מה זה שמן?

נפט הוא חומר שנמצא באגני משקע ספציפיים, שנוצר על ידי שכבות נקבוביות או יריעות חול, אבני חול או אבני גיר

פלטפורמת נפט

תמונה של דייויד מארק מ- Pixabay

נפט הוא תערובת של מולקולות פחמן ומימן שמקורן בפירוק חומר אורגני, בעיקר פלנקטון, שנוצר באמצעות פעולת חיידקים בסביבות עם מעט חמצן. במשך מיליוני שנים, חומר זה הצטבר על קרקעית אוקיינוסים, ים ואגמים, וכאשר נלחץ על ידי תנועות קרום כדור הארץ, הוליד את החומר שאנו מכנים נפט.

חומר זה נמצא באגני משקע ספציפיים, שנוצרו על ידי שכבות או יריעות חול נקבוביות, אבני חול או אבני גיר. נפט מסווג כדלק מאובנים, מכיוון שמקורו בפירוק איטי של חומר אורגני. נכון לעכשיו, נפט הוא הדלק המאובנים הנפוץ ביותר. הסיבה לכך היא כי חידודו מוליד שברים או תערובות שונות של תרכובות אורגניות עם כמויות קרובות של פחמן, המרכיבים נגזרות שמן.

עם זאת, נפט הוא מקור אנרגיה שאינו מתחדש. המשמעות היא שזה מקור אנרגיה שנגמר בטבע. בנוסף, אנרגיה זו ממוצא אורגני מוגבלת ולוקח מיליוני שנים להיווצר בטבע. מסיבה זו, מיצויו ושימושו היו ועדיין הם היעדים לסכסוכים הקשורים למעצמות ולמדינות המייצרות ושכלול.

הרכב כימי של שמן

נפט מורכב ברובו ממולקולות פחמן ומימן, המכונות פחמימנים. תרכובות אלו מהוות את מרבית השמן, אם כי חומרים אחרים הם חלק מחוקתו.

ההרכב הכימי של נפט מכיל גם פחות חנקן, חמצן, מלחים ושאריות של מתכות מסוימות. שיעור האלמנטים המרכיבים אותו הוא כדלקמן:

  • 82% פחמן;
  • 12% מימן;
  • 4% חנקן;
  • 1% חמצן;
  • מלחים ושאריות מתכת 1%.

מאפייני שמן

המאפיינים העיקריים של שמן הם:

  • שַמנוּנִיוּת;
  • צְמִיגוּת
  • ריח אופייני;
  • צבע שיכול להשתנות בין חסר צבע לשחור;
  • דְלִיקוּת;
  • צפיפות פחותה מזו של מים.

עתודות נפט וייצור

על פי נתוני סוכנות הביון המרכזית , ונצואלה היא המדינה עם מאגרי הנפט הגדולים בעולם, עם 300.9 מיליארד חביות. השנייה היא ערב הסעודית, עם 266.5 מיליארד חביות. ברזיל מופיעה במקום ה -15 בדירוג, עם 12.7 מיליארד חביות מהחומר. בדוק את רשימת המדינות עם עתודות הנפט הגדולות בעולם:

עמדההוריםחביות (במיליונים)
1ונצואלה300.9
2ערב הסעודית266.5
3קנדה169.7
4רָצוֹן158.4
5עִירַאק142.5
6כווית101.5
7איחוד האמירויות הערביות97.8
8רוּסִיָה80
9לוב48.4
10ניגריה37.1
11ארצות הברית36.5
12קזחסטן30
13חרסינה25.6
14קטאר25.2
15בְּרָזִיל12.7

מידע נפט כללי

למרות שהיה ידוע משחר הציוויליזציה האנושית, חיפושי השדות וקידוח בארות הנפט החלו רק באמצע המאה ה -19. מאז עברה תעשיית הנפט התרחבות רבה בעיקר בארצות הברית ובאירופה.

