تاریخ آخرین بروزرسانی: ۸ام اردیبهشت ۱۴۰۰
نفت سفید
نفت سفید به طور معمول زرد کم رنگ یا بی رنگ است و بوی مشخصی چندان ناخوشایند ندارد. این ماده از نفت به دست می آید و برای سوزاندن در لامپ های نفتی و بخاری های خانگی یا کوره ها ، به عنوان سوخت یا اجزای سوخت موتورهای جت و به عنوان حلال گریس ها و حشره کش ها مورد استفاده قرار می گیرد.
نفت سفید که به نفت چراغ هم معروف است، یک سوخت هیدروکربنی مایع به شمار می‌آید که از نفت خام مشتق می‌شود. از این سوخت به عنوان سوخت هواپیماها و همچنین سوخت خانه‌ها بهره می‌گیرند. «نفت سفید» (Kerosene) در واقع همان نفتی است که در ایران به عنوان سوخت لوازم خانگی نفتی استفاده می‌شد و امروزه هم به همین منظور از آن بهره می‌گیرند.
نفت سفید، یک مخلوط مایع قابل اشتعال از مواد شیمیایی است که در تقطیر روغن خام تولید می شود. برای تولید نفت سفید ، نفت خام در فرایند مشابه فرآیند تولید گازوئیل و بنزین در برج تقطیر تقطیر می شود. این یک ماده تقطیر با وزن متوسط در فرآیند تصفیه است و می تواند با تقطیر نفت خام (در اینجا به نفت سفید مستقیم شناخته می شود) یا با ترکیدن نفت سنگین تر از هیدروکربن (در اینجا به نفت سفید ترک خورده تولید می شود) تولید شود.
بکار بردن واژه «Kerosene» در کشورهای مختلفی اعم از آرژانتین، استرالیا، کانادا، هند، نیجریه و آمریکا مرسوم است اما در کشورهایی همچون شیلی، آفریقای جنوبی، نروژ و انگلیس از واژه «پارافین» (Paraffin) استفاده می‌کنند. از نفت سفید به طور گسترده به عنوان سوخت موتور جت و سوخت خانه‌ها بهره می‌گیرند. حتی بسیاری از مولدهای برق قدیمی نیز از نفت به عنوان سوخت استفاده می‌کنند.
ترکیب شیمیایی نفت سفید نسبتاً پیچیده است و ترکیبی پیچیده از پارافین ها (۲/۵۵ درصد) ، نفتن ها (۹/۴۰ درصد) و هیدروکربن های معطر (۹/۳ درصد) است. نفت سفید حاوی هیدروکربن هایی است که در هر زنجیره از ۱۱ تا ۱۳ کربن وجود دارد. سوخت های نفت سفید مایع حاوی ترکیبات بالقوه مضر از جمله هگزان و بنزن است.
تاریخچه
در اواخر دهه ۱۸۴۰ توسط آبراهام گزنر ، پزشک کانادایی کشف شد و در ابتدا نفت سفید از روغن قیر ذغال و روغن های شیل تولید می شد. با این حال ، به دنبال حفر اولین چاه نفت در پنسیلوانیا توسط E.L. دریک در سال ۱۸۵۹ ، نفت به سرعت به منبع اصلی نفت سفید تبدیل شد.
فرآیند تقطیر هیدروکربن‌ها برای اولین بار توسط دانشمند ایرانی، رازی انجام شد و در نوشته‌های خود، دو روش را برای تولید نفت سفید با «انبیق» ( Alembic) بیان کرد. در یکی از روش‌ها، رس به عنوان جاذب معرفی و در روش دیگر، آمونیاک معرفی شد. فرآیند تقطیر تا زمان حذف ترکیبات فرار و رسیدن به مایعی شفاف و مناسب سوختن، ادامه پیدا می‌کرد. در همین زمان با گرم کردن «شیل‌های نفتی» (Oil Shale) و «بیتومن» (Bitumen)، نفت بدست می‌آوردند و آن‌را تقطیر می‌کردند. چینی‌ها نیز با استخراج و خالص‌سازی نفت خام، سوخت مناسب برای روشنایی را بوجود می‌آوردند.
با وجود اینکه «نفت زغال» (Coal OIl) از قرن هجدهم میلادی به عنوان فرآورده فرعی «گاز زغال‌سنگ» (Coal Gas) شناخته می‌شد اما سوختن آن با دودی همراه بود که بهره‌گیری از آن‌را در منازل (به عنوان سوخت چراغ) غیرممکن می‌ساخت و از ترکیبات دیگری برای این کار استفاده می‌کردند.
در سال ۱۸۴۶، زمین‌شناس آمریکایی به نام «آبراهام گسنر» (Abraham Gesner) موفق شد تا از تقطیر زغال‌سنگ، مایعی شفاف تولید کند و نام آن‌را «کروسین» (Kerosene) با ریشه‌ای یونانی به معنی «روغن مومی» گذاشت. در آن زمان، هزینه استخراج این ماده از زغال، بسیار بالا بود. در سال ۱۸۵۴، گسنر بعد از مهاجرت به آمریکا (نیویورک)، در آنجا موفق شد تا این اختراع خود را به ثبت برساند.
