זיקוק הנפט ותוצריו

1. זיקוק הנפט ותוצריו פעילות זו הוכנה על ידי: דוד סוזנה, תיכון הדסים, הדסים; תיכון ש”י עגנון, נתניה.טייטלבאום דורית, תיכון שמעון בן צבי, גבעתיים. פותח במסגרת סדנה לפיתוח חומרים באינטרנט, המחלקה להוראת המדעים, מכון וייצמן, בהנחיית ד"ר מירי קסנר, תשס"ב.

2. תהליך זיקוק מורכב משני תהליכים שונים.שני התהליכים מוצגים באיור שלפניך.1. מהם שני התהליכים ובאלו תנאים מתרחשים?2. האם תהליכים אלו מוכרים לך מחיי היומיום? אם כן, תן שתי דוגמאות.

3. נוזל גז אידוי ועיבוי הם שני תהליכים הפיכים אשר בנקודת הרתיחה נמצאים בשיווי משקל. תהליך אידוי הוא אנדותרמי,לכן על מנת לבצע אותו יש לחמם מעל Tb על מנת לבצע תהליך עיבוי יש לקררמתחת ל - Tb. אידוי עיבוי אידוי עיבוי באיור ניתן לראות שני תהליכים: האחד תהליך אידוי והשני תהליך עיבוי ניתן לבנות במעבדה מערכת סגורה המתבססת על תהליכים אלה, הנקראת מערכת זיקוק. במערכת זו ניתן להפריד בין מרכיבי התערובת שמתמוססים זה בזה.

5. זיקוק במעבדה לפניך מערכת זיקוק. במערכת נמצא יין.מרכיבי היין העיקריים הם מים ואתאנול (סוג של כוהל). טמפרטורת הרתיחה של אתאנול C780 1. מהו החומר אשר יתאדה ראשון? 2. באיזו טמפרטורה יתאדה חומר זה? חשוב: מהו תפקיד המים הזורמים במעבה? מדוע יוצאים מהמעבה מים חמים? להוראות לביצוע הניסוי במעבדה לחץ כאן

6. האם יש שימוש למערכת זיקוק שכזו בתעשייה ? בהחלט ! ! ! אחד השימושים של מערכת המבוססת על עקרונות אלו, הוא תהליך זיקוק של הנפט הגולמי.

7. זיקוק נפט גולמי נפט גולמי העובר זיקוק הוא תערובת של פחמימנים. ישנם קבוצות פחמימנים, אשר ההבדלים בטמפרטורות הרתיחה שלהם קטנים. מסיבה זאת ההפרדה בין מרכיבי הנפט אינה מוחלטת, לכן מתקבלים מספר מקטעים. כל מקטע הוא תערובת המכילה מספר מסויים של פחמימנים. תהליך זה, נקרא אם כן, זיקוק למקוטעין. התהליך מתבצע בתעשייה במגדל זיקוק.

8. הנפט הגולמי מגיע לבתי הזיקוק באמצעות מכליות או צינורות ומוזרם לתנורים כדי לחממו. מהתנורים מועבר הנפט הגולמי המחומם למגדלי הזיקוק.

9. מגדל זיקוק הטמפרטורה במגדל הזיקוק אינה אחידה. מגדל הזיקוק בנוי כך שהטמפרטורה בתוכו הולכת ויורדת ככל שנמצאים בו גבוה יותר. הגזים עולים כלפי מעלה ומתקררים באופן הדרגתי עם העלייה. כל אחד ממרכיבי הנפט הגולמי מתעבה בגובה שמתאים לנקודת הרתיחה שלו. כל אחד ממקטעי הנפט המתעבה נאסף בקומה המתאימה לו מבחינת טמפרטורת הרתיחה. לפניך כתובת באינטרנט. פתח את האתר לגילוי פרטים נוספים http://www.learn.co.uk./default.asp?WCI=Unit&WCU=6743

10. שם המקטע מספרהפחמנים Tb (0C) 1 - 4 קטן מ - 30 5 - 11 30 - 120 7 - 13 100 - 200 10 - 16 150 - 250 15 - 25 250 - 350 20 - 70 350 - 500 מעל 70 מעל 500 לחץ על שם המקטע להסבר גז נפט (גפ“מ) בנזין נפטא קרוסין, פראפין http://www.geocities.com/noam_n2/oil/t.htm סולר שמני סיכה,מזוט זפת

11. התוצרים המרכזיים של זיקוק הנפט הם : אלקאנים, ציקלואלקאנים ופחמימנים ארומטיים.זיקוק הנפט מלווה בתהליכים כימיים כדלקמן: פיצוח, פירום ואלקילציה. http://homepages.enterprise.net/bobchap/science/cracking.html פירום פיצוח ואלקילציה http://www.chevron.com/about/learning_center/crude/

