تويت
ما هو الكيروسين .. وما هي استخداماته وكيف يتم الحصول عليه
استُخدم مصطلح الكيروسين (Kerosene) منذ منتصف القرن التاسع عشر، عندما تمَّ تسجيله كعلامة تجارية في الولايات المتحدة من قبل الجيولوجي الكندي Abraham Pineo Gesner عام 1854 لزيت مصابيح مستخرج من الفحم. اشتقت تسميته من (κηρός) الكيروس؛ مما يعني الشمع باللغة اليونانية وذلك لإنتاج مادةٍ شمعيةٍ في بداية عملية التقطير.
كان الكيروسين قبل اختراع الكهرباء الطريقة الأساسية المستخدمة في التدفئة والإضاءة، لكن مع تطوّر الحياة تراجع استخدام مصابيح الزيت في المناطق المتمدنة، وبات استخدامه مرتبطًا أكثر بالتدفئة في المناطق الريفية. تمكَّن الكيروسين من مواكبة العصر وساعدت على ذلك الجهود المبذولة من قبل العلماء الذين اكتشفوا طرقًا محسنةً في التقطير جعلت من الكيروسين الوقود الموثوق به والمستخدم حتى يومنا هذا.
ما هو الكيروسين
الكيروسين (Kerosene) أو البارافين (Paraffin) أو زيت البارافين هو سائلٌ هيدروكربونيٌّ قابل للاشتعال عديم اللون أو ذو لونٍ أصفر باهت، رائحته مميزة، يتم الحصول عليه من تكرير النفط، ويستخدم للحرق في مصابيح الكيروسين والسخانات أو الأفران المنزلية، وكوقود للمحركات النفاثة، ومذيب للشحوم وفي المبيدات الحشرية.
كيميائيًا
الكيروسين هو مزيجٌ من الهيدروكربونات، يختلف تركيبه الكيميائي تبعًا لمصدره، ولكنه يتكون عادةً من حوالي 10 هيدروكربونات مختلفة، يحتوي كلٍ منها على 10 إلى 16 ذرة كربون لكل جزيء، مكوناته الرئيسية هي البارافينات المشبعة ذات السلسلة المستقيمة والمتفرعة، والبارفينات الحلقية.
الكيروسين أقل تطايرًا من البنزين نقطة الوميض الخاصة به هي 38 م° أو أعلى، في حين أن نقطة الوميض الخاصة بالبنزين منخفضة تصل إلى -40 م°، هذه الخاصية جعلت من الكيروسين وقودًا آمنًا نسبيًّا للتخزين والتداول.
كيفية الحصول على الكيروسين
استخراج النفط الخام
توجد ثلاثة أنواعٍ أساسيةٍ من عمليات الحفر المستخدمة لاستخراج النفط من باطن الأرض إلى السطح، وهي:
عندما تصل عمليات الحفر إلى مواقع النفط تحت الأرض، يندفع النفط الخام إلى السطح بفعل غازات الهيدروكربون الذائبة فيه، ستجبر هذه الغازات حوالي 20% من النفط على الخروج من البئر، ثم يتم ضخ الماء في البئر لدفع المزيد من النفط، تستعيد عملية التنظيف حوالي 50% من النفط المدفون، يمكن استخراج المزيد من النفط بإضافة مادةٍ خافضةٍ للتوتر السطحي إلى الماء.
بعد تجميع النفط تتم عملية إزالة الأملاح منه في كلٍ من حقل النفط والمصفاة، ثم يتم فصل الماء عنه، وتقييم خصائصه لتحديد أفضل المنتجات البترولية التي يمكن استخراجها وتشمل الكثافة، ومحتوى الكبريت، والخصائص الفيزيائية الأخرى المرتبطة بتوزيع سلسلة الكربون، وبما أن النفط الخام هو مزيجٌ من العديد من المواد الهيدروكربونية المختلفة القابلة للامتزاج مع بعضها البعض، فيجب فصله إلى مكوناته قبل أن يتحول إلى كيروسين.
الفصل
يتم فصل النفط الخام إلى مكوناته بعملية التقطير، حيث يتم ضخ تيار النفط في الجزء السفلي من عمود التقطير الذي يتم تسخينه، تتبخر الهيدروكربونات (الأخف) ذات نقاط الغليان الأخفض في الخليط إلى أعلى العمود، وتبقى معظم الهيدروكربونات (الأثقل) ذات نقطة الغليان المرتفعة في الأسفل، تصل هذه الأبخرة إلى المكثف في أعلى العمود والذي يبردها ويعيدها إلى الحالة السائلة، يتم جمع الأجزاء السائلة المكثفة بشكلٍ منفصلٍ، الجزء الذي يتم جمعه بين (150 م° إلى 250 م° ) يحوي على الكيروسين.
التنقية
يصبح من الضروري، بمجرد انتهاء عملية تقطير النفط إلى أجزائه، إجراء المزيد من عمليات المعالجة لإنتاج الكيروسين، ومنها الإصلاح التحفيزي (Catalytic Reforming)، والتكسير التحفيزي (Catalytic Cracking)، والمعالجة الهدروجينيّة (Hydroprocessing)، والتي تستخدم للتحكم في توزيع ذرات الكربون بإضافتها أو إزالتها إلى الهيكل الهيدروكربوني.
