البترول
أهميته، مخاطره وتحدياته
الدكتور بيوار خنسي هولندا /2005
.
المقدمة :
ورد في التاريخ القديم أن سفينة نوح عليه السلام قد تم تغطيتها من الداخل والخارج بالقطران-القير الاسود، كما كان الفراعنة يستخدمون نوعا من البيتومين في تحنيط جثث موتاهم لحفظها من التحلل ، واستخدموا البترول في الأضاءة بدليل العثور على مصباح قديم به بقايا جافة من الزيت الخام في مناجم الذهب بوادي الحمامات في مصر،واستخدموا البترول كدواء للأمراض الجلدية والروماتيزم وآلآم الأسنان والقروح والحروق، واستخدموا في الحروب( النفط الحارق) كسلاح، كما عرف البترول في العراق ومصر ومنطقة الجزيرة ؛حيث وصف الرحالة الايطالي( ماركو بو) كيف كان البترول ينقل على ظهر الجمال من مناطق بحر قزوين الى بغداد للأتجار فيه.
ان حاجة الانسان الى مصادر الطاقة وتنوع إستعمالاتها قد ادت الى الاهتمام بالمناطق التي تتواجد فيها تلك المصادرخلال تاريخ نشوء الامارات والامبراطوريات التي نشبت خلالها حروب وغزوات وجدت خلالها الكثير من المصادر الطبيعية،منها (ينابيع المياه المعدنية ومنابع الرشوحات النفطية) ، إستقرت قوات الغزات على مواقع تلك المصادر واستعملوها( كوسائل لمعالجة الامراض والاوبئة) .وكانت كردستان واحدة من اهم المناطق الغنية بتلك المصادر مما جذب إنتباه الغزات والمحتلين اليها، لاسيما خلال حكم الامبراطورية العثمانية ، مع نشوء وتطور الثورة الصناعية في أوربا لفت إنتباه تلك الدول الصناعية البحث عن النفط في منطقة الشرق الاوسط بحكم علاقاتهم مع الدولة العثمانية وزيادة اهتمامهم في توسيع التجارة التي دفعتهم الى إنشاء طرق المواصلات تربط الاقاليم بعضها البعض
تعود إكتشاف البترول الى عام 1859 الذي تم فيه حفرأول بئر بترولي في الولايات المتحدة الامريكية في بنسلفانيا على يد( ادوين دريك)، وقد تطوراستعمال البترول بعد ذلك وخصوصآ بعد أن تم إختراع آلة الأحتراق الداخلي في عام 1908 وأصبح البترول يستعمل لتسيير السيارات ، وانتشرت تلك المحركات بسرعة فائقة. وبدخول العقد الثاني من القرن العشرين خطا الانسان بالبترول ليدخل به عالما جديدا في القوة والسيطرة، ففي صيف 1914 تحولت البحرية البريطانية بالكامل الىالبترول، مما أدى الى تحول الحرب العالمية الاولى الى حرب بين الانسان والآلات بفعل البترول هذا يرجع الى اهمية البترول الى درجة أن وصفه رئيس الحكومة الفرنسية أنذاك بان ( كل قطرة من البترول تعادل قطرة من الدم).
كان تاريخ البترول ومسيرته خلال القرن العشرين بكامله عالم يفيض بالأحداث ويرتبط أرتباطا وثيقآ بالصراعات . البترول هو أهم موضوع في عالمنا المعاصر سياسيآ واقتصاديا وسيظل للبترول دائما الكلمة العليا في صراعات العالم السياسة والاقتصادية، لقد نجح البترول بخصائصه الفريدة ليغزو العالم والسيطرة عليه ، ووهب البشرية حياة جديدة. سيطرة الانسان على البترول في مراحلة البدائية للأستعمال وعندما تطورت صناعة البترول وفتحت له الاسواق العالمية أصبح الأنسان أسيرآ في إحتياجاته ومتطلباته خاضعآ للبترول، إضافة الى المضاعفات التي نجمت من التدخل المفرط للبشرية في الطبيعة من استغلال الموارد الطبيعية ومنها البترول الذي ادى الى اختلال نظام التوازن البيئي لكوكب الارض، حيث تشير العلماء بان( النظام الايكولوجي للأرض كان في توازن من خلق الخالق لصالح الانسان وكان الارض في تناسق ودقة محكمة تتناسب وحياة الانسان والحيوان والنبات على سطح الارض رغم الاعاصير والبراكين والزلازل وما طرأ على الارض خلال تاريخ تطورها ، وتجئ ذلك كله بأمر من الخلاق العليم جل جلاله وهو القائل في كتابه عز وجل( إنا كل شئ خلقناه بقدر)سورة البقرة: الآية 49 .
لقد تغيرت نمط الحياةعلى الارض واصبحت البشرية تعتمد على البترول ومشتقاته في سبيل الحياة حتى في توفير الغذاء مما جلب مع هذا التغير مخاطر كثيرة تهدد صحة الانسان والبيئة ومصادر الحياه( الماء، الهوا والتربة) بفعل تعمق مخاطر تلوث البيثة نتيجة الاستخدام المفرط لمصادر الطاقة ومنها البترول ، وفي نفس الوقت يتواجد تحديات خطير قد تؤدي ذلك الى تراجع الاقتصاد العالمي وبالتالي تراجع مسيرة تطور الحياة البشرية ، وهذا ما يدعونا جميعا وخاصة المهتمين بأهمية ومخاطر وتحديات البترول في الوقوف عليه بجدية من أجل استغلال البترول بشكل يؤمن ضمان تطور التنمية المستدامة وهذا هو فحوى الدافع الذي دفعني في أعداد هذا الكتاب ليستلح شعبنا بهذا العلم والذي بواسطته يمكن إتخاذ الاجراءات الفعالة في تسخير البترول لخدمة الانسان ولتلافي مخاطر وتحديات البترول .
الدكتور بيوارخسي/ هولندا 25.مايس2005.
الباب الأول
خام البترول
البترول
البترول هو سائل يتكون أساسآ من الهيدروكربونات وكذلك نسبة صغيرة من الكبريت والاوكسجين والنتروجين ، تتكون وتتجمع في باطن الارض وتظل في مكانه الى ان يخرج الى سطح الارض بفعل العوامل الطبيعية كالشقوق- الفوالق أو الكسور الارضية أو يستخرجها الانسان بحفر الآبار. يوجد البترول في الطبيعة إما في حالة صلبة أو شبه صلبة كعروق الاسفلت، أو يوجد في حالة سائلة كخام البترول أو في حالة غازية ،الغازات الطبيعية. يتنوع إنتاج حقول البترول ، منها ما ينتج خام البترول مختلطآ بقليل من الغازات الطبيعية،ومنها ما ينتج أساسآ من الغازات الطبيعية مع قليل من خام البترول أو بدونه كحقول الغازات الطبيعية.
تختلف درجة غليان المنتجات البترولية عن بعضها البعض ، فلكل هيدروكربون درجة غليان خاصة ترتفع كلما زاد عدد ذرات الكربون في المركب ، وهذا هو أساس عملية تكرير البترول لفصل مركباته عن طريق التسخين والتقطيرعلى هيئة قطفات للمركبات الغازية ثم السائلة ثم الصلبة ،حيث يتبخر كل مركب بترولي عند مستوى معين من درجات الحرارة المئوية كالآتي:
يتبخر البنزين في حدود 50- 200 ، يتبخر الكيروسين ما بين 150- 315، يتبخر وقود الديزل عند 180الى 350، تتبخر الزيوت الخفيفة عند 350- 420 ، تتبخر الزيوت الثقيلة عند 420-490 ، أما الزيوت المتبقية في تبخر عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية.
