تأثير ظروف استخراج النفط الخام على جودة الزيوت الأساسية

تأثير ظروف استخراج النفط الخام على جودة الزيوت الأساسية

تشكل الزيوت الأساسية أساس جميع الزيوت الصناعية وزيوت السيارات، وتتأثر جودتها بشكل مباشر بخصائص الخام المستخدم وظروف استخراجه. في جوهرها، تُعد الزيوت الأساسية منتجًا مكررًا ومجزأً من النفط الخام، وتعتمد خصائصها النهائية مثل اللزوجة، ونقطة الانسكاب، وثبات الأكسدة، واللون، والأداء الحراري، ليس فقط على عمليات التكرير، بل أيضًا على نوع النفط الخام وظروف استخراجه من المكمن.

1️⃣ نوع النفط الخام وتركيبته الكيميائية

النفط الخام عبارة عن خليط معقد من الهيدروكربونات، بما في ذلك البرافينات، والنفتينات، والأروماتيات، بالإضافة إلى الكبريت والمركبات النيتروجينية والمعادن النادرة. وهناك ثلاثة عوامل رئيسية تحدد جودة الزيت الأساسي:

تركيب الهيدروكربونات

• النفط الخام البارافيني هو المصدر الرئيسي للزيوت الأساسية من المجموعة I و II، ومثالي لإنتاج زيوت ذات مؤشر لزوجة مرتفع ونقطة انسكاب منخفضة.

• النفط الخام النفثيني يُستخدم عادة في الزيوت الصناعية التي تتطلب ثباتًا حراريًا متوسطًا لكن قدرة مذابة عالية.

• النفط الغني بالأروماتيات يُستخدم بشكل أقل مباشرة للزيوت الأساسية، لكنه يمكن أن يخدم في التطبيقات الصناعية أو كمذيب متخصص.

الخصائص الفيزيائية للخام

• تحدد الكثافة واللزوجة الأولية عائد الكسور الخفيفة مقابل الثقيلة المناسبة لإنتاج الزيوت الأساسية.

• الزيوت الخفيفة ذات اللزوجة المنخفضة مناسبة لإنتاج زيوت المجموعة II عالية الجودة، بينما تتطلب الزيوت الثقيلة معالجة معقدة أكثر.

مستوى الشوائب

• الكبريت والنيتروجين والمعادن والأحماض العضوية في النفط الخام يمكن أن تقلل من ثبات الأكسدة، وتغميق الزيت الأساسي، وتقصر عمره التشغيلي.

• النفط الخام منخفض الكبريت والمعادن عادةً ما ينتج زيوتًا أساسية عالية الجودة مع متطلبات تكرير أبسط.

2️⃣ ظروف المكمن وتأثيرها على الزيوت الأساسية

نوع المكمن وظروف الاستخراج لهما أيضًا تأثير مباشر على جودة الزيوت الأساسية:

درجة الحرارة والضغط في المكمن

• درجات الحرارة والضغوط العالية يمكن أن تغير توزيع الهيدروكربونات، مما ينتج عنه كسور أخف.

• النفط المستخرج من مكامن عميقة وعالية الضغط غالبًا ما ينتج زيوتًا أساسية ذات مؤشر لزوجة أعلى وأداء حراري محسّن.

محتوى الماء والغاز

• النفط الخام ذو محتوى مرتفع من الماء أو الغاز يحتاج إلى تقنيات فصل متقدمة لإزالة الملوثات.

• وجود غاز كبريتيد الهيدروجين (H₂S) أو ثاني أكسيد الكربون (CO₂) قد يسبب تآكل المعدات ويقلل جودة المنتج النهائي.

مدة تواجد النفط في المكمن

• النفط الخام الذي يبقى لفترة طويلة قد يخضع للأكسدة أو التحلل البيولوجي، مما يزيد من المركبات الأروماتية والأحماض.

• هذا يمكن أن يقلل من ثبات الأكسدة، ويغميق الزيت، ويخلق روائح غير مرغوبة في الزيت الأساسي النهائي.

3️⃣ طرق الاستخراج وتأثيرها

تؤثر طريقة استخراج النفط الخام بشكل كبير على جودة الزيوت الأساسية:

الحفر التقليدي

• ينتج نفطًا خامًا نظيفًا نسبيًا يحتوي على هيدروكربونات خفيفة إلى متوسطة.

• يتطلب معالجة بسيطة لإنتاج زيوت أساسية بمعايير صناعية.

استخراج النفط الصخري (النفط غير التقليدي)

• النفط الصخري عادةً أثقل، وغني بالنفتينات والكبريت.

• يتطلب التكسير الهيدروجيني والمعالجة الهيدروجينية لتحقيق اللزوجة المطلوبة، ونقطة الانسكاب، وثبات الأكسدة.

استخراج الرمال النفطية (البيتومين)

• ينتج نفطًا خامًا ثقيلًا جدًا وغنيًا بالأسفلتينات.

• يحتاج إلى تكرير مكثف، وهدرجة، ومعالجة بالمذيبات لإنتاج زيوت أساسية عالية الجودة.

4️⃣ تأثير تركيب النفط الخام على خصائص الزيت الأساسي

الأسفلتينات

• المستويات العالية تزيد من شدة اللون وتقلل من مؤشر اللزوجة.

مركبات الكبريت والنيتروجين

• تؤدي إلى التآكل وانخفاض الثبات الحراري.

• يجب إزالتها عن طريق إزالة الكبريت بالهيدروجين قبل إنتاج الزيت الأساسي.

المعادن الثقيلة (Ni، V، Fe، Na)

• تؤثر سلبًا على اللون، وثبات الأكسدة، والعمليات التحفيزية.

• التكرير المتقدم والترشيح ضروري لإنتاج زيت أساسي عالي الجودة.

5️⃣ مؤشرات الجودة الرئيسية المتأثرة بالنفط الخام

مؤشر اللزوجة (VI)

• النفط البارافيني → مؤشر لزوجة عالي → زيوت محركات بأداء حراري ممتاز

• النفط النفثيني → مؤشر لزوجة منخفض → زيوت صناعية، وزيوت هيدروليكية

نقطة الانسكاب ونقطة الوميض

• النفط الخفيف → نقطة انسكاب منخفضة → مناسب للبيئات الباردة

• النفط الثقيل → نقطة وميض عالية → مقاوم للحرارة العالية

ثبات الأكسدة

• النفط منخفض الكبريت والمعادن → زيوت أساسية بعمر تشغيلي أطول

6️⃣ الخلاصة والرؤى الرئيسية

• جودة الزيت الأساسي تعتمد بشكل كبير على مصدر النفط الخام؛ حتى مع نفس عمليات التكرير، قد تختلف النتائج باختلاف نوع الخام.

• العوامل الثلاثة الحرجة: نوع الخام (بارافيني، نفثيني، أروماتي)، ظروف المكمن (درجة الحرارة، الضغط، محتوى الماء والغاز)، والشوائب (الكبريت، المعادن، الأسفلتينات).

• يمكن للتكرير المتقدم (التكسير الهيدروجيني، الهدرجة، الاستخلاص بالمذيبات) التخفيف من تأثيرات الخام السلبية، لكنه يزيد التكلفة والتعقيد.

• فهم ظروف استخراج الخام وتركيبه أمر أساسي لاختيار عمليات التكرير المناسبة وإنتاج زيوت أساسية بخصائص مرغوبة.

تمت دراسة وكتابة هذا المقال بواسطة AmiPetro

يُسمح باستخدام هذا المقال مع ذكر المصدر.