مشتقات البترول الطبيعية والصناعية

ما هو البترول

البترول، المعروف أيضا بالنفط الخام، هو وقود أحفوري مشابه للفحم والغاز الطبيعي، حيث يتشكل البترول من بقايا الكائنات البحرية القديمة مثل النباتات والطحالب والبكتيريا على مدى ملايين السنين بفعل الحرارة الشديدة والضغط. تحولت هذه البقايا العضوية (الأحافير) إلى مواد غنية بالكربون تستخدم كمواد خام للوقود ومجموعة متنوعة من المنتجات.

ما هي مشتقات البترول الطبيعية والصناعية

غاز البيوتان

البيوتان هو مادة هيدروكربونية وغاز قابل للاشتعال وعديم اللون والرائحة وسهل التسييل ويتم استخدامه عادةً كوقود لولاعات السجائر والمواقد المحمولة ووقود دافع في الهباء الجوي ووقود للتدفئة ومبرد وفي تصنيع مجموعة واسعة من المنتجات حيث يوجد البيوتان أيضاً في غاز البترول المسال (LPG).

يعد غاز البيوتان واحدا من أكثر المواد المتطايرة ضررا للتنفس، حيث يمكن أن يسبب الوفاة المفاجئة بسبب عدم انتظام ضربات القلب أو السكتة القلبية في حالة التوتر أو ممارسة التمارين الثقيلة بعد فترة قصيرة من استخدامه، حيث يؤثر على القلب ويعزز تأثير الأدرينالين بشدة، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى حدوث سكتة قلبية.

الديزل

وقود الديزل هو خليط من الهيدروكربونات يتم الحصول عليه عن طريق تقطير النفط الخام وتشمل الخصائص المهمة التي تُستخدم لتوصيف وقود الديزل رقم السيتان (أو مؤشر السيتان) وتقلب الوقود والكثافة واللزوجة والسلوك البارد ومحتوى الكبريت وتختلف مواصفات وقود الديزل باختلاف درجات الوقود وفي الدول المختلفة.

تختلف خصائص وقود الديزل أحيانا عن أنواع الوقود الأخرى، مثل البنزين، ولكن هناك أيضا بعض الشبهات، مثل حقيقة احتراقهما في أسطوانة الوقود لتشغيل المحرك، ومن الواضح أنهما مركبات تعملان بالطاقة، ومن خصائص وقود الديزل

• يتطلب الديزل قدراً أقل من التكرير.
• إنه أثقل وأسمن وأكثر كثافة للدهون من البنزين.
• يمكن ضغطه أكثر.

يتم استخدام الديزل لتشغيل مجموعة كبيرة من المركبات وتوفير الطاقة لها، بما في ذلك

• السيارات.
• القوارب.
• القطارات.
• المعدات الزراعية.

الكيروسين

إن إنتاج زيت الكيروسين هو عملية مباشرة في الوقت الحاضر، فهو وقود بترولي يتم إنتاجه بفصل المركبات المكونة للنفط الخام. وعلى الرغم من أن شعبية الكيروسين تضاءلت بسبب إدخال الغاز والكهرباء إلى المنازل الحديثة، إلا أن هناك العديد من المنازل في المملكة المتحدة وحول العالم التي تعتمد على الكيروسين للتدفئة والإضاءة.

الجازولين

البنزين، المعروف أيضا باسم الجازولين والغاز، هو خليط من الهيدروكربونات السائلة القابلة للاشتعال والتي تتطاير والمشتقة من البترول. يستخدم كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي وكمذيب للزيوت والدهون، وكان في الأصل منتجا ثانويا لصناعة البترول (حيث كان الكيروسين المنتج الرئيسي). وأصبح البنزين وقود السيارات المفضل بسبب طاقته العالية للاحتراق وقدرته على الاختلاط بسهولة مع الهواء في المكربن.

