منابع نفتی در دهه‌های اخیر به عنوان یکی از اصلی‌ترین عوامل ثروت و قدرت کشورها شناخته شده‌اند و تمامی صنایع تحت تأثیر نفت و مشتقات آن می‌باشد. واژه نفت در حقیقت از کلمه لاتین Petra به معنی سنگ و واژه Odeum معنی روغن گرفته شده چرا که این ماده معدنی همانند بسیاری از مواد معدنی دیگر مشتقی از سنگ است. نفت خام در اصل از مواد شیمیایی متعددی همچون گازها، مایعات و جامداتی همچون متان و قیر طبیعی تشکیل شده است اما در پالایشگاه‌ها می‌تواند به طیف گسترده‌ای از محصولات تبدیل گردد. نفت خام در دنیای مدرن و پیشرفته امروزی می‌تواند نقش مؤثر و حیاتی داشته باشد چرا که به صورت مستقیم و غیر مستقیم در بسیاری از صنایع پویا تأثیرگذار است. در ادامه مطلب بررسی خواهد شد که نفت خام چیست، چه ویژگی‌ها و مزیت‌هایی دارد و از چه کاربردها و مشتقاتی برخوردار است.
نفت خام چیست؟
نفت خام (Crude Oil) در حقیقت نوعی سوخت فسیلی تجدید ناپذیر است که به شکل مایع و با غلظت بالا بوده و می‌تواند به رنگ سیاه و قهوه‌ای سوخته وجود داشته باشد. نفت خام یک ماده قابل اشتعال است که از پوسته زمین استخراج می‌شود و معمولاً در لایه‌های زمین و زیر آب وجود دارد. در حقیقت نفت خام یکی از ده‌ها ذخایر بستر دریا به شمار می‌رود و با توجه به ارزش و کاربردهای متعددی به عنوان طلای سیاه شناخته می‌شود. نفت خام و سوخت‌های فسیلی آن مخلوطی از هیدروکربن‌ها هستند که از بقایای جانوران و گیاهانی که میلیون‌ها سال پیش در کره زمینه زیسته‌اند تشکیل می‌شود.
میلیون‌ها سال طول کشیده که بقایای حیوانات و گیاهان توسط لایه‌هایی از ماسه، سیلت و سنگ پوشانده شد و گرما و فشار حاصل از این لایه‌ها باعث تولید نفت خام شده است و این ماده نیز به شکل مایع یا گاز در استخرها و مخازن زیرزمینی، در فضاهای کوچک درون سنگ‌های رسوبی و در نزدیکی سطح زمین در ماسه‌های قیر وجود دارند.
انواع مشتقات نفت خام
همان‌طور که گفته شد نفت خام از جمله هیدروکربن‌هایی است که می‌تواند به شکل مایع یا گاز وجود داشته باشد. با تقطیر نفت خام در پالایشگاه‌ها می‌توان به مواد و مشتقات مختلفی دسترسی پیدا کرد که هر کدام می‌توانند ویژگی‌ها، مشخصات، قابلیت‌ها و کاربردهای متعددی داشته باشند و استفاده‌های صنعتی و غیر صنعتی متعددی داشته باشند. به صورت کلی نفت خام می‌تواند صدها مشتق مختلف داشته باشد اما رایج‌ترین و شناخته‌شده‌ترین مشتقات آن شامل موارد زیر هستند:
- پروپان که به عنوان ماده اولیه کراکینگ اتیلن شناخته می‌شود و برای استفاده به عنوان سوخت با گاز مایع – گاز LPG هم مخلوط می‌گردد.
- بوتان که کاربردی مشابه پروپان دارد
- گاز مایع – گاز LPG که ترکیبی از پروپان و بوتان است و به عنوان سوخت کاربرد دارد.
- گریس که روغن جامد روان کننده بوده و مصارف صنعتی متعددی دارد.
- روغن سفید که در صنایع آرایشی و بهداشتی، غذایی، دارویی و … کاربرد دارد.
- وایت اسپریت که به عنوان حلال صنعتی یا خانگی استفاده می‌شود.