يقاس خام البترول عادة بالبرميل الامريكي وهو يساوي حوالي ( 42 كالونا )امريكيا أو حوالي ( 158,984 لتر)، ويقاس خام البترول أيضآ بالمتر المكعب وهو يوازي( 6,2898 من البرميل) وهو الاسلوب المتبع في فرنسا وألمانيا. كذلك يوزن البترول الخام بالطن ، وهناك ثلاثة أنواع : الطن القصير يساوي 2000 رطل أنكليزي، الطن الطويل يساوي 1,12 من الطن القصير،الطن المتري يساوي 1,1023 من الطن القصير او 9842 طنآ طويلآ، يتبع الوزن دائما في عمليات التكرير والنقل. تقاس الغازات الطبيعية بالقدم المكعب ويتم القياس عند درجة حرارة 60 درجة فهرنيت وضغط 14,73 من الرطل على البوصة. المتر المكعب من الغازات الطبيعية يساوي 35,315 من القدم المكعب.
تنقسم مستخرجات البترول الى ثلاثة مجاميع. هيدروكربونات غازية مثل الميثان والبيوتان. هيدركربونات سائلة مثل جزيئات الكازولين، البنزين والكيروسين. هيدركربونات صلبة مثل شمع البارافين والاسفلت. يتم فصل المكونات الثلاثة عن بعضها البعض خلال عملية تكرير البترول على هيئة قطفات تنفصل كل منها عند درجات حرارة معينة وبالأستعانة ببعض المواد الكيمياوية كعوامل مساعدة لهذا الانفصال بواسطة التقطير
خامات البترول:
يتكون خام البترول من خليط من المشتقات البترولية( الاسفلت، زيت الوقود ،الكيروسين والبنزين) التي تختلف نسبها إختلافآ بيننآ من خام الى آخر وبأختلاف هذه النسب تتواجد الانواع المختلفة من خام البترول في العالم التي يمكن تميزها عن بعضها بسهولة باللون او الكثافة النوعية. يختلف خام البترول من حيث اللون من الاسود الى البني والىالاخضر والىالكهرماني ، اما من حيث الكثافة يختلف خام البترول منها ما يقرب من كثافة المياه، كلما قلت درجة كثافة خام البترول كان ذلك دليلآ على ارتفاع نسبة المشتقات الخفيفة كالبنزين مما يرتفع ثمن خام البترول وبالعكس. الى جانب كثافة البترول هناك اعتبارات اخرى مثل(ارتفاع نسبة الكبريت ،الشوائب الاخرى) في تحديد قيمة خام البترول، تنخفض قيمة خام البترول اذا كان يحتوي على نسبة عالية من الكبريت لأن تكرير الخام يحتاج عندئذ الى إنشاء وحدات خاصة لفصل الكبريت عن البترول وعن مشتقاته ، واذا تم احتراق البنزين الذي يحتوي على الكبريت سوف يؤدي الى تلوث الجو بغازات الكبريت الخانقة، كما ان وجود المواد الشمعية في خام البترول تجعل الخام يتجمد بسرعة في درجات الحرارة المنخفضة وعندئذ يتعذر نقله بالأنابيب لأنه يتحول الى كتلة صلبة من الشمع.
مكونات خام البترول :
تتواجد مكونات خام البترول بالحالة السائلة (مشتقات البترول ، الحالة الغازية( الغازات)، المعادن الثقيلة والمواد الاخرى.
هناك عدة انواع من مشتقات البترول السائلة واغلبها خطرة على الصحة اذا ازدادت عن تركيز الحد المسموح .
مشتقات البترول
نافتا البترول .سائل شفاف له رائحة تشبه رائحة الكازولين، وتركيزالحد المسموح به للتعرض هو 500 جزء في المليون والحد الخطر على الصحة هو 10 ألاف جزء من المليون، يدخل الجسم عن طريق الرئتين أو بتلامس ، اعراضه هي الدوخة والصداع والغثيان وتهيج اغشية العيون مع جفاف وتشقق الجلد.
كيومين. سائل شفاف ذو رائحة عطرية ، الحد المسموح به للتركيز في الجو 50جزء من المليون. والحد الخطر هو 8 آلآف جزء من المليون ، يسبب الاغماء وتهيج أغشية العيون والتهاب الجلد.
سيكوهكسان. سائل شفاف له رائحة حلوة،تركيزه المسموح هو 300 جزء من المليون ويكون خطرا اذا وصل التركيز الى 10آلآف جزء من المليون، يسبب تهيج الجهاز التنفسي والعصبي والتهاب الجلد.
سيكوهيكسين. سائل شفاف ذو رائحة عذبة شديد الذوبان في الماء، التركيز المسموح به هو 300 جزء من المليون والخطر هو10آلآف جزء من المليون، يسبب تهيج العيون والجلد والدوخة.
دايكلوروبنزين. سائل شفاف أو أصفر شاحب له رائحة عطرية، تركيز الحد المسموح به هو 50 جزء من المليون ويصبح خطرا اذا وصل تركيزه الى 1700جزء من المليون يتسبب في تدمير انسجة الكبد والكلي والجلد والعيون.
زايلين.سائل شفاف له رائحة عطرية، تركيزالحد المسموح به هو 100 جزء من المليون ويصبح خطرا اذا وصل تركيزه الى 10 آلآف جزء من المليون، تسبب الدوخة ،التهيج العصبي ،فقدان الشهية ،الغثيان ، القئ ، ألم البطن والتهابات جلدية.
تولوين. سائل شفاف له رائحةعطرية، الحد المسموح به هو200جزء من المليون والخطر هو 2000 جزء من المليون،يسبب امراض الكبد والكلي والجلد والجهاز العصبي.
نيتروبنزين. سائل زيتي يتراوح لونه بين الاصفر الفاتح والبني الغامق له رائحة تشبه رائحة تلميع الاحذية،الحد المسموح به هو 1 جزء من المليون ويصبح خطرا اذا وصل تركيزه الى 200جزء من المليون ،يسبب فقدان الشهية،تهيج الأعين ،التهاب الجلد، الانيميا ، الغثيان وعسر الهضم.
هيكسان. سائل شفاف له رائحة تشبة رائحة الكازولين الحد المسموح به هو 500 جزء من المليون ويصبح خطرا اذا وصل تركيزه الى 5 آلآف جزء من المليون ، تسبب الصداع والغثيان، ضعف العضلات، التهاب الجلد والالتهاب الرئوي وتهيج العيون.
الغازات . هناك تقريبا ثلاثة أنواع من الغازات ، الغازات خانقة أو الغازات الملهبة أو الغازات السامة. الغازات الخانقة هي متعددة مثل غاز( الهيدروجين، الميثان، ثاني أوكسيد الكربون) وهي جميعها تحل محل قدر من الهواء في جو العمل مما يقلل نسبة غاز الاوكسجين.
