نفت سفید ( KEROSINE )
نفت چراغ یا نفت سفیدو که در زبان گفتاری نفت نامیده می‌شودو یکـی از ترکیبات نفتی و مواد سوختی است . نفت سفید در قدیم کاربرد وسیع ای به عنوان سوخت وسایل گرمایشی و پخت و پز داشت که امروزه در اکثر نقاط با گاز شهری و گاز مایع جایگزین شده‌است .
قدیمی‌ترین متنی که شیوه استحصال نفت سفید از نفت خام را توضیح دادهو نوشته محمد زکریای رازی دانشمند ایرانی است . وی که بیشتر عمرش را در بغداد به عنوان شیمیدان و پزشک می‌گذراند در «کتاب الاسرار» دو شیوه را برای تولید نفت سفید توضیح داده آست. نفت سفید در آن وقت در چراغ‌های نفتی مشهور به «نفاطه» برای تولید گرما و روشنایی استفاده می‌شد.
در جنوب شرقی آسیاو بریتانیا و آفریقای جنوبی به ایـن ماده پارافین گفته می‌شود؛ نفت چراغو هیدروکربنی قابل اشتعال بصورت مایع است . واژه کروسنکه در انگلیسی بجای نفت چراغ بکار می‌رودو از واژه یونانی کروس (به معنای موم) گرفته شده و برای نخستین بـار به عنوان یک نشان بازرگانی توسط آبراهام گنسر بکار رفته است .
نفت چراغ بیشتر به عنوان سوخت هواپیماهای دارای موتور جت (سوخت جت) و بعضی راکت‌ها بکار میرود اما در مسائل ی به عنوان سوخت گرمایشی و آتش‌بازی‌ها از آن استفاده می‌شود. در بخش‌هایی از آسیا که نفت چراغ جزو یارانه‌های دولتی استو آن را به عنوان سوخت موتور قایق‌های کوچک ماهیگیری بکار می‌برند.
تعریف: هیدروکربورهائی که در گرما های میان ۱۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد بدست می آیند و عمدتا از سه نوع هیدروکربور پارافینی و نفتنی و آروماتیکی تشکیل شده اند.
کاربرد: در سوخت هواپیمای مسافربری و جت جنگنده و موتورهای توربینی و تراکتور و… کاربرد دارد . همچنین جهت ایجاد روشنایی و تولید گرما و سوخت چراغ های خوراک پزی به استفاده می رسد.
معین ات مهم
معین ات نفت سفید به سبب مصارف گوناگون آن متغیر و متنوع است . نفت سفید مرغوب بایستی در وقت سوختن و شعله ای درخشان و بدون دود داشته و روی لوله چراغ دوده پدید نیاورد .بعد از سوختن نیز بر روی فتیله و باز مانده های ذغالی زیادی بجا نگذارد . همچنین مواد بدبو نداشته و ترکیبات گوگردی آن بسیار کم باشد.
۱- تقطیر DISTILLATION ) ASTM D – ۸۶ )
نفت خام و فراورده های آن مخلوطی از هیدروکربورهای متفاوت می باشند . هر یک از هیدروکربورها نقطه جوش معینی دارند . بنابراین تعیین نقطه جوش یک فراورده که با آزمایش تقطیر صورت می گیرد اهمیت بسیاردارد . بدین طریق می توان چگونگی گسترش هیدروکربورها در فراورده ها ی گوناگون را باز شناخت.
اکثرا در صنایع نفت برای تعیین نقطه جوش از شیوه های ASTMوIP استفاده می شود که به وسیله آن نقطه جوش آغازی ( Initial Boiling Point ) و دگرگونی های درجه گرما در وقت تقطیر و نقطه جوش پایانی ( Final Boiling Point ) تعیین می گردد.میزان اکثر میزان مجاز FBPو ۲۷۵ °C و می باشد . نقطه جوش نهایی بالا نشانگر وجود ترکیبات یا برش های نفتی سنگین تر در آن و در نتیجه نا مرغوب بودن آن می باشد.