- گوگرد که یک ماده اولیه ارزشمند در صنایع پتروشیمی است و می‌تواند استفاده‌های متعددی داشته باشد.
- گاز CNG که از فشرده شدن گاز طبیعی متان ساخته می‌شود و به عنوان سوخت به کار می‌رود
- نفتای سبک که ماده اولیه کراکرهای اتیلن است.
- گازوئیل صنعتی که در کوره‌های صنعتی و سیستم‌های گرمایشی صنعتی به کار می‌رود.
- مازوت ها که در تولید برق و برای سوخت کشتی‌ها و اقیانوس پیماها به کار می‌رود.
- قیر یا بیتومین که کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی همچون آسفالت سازی و … دارد.
- روغن‌های پایه که برای ساخت روان کننده‌ها و در ماشین‌آلات صنعتی و … استفاده می‌شوند.
- روغن پارافین مایع که روغنی معدنی بوده و از مشتقات آلکان با جوش بالا ساخته می‌شود و کاربردهای متعددی دارد.
- پروپیلن که در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد.
- آروماتیک که از ریفرمیت جداسازی شده و در پتروشیمی کاربرد دارد.
- بنزین که سوخت رایج اتومبیل‌ها و ماشین‌های مختلف است.
- بنزین هواپیما که برای سوخت هواپیما به کار می‌رود.
- سوخت جت که برای هواپیماهای جت کاربرد دارد.
- نفت کوره که به عنوان سوخت خانگی و سیستم‌های گرمایش و … استفاده می‌شود.
- سوخت دیزل که برای کامیون‌ها، قطار و … استفاده می‌شود.
- موم که از روغن روان کننده استخراج می‌شود و در پالایشگاه‌ها و … کاربرد دارد.
کاربردهای نفت خام و فرآورده‌های آن
همان‌طور که گفته شد نفت خام می‌تواند صدها مشتق و فرآورده مختلف داشته باشد که هر کدام از ترکیبات مختلفی تشکیل شده و می‌توانند ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مختلفی داشته باشند و در نهایت از کاربردهای متعددی برخوردار باشند. در حقیقت امروزه نفت و مشتقات آن به صورت مستقیم و غیر مستقیم در تمامی صنایع مؤثر هستند و استفاده‌های متعددی دارند. از جمله رایج‌ترین کاربردهای نفت خام و مشتقات آن می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
صنعت غذا
صنعت غذا از مهم‌ترین و حیاتی‌ترین صنایع در سراسر جهان است و به عنوان اولویت اول صنایع در سراسر جهان شناخته می‌شود. نفت خام و بسیاری از مشتقات آن می‌توانند در تولید مواد غذایی نقش پررنگی داشته باشند. در حقیقت موادی مانند کودهای شیمیایی و آفت‌کش‌ها که از نفت به دست می‌آیند می‌توانند در صنعت کشاورزی جایگاه ویژه‌ای داشته باشند و در تولید مواد غذایی مؤثر هستند. نفت خام علاوه بر موارد ذکر شده می‌تواند در تولید مواد طعم دهنده، رنگ های غذایی، نگهدارنده‌های غذا و … نیز به کار برود. امروزه بسیاری از مواد خوراکی و غذایی جذاب و خوشمزه از مواد نفتی تولید می‌شوند که یکی از محبوب‌ترین آن‌ها آدامس است که بخش جویدنی و نرم آن از مشتقات نفتی به شمار می‌رود.
صنعت حمل‌ونقل
از دیگر صنایع مهم و کاربردی در سراسر دنیا می‌توان به صنعت حمل‌ونقل اشاره کرد که نقش پررنگی در اقتصاد جهانی دارد. نفت به عنوان منبع اصلی و کلیدی انرژی در این صنعت شناخته می‌شود. در حقیقت صنعت حمل‌ونقل بر پایه انرژی استوار است و زمانی که انرژی از نفت خام به دست نیاید، حمل‌ونقل نیز بی‌معنی می‌شود. حدود دو سوم سوخت مورد استفاده در صنعت حمل‌ونقل از مواد و منابع نفتی به دست می‌آید. رایج‌ترین مشتقات نفتی که در صنعت حمل‌ونقل کاربرد دارند می‌توان به مواردی همچون بنزین، گازوئیل، گاز مایع، سوخت جت، سوخت دریایی و … اشاره کرد. هر کدام از مواد و مشتقات عنوان شده می‌توانند به عنوان سوخت اصلی تجهیزاتی همچون ماشین‌ها، قطارها، کشتی‌ها، هواپیماها و … استفاده شوند که در اصل پایه و مبنای حمل‌ونقل به شمار می‌روند.