למרות התחרות העזה עם פחם ודלקים אחרים שנחשבו אז לאצילים, נפט נעשה שימוש בקנה מידה גדול, במיוחד לאחר המצאת מנועי בנזין ודיזל. במשך עשורים רבים הנפט היה המניע העיקרי של הכלכלה הבינלאומית והגיע בתחילת שנות השבעים לכמעט 50% מצריכת האנרגיה העיקרית בעולם. אף על פי שהיא יורדת עם הזמן, חלקה מצריכה זו עדיין מהווה כ- 39%, על פי סוכנות האנרגיה הבינלאומית.

בנוסף להיותם דומיננטיים בתחום התחבורה, מוצרי נפט אחראים גם לייצור חשמל במספר מדינות ברחבי העולם. ניתן לייצר אנרגיה חשמלית משריפת הנגזרות הללו בדודים, טורבינות ומנועי בעירה פנימית. נגזרות נפט המשמשות בדרך כלל למטרה זו הן מזוט, נפט צמיג במיוחד, סולר וגז זיקוק.

נגזרות נפט מהוות חלק משמעותי ממטריצת האנרגיה במדינות כמו ארצות הברית, יפן, מקסיקו, ערב הסעודית, איטליה וסין. בברזיל, ייצור האנרגיה החשמלית ממוצרי נפט אינו כה משמעותי בשל ההיסטוריה השלטת של אנרגיה מימית. עם זאת, ישנם מפעלים תרמואלקטריים המייצרים חשמל ממוצרי נפט בכדי לעמוד בהתרחשויות שיא במערכת החשמל, ומשמשים בעיקר כדי לספק את הביקוש של קהילות שאינן מוגשות על ידי מערכת החשמל המקושרת.

זיקוק נפט

בבתי זיקוק נפט עובר תהליכים שונים עד לקבלת האיכות הרצויה למטרה נתונה. זיקוק נפט מתבצע באמצעות השלבים הבאים:

הַפרָדָה

תהליכי ההפרדה מטרתם להסיר רכיבים ספציפיים של השמן, או "לפרק" את השמן עד לשברים הבסיסיים שלו. מדובר בשינויים פיזיים, בהם נדרשת אנרגיה (שינויים בטמפרטורה או בלחץ) או במסה (יחסי מסיסות לממיסים).

זיקוק הוא אחד השלבים בתהליך הפרדה זה. באמצעותה מאייד את השמן ואז מתעבה על ידי פעולות של טמפרטורה ולחץ. תהליך זה נועד להשיג גז דלק, גז נוזלי, נפטה, נפט, שמני גז (אטמוספריים ואקום) ושאריות ואקום. תפוקת המוצרים משתנה בהתאם לנפט הגולמי שעובד.

הֲמָרָה

תהליכי ההמרה משמשים לשינוי ההרכב הכימי של חלק מסוים של נפט, בחיפוש אחר שיפורי איכות, כמו במקרה של הפיכת שמני גז ופסולת לנפטה, נפט או סולר. שלב זה כולל את ההליכים לפיצוח, אלקילציה ורפורמות קטליטיות, ומשתנה בהתאם לנפט הגולמי ולנגזרת הרצויה.

יַחַס

תהליך הטיפול מבקש להסיר זיהומים בשמן, כגון גופרית, חנקן, מתכות ורכיבים אחרים הגורמים להשפעות בלתי רצויות לנגזרות. שיפור טכניקות הטיפול מאפשר למתן את ההשפעות הנגרמות מפליטת גזים לאטמוספירה.

ייצור חשמל

ייצור אנרגיה חשמלית ממוצרי נפט מתחיל בתהליך שריפת החומר בתא בעירה. החום המתקבל משמש לחימום והגברת לחץ המים והפיכתו לקיטור, אשר בתורו יניע את הטורבינות ויהפוך אנרגיה תרמית למכניקה. תנועת הטורבינות מפעילה גנרטור, ההופך אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. לאחר מכן מנותבים את האדים למעבה, שם הוא יקרר כדי לחזור למצב נוזלי וישמש כמים על ידי מערכת הדודים.

