحی نفت، یا چاه های کم عمق که به وسیله دست حفر می شد، استخراج می گردید و موارد استفاده از نفت خام نیز محدود بود. از زمان پیدایش نفت تا امروز فعالیت های اکتشافی برای کشف ذخایر جدید نفت و گاز و تأمین تقاضای بازارهای نفت و همچنین جایگزینی حجم های تولید شده، به صورت مستمر در جریان است. امروز با پیشرفت تکنیک های اکتشافی جدید، دقت فعالیت های اکتشافی بیشتر شده و شانس بیشتری برای موفقیت وجود دارد، اما با وجود این پیشرفتها، اکتشاف هنوز به صورت یک فعالیت با ریسک بالا باقی مانده است، زیرا قدیمی ترین نظریه برای اکتشاف نفت، نظریه طاقدیس (Anticline Theory) است. کاربرد این نظریه برای یافتن نفت در قله طاقدیس ها ابزار موفقی بود. این نظریه به عنوان نظریه اصلی برای اکتشافات مهم نفتی در بسیاری از نقاط دنیا از جمله مسجد سلیمان ایران مورد استفاده قرار گرفت. نفت در سال ۱۸۸۰ در رسوبات دریایی پنسیلوانیا کشف شد که ارتباطی با ساختارهای طاقدیسی نداشت و تجمع نفت و ایجاد نفت گیر صرفاً ناشی از تغییر رخساره رسوبات بود؛ بنابراین مشخص شد که ذخایر نفتی می توانند در حوزه های غیر چین خورده هم وجود داشته باشند. در نتیجه مفهوم نفت گیرهای چینه ای (Stratigraphic Traps) با این کشف وارد عرصه مفاهیم نفت شد. تا اواسط دهه ۱۹۲۰، تهیه و استفاده از نقشه های سطحی و طاقدیس ها ابزار اصلی اکتشافات نفتی بود و یافتن نفت گیرهای چینه ای به صورت تصادفی رخ می داد. یک منطقهٔ انتخاب شده را با مطالعهٔ نمونه های سنگی و لرزه نگاری مشخص می کنند. اندازه گیری ها انجام می شود و اگر مکان از نظر میزان ذخیره نفت موجود و ملاحظات اقتصادی، موفقیت آمیز باشد، حفاری آغاز می شود. بالای چاه ساختاری به نام «دکل حفاری» برای جادادن وسایل و لوله های مورد استفاده در چاه ساخته می شود. زمانی که حفاری تمام می شود، پس از تکمیل چاه حفرشده، یک جریان ثابتی از نفت را به سطح زمین خواهد آورد. به سنگ هایی که غالباً از سنگ های رستی (شیل) یا انیدریت تشکیل شده و خاصیت پلاستیک دارند و قسمت بالایی مخزن نفت همانند پوششی قرار می گیرند، «سنگ پوششی» گفته می شود.
انواع نفت خام
ارزش نفت خام معمولاً بر اساس دو معیار وزن مخصوص و میزان گوگرد تقسیم بندی می شود. نفت هایی که وزن مخصوص، گرانروی و چگالی پایینتری دارند نفت سبک و نفت هایی که وزن مخصوص، گرانروی و چگالی بالاتری دارند نفت سنگین نامیده می شوند. نفت هایی که گوگرد آن ها کمتر است نیز نفت شیرین و نفت های دارای گوگرد بیشتر نفت ترش نامیده می شوند که معمولاً نفت های میدان های جوان، به دلیل پختگی اندک، سنگین تر هستند و میزان گوگردشان بالاست. استخراج، جابجایی و پالایش نفت های سبک و شیرین ساده تر و کم هزینه تر است و میزان بیشتری از محصولاتی چون بنزین، نفتا، نفت سفید و سوخت های جت برگرفته از نفت سفید، و گازوئیل های مرغوب را می توان از آن ها به دست آورد، به همین دلیل این نوع نفت ها بیشتر مورد علاقه پالایشگاه ها بوده و قیمت بالاتری دارند. شاخص های بین المللی تعیین قیمت نفت یعنی وست تگزاس اینترمیدیت و برنت از نوع نفت سبک و شیرین هستند. اما میزان نفت های ترش و سنگین در ذخایر نفتی دنیا بسیار بیشتر است.