صنعت انرژی
یکی دیگر از مهم‌ترین صنایعی که امروزه نقش پررنگی و مهمی در بقای انسان و ملت‌های مختلف دارد، انرژی است که می‌تواند حوزه‌های مختلفی داشته باشد. می‌توان گفت مهم‌ترین انرژی در دنیای مدرن امروزی برق است که می‌توان از روش‌های مختلفی آن را تولید کرد. یکی از روش‌های اصلی تولید برق استفاده از نفت است و با وجود پیشرفت‌های متعددی در این حوزه، نفت همچنان جایگاه ویژه‌ای در تولید انرژی دارد. نیروگاه‌های سوخت فسیلی از نفت یا مشتقات استفاده می‌کنند و از طریق توربین‌ها برق مورد نظر را تولید می‌کنند. البته باید توجه داشت که زغال سنگ منبع اصلی تولید برق است و نیروگاه‌های برقی در کنار راندمان مناسب می‌توانند آلودگی‌های زیست محیطی زیادی ایجاد کنند.
تولید روان کننده‌ها
امروزه روان کننده‌ها می‌توانند کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی متعددی داشته باشند و نقش پررنگی در صنایع مختلف دارند. روان کننده‌ها هر کدام می‌توانند متناسب با نوع کاربردهایی که دارند بیشتر از 90 درصد روغن پایه داشته باشند و این روغن‌های پایه از مشتقات نفتی به شمار می‌روند. روان کننده‌ها تنوع بسیار زیادی دارند و می‌توانند در تمامی صنایع به کار بروند و در تمامی جنبه‌های زندگی انسان دخیل باشند.
صنعت دارو
صنعت دارو نیز از جمله مهم‌ترین صنایع در سراسر جهان به شمار می‌رود و نقش پررنگی در سلامت و بهداشت جامعه دارد. امروزه بسیاری از مواد دارویی بر پایه مشتقات نفتی تولید می‌شوند هرچند که بسیاری از داروها از مولکول‌های آلی پیچیده ساخته می‌شوند. در حقیقت بسیاری از مولکول‌های ساده آلی از محصولات جانبی نفتی هستند و در تولید داروهای مختلف به کار می‌روند.
صنعت کشاورزی
همان‌طور که گفته شد یکی از مهم‌ترین کاربردهای مواد نفتی و مشتقات آن‌ها تولید کودها و آفت‌کش‌هایی است که در کشاورزی استفاده می‌شوند. در حقیقت آمونیاک که یکی از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین مواد در صنعت کشاورزی به شمار می‌رود و به عنوان منبع اصلی نیتروژن شناخته می‌شود دارای پایه نفتی است. همچنین مواد و محصولات نفتی می‌توانند نقش پررنگی در تامین انرژی ماشین‌آلات کشاورزی داشته باشند.
صنایع شیمیایی
دیگر کاربرد نفت خام در صنایع شیمیایی است و امروزه اکثر شرکت‌های شیمیایی از مواد اولیه مبتنی بر مشتقات نفتی استفاده می‌کنند. در حقیقت نفت خام و مشتقات آن می‌توانند در تولید انواع کودهای شیمیایی، الیاف مصنوعی، لاستیک‌های مصنوعی، نایلون‌ها، پلاستیک‌ها، پلیمرها، عطر، رنگ و … استفاده شوند. پالایش نفت خام می‌تواند باعث تولید انواع مختلفی از فرآورده‌های جانبی شود که هر کدام می‌توانند حوزه کاربردی متفاوتی داشته باشند و در صنایع دیگر اهمیت و ارزش بالایی داشته باشند.