اما پیش از آن یعنی در سال ۱۸۴۸، شیمیدانی اسکاتلندی به نام «جیمز یانگ» (James Young) به ماده‌ای مشابه با پارافین دست پیدا کرد و فرآیند دست‌یابی به این ماده را به عنوان اختراع ثبت کرد. با وجود اینکه روش گسنر بسیار مشخص بود اما نتوانست تا سال ۱۸۵۴ آن‌را به ثبت برساند. روش گسنر در خالص‌سازی مواد، بهتر از روش یانگ بویژه در شفافیت و بوی ماده حاصل شناخته شد.
کاربرد
به دلیل استفاده از آن در لامپ ها ، نفت سفید عمده ترین محصول تصفیه خانه برای چندین دهه بود تا اینکه ظهور لامپ الکتریکی ارزش آن را برای روشنایی کاهش داد. با افزایش خودرو ، بنزین به عنوان یک محصول مهم نفتی تولید بیشتر کاهش یافت. با این وجود ، در بسیاری از نقاط جهان ، نفت سفید همچنان یک سوخت گرم کننده و پخت و پز و همچنین سوخت لامپ ها است. سوخت استاندارد جت تجاری اساساً نفت سفید با کیفیت بالا است و بسیاری از سوختهای جت نظامی مخلوطی بر پایه نفت سفید هستند.
نفت سفید به صورت گسترده در تجهیزات گرمایشی خانگی ایستا و متحرک مورد استفاده قرار می گیرد .
اولین سوخت های جت تولید شده بر پایه کروزن یا کروزن – بنزین بودند ، و البته سوخت های جدید نیز هنوز بر پایه نفت سفید هستند .
در چراغ ، گرمکن و کوره ها سوزانده می شود و به عنوان سوخت یا ترکیبی از سوخت در موتورهای دیزلی ، سوخت جت و راکت و همچنین به عنوان حلال در گریس و حشره کش ها استفاده می شود.
کروزن در برخی موارد به سوخت دیزل افزوده می شود تا از واکسی شدن آن در هوای سرد جلوگیری کند .
نفت سفید جز اصلی سوخت هواپیمایی است که بیش از ۶۰٪ سوخت را تشکیل می دهد. علاوه بر این ، می تواند به عنوان روغن در سیستم های گرمایش مرکزی استفاده شود و می تواند به عنوان ماده تمیز کننده استفاده شود.
اگرچه استفاده از نفت سفید در بسیاری از مکانها در طی سالها به دلیل دسترسی بهتر به برق و گاز طبیعی کاهش یافته است ، اما هنوز هم در کشورهای در حال توسعه به طور گسترده ای برای پخت و پز ، گرمایش و روشنایی استفاده می شود. طبخ نفت سفید در کشورهای در حال توسعه خصوصاً در بین جمعیت شهری بسیار گسترده است. نفت سفید اغلب به عنوان جایگزین مناسبی برای سوخت جامد ، زیست توده و زغال سنگ دیده می شود و بنابراین از فانوس های نفت سفید در مکانهایی که دسترسی به برق در دسترس نیست استفاده می شود. تخمین زده می شود که در سطح جهان ۵۰۰ میلیون خانوار از سوخت هایی مانند نفت سفید برای روشنایی استفاده می کنند.
خطرات برای سلامتی
استفاده از نفت سفید به عنوان روغن در بخاری ها می تواند خطرناک باشد و به همین دلیل مرتباً استفاده نمی شود. هنگام کار ، بخاری های نفت سفید می توانند باعث کاهش کیفیت هوا در داخل خانه در هنگام تولید گازهای سمی و سرطان زا شوند. به همین دلیل ، در اکثر کشورهای پیشرفته از نفت سفید به طور فعال در گرمایش منازل استفاده نمی شود.
در کشورهای در حال توسعه ، استفاده گسترده از نفت سفید با مسائل مختلفی همراه است. خطرات ناشی از استفاده از نفت سفید شامل مسمومیت ، آتش سوزی و انفجار است. همچنین ، برخی از لامپهای نفت سفید هنگام سوختن ذرات ریز ، مونوکسیدکربن ، اکسیدهای نیتریک (NOx) و دی اکسید گوگرد از خود ساطع می کنند. این محصولات جانبی ممکن است عملکرد ریه را کاهش داده و خطر آسم و سرطان را افزایش دهد. با در نظر گرفتن خطرات استفاده از نفت سفید ، باید گزینه های پاک کننده فناوری های نفت سفید برای روشنایی و پخت و پز بررسی شود – اگرچه نفت سفید هنوز هم در بسیاری از موارد گزینه ایمن تری نسبت به استفاده از سوخت جامد است.