۲- وزن مخصوص SP. GR. ) ASTM D-1298)
بهتر هست از سوختی با چگالی مناسب استفاده گردد.میزان ماکزیمم آن ۰٫۸۲۰۰ می باشد.
۳-رنگ COLOR ) ASTM D-156)
میزان اقل میزان مجاز رنگ در نفت سفید ۲۵ می باشد که توسط دستگاه Saybolt حد گیری می گردد.
۴- بو ( ODOUR )
بو ی نفت سفید بایستی قابل پذیرش در بازار باشد. ترکیبات بدبو مثل مرکاپتان ها را به شیوه های گوناگون پالایش شیمیایی یا شیوه هیدروژنه کردن از نفت جدا می کنند.
۴- نقطه اشتعال FLASH POINT ) ASTM D-93 )
نقطه اشتعال در نفت سفید حائز اهمیت بوده میزان اقل میزان آن ۱۱۰ °Fمی باشد.
۵-نقطه دود کنندگی SMOKE POINT ) ASTM D-1322)
در کیفیت فراورده تاثیر به سزایی دارد. کمترین میزان آن mm ۲۵ می باشد. جهت بهبود نقطه دودو هیدرو کربن های آروماتیکی( با نقطه دود بالا ) را از نفت جدا می کنند.
۶-میزان کل گوگرد TOTAL SULPHUR ) ASTM D-1266)
میزان گوگرد موجود در نفت سفید هر چه کمتر باشد و در وقت سوختن گازهای زیان آوری چون انیدرید سولفورو ایجاد نمی کند. میزان اکثر میزان گوگرد بایستی ۰٫۲ درصد وزنی و میزان مرکاپتان آن ۱۰ PPM)ASTM D-3227) باشد.
هیدرو کربن های گوگردی موجود در نفت سفید عبـار تند از : سولفید هیدروژن و مرکاپتان هایی که خاصیت اسیدی دارند و هیدرو کربن هایی که از نظـر شیمیایی خنثی بوده و در مساوی گرما پایدار نیستند مثل سولفور ها و دی سولفور ها و پلی سولفور های آلیو ترکیبات حلقوی گوگردی که در مساوی گرما پایدار می باشند مثل تیوفن و ترکیبات اکسیژنه مثل الکیل سولفات ها و سولفوکسید ها و سولفون و سولفونیک اسید
معین ات نفت سفید عبـار تند از:
۱-دانسیته ایـن فرآورده در ۱۵٫۶ درجه سانتیگراد حداکثر ۸۲۰کیلوگرم بر متر مکعب است .
۲-حداکثر نقطه جوش نهایی آن ۲۷۵ درجه سانتیگراد است .
۳-نقطه دودکنندگی:
حداکثر طول شعله چراغ فتیله ای استاندارد آزمایشگاهی قبل از دود کردن برحسب میلی میر نقطه دود هیدروکربن نامیده می شود نقطه دودکنندگی نفت سفید نبایستی از ۲۵mm کمتر باشد هر چه ایـن میزان بیشتر باشد با ایـن مفهوم هست که عمل تصفیه به خوبی انجام شده هست هر چه مواد آروماتیک در نمونه بیشتر باشد قدرت دودکنندگی بیشتر خواهد بود و هرچه میزان آروماتیکهای آن جدا گردد نقطه دودکنندگی آن بالاتر میرود.
۴-نقطه اشتعال:
نقطه اشتعال یک مایع نفتی حداقل درجه گرما ی هست که چنانچه یه شعله مشتعل را به یک ماده ی نفتی نزدیک کنیم بخاری از آن حاصل شود.نقطه اشتعال معرف درصد مواد سبک در ایـن فرآورده هست پس به کمک نقطه اشتعال می توانیم با در نظـر گرفتن میزان انفجار؛ احتما ل انفجار در مخازن نفتی را پیش بینی کرد.
نقطه اشتعال دارای حداقلی است برای مثال در مورد نفت سفید ۴۳ درجه سانتیگراد است نقطه اشتعال معلوم می نماید که یک فرآورده را تا چه دمایی بدون احتما ل تهدید میتوان گرم کرد.