مصارف خانگی
از دیگر کاربردهای نفت خام و مشتقات آن می‌توان به مصارف خانگی اشاره کرد. در واقع نفت خام می‌تواند در تمامی بخش های خانگی تاثیر داشته باشد. امروزه تمامی مواد و تجهیزاتی که در منازل به کار گرفته می‌شوند می‌توانند بر پایه منابع نفتی تشکیل شوند. مواد شوینده، مواد غذایی، تجهیزات سرمایشی و گرمایشی، تجهیزات پخت‌وپز، تجهیزات روشنایی و … هر کدام می‌توانند به نحوی با نفت خام و مشتقات آن در ارتباط باشند.
صنعت لوازم آرایشی
یکی از بزرگترین صنایعی که امروزه در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفته و محل استقرار سرمایه‌های کلان شده است، صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی است. نفت خام و مشتقات آن می‌توانند نقش بسیار پررنگی در این صنعت داشته باشند. می‌توان گفت مشتقات نفتی در تولید انواع شوینده‌ها، انواع عطر و ادکلن، انواع کرم‌ها و لوسیون ها، انواع ژل، لوازم بهداشت شخصی مانند خمیر دندان، لوازم آرایشی مانند ماتیک، رژ لب و … به کار می‌روند و اهمیت بالایی خواهند داشت. در حقیقت بیشتر از 80 درصد مواد آرایشی از مواد نفتی و مشتقات نفتی تولید می‌شوند
صنعت لاستیک و پلاستیک
لاستیک و پلاستیک از جمله موادی هستند که بر پایه مواد نفتی و مشتقات آن تولید می‌شوند و می‌توانند نقش پررنگی در انواع صنایع دیگر از جمله صنعت خودروسازی داشته باشند. در حقیقت لاستیک و پلاستیک‌های مختلف از انواع پلیمرهای به دست آمده از قیر معدنی، نفت خام و افزودنی‌های نفتی تولید می‌شوند و می‌توانند نقش ویژه‌ای در سایر صنایع داشته باشند. لاستیک‌های مصنوعی که امروز در تولید کامپیوتر، تلفن همراه، دوربین، کالاهای ورزشی، کفش، تایر ماشین، اسباب‌بازی‌های کودکان و … به کار می‌روند همگی از نفت به دست می‌آیند.
صنعت پزشکی
پزشکی به عنوان یکی از صنایع حیاتی وابستگی بسیار زیادی به نفت دارد چرا که مشتقات نفتی می‌توانند استفاده‌ها و کاربردهای متعددی در این صنعت داشته باشند. در حقیقت اکثر تجهیزات پزشکی از مواد نفتی و مشتقات نفتی تولید می‌شوند و یا نفت خام می‌تواند به صورت غیر مستقیم در این صنعت تأثیر داشته باشد. امروزه مواد نفتی می‌توانند در تولید انواع دندان‌های مصنوعی و پروتز، تولید مفصل مصنوعی، عمل‌های جراحی و … نقش پررنگی داشته باشند.
صنعت پوشاک
نفت خام و مشتقات آن می‌توانند به صورت مستقیم و غیر مستقیم در صنعت پوشاک مؤثر باشند به گونه‌ای که بسیاری از مواد اولیه و الیاف‌های بسیاری از پوشاک‌ها (ابریشم مصنوعی، نایلون، پلی‌استر و …) از مواد نفتی تولید می‌شوند. حتی در تولید انواع پوشاک با مواد طبیعی نیز می‌توان از مواد نفتی و مشتقات آن استفاده کرد چرا که این مواد در تامین انرژی، تولید تجهیزات صنعتی و … کاربردهای متعددی دارند.