خواص فیزیکی و شیمیایی
| نقطه فلش | ۳۸-۷۴ در جه سانتی گراد |
| دمای خود اشتعالی | ۲۲۹ درجه سانتی گراد |
| نقطه ریزش | -۱۸ درجه سانتی گراد |
| محدوده چگالی | ۰.۸ – ۰.۸۷۵ kg/l |
| مقدار مجاز بخار در هوا | ۰.۷ – ۵ درصد |
| دانسیته بخار | ۴.۵ برابر هوا |
| محدوده جوش متوسط | ۱۷۴-۲۶۶ درجه سانتی گراد |
مشخصات مهم نفت سفید
نقطه اشتعال
نقطه اشتعال یک مایع نفتی حداقل درجه حرارتی است که ، بخار حاصل از آن در مجاورت شعله برای چند لحظه مشتعل گردد. به عبارت دیگر نقطه اشتعال درجه حرارتی است که در آن درجه حرارت به اندازه کافی بخار تولید می‌شود که با عوامل موجود در مقابل شعله قابل اشتعال گردد. نقطه اشتعال مواد نفتی معرف مقداری مواد سبک موجود در آن است، و بنابراین به کمک آن می توان با درنظر گرفتن حد انفجار ، احتمال انفجار در مخازن نفتی را پیش بینی کرد. نقطه اشتعال نفت سفید نباید از ۱۰۰ درجه فارنهاریت پایین تر باشد. پایین بودن نقطه اشتعال به علت وجود هیدروکربورهای ردیف بنزین میباشد که باید در هنگام پالایش همواره کنترل گردد.
نقطه دود (SMOKE POINT)
حداکثر طول شعله چراغ فتیله ای استاندارد آزمایشگاهی قبل از دود کردن ، بر حسب میلی‌متر، نقطه دود هیدروکربور نامیده می شود. نقطه دود نفت سفید بستگی به هیدروکربورهای متشکله آن دارد و نقطه دود آن نباید از میلی‌متر کمتر باشد. برای بالابردن نقطه دود هیدروکربورهای معطره آن را به روش استخراج جدا می‌کنند.
مقدارذغال شدن (CHARVAIUE)
این آزمایش برای تعیین مقدار کربن باقی مانده که از سوختن نفت چراغ در ۲۴ سرعت تولید می‌گردد، میباشد و از روی آن می‌توان مرغوبیت نفت سفید را بررسی کرد. روشهای مختلفی جهت تعیین مقدار کربن حاصل از سوختن نفت سفید وجود دارد که براساس روشهای IP یا ASTM می باشد.
مهمترین خواص دیگر نفت سفید از نظر تجارتی عبارتند از: چگالی ، ارزش حرارتی ، مقدار گوگرد ، بو و غیره
روش تولید کروزن
همانگونه که گفته شد نفت سفید از تقطیر اتمسفریک نفت خام حاصل می شود ، در ادامه به مراحل این عملیات خواهیم پرداخت :
نفت خام در ابتدا حاوی نمک و آب است ، برای حذف این دو ماده از یک دی سالتر (Desalter) استفاده می شود . خوراک خروجی به یک گرمکن فرستاده شده و در آنجا گرم خواهد شد . سپس نفت خروجی از گرمکن به درون برج تقطیر اتمسفری فرستاده خواهد شد .
هدف از تقطیر اتمسفری تبدیل نفت خام به برش های مختلف هیدروکربنی است که عبارتند از : گازهای سبک ، LPG ، نفتا ، نفت سفید (کروزن) ، دیزل و نفت کوره .
هیدروکربن های سنگین خارج شده از انتهای برج تقطیر جهت جداسازی بیشتر به ستون تقطیر خلا فرستاده می شوند .
دمای انتهای برج به دلیل تماس با بخار داغ خروجی از ریبویلر بالاست . در برج های تقطیر همواره مقداری از خروجی انتهای برج را به وسیله ریبویلر به بخار تبدیل کرده و دوباره از انتها وارد برج می کنند . این عمل به فرآیند تقطیر کمک کرده و باعث می شود تا اجزا بهتر جدا شوند ( به عمل انتقال جرمی که بر روی سینی های برج انجام می گیرد کمک می کند ) .
از سویی در بالای برج نیز یک کندانسور وجود دارد که گازهای خروجی وارد آن می شوند . در کندانسور تمام و یا مقداری از گاز به مایع تبدیل شده و برج برگردانده می شود . این مایعات نیز همانند بخاری که از ریبویلر به برج بازگردانده می شد به عمل انتقال جرم و در نتیجه خلوص بیشتر محصولات کمک می کند .
برش های مختلف بر اساس محدوده جوشی که دارند از برج به صورت محصول جانبی گرفته می شوند . کروزن همانگونه که گفته شد دارای محدوده جوش بین ۱۷۴ – ۲۶۶ درجه سانتی گراد است و محصول را از سینی هایی خارج می کنند که در این محدوده کار می کنند . ترتیب خارج کردن برش های مختلف از برج به این قرار است : LPG ، نفتا ، نفت سفید ، دیزل و گازوئیل . گازهای سبک از بالای برج و ترکیبات سنگین نیز از پایین برج خارج می شوند .