الغازات الملهبة مثل( الكلور، الفلور) تسبب تهيجا والتهابا بأنسجة الجلد والمسالك التنفسية وتآكل الانسجة مما يؤدي الى موت الخلايا. يتعرض العاملون لغاز الكلور في الصناعات البتركيميائية مثل صناعة البلاستيك وكذلك غاز الفلور يتعرض له العاملون في البترول والبلاستيك. اما الغازات السامة فمن أمثلتها( غاز أول أوكسيد الكربون ، وغاز كبريتيد الهيدروجين)، أعراض تسمم غاز اول اوكسيد الكاربون تظهرعلى صورة اجهاد مع الارتباك الذهني وفقدان القدرة على التركيز وفقدان الوعي. اما غاز كبريتيد الهيدروجين فانه يؤثرعلى المركز التنفسي بالمخ.
المعادن الثقيلة والمواد الاخرى.
يصاب العمال في صناعات البترول بالتسمم المزمن ببعض المعادن الثقيلة والمواد الصناعية الاخرى نتيجة التعرض لها على صورة أتربة أو أدخنة أو أبخرة تتطاير في جو العمل وتنتج الاصابة عن طريق التنفس أو بترسبها على الجلد، ومن ابرز تلك المعادن الثقيلة هي:
الرصاص. اعراض التسسمم بالرصاص فقرالدم والامساك ، شلل الاعصاب الطرفية، الصداع ، الرعشة والتهاب الكليتين.
الزئبق. تسبب التهاب الفم واللثة مع ظهور خط رمادي ازرق على اللثة وزيادة إفراز ا للعاب ، الغثيان،رعشة وحركات غير إرادية في الرأس واللسان والشفتين واليدين والساقين مع صداع وتغيرات في الشخصية،فقر الدم، سرطان الجلد ، تضخم الكبد والتهاب الكلى.
النيكل. يسبب النيكل التهابات وقروح وتقشر الجلد مع فقدان النشاط البدني والعقلي ، التهابات رئوية، بل أحيانآ يؤدي الى سرطان في الرئة.
الكبريت. يصاب العامل بقصر التنفس والتهاب أغشية المسالك التنفسية، فقدان حاسةالشم وسرعةالتعب .
الفسفور. اعراض التسمم هي ضيق الصدر والصداع، آلآم الاسنان وخلخلتها وسقوطها، التهاب وتأكل عضمة الفك ، الضعف العام ، فقدان التوازن والرعشة.
رابع كلوريد الكربون. يسبب التهابات في الاغشية المخاطية بالأنف والعين ، الغثيان واسهال وفقدان الشهية ، الصداع واضطراب النظر وفقدان الاتزان والارتباك، التهابات في الكلية والصفراء والكبد والجلد.
العمليات الاساسية لصناعة للبترول:
تبداء العمليات الاساسية للبترول بأستخراج البترول من الابار ثم نقله خلال أنابيب الى موانئ لتصديره عبر ناقلات البترول في البحر أو نقله بالمركبات في البر(موقع الحقل) ثم تكرير البترول وتوزيعه أو تخزينه أو استخدامه كمادة أولية في الصناعات البتروكيميائية.
الصناعات البتروكيميائية هي الصناعات التي تنتج مواد كيمياوية من مصادر النفط أو الغاز الطبيعي، وبناء على هذ ا التعريف تتكون المواد البتروكيمياوية إما من الكربون والهيدروجين والكبريت المشتقة من هذين المصدرين، أو بأضافة عناصر اخرى الى هذه العناصر كالأوكسجين والنتروجين والكلور، ومن اهم المواد البتروكيميائية الأساسية الأثيلين والبروبلين والبيوتلين ، وعن طريق تصنيع هذه المنتجات يمكن الحصول علىعديد من المنتجات الصناعية الاخرى كالمواد البلاستيكية والالياف التركيبية والمطاط الصناعي والمنظفات والأصباغ والعطريات وغيرها من المنتجات الكيمياوية الاخرى.
بدأت صناعة البتروكيماويات في العشرينات من القرن الماضي بالولايات المتحدة الامريكية وذلك باستخدام البروبيلين الناتج من عمليات التكسر (للنافتا) لأنتاج بنزين السيارات، وبعد ها تم الحصول على الاسيتون،واعتمدت بعض الدول على الفحم ومشتقاته لأنتاج المواد الكيمياوية.
لقد حدث تطور هائل في فهم كيمياء البترول مع تقدم البحوث والطرق التكنولوجية وكذلك ادت النتائج المذهلة في أستخدام العوامل المساعدة ومعرفة ظروف العمليات الصناعية الى التوصل لمعرفة المزيد عن كنوز التي يحتويها البترول ومشتقاته ممما ادى الى إنتاج المنتجات الجديدة التي لهاخواص تشابة مع الخواص الطبيعية بديلآ ( للحديد والخشب والزجاج والقطن، والحرير والصوف والورق والمعادن.. بلأ واحيانآ تتفوق عليها في الاستخدامات والعديد من التطبيقات ،مما صارت صناعة البتروكيمياويات مقياسآ ومؤشرآ لحضارة الشعوب وتقدمها.
مخاطرصناعة البترول:
كانت صناعة البترول في جميع مراحلها صناعة خطرة ،ومن هنا كان من المفروض ان تكون لها منذ البداية قواعدها واجراءاتها الصارمة في مجال حماية البيئة من التلوث أو التسرب وتنفيذ إجراءات السلامة في التشغيل لحماية العاملين ووسائل الانتاج والحفاظ على البيئة المحيطة. تعمقت مخاطر صناعة البترول في ظل عمليات التنمية والطلب المتزايد على استخدام البترول لتوفير احتياجات الطاقة الاولية كمنتجات بترولية وغاز طبيعي بحيث وصل الامر الى ان البترول كان يوفر اكثر من90% من أحتياجات بعض الدول ولاسيما المكتظة بالسكان كما هو الحال في مصر ، بالأضافة الى اهمية ودور البترول كمصدر ودعامة أساسية للدخل القومي في الكثير من البلدان المنتجة له، مما ازداد الوعي العام على ضرورة حماية البيئة والانسان وخاصة العاملين في مجال الصناعة البترول من مخاطره.
يتعرض العاملون في النفط لأربعة انواع من المخاطر،( المخاطرالطبيعية، المخاطر الكيميائية، المخاطر الآلية، المخاطر السيكولوجية - النفسية).
تكمن المخاطر الطبيعية بتعرض العاملين في مجال النفط الى التعرض للشمس اي للحرارة أثناء عمليات الحفر في العراء سواءفي الصحراء او في البحار. التعرض للضوضاء، الاهتزازات الناجمة من الحفر ، التعرض للأشعاع الىجانب التعرض الى الضوء المبهر وللكهرباء في عمليات اللحام . مسببة امراض عديدة مثل ( ضربة الشمس، الانيميا ،سرطان الدم، سرطان الجلد، عتامة عدسة العين).
المخاطر الكيميائية عن طريق الغازات والادخنة والابخرة والاتربة التي تتصاعد في جو العمل. تسبب الغازات اضرارا بالغة تصل الى حد الاختناق والالتهابات ، قد تتسبب في حرائق أوانفجارات لأن مستخرجات البترول مواد ملتهبة ومتفجرة.
المخاطر الآلية تتعلق بالعمليات المتممة في الورش الملحقة بالمنشئات البترولية بهدف صيانة آلآتها.