۵-حداکثر گوگرد مجاز برای ایـن فرآورده ۱۵% درصد وزنی است اما پالایشگاههایی که وامیزان کروسین یونیفایـن ر دارند میزان گوگرد شان تقلیل پیدا می نماید .
گوگرد بر اثر سوختن در چراغ ها چه به عنوان خوراک پزی و چه به عنوان سیستمهای گرمایشی تبدیل به گازهای گو گردی می شود که در صورت وجود بخار آب به اسیدهای مربوطه تبدیل شده و محیط زیست را آلوده می نماید هر چه گوگرد کمتر باشد سوخت مناسبتر است .
۶-میزان حداکثر مجاز مرکاپتانها برای ایـن فرآورده ده جز در میلیون است .
کاربرد نفت سفید:
۱-از کروزن جهت روشنایی؛ تولید گرما و به عنوان سوخت در چراغ های خوراک پزی قدیمی و بخاری های نفتی و همین طور برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می شود چون نقطه اشتعال کروزن بالاتر از ۳۵ درجه سانتیگراد هست لذا از نظـر آتش سوزی تهدید ی نداریم.
۲-حلال حشره کشها ست سابقاً از نفت سفید کرمانشاه به عنوان حلال استفاده می شد.
۳-به عنوان سوخت اکثرا تراکتورها و ماشین آلات کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرد مهمتر از همه ی ایـن ها به عنوان سوخت هواپیماهای جت مورد استفاده قرار میگیرد.
۴-به عنوان خوراک واحدهای ساخته ی پودرهای شوینده استفاده می شود .
نفت سفید جهت تولید روشنایی و گرما بایستی ویژگیها زیر را داشته باشد که عبـار تند از:
۱-شعله ای درخشان و بدون دود داشته باشد
۲-بعد از سوختن بر فتیله بازمانده های زغالی بر جای نگذارد که به پایین بودن غلظت آروماتیکها بستگی دارد.
۳-مواد بدبویی مثل مرکاپتانها نداشته باشد.
۴-میزان پارافینهای قابل تبلور آن در ۱۵- درجه پایین باشد تا در زمستان صعود نفت در فتیله چراغ امکانپذیر باشد.
فرآیندهای تصفیه (زدودن نا خالصی ها)و تخلیص فراورده های نفتی:
برشهای متفاوت نفتی علاوه بر هیدروکربنها دارای ترکیبات گو گردی؛ ازت دار؛ اکسیژن دار و فلزات میباشند که ایـن گونه ترکیبات اشکالات متعددی در حین پالایش و هو در وقت استفاده ایجاد مینمایـن د که مهمترین آنها عبـار تند از:۱-ایجاد خوردگی در دستگاهها ۲-مسموم نمودن کاتالیستها ۳-آلودگی محیط زیست و ناپایدار نمودن فرآورده ها
پس ضروری هست تا عملیات تصفیه روی آنها انجام گیرد
عملیات تصفیه به روشهای زیر صورت میگیرد:
۱-تصفیه با اسید سولفوریک ۲-تصفیه با سود
۳-شیرین سازی ۴-شیوه هیپوکلریت
۱-تصفیه با اسید سولفوریک:
از ایـن شیوه برای تصفیه فرآورده های سفید از قبیل بنزین و نفت سفید استفاده می شود و هدف آن خنثی نمودن ترکیبات بازی و حذف ترکیبات اکسیژن دار و اکسید نمودن مرکاپتانها به دی سولفیدهای کم زیان تر است بعد از تصفیه بر حسب اسید استفاده شده میزان گوگرد فرآورده ها تا میزانی کم شدن می یابد ولی در فاز تصفیه شده مواد نا مطلوبی از قبیل استرها؛ دی سولفیدها؛ سولفونها و صمغ های حاصل از پلیمری شدن باقی می مثل که ضروری هست تا آنها را جدا نمود.