زيت الوقود

يستخدم زيت الوقود، المعروف أيضا باسم زيت الفرن، كوقود أساسي للمراجل البخارية في محطات الطاقة وفي السفن والمنشآت الصناعية. يتكون زيت الوقود بشكل أساسي من بقايا تقطير الزيت الخام، وعادة ما يتم خلطه مع كسور بترولية أخرى لتحديد اللزوجة المطلوبة ونقطة الوميض، وتكون نقطة الوميض عادة أعلى من نقطة الكيروسين. لا يشمل مصطلح زيت الوقود أنواع الوقود مثل الكيروسين.

الغاز الطبيعي المسال

الغاز الطبيعي المسال (LNG) أو الغاز الطبيعي (الميثان بشكل رئيسي) الذي تم تسييله لتسهيل التخزين والنقل، ويكون الغاز الطبيعي المسال (LNG) أصغر بـ 600 مرة من الغاز الطبيعي عندما يكون في حالة الغاز، ويمكن شحنه بسهولة إلى الخارج. يتم إنتاج الغاز الطبيعي المسال عن طريق تبريد الغاز الطبيعي إلى درجة غليانه التي تبلغ −162 درجة مئوية (259 درجة فهرنهايت)، ويتم تخزينه في حاويات مبردة ذات جدران مزدوجة تحت ضغط جوي أو أعلى قليلا، ويمكن تحويله مرة أخرى إلى حالة الغاز بمجرد رفع درجة الحرارة.

غاز البترول المسال

غاز البترول المسال (LPG) والذي يطلق عليه أيضا اسم غاز LP هو مزيج من الهيدروكربونات المتطايرة المكون من البروبين والبروبان والبيوتين والبيوتان، وقد تم استخدامه بدءا من عام 1860 كمصدر للوقود المحمول، وزاد إنتاجه واستهلاكه في الاستخدام المنزلي والصناعي منذ ذلك الحين. قد يحتوي المزيج التجاري النموذجي أيضا على الإيثان والإيثيلين بالإضافة إلى مركبتين آخرين قابلتين للتطاير، ويتم إضافة رائحة معينة كإجراء وقائي للسلام.

غاز البروبان

البروبان هو غاز هيدروكربوني عديم اللون وسهل التسييل، وهو العنصر الثالث في سلسلة البارافين بعد الميثان والإيثان. الصيغة الكيميائية للبروبان هي C3H8، ويتم استخلاصه بكميات كبيرة من الغاز الطبيعي والنفط الخام الخفيف وغازات تكرير النفط. يتوفر تجاريا كبروبان مسال أو كمكون رئيسي في غاز البترول المسال (LPG).

الشمع الجريزوفولفين

يتميز الشمع الجريزوفولفين، وهو مادة بلاستيكية مشتقة من البترول، عن شمع البارافين بوجود بلورات أدق وأقل وضوحونقطة انصهار أعلى ولزوجة أعلى، ويستخدم الشمع الجريزوفولفين بشكل رئيسي في منتجات الورق والطلاءات والبطانات والمواد اللاصقة وتركيبات الختم وأنواع مختلفة من التلميع.

النابالم

نابالم هو نوع من الملح، يتكون من الألمنيوم أو صابون مصنوع من خليط من الأحماض الكربوكسيلية النفثينية والأليفاتية. يستخدم في تكثيف البنزين ليستخدم كوقود في قاذفات اللهب والقنابل النارية. يعرف هذا الخليط الكثيف الذي يسمى النابالم الآن بأنه يحترق ببطء أكبر ويمكن دفعه بدقة وإلى مسافات أبعد من البنزين. تم تطويره من قبل علماء أمريكيين خلال الحرب العالمية الثانية.

النفثا

النفثا هي ناتج خلط مواد الهيدروكربون السائلة المتطايرة والقابلة للاشتعال، والتي تستخدم بشكل رئيسي كمذيبات ومخففات، وكمواد خام لتحويلها إلى البنزين. وكانت النفتا تطلق في الأصل على الأنواع الأكثر تقلبا من البترول المنبعث في منطقة باكو في أذربيجان وإيران.