المخاطر النفسية تكمن في عدم تكيف العامل مع جو العمل المعزول عن الاهل والاصدقاء في اماكن نائبة بالصحراء او البحار مما يسبب للعامل الشعور بالغربة والوحدة والضياع.
الوقاية من مخاطر صناعة البترول:
من اجل تقليل مخاطرصناعة البترول على العاملين في المشاريع النفطية من الضروري مرعات ما يلي:
1- توفير اماكن السكن الصحي للعمال إضافة الى المرافق التي تجعل الحياة مقبولة في الصحاري أو عند البحار والمناطق المهجورة .
2- توفير وسائل الترفيه والطعام الصحي ومياه الشرب النظيفة والملابس الواقية للعمال.
3- توفير وسائل نقل جيدة لنقل العمال الى حقول البترول ومنشآت النفط .
4- تنظيم فترات العمل والراحة والاجازات الاسبوعية والسنوية لتغطية الشعور بالغربة والحرمان الذين يعانون منه.
5- العناية بتظيم وصيانة مصافي النفط لمنع تسرب الابخرة والغازات الى جانب إبعاد المصافي عن المدن والاماكن الزراعية حماية للبيئة المجاورة لمصافي البترول.
6- توفير كل وسائل الوقاية من الحريق والتجهيزات اللازمة لحماية العمال وخزانات تجميع البترول التي قد تتعرض للحرائق، ويجب ان تكون هناك مسافات مناسبة بين الخزان والآخر لتأمين وسائل الوقاية وهذا ما يجب عمله ايضا بالنسبة لمستودعات الغاز التي يجب ان تجهز بوسائل الأطفاء الآلي وان تكون بعيدة عن اماكن السكن والمدن.
7- تجهيز ناقلات البترول بكل وسائل الوقاية من الحرائق والانفجارات مع ملاحظة غسل الناقلات من الزيوت بسبب تلوث مياه البحر بالنفط.
8- يجب تصميم منافذ نجاة وانقاذ داخل الناقلات وتزويد العاملين بها بأدوات وقاية من الضجيج ومن غازات البترول وأبخرته.
9- منع التدخين اثناء تفريغ الناقلات والحذر من غاز كبريتيد الهيدروجين السام وكذلك الحذر من انابيب نقل البترول والغاز من الآبار الى موانئ التصدير سواء أكانت تحت الارض أو فوقها.
10-يجب توفير وسائل التهوية في معامل تكرير البترول لكي لا يتعرض العمال للتسمم بمركبات الكبريت والفاناديوم والزرنيخ وغاز اول اوكسيد الكاربون وكبريتيد الهيدروجين.
11- يجب عدم استعمال طرق الكنس الجاف لمنع انتشار غبار مادة الاسبستوس التي تستعمل في اعمال العزل الحراري وبعض الاعمال الصناعية الاخرى، كما من الضروري حفظ مادة الاسبستوس في بالات مبطنة بالبلاستيك وان تحفظ في اوعية محكمة الاغلاق وتبديل ثياب العمل قبل مغادرة مكان العمل.
12- يستلزم ارتداء ملابس الوقاية مثل اغطية الرأس والقفازات ونظارات اللحام وسدادات الاذن للوقاية من الضوضاء والكمامات والاقنعة المضادة للبخرة والغازات السامة وكذلك الاحذية الخاصة .
13- الأهتمام بتوعية العمال بالندوات والملصقات لتعريفهم بمخاطر عملهم وطرق الوقاية الشخصية منها.اضافةالى توفير وسائل الاسعاف بالمنشآت البترولية وتوفيرالرعاية الصحية المهنية والعامة بها عن طريق جهود مشرفي الامن الصناعي واطباء السلامة المهنية واجراء الكشف الطبي الابتدائي والدوري والتفتيش عن اماكن العمل وقياس نسب الغازات والابخرة والاتربة بها حتى يمكن الاحتفاظ بها في الحدود الآمنة الى جانب العناية بالسجلات الطبية والتقارير والاحصائيات للأمراض العادية والامراض المهنية حتى يسهل متابعة الاحوال الصحية للعمال ومواجهة اي مخاطر مهنية.
أساليب الكشف عن البترول:
كان الكشف عن البترول في السابق يجرى دائما في المناطق التي تظهر فيها دلائل وعلامات البترول ( الرشوحات النفطية فوق سطح الارض( مثل الرشوحات النفطية في خانقين ) وفي المناطق التي تنبعث منها الغازات الطبيعية( النار الازلية في كركوك)أو يسيل منها البترول أو آبار المياه التي تنتج مياهآ مالحة مختلطة بالبترول.
تتواجد هذه الخصوصيات في الكثير من مناطق الاحواض النفطية، كان الاسلوب الذي يتبعه الباحثون عن البترول في مناطق تواجد الرشوحات النفطية ، وتمكنوا من أكتشاف البترول في بولندا/1858 ، كندا 1858، الولايات المتحدة 1858، رومانيا 1860، بيروا1863 ، روسيا 1866،. لقد أتسعت عمليات الكشف عن البترول بعد دراسة نتائج حفرالآبار في هذه المناطق وتحليل خصوصيات الطبقات الصخرية التي توجد فيها البترول من حيث تكوينها( نوعية مكونات الطبقات) وتركيبها، ودراسة تكوين الطبقات الصخرية التييوجد فيها البترول وساعدت نتائج تلك الدراسات الجيولوجية لفهم الطبيعة الجيولوجية للمناطق التي يتكون فيها البترول.
أمتدت الدراسات الجيولوجية على ضوء المفهوم الجيولوجي لطبيعة المناطق النفطية الى المناطق التي لا تظهر دلائل الرشوحات النفطية فيها وذلك بأستخدام طرق البحث العلمي التي تعتمد على المفهوم الجيولوجي لتكوين وتجمع البترول، الذي يستوجب توافر شروط معينة،منها( وجود طبقات سميكة من الصخور الرسوبية ليتولد فيها البترول وأن يكون بين هذه الصخور طبقات مسامية كالرمل وحجر الكلس لأختزان البترول وطبقات غير مسامية كالطفلة أو الملح لمنع هروب البترول المختزن.وجود مصائد يتجمع فيها البترول). علىهذا الاساس صارت عملية الكشف عن البترول تتضمن عدة خطوات مهمة وهي :
1-أختيار مناطق الصخور الرسوبية السميكة التي تحتوي على طبقات مسامية واخرىغير مساميةعن طريق دراسة مكونات وتركيب الصخور فوق سطح الارض وتحليل العينات الصخرية المستخرجة من آبار الحفر.
2-البحث عن مصائد البترول وتعيين مواقعها وحدودها ومنها ما يظهرفوق سطح الارض عن طريق استخدام المسح الجيولوجي أو استخدام التصوير الجوي الذي يعطي صورة سريعة وشاملة لمناطق الابحاث مما يمكن الجيولوجي من سرعة تحديد مواقع مصائد البترول، وفي المناطق التي لا تظهر الصخور فوق سطح الارض (كالصحاري واحواض المياه) يجب استخدام المسح الجيوفيزيائي الذي يعتمد على قياس الصفات الطبيعية لطبقات الارض كدرجة مغناطيسيتها أو قوة جاذبيتها أو سرعة مرور الاهتزازات بها، مستجدمةأجهزة خاصة ( الاجهزة المغناطيسية أو الجاذبية أو السيزموغرافية).