۲-تصفیه با سود:
به منظور حذف ترکیبات اسیدی انجام می شود که عبـار تند از:سولفید هیدروژن؛ مرکاپتانها؛ دی اکسید کربن؛ اسیدهای نفتنی و…
مرکاپتانها طبق فرمول زیر با سود واکنش می دهند
RSH+NAOH>>>>RSNA+H2O
۳-شیوه شیرین سازی:
هدف از عملیات شیرین سازی تبدیل مرکاپتانهای های اسیدی با بوی نامطبوع موجود در فرآورده ها به دی سولفیدهای کم زیان تر است چون در حین سوختن گازهای نامطلوب اکسید های گوگرد تولید میشوند.در ایـن فرآورده گوگرد زدایی توسط اکسیداسیون انجام می شود که به آن اکسیداسیون
مرکاپتانها یا مراکس می گویند ایـن عملیات در مورد گاز مایع و بنزین و نفت سفید کاربرد دارد.
۴-شیوه هیپوکلریت:
از هیپوکلریت به عنوان علت اکسید کننده برای کم شدن بو و کم شدن میزان مرکاپتانها در برشهای متفاوت نفتی استفاده می شود .
تفکیک نفت سفید از نفت خام
نفت خام را بعد از آنکه از دل خاک بیرون آوردند با لوله کشی و غیره به پالایشگاه حمل می‌کنند تا در آنجا پالایش و به ترکیبات سودمند و قابل استفاده تبدیل شود چون نفت خام را به همـان صورت اولیه نمی‌توان استفاده کرد. نفت خام مخلوطی از هیدروکربورهای متفاوت بوده که در آن مواد سبک مثل بنزین و مواد سنگین مثل قیر وجود دارد که در حل شده اند. برای استفاده بایستی ایـن مواد از تفکیک گردند و به ایـن جهت ضروری هست که عمل تفکیک روی نفت خام انجام گیرد.
تفکیک نفت خام در دو وهله صورت میگیرد: اول تفکیک جزء به جزء همه نفت خام در فشار اتمسفرو و پس ارسـال باقیمانده دیرجوش ایـن وهله به دستگاه تفکیک دیگـر ی که تحت خلا شدید عمل می‌کند. پس و نفت خام بعد از حرارات در کوره در برج تقطیر اتمسفری به فراورده های زیر تفکیک می شود :گازهای سوختی (که عمدتا حاوی متان و اتان است) و گازهای سبکتر (حاوی پروپان و بوتان وهمین طور متان و اتان است) و نفتای سبک و نفتای سنگین و نفت سفید و نفت گاز یا گازوئیل و باقیمانده خام برج تقطیر اتمسفری. در برج تقطیر در خلا باقیمانده برج تقطیر اتمسفری به جریـان نفت گاز خلا و باقیمانده برج تقطیر در خلا تفکیک می‌شود. نفت گاز سبک و نفت گاز اتمسفری و نفت گاز خلا را معمولا برای تولید بنزین و سوخت هواپیما و سوخت دیزل به وامیزان هیدروکراکینگ یا کراکینگ کاتالیزوری می‌فرستند. باقیمانده برج خلا را می توان در واحدهای گرانروی شکن و کک سازی . یا آسفالت زدایی برای تولید نفت کوره سنگین و یا خوراک وامیزان کراکینگ و یا مواد خام روغن روانسازی پالایش کرد باقیمانده نفت خامهای آسفالتی را می توان برای تولید آسفالت جاده سازی و یا پشت بام و مورد عملیات پالایش دیگـر ی قرار دارد.
نفت سفید (کروزن)
نفت سفید یا نفت چراغ که در ایران به طور معمول نفت می‌نامندو مایعی بیرنگ و کمی سنگین تر از بنزین هست که بوی ویژه آن بعد از تبخیرشدن از بین میرود. نفت سفید از شروع پیدایش صنعت نفت تا ۵۰ سـال و مهمترین فراورده نفتی بود. نخست بعنوان روغن چراغ بکار می‌رفت و هنوز در مسائل ی برای تولید روشنایی بکار میرود. چگالی نفت در حدود ۷۸۰/۰ هست که افزوده شدن چگالی آن معرف وجود درصد زیادتری از هیدروکربورهای نفتنی ومعطر ه هست و کیفیت آن بستگی به نوع اجزاء تشکیل دهنده آن و حدود نقطه جوش آن دارد.