يتم إجراء عمليات استخلاصٍ إضافيةٍ في أبراجٍ كبيرةٍ لإزالة الملوثات الثانوية التي يمكن أن تؤثر على خصائص احتراق الكيروسين، تعتبر المركبات العطرية كالبنزين من الملوثات الواجب إزالتها.
خلال عمليات الاستخلاص يتم تعظيم وقت التماس بين الكيروسين ومذيب الاستخلاص، واختيار المذيبات على أساس ذوبان الشوائب بحيث تكون الكيميائية منها قابلةً للذوبان في المذيب أكثر من الكيروسين، لذلك عندما يتدفق الكيروسين من خلال البرج تنجذب الشوائب إلى المذيب وبمجرد سحب الملوثات من الكيروسين، تتم إزالة المذيب وترك الكيروسين في حالةٍ أكثر نقاءً.
التخزين
يتم تخزين الكيروسين المكرر في خزانات الشحن، ثم تسليمها بواسطة صهاريج إلى المرافق حيث يُعبَّأ للاستخدام التجاري، ويمكن استخدام العبوات المعدنية لأن الكيروسين ليس غازًا ولا يتطلب أوعية تخزينٍ مضغوطة، لكن قابليته للاشتعال تُوجب التعامل معه كمادةٍ خطرةٍ.
أهم استخدامات الكيروسين
.
استُخدم مصطلح الكيروسين (Kerosene) منذ منتصف القرن التاسع عشر، عندما تمَّ تسجيله كعلامة تجارية في الولايات المتحدة من قبل الجيولوجي الكندي Abraham Pineo Gesner عام 1854 لزيت مصابيح مستخرج من الفحم. اشتقت تسميته من (κηρός) الكيروس؛ مما يعني الشمع باللغة اليونانية وذلك لإنتاج مادةٍ شمعيةٍ في بداية عملية التقطير.
كان الكيروسين قبل اختراع الكهرباء الطريقة الأساسية المستخدمة في التدفئة والإضاءة، لكن مع تطوّر الحياة تراجع استخدام مصابيح الزيت في المناطق المتمدنة، وبات استخدامه مرتبطًا أكثر بالتدفئة في المناطق الريفية. تمكَّن الكيروسين من مواكبة العصر وساعدت على ذلك الجهود المبذولة من قبل العلماء الذين اكتشفوا طرقًا محسنةً في التقطير جعلت من الكيروسين الوقود الموثوق به والمستخدم حتى يومنا هذا.
ما هو الكيروسين
الكيروسين (Kerosene) أو البارافين (Paraffin) أو زيت البارافين هو سائلٌ هيدروكربونيٌّ قابل للاشتعال عديم اللون أو ذو لونٍ أصفر باهت، رائحته مميزة، يتم الحصول عليه من تكرير النفط، ويستخدم للحرق في مصابيح الكيروسين والسخانات أو الأفران المنزلية، وكوقود للمحركات النفاثة، ومذيب للشحوم وفي المبيدات الحشرية.
كيميائيًا
الكيروسين هو مزيجٌ من الهيدروكربونات، يختلف تركيبه الكيميائي تبعًا لمصدره، ولكنه يتكون عادةً من حوالي 10 هيدروكربونات مختلفة، يحتوي كلٍ منها على 10 إلى 16 ذرة كربون لكل جزيء، مكوناته الرئيسية هي البارافينات المشبعة ذات السلسلة المستقيمة والمتفرعة، والبارفينات الحلقية.
الكيروسين أقل تطايرًا من البنزين نقطة الوميض الخاصة به هي 38 م° أو أعلى، في حين أن نقطة الوميض الخاصة بالبنزين منخفضة تصل إلى -40 م°، هذه الخاصية جعلت من الكيروسين وقودًا آمنًا نسبيًّا للتخزين والتداول.
كيفية الحصول على الكيروسين
استخراج النفط الخام
توجد ثلاثة أنواعٍ أساسيةٍ من عمليات الحفر المستخدمة لاستخراج النفط من باطن الأرض إلى السطح، وهي:
- االحفر بالدق (Cable-Tooled Drilling).
- الحفر الدوراني (Rotary Drilling).
- الحفر البحري (Off Shore Drilling).
عندما تصل عمليات الحفر إلى مواقع النفط تحت الأرض، يندفع النفط الخام إلى السطح بفعل غازات الهيدروكربون الذائبة فيه، ستجبر هذه الغازات حوالي 20% من النفط على الخروج من البئر، ثم يتم ضخ الماء في البئر لدفع المزيد من النفط، تستعيد عملية التنظيف حوالي 50% من النفط المدفون، يمكن استخراج المزيد من النفط بإضافة مادةٍ خافضةٍ للتوتر السطحي إلى الماء.