3- أختيار المصائد المناسبة لحفر آبار الكشف عن البترول ،يعتمد أختيار المصائد على الدراسة الجيولوجية العامة للمنطقة، أن أنجح مصائد البترول هي أقربها الى أحواض البترول، هذا ما يتطلب على الجيولوجي تحديد صورة واضحة عن أبعاد حوض البترول، ثم أختيار أحسن وأكبر المصائد القريبة من هذا الحوض لحفرآبار ( الآبار الاستكشافية) الكشف عن البترول.
4- يتراوح عمق حفر آلآبار ألأستكشافية من بضعة مئات من الامتار الى بضعة آلآف حسب عمق الطبقات التي يتجمع فيها البترول ،وعندما يثبت وجود البترول يعتبر ان الاكتشاف قد تحقق، تجرى بعدها عملية الاختبارات لتحديد مقدار ما يستطيع البئر ان ينتجه، فأذا كانت كمية إنتاج البئر تصلح للأستغلال أقتصاديا يعلن عندئذ من أكتشاف ( ميلاد) حقل جديد، او ربما قد يثبت وجود البترول بكميات لاتصلح للأستغلال الاقتصادي ربما خلال هذه المرحلة ، وعندئذ لايعتبر ان الاكتشاف قد تحقق وتستأنف عمليات الحفر في مواقع أخرى.
مخاطر وتكلفة الكشف عن البترول.
يعتبر الكشف عن البترول من أكثر العمليات مخاطرة بالأموال لأن نسبة نجاح آلآبار الاستكشافية قليلة ، وتتفاوت هذه المخاطرة من منطقة الى اخرى تبعآ لطبيعتها الجيولوجية، فمنها ما يستجيب لعمليات البحث فيكتشف البترول بسرعة فتعتبر مناطق خصبة بتروليآ ، ومنها ما يحتاج الى وقت طويل واموال ضخمة قبل اكتشاف البترول. أرتفاع تكلفة عمليات الكشف الجيولجي والجيوفيزيائي وعمليات حفر الابار الاستكشافية يزيد من عبْ المخاطرة وخاصة اذا كانت العمليات تجري في مناطق بعيدة تزيد من المصاريف المتوسطة،حيث تبلغ تكلفة حفر بئر ما بين (100 الف الى مليون جنيه). تبذرأموال هائلة في عمليات حفر الآبار الاستكشافية التي نادارا ما تصل نسبة النجاح الى 40%، وعلى سبيل المثال تم حفر 1865 بئرا استكشافيا في أفريقيا ، أكتشف البترول في 518 بئرا فقط أي بنسبة نجاح 21,7% وهذه النسبة هي لمدة 15 سنة( 1950-1965) ، وفي نفس تلك الفترة تم حفر 3263 بئرا أستكشافيا في دول اوربا الغربية ، اكتشف البترول في 523 بئرا فقط، ، اي بنسبة نجاح 13,8%.مقابل هذه التكاليف العالية .
ارباح إنتاج البترول مرتفعة للغاية تبلغ في المتوسط 4 أو 5 أمثال ارباح الصناعات الاخرى، وهذا ما يدفع الشركات النفطية على مواصلة البحث عن البترول واستخراجه مع الاهتمام الدقيق في تدقيق المعلومات العلمية قبل الاقرار في حفر الآبار الاستكشافية من اجل تقليل تكاليف انتاج البترول.
أرتفع عمليات أكتشاف البترول نتيجة جملة من الاسباب ، أهمها( تطور وسائل الكشف واعتمادها علىالاجهزة الألكترونية الحساسة التي تحتاج الى خبرة خاصة دقة في التشغيل والصيانة،اجراء عمليات الكشف في المناطق البعيدة( الصحاري أو الغابات وفي المناطق البحرية، انتشار عمليات الكشف في المناطق البحرية التي تزيد تكلفة الحفر فيها مقارنة بالحفر في المناطق الارضية- اليابسة).
يقدر معدل العام تكلفة فرقة المساحة الجيولوجية الخفيفة مابين 5000- 12000 دولار شهريا،وتكلف اعداد الصور الجوية بحوالي 1,5 دولارللكيلومتر المربع بمقياس رسم حوالي 1:50000، وهذه هي أقل عمليات الكشف الجيولوجية تكلفة.اما تكليف المساحة الجيوفيزيائية ، فانها تعتمد على نوعية الطريقة التي تستعمل ، حيث تكلف عمليات المساحة المغناطيسية مابين 5000-10000 دولا شهريا ، أما تكاليف المساحة الجاذبية يترواح ما بين 20000-60000 دولار شهريا، تم تليها المساحة السيزموغرافية التي تبلغ متوسط تكاليفها على الأرض بحوالي 100 ألف دولار شهريآ للفرقة الواحدة، وتصل الى حوالي250 ألف دولار شهريا في المناطق البحرية . تتفاوت تكاليف حفر الآبار من منطقة الى اخرى حسب بعدها عن مراكز العمليات وسهولة النقل و صعوبته نظرآ لضخامة الاجهزة والمهمات المستخدمة، يتراوح تكلفة تشغيل جهاز الحفر العميق في المناطق الأرضية مابين 100-200 ألف دولار شهريا وذلك بالنسبة لجهاز حفر كبير يصل الى أعماق 15 ألف قدم، بينما تتراوح هذه التكلفة من 300-500ألف دولار شهريا بالنسبة لجهاز الحفر البحري.يعود سبب هذه التكاليف الباهضة الى ان عمليا ت الحفر البحري تحتاج الىأرصفة خاصة ترتكز عليها أجهزة الحفر سواء كانت الارصفة ثابتة أو متحركة أو وحدات عائمة وما تحتاجه من صيانة هذه الارصفة وتكلفة نقلها من مكان الى آخر وما يتعرض لها من أخطار عندما تشتدالامواج قد تحطمها وتحطم جهاز الحفر،ولذا تصل تكلفة الحفر البحري بحوالي اربعة او خمسة أمثال تكلفة حفر الآبار في المناطق الارضية.
أستخراج البترول:
تنفرد صناعة أستخراج البترول بعدة خصائص تجعلها مختلفة عن سائر الصناعات الاخرى،ابرز هذه الخصوصيات تكمن في.
1- يوجد البترول في مكامن جوفية على عمق آلآف الاقدام من سطح الارض او من قاع االبحر ، ويتعامل الانسان مع هذه التجمعات النفطية دون أن يراها أو يلمسها أو يعرف حقيقة حجمها، وانما يتعامل معها باستخدام نظريات علمية متطورة وخبرة عملية طويلة.
2- طرق البحث عن البترول معقدة ،وتتطلب مبالغ هائلة ومهما بلغت هذه الطرق من التطور العلمي لاتستطيع أعطاء البيان اليقين عن وجود تجمعات بترولية في مكان ما،لذا لابد من حفر الآبار للتأكيد على ذلك،ومما يزيد من تعقيد العملية حدوث تحركات في الطبقات الارضية ينجم عنها عدة تكسيرات- شقوق وفوالق متنوعة الاحجام والاتجاهات التي تكونت في ازمان جيولوجية مختلفة ،أضافة الى تفاعلات تزيد من حدوث اختلافات كبيرة في خصائص التكاوين والتراكيب الجيولوجية وخصوصيات المكامن النفطية.