معین ات با ارزش نفت سفید
نقطه اشتعال
نقطه اشتعال یک مایع نفتی حداقل درجه گرما ی هست که و بخار حاصل از آن در مجاورت شعله برای چند لحظه مشتعل گردد. به عبـار ت دیگـر نقطه اشتعال درجه گرما ی هست که در آن درجه گرما به حد ضروری بخار تولید می‌شود که با عوامل موجود در مقابل شعله قابل اشتعال گردد. نقطه اشتعال مواد نفتی معرف میزان ی مواد سبک موجود در آن استو و پس به کمک آن می توان با درنظـر گرفتن میزان انفجار و احتما ل انفجار در مخازن نفتی را پیش بینی کرد. نقطه اشتعال نفت سفید نبایستی از ۱۰۰ درجه فارنهاریت پایین تر باشد. پایین بودن نقطه اشتعال به علت وجود هیدروکربورهای ردیف بنزین میباشد که بایستی در وقت پالایش همواره کنترل گردد.
نقطه دود (SMOKE POINT)
حداکثر طول شعله چراغ فتیله ای استاندارد آزمایشگاهی قبل از دود کردن و بر حسب میلی‌مترو نقطه دود هیدروکربور نامیده می شود . نقطه دود نفت سفید بستگی به هیدروکربورهای متشکله آن دارد و نقطه دود آن نبایستی از میلی‌متر کمتر باشد. برای بالابردن نقطه دود هیدروکربورهای معطر ه آن را به شیوه استخراج جدا می‌کنند.
میزان ذغال شدن (CHARVAIUE)
ایـن آزمایش برای معین میزان کربن باقی مانده که از سوختن نفت چراغ در ۲۴ سرعت تولید می‌گرددو میباشد و از روی آن میتوان مرغوبیت نفت سفید را ارزیابی کرد. روشهای متفاوتی جهت معین میزان کربن حاصل از سوختن نفت سفید وجود دارد که بر طبق روشهای IP یا ASTM است .
مهمترین فوائد دیگـر نفت سفید از نظـر تجارتی عبـار تند از: چگالی و ارزش گرما ی و میزان گوگرد و بو و و یسکوزیته و غیره.
تصفیه شیمیایی نفت سفید
برشهای متفاوت حاصل از تقطیر نفت خام از جمله: نفت سفید و نفت کوره و روغن‌ها و گازوئیل دارای ناخالصیهایی مانند: هیدروکربورهای غیر اشباع ترکیبات اکسیژنه (اسیدهای نفتنی و ترکیبات آسفالتی) و ترکیبات گوگردی (سولفونه و سولفوره) و ازته و همین طور ناناب فلزی میباشد. ایـن ناخالصیها علاوه بر ایـن که از مرغوبیت محصولات می کاهندو باعث خوردگی دستگاهها مورد استفاده می‌گردند. در اکثر مسائل و ضروری هست که ایـن ناخالصیها از محصولات حذف گردند تا به مواد با ویژگی‌های استاندارد و قابل استفاده تبدیل گردند. هدف و روشهای ناب سازی به طبیعت محصول نفتی و کاربرد بعدی آن بستگی دارد.
عمل تصفیه به روشهای متفاوت صورت می‌پذیرد که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود :
تصفیه با سود
ایـن شیوه بیشتر به منظور شستشوی ترکیبات اسیدی موجود در برش های نفتی به کار گرفته می شود که مهمترین ایـن ترکیبات مرکاپتانها و هیدروژن سولفوره و گاز کربنیک تیوفنل ها و آلکیل فنل ها و اسید سیانیدریک و اسیدهای‌چرب و اسیدهای نفتنی می باشند.
تصفیه با اسید سولفوریک
اسید سولفوریک با هیدروکربورهای آروماتیک و اولفین‌ها و ترکیبات اکسیژنه و اسیدها و مواد رنگی و سولفوره ترکیب می شود . اسید دکانته شدهو به علت داشتن رزین‌ها (حاصل از پلیمریزاسیون در مجاورت اسیدسولفوریک) سیاه رنگ میباشد. برای ایـن که نفت رنگ زرد نداشته باشدو بایستی میزان اسید نیتروی موجود در اسید سولفوریک کمتر از ۱/۰ درصد باشد اکثرا جهت حذف ذرات اسیدی اضافی و عمل شستشو با یک محلول سود و پس با آب انجام میگیرد.