המזהמים הכלולים בתוצרי נפט נפלטים לאטמוספירה בשלבי הבעירה והקירור, כך שנפח וסוג הגז הנפלט משתנה בהתאם להרכב הדלק שנשרף ולתנאי הפיזור של המזהמים. ככל שהדלק צפוף יותר, כך פוטנציאל הפליטה גדול יותר - זו אחת הסיבות לכך ששמנים דיזל ושמנים צמיגים במיוחד נחשבים לנגזרות עם פוטנציאל זיהום גבוה. לאחרונה נעשו מאמצים לשפר את טכנולוגיות המרת האנרגיה, לשפר את יעילות המערכות וגם ללכוד גזים מזהמים.

השפעות חברתיות-סביבתיות של נפט

ההשפעות העיקריות של ייצור האנרגיה החשמלית ממוצרי נפט נובעות מפליטת מזהמים לאטמוספרה, בעיקר מה שמכונה גזי חממה. הצטברות ריכוזים גבוהים של גזי חממה באטמוספירה חוסמת את החום הנפלט מהשמש ולוכדת אותו על פני כדור הארץ, ומעצימה את ההתחממות הגלובלית.

התוצאה העיקרית של התעצמות ההתחממות הגלובלית היא התכת קרחונים וכפות קרח קוטביות, תופעה האחראית לגרימת עליית פני הים והצפה של אזורי חוף. תהליך זה משפיע על מספר רב של אנשים ובעלי חיים ומשנה את המגוון הביולוגי של אזורים אלה.

  • 'אפרטהייד אקלימי' יכול לדחוף למעלה מ -120 מיליון בני אדם לעוני

בין שאר מזהמי האוויר הנובעים משריפת מוצרי נפט, בולטים גופרית דו חמצנית (SO2) וחומר החלקיקים כביכול, המורכב מאבק תלוי ואפר. בנוסף לשינויים במגוון הביולוגי המקומי, מזהמים אלה גורמים למספר בעיות לבריאות האדם, כמו הפרעות נשימה, אלרגיות, נגעים ניווניים במערכת העצבים ואיברים חיוניים, סרטן. הפרעות אלה נוטות להחמיר בחורף, כאשר היפוך תרמי גורם לכידת אוויר חם ומקשה על פיזור המזהמים.

בנוסף, ניתן לשחרר נפט לסביבה כתוצאה מסדרת אירועים, כמו תאונות עם מכליות נפט, על במות נפט ושחרור מים המשמשים לשטיפת מיכלים במקום בו מאוחסן נפט. כאשר נשפך נפט לסביבה, הוא גורם למספר נזקים למערכות האקולוגיות, וגורם לשינויים כימיים ופיזיקליים בסביבה, בנוסף לפגיעה בחיים הקיימים במקום.

בסביבה הימית נפט מונע מעבר אור הפוגע באורגניזמים פוטוסינתטיים כמו פיטופלנקטון. עם הפחתת הפיטופלנקטון, זואופלנקטון, הניזונים מאורגניזמים אלה, הופך בסופו של דבר לצמצום עתודת המזון שלו. באופן זה, שמן משפיע לרעה על כל שרשרת המזון.

מנגרובים יכולים לסבול גם מזיהום זה. במערכות אקולוגיות אלה, השמן מגיע למערכת השורשים של הצמחים, ומונע מהם לספוג חומרים מזינים וחמצן. בנוסף, בעלי חיים המשתמשים באזור להתרבות יכולים גם הם להיות מושפעים, כמו במקרה של סרטנים וכמה מינים אחרים.

חיות מים יכולות למות כתוצאה מזליגת השמן. הם יכולים להשתכר בחומר, למות מחנק או אפילו בגלל שנתקעו בשמן. סוג זה של שיכרון פוגע במערכות העצבים וההפרשה של בעלי חיים אלה. זיהום הסביבה על ידי נפט גורם גם לנזק ישיר לבני אדם, ומשפיע על התיירות והדיג באזור.