3- لاتوجد التجمعات النفطية في خزانات أو بحار أو أنهار جوفية كما قد يتصور البعض، بل توجد التجمعات النفطية في مسام الصخور الرسوبية سواءأكانت أولية أو ثانوية نتيجة لحركات طبقات او بسبب التفاعلات الكيميائية أو في تشققات الصخور النارية تحت ظروف معينة، وعادة توجد هذه التجمعات النفطية مع مواد اخرى( المياه الجوفية، الغازات ، الشوائب)، ولذا لاتمثل المواد البترولية مائة في المائة من حجم المسامية المتاحة في المصائد- المكامن البترولية سواءأكانت تركيبية أو رسوبية. أضافة الى ذلك ، ان نفس درجة التشبع البترولي في مسام الصخور تنقسم الى كمية قابلة للأنتاج واخرى ملتصقة بسطح الحبيبات المكونة للصخورالتصاقا قد يكون كيميائيا ، لذا لا يمكن استخراجه دون اجراءعمليات مكلفة تسبب تغير خصائص ذلك الالتصاق.
4-القيام بالكشف البترولي ليس كافيا لأنه لا يعطي الرؤية الواضحة بالدرجة التي تعطي الأطمئنان على تقييم الكشف من حيث كمية البترول القابل للآستخراج أو حجم المصائد- المكامن النفطية أو سلوكه المتوقع. قد تصور البعض أنه من الممكن الحصول على كل المعلومات المطلوبة أثناء الحفر من خلال تحليل عينات الصخور لدراسة خصائص الطبقة الحاملة للبترول ولتوضيح الرؤية عن سلوك الخزان المتوقع ومقدار ما يحمله من الاحتياط البترولي القابلة للأستخراج. من الضروري الاشارة الى انه مهما بلغ حجم نتائج تحليل المكونات الصخرية أثناء الحفر، فأنها لن تزيد على واحد من اربعين أو خمسين مليونا بالمقارنة بالحجم الكلي لصخور الطبقة المطلوب دراستها، يمكن تشبيه تلك المعلومات ببساطة ( بأن يقابل المرء شخصا واحد من دولة ما سكانها أكثر من اربعين مليون نسمة، ويعتقد انه يمثل كل شعب ذلك البلد من حيث الشكل والطباع والثقافة والتعليم وهذا طبعا أمر مستحيل
زيت البترول الخام، كما يخرج من باطن الأرض، هو خليط من العديد من المكوّنات الأيدروكربونية المختلفة، وكل من هذه المكونات يمكن حرقها، ولهذا كان زيت البترول الخام مصدرًا رائعًا للوقود، وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه المكونات ـ في الوقت نفسه ـ هي مصدر كل احتياجاتنا تقريبًا من زيوت التزييت، ناهيك عن آلاف المنتجات الأخرى، ابتداء من مستحضرات التجميل إلى الألياف الصناعية والمطاط الصناعي والبلاستيك وغير ذلك. وبصفة إجمالية، تعرف العمليات المختلفة، التي يتم بواسطتها إنتاج معظم هذه المنتجات باسم عمليات التكرير.
فالتكرير هو العمليات الضرورية التي يمكن بها معالجة الزيت الخام، واستخلاص المركبات العديدة المرغوب فيها منه، وتحويلها إلى منتجات صالحة للاستهلاك، إذ ليس من الممكن استعمال زيت البترول الخام بالصورة التي يوجد بها باطن الأرض. والمقصود بالتكرير تكسير الزيت الخام إلى مكوناته وجزيئاته الأصلية المكونة من الأيدروجين والكربون، وإعادة ترتيبها لتكون مجموعات تختلف عن الموجودة في الزيت الخام، أي تصنيعها إلى منتجات نهائية صالحة للاستخدام. ويختلف تأثير التسخين على الأجزاء المتعددة للأيدروكربونات، فبعضها إذا فصل من الزيت الخام، يصير غازيّا، وبعضها يصبح سائلاً والبعض الآخر صلبًا. ولكل منها درجة غليان مختلفة، وتستعمل هذه الخاصية في التكرير.
وهناك ثلاث عمليات رئيسة للتكرير، هي:
1. العمليات الفيزيائية "الفصل" Separation
2. العمليات الكيميائية "التحويل" Conversion
3. المعالجة أو التنقية Treatment
العمليات الفيزيائية "الفصل" Separation
عمليات الفصل الأكثر شيوعًا هي:
1. التقطير، وفيها تفصل الجزيئات الأخف ذات درجات الغليان المنخفضة ـ بواسطة الغليان والتكثيف.
2. الاستخلاص بالمذيبات، وفيها تفصل أنواع مختلفة من مواد خليط من بعضها، باستخدام مذيب يمكن فصل بعضها دون الأخرى.
3. التبريد، وفيه يتسبب تبريد الخليط في تصلب أجزاء معينة من المواد، وانفصالها من السائل.
التقطير.
يتم التقطير بواسطة أجهزة التقطير وهي نوعان:
• أجهزة التقطير الابتدائي أو الجوّي.
• أجهزة التقطير تحت ضغط مخلخل "تفريغي".
وفي أجهزة التقطير الابتدائي، تتم عمليتا التبخير والتكثيف في أبراج التجزئة تحت ضغط مساوٍ للضغط الجوي أو أعلى قليلاً. وتعطينا هذه الأجهزة ستة منتجات رئيسة هي: البوتاجاز، والجازولين، والكيروسين، والسولار، والديزل، والمازوت. أما في أجهزة التقطير تحت الضغط المنخفض أو المخلخل، فتتم عمليتا التبخر والتكثيف تحت ضغط يقل عن الضغط الجوي، وأهم منتجاتها الإسفلت، وزيوت التزييت والشحومات
1 . التقطير الابتدائي:
يغلي الماء في درجة معينة تعرف بـ"نقطة الغليان" ويغلي خليط من سائلين قابلين للامتزاج عند درجة تقع بين نقطتي غليان كل منهما. ولكن السائل ذو درجة الغليان المنخفضة يتبخر أسرع من السائل الآخر، وبالتالي تكون نسبته المئوية في البخار أكثر من نسبته المئوية في المزيج السائل. وعند تكثيف بخار الخليط ينتج مزيج تزيد فيه نسبة السائل ذي نقطي الغليان المنخفضة. وباستمرار عملية غليان المزيج، تنقص فيه نسبة السائل ذي نقطة الغليان المنخفضة تدريجيًا. وعندئذ ترتفع نقطة غليان المزيج حتى يكاد البخار لا يحتوي إلا على السائل ذي نقطة الغليان المرتفعة.
وهذه العملية نطلق عليها "التقطير" وبواسطتها يمكن تقسيم المزيج تقريباً إلى المادتين اللتين يتكون منهما. وهذه هي الطريقة التي تتبع في التقطير الابتدائي للزيت الخام بهدف فصله إلى المجموعات الأيدروكربونية التي يتكون منها.
وتعد هذه العمليات الخطوة الأولى التي تستخدم في معامل تكرير البترول لفصل الزيت الخام إلى مكوناته الأساسية الستة السابق ذكرها.