شیوه دکتر
انواع بنزین و ترکیبات سنگین تر مثل برش نفتا و کروزن را می توان به کمک ایـن شیوه مورد ترتمان قرار داد. به علت ایـن که پارت ی از مواد شیمیایی و در حیناستخراج استفاده می شود و یک شیوه نیمه رژنراتیو میباشد یعنی نصف مواد دوبـار ه احیا می گردد. در ایـن شیوه از محلول قلیایی پلمبیت سدیم (Na2PbO2) جهت ترتمان استفاده می‌شود.
شیوه هیپوکلریت
از هیپوکلریت و اکثرا به عنوان علت اکسیدکنندهو برای کم شدن بو و کم شدن میزان مرکاپتانها در برشهای متفاوت نفتی و استفاده می‌شود. ایـن شیوه می‌تواندو یک شیوه تکمیلی برای ترتمان برشها با سود باشد.
تصفیه نفت سفید توسط انیدرید سولفوره (شیوه ادلینو”Edeleanu”)
با دقت به ایـن که انیدرید سولفوره‌ی مایع (SO2) به راحتی هیدرکربورهای اشباع نشده از کربن و ترکیبات آروماتیک را در خود حل می نماید و لذا از آن برای جدا کردن ناخالصی های نفت سفید و تصفیه آن استفاده می‌شود. در ایـن شیوه تصفیه نفت سفید که به شیوه ادلینو (Edeleanu) مشهور است ابتدا ماده نفتی را از روی یک لایه کلرور سدیم و کلرورکلسیم خشک به نسبت ۲ به ۱ عبور می دهند تا کاملا خشک شود. بعد به وسیله دستگاههای تبادل گرما ی در یک ظرف آهنی تا دمای (۱۰-) درجه سانتگراد سرد میکنندو پس انیدرید سولفوروی مایع با (۱۰-) درجه سانتیگراد را بدون زدن به صورت قطرات بسیار ریز در داخل طشتک بر روی ماده نفتی می‌پاشند. میزان انیدرید سولفوردی مایع ضروری در ایـن عملیات بیش از یک چهارم میزان مایع نفتی است . مایع داخل طشتک بعد از مدتی به دو فاز تبدیل می‌شود که قشر بالایی آن ماده نفتی یا کروزن اشباع از انیدرید سولفورو است . فاز پایینی انیدسولفوردی مایعی هست که هیدروکربورهای غیر اشباع سنگین و بقیه ناخالصیها را در خود حل کـرده است . به وسیله عمل دکانتاسیون و دوفاز را از جدا می‌کنند و آنها را از دستگاههای تبادل گرما ی عبور می‌دهند تا در اثر گرماو انیدریدسولفورو به صورت گاز خارج گردد. گازهای حاصل را توسط کمپرسورها می‌مکند و در اثر برودت به مایع تبدیل می‌کند که مجددا از آن در عملیات بعدی استفاده می‌شود. در ایـن عملیاتو حدود ۳/۰ درصد انیدرید سولفورو در لایه فوقانی باقی می‌ماندو که به وسیله شستشو با آباز بین میرود. از مواد باقی مانده در لایه زیرینو بعد از جداکردن انیدریدو می توان اساس تربالتین و روغنهای سنگین ساخته کرد. در ایـن عملیات و در حدود ۵/۰ درصد انیدررید سولفورو از بین میرود.
مسائل کاربرد نفت سفید
روشنایی: از کروزن جهت روشنایی و همین طور برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می شود چون نقطه اشتعال کروزن بالاتر از ۳۵ درجه هست لذا از نظـر آتش سوزی تهدید ی ندارد.
بعنوان سوخت: کروزن سوخت اکثرا تراکتورها و ماشین های مورد استفاده در کشاورزی و همین طور بعنوان منبع نیرو در بعضی توربینهای هواپیماها و موتورهای جت هواپیماها میباشد.
