آیا تا به حال فکر کرده‌اید بنزینی که به ماشین خود پمپ می‌کنید چگونه از اعماق زمین به باک وسیله نقلیه شما می‌رسد؟ ردیابی بنزین از چاه تا باک وسیله نقلیه شما یک سفر پیچیده و زمان‌بر است. میلیون‌ها سال پیش، جلبک‌ها و گیاهانی مثل مرجان در دریا و اقیانوس‌ها زندگی می‌کردند. بقایای این جانوران و گیاهان پس از مرگ در کف دریاها با مواد آلی و رسوبات دیگر مخلوط و مدفون شدند. این مواد در بین لایه های رسوبی قرار گرفته و بر اثر گرما و فشار زیاد و تغییرات شیمیایی، به آنچه که امروزه سوخت‌های فسیلی می‌شناسیم تبدیل شدند.
سوخت‌های فسیلی شامل نفت خام، گاز طبیعی و زغال سنگ می‌شوند و در خشکی و یا کف اقیانوس هستند. نفت خام با ماشین‌های حفاری پیشرفته استخراج می‌شود و معمولا به رنگ سیاه یا قهوه ای تیره است. از نفت برای ساخت بنزین استفاده می‌شود. بنزین مهم‌ترین محصول پالایشگاه است که از تقطیر نفت خام به‌دست می‌آید و یک محصول مهم وبا ارزش در زندگی روزمره ما محسوب می‌شود.
اکتشاف و حفاری مخازن نفت
برای اکتشاف مخازن نفتی، ابتدا زمین شناسان و متخصصان به صورت مصنوعی لرزه هایی را در زمین ایجاد می‌کنند. این لرزه ها پس از برخورد با لایه های مختلف زمین بازخوردهایی را به سطح زمین بازمی‌گرداند که دستگاه های مخصوصی آنها را ثبت می‌کند. متخصصان با استفاده از بازخوردهای ثبت شده لایه های مختلف زمین را شناسایی و احتمال وجود لایه های هیدروکربوری(ذخایر زیرزمینی نفت و گاز) را ردیابی می‌کنند.
جهت اطلاع از شرایط حمل و نقل مواد پتروشیمی کلیک کنید.
حفاری مخازن نفتی
پس از اکتشاف مخازن نفتی،مهندسان وضعیت زمین در محل کشف شده را ارزیابی و بررسی می‌کنند. حفاری چاه‌های نفت بسته به پروژه های مختلف در عمق بین 100 متر تا چند کیلومتر انجام می‌شود. در واقع، حفاری چاه نفت فرآیندی است که طی آن سنگ، خاک، و گل و لای از دل زمین بیرون آورده تا به ذخایر سوخت فسیلی مانند نفت و گاز طبیعی دسترسی پیدا کنیم. حفاری پرهزینه‌ترین عملیات اکتشاف نفتی است و در خشکی یا دریا انجام می‌گیرد. هزینه حفاری در دریا بیشتر از حفاری در خشکی است. هدف از حفاری چاه نفت، استخراج منابع ارزشمند انرژی برای مصارف مختلف صنعتی و خانگی است. چندین روش برای حفاری چاه‌های نفت مورد وجود درارد که شامل:
• حفاری ضربه ای
• حفاری جهت دار
• حفاری الکتریکی
• حفاری به روش چرخشی
• حفاری لیزری
استخراج نفت
پس از عملیات حفاری، نفت از طریق لوله های حفاری به سطح زمین منتقل می‌شود. استخراج نفت یک فرآیند خطرناک و پرهزینه است و می تواند باعث وقوع حوادثی مانند انفجار و آتش سوزی و آلودگی محیط زیست شود. نفت خام پس از استخراج، به پالایشگاه ها منتقل می شود و در آنجا تحت فرآیند پالایش قرار می‌گیرد.
انتقال نفت خام به پالایشگاه
هنگامی که نفت خام استخراج می شود، باید به پالایشگاه ها منتقل شود تا بتوان آن را به بنزین و سایر فرآورده ها تبدیل کرد. روشهای رایج برای حمل و نقل نفت خام عبارتند از:
گازی که همراه نفت است، باید از آن جدا شود تا نفت خالص و پایدار بدست آید. در صورتی که نفت و گاز استخراجی از چاه مستقیماً به مخازن ذخیره نفت هدایت گردند. بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداری از آن از منافذ فوقانی مخزن ذخیره خارج شده و در ضمن مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکیک نفت و گاز هدایت می‌کنیم.
خطوط لوله
خطوط لوله کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین روش حمل و نقل نفت خام در فواصل طولانی است. خطوط لوله می توانند حجم زیادی از نفت را به طور مداوم از چاه‌های نفتی استخراج به پالایشگاه ها منتقل کنند.
کشتی های بزرگ
کشتی های بزرگی که به تانکرهای نفتی معروف هستند، نفت خام را در اقیانوس ها حمل می کنند. این روش به ویژه برای انتقال نفت از سکوهای حفاری دریایی یا کشورهای دارای ذخایر نفتی قابل توجه به پالایشگاه های واقع در نقاط مختلف جهان مفید است.