ولكل مجموعة من المواد الهيدروكربونية مدى غليان محدد. ونظرًا لأن الزيت الخام يتكون من جزيئات هيدروكربونية بعضها صغير ذو درجات غليان منخفضة، والبعض الآخر كبير ذو درجات غليان مرتفعة، فإنه يمكن تجزئه الزيت الخام إلى "قطفات"، تكوّن كل منها مجموعة مكونات أيدروكربونية، وذلك بتسخينه. وتتم عمليه التقطير الابتدائي على النحو التالي:
أ. يرفع زيت البترول الخام بالمضخات من مستودعاته إلى فرن، فيتبخر تبخرًا جزئيّاً. ويمر البخار إلى برج التجزئة، ويرتفع تدريجيّا خلال صواني البرج، وكلما ارتفع البخار انخفضت درجة حرارته، وتكثف جزء منه على كل "صينية" من "الصواني" التي يتكون منها برج التجزئة. فإذا ما امتلأت إحدى الصواني، فاض ما عليها من سائل زائد، وسقط على الصينية التي تليها. وتكون كل صينية، عادة، أقل حرارة من التي تحتها، أي أنه كلما كان موقع الصينية مرتفعًا كانت المواد المتجمعة عليها أقل كثافة، وكلما اخترقت فقاعات البخار سائلاً على إحدى هذه الصواني، من خلال حاجز الفقاقيع، تكثف من البخار ذلك الجزء الذي له مدى غليان السائل الموجود على هذه الصينية نفسه، أما المواد الخفيفة التي قد تكون مختلطة بالسائل فإنها تنفصل على شكل مرة أخرى، وتنتقل إلى الصينية التي تعلوها.
ب. ويمكن التحكم في درجة حرارة برج التجزئة بتمرير السائل الموجود في أسفل البرج، في فرن لغليه من جديد، كما يمكن التحكم في درجة الحرارة أعلى البرج بإعادة دفع جزء معين من المنتج الذي يخرج من هذه المنطقة بعد تكثيفه، وتسمّى هذه العملية "الارتداد"، ومع أنه يتجمع على كل صينية من صواني برج التجزئة سائل له مدى غليان يختلف قليلاً، فإن جزءًا معينًا من المنتج سوف يكثف، رغم أن مدى غليانه أقل من مدى غليان معظم السائل المتجمع على الصينية. وعندئذ يتم سحب السائل من صواني خاصة إلى أعلى أبراج جانبية. وفي هذه الأبراج يفيض السائل مجتازاً عددًا قليلاً من الصواني، بينما تطرد الأبخرة المتصاعدة المواد الأقل كثافة. وبذلك يتحدد مدى غليان السائل المنتج، وتعود الهيدروكربونات التي تطرد بالغليان إلى البرج الرئيس. وباستخدام أبراج التنقية الجانبية، يمكن الحصول على الجازولين والكيروسين والسولار من الزيت الخام بدون الحاجة إلى تقطير آخر.
ج. والمنتجات الرئيسة التي تؤخذ من برج التقطير تحت الضغط الجوي هي: الغازات البترولية الخفيفة، التي تستخدم في صناعة الأسمدة، والبوتاجاز والجازولين الذي يستخدم في إنتاج بنزين السيارات، والكيروسين ووقود النفاثات، والسولار، والديزل، وزيت الوقود "المازوت" الذي يستخدم وقودًا أو تغذية لعملية التقطير تحت الضغط المخلخل.
2 . منتجات التقطير الابتدائي:
أ. الغازات البترولية المسالة Liquefied Petroleum gases : (L.P.G.)
هي خليط من غازي البروبان والبيوتان، اللذان يمكن تحويلهما إلى سائل تحت الضغط. ويمكن الحصول عليهما من الغاز الطبيعي، أو من وحدة الجازولين الطبيعي، وكذلك من وحدة التقطير الابتدائي. وهي تعتبر وقودًا منزليًا مهمّا "البوتاجاز"، وكذلك تستخدم مواد وسيطة في الصناعة البتروكيماوية. ويجب الاهتمام بإزالة غاز كبريتيد الأيدروجين منها؛ حيث إنه يسبب مشكلات التآكل. ويتم الحصول من أجهزة التقطير أيضًا على غازي الميثان والأيثان. وهي غازات غير قابلة للتكثيف تحت الضغط الجوي، وتستعمل صناعة الأسمدة.
ب. الجازولين "البنزين" Gasoline:
هي القطفة البترولية التي يصل مدى غليانها حتى 150 م، وهي خليط من الأيدروكربونات من C4 حتى C12، والجازولين غني بالبارافينات العادية والمتفرعة، وكذلك النافثينات وحيدة الحلقة، التي من الممكن أن تكون لها سلاسل جانبية صغيرة، كذلك توجد الأيدروكربونات الأروماتية "العطرية" مثل البنزول والتولوين والزيلين، وأيضًا يوجد إيثيل البنزول. أما بالنسبة لمركبات الكبريت، فتوجد المركبتانات بصفة رئيسة وأحادي الكبريتيد. كذلك يوجد في الجازولين الأحماض الأليفاتية القصيرة والفينولات. وفصل مركب مفرد من الجازولين عملية صعبة وغير ممكنة نظرًا لكثرة عدد الأيزومرات.
ج. الكيروسين Kerosine:
هو المنتج الرئيس لعملية التكرير من حيث حجم الإنتاج، ويستخدم في الإضاءة وكذلك يستخدم وقودًا منزليّا للطبخ والتدفئة، ومكونًا أساسيّا لوقود النفاثات. ويشمل القطفة البترولية ذات مدى الغليان من 150 - 250 م، ويحتوي على البارافينات من C12 حتى C16، كذلك النافثينات ثنائية الحلقة والأيدروكربونات العطرية أحادية الحلقة ذات السلسلة الجانبية الطويلة، مع العطريات ثنائية الحلقة والمركبتانات الحلقية، وتوجد الأحماض النفثينية مع الأحماض الأليفاتية في الكيروسين.
د. السولار "وقود الغاز" (Gas Oil (solar:
هو القطفة البترولية التي تغلي من 250 م حتى 350 م، وتحتوي على البارافينات من ذرة الكربون 17 حتى الكربون 20.(C17-C20 )، والنافثينات ثنائية الحلقة مع العطريات أحادية الحلقة، التي بها عدد كبير من السلاسل الألكيلية الجانبية، وكذلك العطريات ثنائية الحلقة. وتوجد الأنواع المختلفة من المركبات الكبريتية. كذلك المركبات النتروجينية القاعدية وغير القاعدية، وكذلك أمكن استخلاص الأحماض الدهنية من السولار. ويمكن الحصول على وقود محركات الديزل المختلفة من مقطرات الكيروسين والسولار مدى غليان 180 م حتى 360 م غالبًا، وهي قطفات ذات مدى غليان ضيق حسب نوع محرك الديزل.
3 . التقطير تحت الضغط المخلخل "التفريغي" VACUUM DISTILLATION
وتستخدم هذه الطريقة لتجزئة زيت الوقود الثقيل "المازوت" الناتج من عملية التقطير الابتدائي إلى بيتومين "إسفلت" ومواد أخرى "سولار ومقطرات شمعية"، وتستخدم أساسًا في إنتاج زيوت التزييت والشحومات، كما يمكن استخدامها في عمليات التكسير الحراري أو بالعوامل المساعدة التي سيرد ذكرها فيما بعد.