بعد تجميع النفط تتم عملية إزالة الأملاح منه في كلٍ من حقل النفط والمصفاة، ثم يتم فصل الماء عنه، وتقييم خصائصه لتحديد أفضل المنتجات البترولية التي يمكن استخراجها وتشمل الكثافة، ومحتوى الكبريت، والخصائص الفيزيائية الأخرى المرتبطة بتوزيع سلسلة الكربون، وبما أن النفط الخام هو مزيجٌ من العديد من المواد الهيدروكربونية المختلفة القابلة للامتزاج مع بعضها البعض، فيجب فصله إلى مكوناته قبل أن يتحول إلى كيروسين.
الفصل
يتم فصل النفط الخام إلى مكوناته بعملية التقطير، حيث يتم ضخ تيار النفط في الجزء السفلي من عمود التقطير الذي يتم تسخينه، تتبخر الهيدروكربونات (الأخف) ذات نقاط الغليان الأخفض في الخليط إلى أعلى العمود، وتبقى معظم الهيدروكربونات (الأثقل) ذات نقطة الغليان المرتفعة في الأسفل، تصل هذه الأبخرة إلى المكثف في أعلى العمود والذي يبردها ويعيدها إلى الحالة السائلة، يتم جمع الأجزاء السائلة المكثفة بشكلٍ منفصلٍ، الجزء الذي يتم جمعه بين (150 م° إلى 250 م° ) يحوي على الكيروسين.
التنقية
يصبح من الضروري، بمجرد انتهاء عملية تقطير النفط إلى أجزائه، إجراء المزيد من عمليات المعالجة لإنتاج الكيروسين، ومنها الإصلاح التحفيزي (Catalytic Reforming)، والتكسير التحفيزي (Catalytic Cracking)، والمعالجة الهدروجينيّة (Hydroprocessing)، والتي تستخدم للتحكم في توزيع ذرات الكربون بإضافتها أو إزالتها إلى الهيكل الهيدروكربوني.
يتم إجراء عمليات استخلاصٍ إضافيةٍ في أبراجٍ كبيرةٍ لإزالة الملوثات الثانوية التي يمكن أن تؤثر على خصائص احتراق الكيروسين، تعتبر المركبات العطرية كالبنزين من الملوثات الواجب إزالتها.
خلال عمليات الاستخلاص يتم تعظيم وقت التماس بين الكيروسين ومذيب الاستخلاص، واختيار المذيبات على أساس ذوبان الشوائب بحيث تكون الكيميائية منها قابلةً للذوبان في المذيب أكثر من الكيروسين، لذلك عندما يتدفق الكيروسين من خلال البرج تنجذب الشوائب إلى المذيب وبمجرد سحب الملوثات من الكيروسين، تتم إزالة المذيب وترك الكيروسين في حالةٍ أكثر نقاءً.
التخزين
يتم تخزين الكيروسين المكرر في خزانات الشحن، ثم تسليمها بواسطة صهاريج إلى المرافق حيث يُعبَّأ للاستخدام التجاري، ويمكن استخدام العبوات المعدنية لأن الكيروسين ليس غازًا ولا يتطلب أوعية تخزينٍ مضغوطة، لكن قابليته للاشتعال تُوجب التعامل معه كمادةٍ خطرةٍ.
أهم استخدامات الكيروسين
- وقود للطائرات النفاثة: من الناحية النظرية، من الممكن استخدام البنزين لتشغيل الطائرات والسيارات لكن الظروف التي تمر بها الطائرات تختلف تمامًا عن ظروف القيادة العادية للسيارات، كما يمكن أن تنخفض درجات الحرارة أثناء الطيران إلى أقل من -40 م°، وعند هذه الدرجة المنخفضة يتجمد البنزين مما يؤدي إلى توقف الاحتراق، في حين أن للكيروسين نقطة تجمد أقل من ذلك. بالإضافة إلى ذلك له نقطة وميضٍ أعلى، مما يجعله أكثر أمانًا في منع الاحتراق غير المخطط له.
.
- ألعاب الخفة: يستخدم الكيروسين في عروض السيرك والعروض المسرحية التي تتضمن استخدام النار، فهو بديلٌ آمنٌ لمصادر اللهب الأخرى مع قدرته على ترك أثرٍ مبهرٍ لدى المشاهدين.
- مصابيح الكيروسين: حتى الآن يشيع استخدام مصابيح الكيروسين في المناطق الريفية بسبب سهولة نقلها وفعاليّة الكيروسين كوقودٍ، أحد أشهر أنواعها مصباح الإعصار (Hurricane Lamp) المصمم بطريقةٍ تسمح له بالعمل في أسوأ الظروف.
- السخانات: لا تتطلب سخانات الكيروسين الكهرباء لتعمل، ولها القدرة على تدفئة غرفةٍ بمساحة 1000 قدمٍ، ويمكن من خلالها التحكم بدرجة حرارة الغرفة بأمانٍ وسهولةٍ، كما يشيع استخدام سخانات الكيروسين المحمولة وبخاصةٍ في المناطق التي تعاني من الانقطاع الكامل للتيار الكهربائي بعد الكوارث.