ذكر الكاتب اليوناني ديوسكوريدس والكاتب الروماني بليني الأكبر في وقت مبكر من القرن الأول الميلادي النافثة، واستخدم الكيميائيون الكلمة بشكل أساسي للتمييز بين السوائل المتنقلة المختلفة ذات درجة غليان المنخفضة، بما في ذلك بعض الإيثرات والإسترات.

النفثالين

يعتبر أبسط المركبات الهيدروكربونية الحلقية المتداخلة أو المتجانسة، وهو منتج متطاير يتكون من حلقتين من البنزين تشتركان في اثنتين من ذرات الكربون المتجاورتين، ويتشكل أيضًا في عمليات تكسير البترول عالية الحرارة الحديثة (تكسير الجزيئات الكبيرة).

شمع البارافين

شمع البارافين وهو عديم اللون أو أبيض وشفاف إلى حدٍ ما وشمع صلب يتكون من خليط من الهيدروكربونات الصلبة ذات السلسلة المستقيمة تتراوح في نقطة الانصهار من حوالي 48 درجة إلى 66 درجة مئوية (120 درجة إلى 150 درجة فهرنهايت) ومن المعروف إن الشمع البرافين مشتق من البترول ولكن يتم الحصول عليه من خلال إزالة شمع البرافين المخزن في زيت التشحيم.

يتم استخدامه في الشموع والورق الشمعي والتلميع ومستحضرات التجميل والعوازل الكهربائية ويساعد في استخلاص العطور من الزهور ويشكل قاعدة للمراهم الطبية ويزود الخشب بطلاء مضاد للماء وفي أعواد الثقاب الخشبية والورقية ويساعد في إشعال عود الثقاب عن طريق توفير وقود هيدروكربوني سهل التبخر.

هلام النفط

هلام النفط يُسمى أيضاً الفازلين وهو شبه شفاف لونه أصفر إلى كهرماني أو أبيض وهو مادة صلبة ليس لها رائحة أو طعم تقريباً ومشتقة من البترول وتستخدم بشكل أساسي في الطب والصيدلة كضمادة واقية وكبديل للدهون في المراهم ومستحضرات التجميل كما أنها تستخدم في العديد من أنواع التلميع وزيوت التشحيم والوقاية من الصدأ ونمذجة الطين.

شمع البترول

شمع البترول أي شمع يتم الحصول عليه من البترول بما في ذلك شمع البارافين والشمع الجريزوفولفين والهلام البترولي  وبالمقارنة فإن الشمع الحيواني والنباتي أعلى بشكل عام من حيث التكلفة وله بنية كيميائية مختلفة وغير مؤكد التوافر وبالتالي تم استبداله إلى حد كبير بالشموع البترولية.

الأسفلت المكرر

الأسفلت المكرر هو مادة سوداء أو بنية اللون، ويختلف قوامها من صلب إلى سائل مع لزوجة طفيفة، وهي مشتقة من البترول. ويتكون الأسفلت من مركبات الكربون والهيدروجين، بالإضافة إلى نسب صغيرة إلى حد ما من الأكسجين والنيتروجين والكبريت. ويتكون الأسفلت الطبيعي عن طريق تحلل وتفكك الرواسب العضوية البحرية إلى البترول، ويحتوي بشكل خاص على المعادن.

البيتومين المكرر

البيتومين الكثيف عالي اللزوجة هو مادة تحتوي على هيدروكربونات البترول التي توجد في الرواسب مثل الرمال الزيتية وبحيرات القار (القار الطبيعي)، أو يمكن الحصول عليها كبقايا من تقطير النفط الخام (البيتومين المكرر). في بعض المناطق، خاصة في الولايات المتحدة، يطلق على البيتومين اسم الإسفلت، على الرغم من أن هذا الاسم يستخدم عالميا تقريبا لوصف مواد رصف الطرق المصنوعة من خليط من الحصى والرمل ومواد مالئة أخرى ومواد رابطة بيتومينية.

غالبًا ما يستخدم مصطلح القطران أو القار لوصف البيتومين، على الرغم من أن القطران هو منتج ثانوي لعملية كربنة الفحم، ويتم الحصول عليه بالفعل عن طريق تقطير قطران الفحم.