راه آهن و کامیون
در مناطقی که خطوط لوله در دسترس نیست، از واگن های ریلی و کامیون های تانکر برای انتقال نفت خام به پالایشگاه‌ها استفاده می شود. معمولاً راه‌اندازی زیرساخت‌های راه‌آهن، ارزان‌تر و سریع‌تر از نصب خطوط لوله است.
نفت معمولاً با استفاده از کامیون‌ها جابه‌جا می‌شود. این کامیون‌ها می‌توانند نفت را از مناطق دورافتاده به مقاصد دیگر حمل کنند یا برای انتقال بنزین و محصولات جانبی از پالایشگاه به مراکز توزیع از کامیون استفاده می‌شود.
پالایش نفت خام
پس از انتقال نفت خام به پالایشگاه فرایند پالایش برای تبدیل به محصولات مختلف شروع می‌شود. این فرآیند شامل مراحل زیر است.
تقطیر
نفت خام در برج‌های تقطیر (دی استیلاسیون)حرارت داده می شود و در آنجا بر اساس نقطه جوش به اجزای مختلف تفکیک می شود.مواد سبک تر به بالای ستون بالا می روند و جمع می شوند و مواد سنگین تر در پایین باقی می مانند.
ترک خوردگی یا (Cracking)
در این مرحله ساختار مولکولی نفت جهت بهبود کیفیت بنزین و سایر محصولات تغییر می‌یابد. بخش های سنگین‌تر نفت خام با استفاده از گرما، فشار و گاهی اوقات کاتالیزورها به مولکول‌های کوچکتر (مانند بنزین) تجزیه می‌شوند. کراکینگ به افزایش بازدهی بنزین از نفت خام کمک می کند زیرا بنزین به عنوان یک محصول نهایی از این فرآیند به دست می‌آید.
رفرمینگ(Reforming)
در این مرحله، بخش‌های سبک‌تر از نفت خام مانند نفتا به وسیله کاتالیزورهای خاص به اجزای بنزین با اکتان بالا تبدیل می‌شوند. این فرآیند باعث بهبود کیفیت و عملکرد بنزین می‌شود زیرا اکتان بنزین بهبود یافته و قابلیت سوختن بهتری دارد.
ترکیب و پردازش
در نهایت، این دو فرآیند (ترک خوردگی و رفرمینگ) به صورت مرتب در کنار یکدیگر در فرآیند پالایش نفت خام انجام می‌شوند. این ترکیب و پردازش بهبود کیفیت بنزین و سایر محصولات پالایشی را تضمین می‌کند. بطور کلی در این مرحله،به منظور بهبود کیفیت و تولید محصولات نهایی فرآورده‌های تقطیر شده مجددا ادغام می‌شوند.
بخش عمده بنزین مورد استفاده در خودرو، بنزین کرک شده‌ای است که از طریق کراکینگ حرارتی یا کاتالیزوری بخش‌های سنگین نفت (به عنوان مثال، نفت گاز) به دست می‌آید.در فرآیند پالایش بنزین محصولات فرعی از جمله گازوئیل، نفت سفید، مواد اولیه پتروشیمی، و آسفالت تولید می‌شود.
توزیع به پمپ بنزین
پس از فرآیند پالایش، محصولات برای اطمینان از کیفیت و استاندارد بودن، آزمایش می‌شوند. آزمایشات شامل بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی است تا مطمئن شویم که فراوردها استانداردهای قانونی را جهت توزیع در چرخه مصرف دارند.
پس از آزمایش،محصولات نهایی مانند بنزین، گازوئیل، آماده‌ی توزیع می‌شوند.بنزین تولید شده از طریق کامیون های سوخت به پمپ بنزین ها توزیع و ارسال می‌گردد. معمولا توزیع از پالایشگاه به پمپ بنزین‌ها با کامیون انجام می‌شود.کامیون‌ها بنزین را از پالایشگاه‌ها به پمپ بنزین‌ها تحویل می‌دهند. مراکز توزیع بنزین باید به طور مداوم پاسخگوی تقاضای مصرف کنندگان باشند. برای جلوگیری از نشت و خط آتش سوزی پمپ‌های بنزین باید مجهز به امکانات ایمنی باشند. محصولات در پمپ بنزین برای مصرف‌کنندگان عرضه می‌شوند.
تولید و توزیع بنزین پیامدهای زیست محیطی و اقتصادی زیادی دارد.ردیابی مسیر بنزین از چاه تا باک خودرو نشان می‌دهد که این فرآیند از استخراج نفت، حمل و نقل، پالایش، توزیع، و در نهایت مصرف خودروها تا زمینه‌ای برای آلودگی محیط زیست است. بهبود تکنولوژی‌ها و استفاده از منابع تجدیدپذیر می‌تواند به حفظ محیط زیست کمک نماید.