والتقطير تحت الضغط المخلخل "التفريغي" يتيح خفض درجة الحرارة اللازمة لتبخير أكبر جزء من زيت الوقود الثقيل "المازوت" للحصول على الإسفلت؛ ذلك لأن درجة الحرارة التي يغلي عندها السائل ترتبط بالضغط الواقع عليه. إذ يمكن تخفيض نقطة غليان السائل بتخفيض الضغط الواقع عليه. وهذه العملية لتفادي عملية التكسير لو تم التقطير تحت الضغط الجوي، إذ إن درجة حرارة زيت الوقود الثقيل "المازوت" إذا ما ارتفعت إلى الدرجات العالية التي يتطلبها تقطيره تحت الضغط الجوي العادي، فإنه لن يتبخر فحسب، بل ينكسر إلى مكونات لها خواص مختلفة تمامًا عن المنتج المطلوب. وتحقق هذه الطريقة خفضًا ملحوظًا في التكاليف.
وفي هذه الطريقة تستخدم أجهزة أو مضخات التفريغ Vacuum Pumps للاحتفاظ بضغط منخفض. كما تستخدم مضخات لرفع الزيت خلال فرن إلى برج التقطير تحت الضغط المنخفض، إذ إن التفريغ يحول دون سحب الزيت بالتدفق الطبيعي. ويتحول الزيت إلى بخار وينساب البتيومين "الإسفلت" إلى القاع، حيث يقابله بخار ماء ذو درجة حرارة عالية، يتسبب في دفع ما قد يكون عالقًا بالإسفلت من مواد زيتية قليلة الكثافة إلى أعلى البرج.
وتخرج الأجزاء ذات الكثافة المنخفضة من أعلى البرج على شكل بخار مختلط ببخار الماء، ليمر على مكثف يكثفهما معًا، ثم يدخل المزيج من السولار والبخار المتكثفين إلى برج الاسترجاع، فترد الأبخرة بسحبها بالمضخات إلى أعلى صينية من صواني برج التجزئة. ويسحب الباقي باعتباره أحد المنتجات النهائية، ويتم سحب الغاز غير المتكثف من أعلى البرج بواسطة مضخات التفريغ.
وتسحب السوائل من برج التقطير على أبعاد مختلفة، ويمرر كل سائل برج تثبيت STABILIZER، لفصل المواد الخفيفة بالاستعانة ببخار الماء وإعادتها إلى البرج. أما الباقي فيبرد على حدة، وهو أساسًا السولار والمقطرات الشمعية التي تصبح المادة الخام لصناعة زيوت التزييت والشحومات، كما يمكن استخدامها في عمليات التكسير بالعوامل المساعدة، ويتبقى البيتومين "الإسفلت" في قاع البرج.
وفي عملية التقطير تحت الضغط المنخفض، يمكن الاحتفاظ بالتوزيع الصحيح للحرارة بضبط درجة حرارة المازوت الداخل، كذلك بضبط كميات السولار المرتد الذي تعيده المضخات من برج الاسترجاع إلى البرج، أي يتم تسخين برج التقطير من أسفل إلى أعلى بواسطة المازوت، ويتم تبريده من أعلى إلى أسفل بتأثير الزيت المرتد الذي يسيل من صينية إلى أخرى.
4 . نواتج التقطير تحت التفريغ:
أ. زيوت التزييت: Lubricating Oils
توجد في القطفة التي تغلي من 350 حتى 500 م،ويمكن تقسميها إلى زيوت خفيفة تغلي في المدى 350 - 400 م، وزيوت متوسطة من 400 م إلى 450 م،وزيوت ثقيلة تغلي من 450 حتى 500 م.
وهذه القطفات تحتوي على خليط من الزيوت والشموع والإسفلت، وتختلف نسب هذه المركبات في زيوت التزييت حسب نوع الخام. فالخام ذو القاعدة البارافينية غالبًا لا يحتوي على الإسفلت، والخام ذو القاعدة الإسفلتية لا يحتوي غالبًا على الشموع. والبارافينات في زيوت التزييت تصل عدد ذرات الكربون بها حتى 42 ذرة كربون. والنافثينات ذات حلقات رباعية وخماسية، أما العطريات فهي وحيدة الحلقة حتى ثلاث حلقات، وبها سلاسل جانبية قصيرة. كذلك يمكن تواجد خمسة حلقات في المركبات العليا. وتوجد المركبات الكبريتية ذات الوزن الجزيئي الكبير في زيوت التزييت، كذلك توجد مشتقات الأحماض الكربوكسلية.
ب. البيتومين "الإسفلت"
وهو المتبقي من عملية التقطير تحت التفريغ في الخام ذو القاعدة الإسفلتية.
الاستخلاص بالمذيبات Solvent Extraction:
يتم فصل مكونات الخام في عملية التقطير حسب درجة غليان كل قطفة، وحسب حجم الجزيئات، وليس حسب نوعها، أما في عملية الاستخلاص بالمذيبات، فيتم الفصل حسب النوع الكيميائي للجزيئات، مثل بارافينات أو عطريات أو نافثينات.
يدخل في نطاق عملية الاستخلاص بالمذيبات - التي تعد واحدة من عمليات الفصل المستخدمة في معامل تكرير البترول - عملية إنتاج زيوت التزييت وفيما يلي شرح مبسط لها:
سبق ذكر أن المقطرات الشمعية الناتجة من عمليات التقطير تحت الضغط المخلخل "التفريغي"، التي يمكن الحصول عليها من مستويات مختلفة من البرج، يمكن معالجتها لإنتاج زيوت التزييت. وكذلك بالنسبة للمتبقي في قاع البرج، وكل ذلك يتم في حالة معالجة الخامات البارافينية، فهذه المقطرات الشمعية تشكل المواد الأولية اللازمة لإنتاج زيوت التزييت الخفيفة والمتوسطة والثقيلة، كما يعد المتبقي في قاع البرج المادة الأولية اللازمة لإنتاج الزيوت المتبقية BRIGHT STOCKS، ومن الضروري أن تكون هذه الزيوت على درجة عالية من النقاء، وأن تتوفر فيها المواصفات القياسية العالمية نظرًا لدورها الخطير في كافة الاستخدامات. ولتحقيق ذلك، يلزم معالجة المقطرات الشمعية والمتبقي، باستخدام مذيبات خاصة، لاستخلاص الشوائب من زيوت التزييت. ومن هذه المذيبات:
1. يستخدم البروبان لإزالة المواد الإسفلتية من المتبقي الثقيل في قاع البرج.
2. يستخدم مذيب الفورفورال ومذيب الفينول وغيرهما لتنقية المواد الخام من المركبات العطرية.
3. يستخدم مذيب البنزول والتولوين والميثيل أيثيل كيتون وغيرهما، لتخليص الزيوت من الشموع العالقة بها ويجري فصل الشموع من المستخلص بالتبريد.
4. تستخدم أنواع عديدة من الطفلة الطبيعية أو الصناعية، لتنقية الزيوت من الشوائب والألوان... إلخ، ويمكن الاستعاضة عن هذه العملية بالتنقية عن طريق المعالجة بالأيدروجين، وهو الاتجاه العالمي الآن.
5. للحصول على القطفات المطلوبة، تتم عمليات تقطير لكل من هذه المنتجات، وكذلك عمليات إضافة بعض القطفات لبعضها.
6. يتم إضافة إضافات معينة لكل نوع من الزيوت، لتحسين مواصفاته أو لمنع الأكسدة، وذلك قبل طرح الزيوت في الأسواق.
7. تتم تعبئة الزيوت في عبوات خاصة مختلفة الحجم.
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)