صنعت دفاع و نظامی
از دیگر کاربردهای نفت و مشتقات آن می‌توان به نقش پررنگی و حیاتی آن در صنایع نظامی و دفاعی اشاره کرد. یکی از اصلی‌ترین عوامل قدرت، صنعت نظامی و دفاع است و سالانه در سراسر جهان سرمایه‌های بسیار زیادی وارد این صنعت می‌شود. مواد مختلفی مانند رزین پلی بوتادین که یکی از مشتقات اصلی نفت خام هستند که در ولید پیشرانه‌های جامد مرکب در صنایع دفاعی بسیار کاربردی هستند. علاوه بر موارد گفته شد مواد و مشتقات نفتی از مهم‌ترین مواد تأمین انرژی در این صنعت هستند.
- در حقیقت کاربرد نفت خام در صنایع پیشتاز جهانی غیر قابل انکار است و علاوه بر موارد ذکر شده، از نفت و مشتقات آن در مواردی همچون صنعت چوب، صنعت کاغذ، صنعت فلزات و فولاد، صنعت تجهیزات الکتریکی، تولیدات صنعتی، کامپیوتر، رسانه و مخابرات، سرگرمی، آموزش، ورزش و تفریح، صنعت ساختمان‌سازی، صنعت راه‌سازی، صنعت فرش، صنعت گردشگری و توریسم، صنعت سینما و … استفاده‌های متعددی می‌شود و این مواد به صورت مستقیم و غیر مستقیم در تمامی صنایع و جوانب زندگی بشر نقش دارند.
تفکیک مشتقات نفتی به چه شکل است؟
اگرچه نفت خام به عنوان یک ماده ارزشمند و حیاتی شناخته می‌شود و می‌تواند در اقتصاد و قدرت کشورها نقش پررنگی داشته باشد اما این ماده به تنهایی می‌تواند کاربردهای محدودی داشته باشد و به همین دلیل لازم است که مشتقات آن به شیوه تقطیر جز به جز تفکیک شوند. تقطیر جزء به جز در اصل فرآیندی است که در پالایشگاه‌های نفتی صورت می‌گیرد و بر اساس آن مشتقات نفتی هیدروکربنی مختلف با توجه به وزن مولکولی نسبی منحصربه‌فردی که دارند از همدیگر جدا می‌شوند. این تقطیر اولین و اصلی‌ترین مرحله از فرآوری نفت خام و جداسازی مواد است. برش‌های نفتی در برج تقطیر می‌توانند طبقه‌بندی‌های متفاوتی داشته باشند و بر اساس روش‌های مختلفی صورت پذیرند. در حقیقت بهترین روش برای تفکیک کاربردهای مشتقات نفتی دسته‌بندی آن‌ها بر اساس برش است که به سه شیوه سبک، متوسط و سنگین انجام می‌شود. برش‌های سنگین در دماهای بیشتر متراکم شده و در پایین ستون حذف می‌شوند در حالی که برش‌های سبک می‌توانند قبل از سرد شدن تا دمای متراکم خود در ستون بالاتر رفته و به آن‌ها اجازه داده می‌شود در سطوح بالاتری حذف شوند. هر کدام از انواع برش‌های نفت خام دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند.
- برش یا تقطیر سبک از جمله برش‌های مهمی است که محصولات آن از نقطه جوش حدود ۷۰ تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد برخوردار هستند. مشتقات نفتی هیدروکربنی که در این محدوده وجود دارند می‌توانند شامل بنزین، نفتا، نفت سفید، سوخت جت، پارافین و … باشند. این محصولات دارای فراریت بسیار زیادی هستند و از مولکول‌های کوچکی تشکیل شده‌اند. از دیگر ویژگی‌های این محصولات می‌توان به نقطه جوش پایین، سیالیت بالا و قابلیت اشتعال‌پذیری بالا اشاره کرد.
- برش یا تقطیر متوسط نیز یکی از مراحل تقطیر نفت خام است که در آن مواد و محصولات از نقطه جوش 200 تا 350 درجه برخوردارند. محصولاتی که در تقطیر متوسط به دست می‌آیند شامل مواردی همچون سوخت دیزل، نفت و گاز می‌باشند که می‌توانند در تولید گاز شهری و گرمایش تجاری مورد استفاده قرار بگیرند.