منشأ نفت و گاز طبیعی
با همه تلاش گسترده و صرف وقت فراوانی که برای یافتن و استخراج نفت و گاز طبیعی صورت گرفته است ، انسان هنوز درباره منشأ این مواد به نحو شگفتی بی اطلاع است. پاره ای واقعیت های پذیرفته شده در این مورد عبارتند از :
- نفت و گاز از ترکیباتی با منشأ زیست شناختی (بیولوژیکی) تشکیل شده اند.
- قسمت اعظم انواع نفت محتوی پورفیرین (مجموعه ای از ترکیبات هیدروکربن دار) است ، که یا از کلروفیل و یا از « همین » (Hemin) - ماده قرمز کننده ی خون - مشتق شده اند.
- قسمت های لیپیدی موجودات (چربی ها و مومها) ، منبع سرشاری برای تشکیل نفت و گاز فراهم آورده اند.
- امکان دارد که در اوضاع فعلی بتوان هیدروکربن های نفت مانند را در رسوب های جوان دریایی پیدا کرد.
پالایش نفت
نفت خام حاصل از چاه دارای مواد ناخواسته (از قبیل آب و جامداتی مانند : شن ، قیر و گازهای متان و اتان) می باشد. برای جداسازی اینگونه عوامل ، آن را وارد مخازنی می کنند ، تا جامدات موجود در آن ته نشین شده و گازهای آن خارج شود. سپس وارد جداساز سانتریفوژی می شود ، که نقش آن جدا کردن تتمه آب ، گاز و جامدات معلق در آن می باشد. برای حذف نمک های معدنی ، نفت را با آب ولرم می شویند. آنگاه قسمتی از نفت توسط لوله به پالایشگاه فرستاده شده و قسمتی جهت صدور به بنادر تلمبه می شود.
تقطیر نفت
برای تفکیک برش های متشکله نفت خام ، عملیات فیزیکی و شیمیایی چندی بر روی آن به عمل می آورند ، تا فرآورده های مورد نیاز جامعه امروزی را تولید نمایند. از مهمترین آنها تقطیر جزء به جزء نفت است که در برج تقطیر صورت می گیرد. تقطیر جزء به جزء عبارت است از یک سری تبخیر و ميعان که در سینی های یک برج استوانه ای صورت می گیرد. مایعات خالص در فشار محیط ، در دمایی به جوش می آیند که در آن دما ، فشار بخار آن برابر فشار محیط گردد. مایعات مخلوط در حدود دمایی که حاصل جمع فشار های جزئی عوامل تشکیل دهنده ی آنها برابر فشار محیط می گردد ، به جوش می آید. در نقطه جوش ، فازهای بخار و مایع در حال تعادل می باشند. چنانچه فشار کاهش یابد ، تبخیر صورت می گیرد و در حالت معکوس ميعان اتفاق می افتد. از فشار بخار برای محاسبه ترکیب گازهای مخلوط در حالت تعادل استفاده می شود. وقتی که اجزای تشکیل دهنده ی یک محلول در برج تقطیر به طور دائم جدا می شوند ، بخارهایی که به سمت بالا حرکت می کنند ، با ترکیبات فرارتر مایع برگشت کننده که به سمت پایین سرازیر است ، برخورد کرده و غلیظ تر می گردند.
انواع تقطیر نفت
- تقطیر در فشار محیط : در این روش ، فرآیند تقطیر در فشار محیط صورت می گیرد.
- تقطیر با بخار آب : وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده ی مخلوط نشدنی صورت می گیرد ، فشار بخار یکی از مواد ، تحت تأثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد ، تقطیر می شود.
- تقطیر در خلأ : در این روش ، فرآیند تقطیر در خلأ (در فشار 40 میلیمتر جیوه) صورت می گیرد.
- تقطیر در خلأ و بخار : این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفــاده ی همزمـــان از پمپ خلأ ، جهت کاهش فشار کلی صورت می گیرد. به طور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی شود.
- تقطیر در فشار : این روش برعکس تقطیر در خلأ بوده و باعث می شود که فرآیند تقطیر ، در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکول های نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می دهد.
- روش های جدید تقطیر : این روش ها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده ، که توسط تقطیر با بخار همراه می شود.
همه چیز در مورد علم شیمی