- برش یا تقطیر سنگین مرحله‌ای از تقطیر نفت خام است که محصولات آن دارای کمترین میزان فراریت بوده و نقطه جوش آن‌ها بیشتر از 350 درجه سانتی‌گراد خواهد بود. برش‌های سنگین می‌توانند جامد یا نیمه جامد باشند و برای آنکه سیالیت مناسب داشته باشند باید در معرض حرارت قرار بگیرند. مازوت ها از مهم‌ترین محصولاتی هستند که در این مرحله از تقطیر نفت خام به دست می‌آید و از مولکول‌های بزرگ، فراریت کم، سیالیت ضعیف و قابلیت اشتعال کم برخوردار است.
باید توجه داشت که علاوه بر برش‌های گفته شده موادی مانند پروپان و بوتان در بالای برج‌های تقطیر وجود دارند که فراریت بسیار زیادی دارند و در پایین برج نیز مواد باقی مانده وجود دارد که حاوی انواع قیرهای سنگین و متراکم هستند که این مواد در هیچ کدام از برش‌ها قرار نمی‌گیرند.
قیمت نفت و مشتقات آن
اهمیت، ارزش و کاربردهای متعدد نفت و فرآورده‌های آن باعث شده است که این مواد به عنوان کالاهایی تجاری و اقتصادی شناخته شوند و همان‌طور که گفته شد در سراسر جهان سرمایه‌های کلانی به این حوزه وارد شده است. قیمت نفت و مشتقات آن همانند قیمت گیلسونایت می‌تواند تحت تأثیر فاکتورها و پارامترهای مختلفی باشد و نمی‌توان نرخ مشخصی برای آن عنوان کرد. از مهم‌ترین فاکتورهای مؤثر در قیمت این مواد می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
- نرخ ارز و نوسانات آن چرا که نرخ اصلی نفت، طلا، گاز طبیعی و … به دلار آمریکا اعلام می‌شود به همین دلیل هر گونه نوسانی در نرخ دلار باعث نوسان قیمت نفت و مشتقات آن می‌شود.
- وضعیت سهام آمریکا و انتشار آن چرا که آمریکا بزرگترین مصرف کننده نفت در جهان است و میزان عرضه و تقاضا با توجه به مصرف آن تعیین می‌شود.
- میزان عرضه و تقاضای نفت
- میزان رشد اقتصاد و رشد جمعیت
- میزان تولید نفت خام در مناطق مختلف جهان
- تنش‌های سیاسی، تنش‌های جنگی، تنش‌های اقتصادی و رویدادهای طبیعی
- کیفیت نفت خام چرا که بیش از 70 نوع نفت خام در جهان وجود دارد که هر کدام می‌توانند از ترکیبات و مواد مختلفی تشکیل شوند و مشتقات متفاوتی تولید کنند. از رایج‌ترین و معرف‌ترین نفت‌های خام می‌توان به نفت خام برنت، نفت خام مارس، نفت خام موریان، نفت خام تاپیس، نفت خام میناس و … اشاره کرد که هر کدام از کیفیت های متفاوتی برخوردارند.
- هزینه‌های استخراج، تقطیر، حمل‌ونقل و …
جمع‌بندی نهایی
نفت در دنیای مدرن امروزه به عنوان اصلی‌ترین منبع انرژی در سراسر جهان شناخته می‌شود و از آنجایی که کاربردهای متعددی در زمینه‌ها، حوزه‌ها و صنایع مختلفی دارد از ارزش بسیار زیادی برخوردار است. تمامی جوانب زندگی بشر به نوعی می‌تواند تحت تأثیر کاربردهای نفت خام و فرآورده‌های آن باشد. از رایج‌ترین مشتقات نفتی می‌توان به نفت سفید، بنزین، گازوئیل، گاز، قیر، مازوت، موم، پروپان، پارافین و … اشاره کرد که کاربردهای متعددی در صنایع مختلفی همچون غذا و دارو، کشاورزی، پتروشیمی، پزشکی، برق، حمل‌ونقل، پوشاک و نساجی، لاستیک و پلاستیک و … دارند.