12. נפט גולמי ז י ק ו ק מקטעי נפט שמכילים : ציקלואלקאנים ((Naphtenes אלקאנים(Paraffines) ארומטיים(Aromatics) פירום אלקילציה פיצוח ארומטיים אלקנים איזואלקאנים ציקלואלקאנים

13. האם שימוש בנפט הגולמי – יעיל ? האם ניתן להשתמש בתוצרי הזיקוק או תוצרי התהליכים הכימיים המוזכרים בחיי היומיום (מלבד השימוש כחומרי דלק). בהחלט ! ! ! תוכל להתרשם וללמוד על שימושי תוצרי הזיקוק ותוצרי התהליכים הכימיים על ידי מצגות והמסמכים האחרים

14. גז הנפט הוא תערובת גזים המכילה שני גזים. הגז פרופאן C3H8והגז בוטאן C4H10 . תערובת זו משמשת בחיי היומיום כגז בישול. שיווק יעיל של מוצר זה מחייב שינוי מצב צבירתה של התערובת מגז לנוזל. זהו מקור שמו - גז פחמימני מעובה - גפ”מ. ניזול התערובת נעשה על ידי העלאת הלחץ במיכל המשמש לשיווק. ה”בלונים” אותם אנו רוכשים, כצרכנים, מכילים תערובת נוזלית אשר הופכת לגז בעת פתיחת ברז הגז בבית. גז הנפט (גפ"מ) חשוב: מהו היתרון בניזול הגז - הן מבחינת המשווק והן מבחינת הצרכן? מה גורם לנוזל להפוך לגז בעת פתיחת ברז הגז?

15. בנזין משמש בחיי היומיום להפעלת כל מנוע בעל שריפה פנימית דהיינו, כדלק למכוניות.המדד לאיכות הדלק הוא מספר אוקטאן. למשל: בנזין אוקטאן 96, בנזין אוקטאן 95, משמעותםאיכות שונה. ככל שמספר האוקטאן גבוה יותר כך הבנזין באיכות גבוהה יותר. שימושים אחרים של חלקים ממקטע זה קיימים בתעשייה וברפואה.בתעשייה - כממס הנקרא “פטרול אתר”. ברפואה - כ”בנזין לבן”. בנזין חשוב: מהם החומרים אותם יכול “פטרול אתר” להמיס? הסבר. מהי המשמעות של בנזין אוקטאן 98? http://stwww.weizmann.ac.il/energy/EnergySources/Fossile/Oil/FOil1.htm

16. נפטא הנפטא משמש א. כחומר מוצא לייצור בנזין בעל מספר אוקטאן גבוה ב. כחומר גלם בתעשייה הפטרוכימית. חשוב: מדוע משמשות תרכובות הפחמן השונות כחומרי דלק?

17. קרוסין, פראפין הקרוסיןידוע גם בשם נפט. בעבר, היה עיקר שימושו של הקרוסין לחימום ולמאור. כיום, משמש מקטע זה גם לייצור דלק למטוסי סילון. הפראפין, משמש בחיי היומיום, לייצור של שמן הפראפין ולייצור שעוות הפראפין. שמן הפראפין משמש ברפואה.שעוות הפראפין משמשת לייצור נרות, חומרי הברקה ואף לאריזות מזון העמידות בפני מים. http://www1.snunit.k12.il/heb_journals/galileo/013006.html (מאמר מספר 2)

18. סולר הסולר (דיזל) משמש כדלק המספק אנרגיה לצורות שונות של תחבורה, כגון: משאיות, אניות ואוטובוסים.בשנים האחרונות משמש הדיזל גם למוניות ומכוניות פרטיות המונעות בסוג דלק זה. חשוב: מה היתרון של שימוש בסולר כחומר דלק ומה החיסרון? http://stwww.weizmann.ac.il/energy/EnergySources/Fossile/Oil/FOil11.htm

19. שמני סיכה,מזוט שמני סיכה הם שמנים המשמשים לשימון מנועים.שמן מנוע אחד שונה מהשני על פי מידת צמיגותו. כל שמן מנוע מקבל מספר. מספר זה מתאר את מידת צמיגותו של השמן. ככל שהמספר גבוה יותר כך השמן צמיג יותר. המזוט משמש להפעלת תנורים תעשייתיים וכן כחומר דלק בתחנות כוח. חשוב: מה גורם להבדל במידת הצמיגות של השמנים השונים? האם הנך מכיר חומרי דלק אחרים המשמשים בתחנות כוח?http://www.learn.co.uk./default.asp?WCI=Unit&WCU=6742

20. זפת הזפת (אספלט) היא מקטע מוצק בתנאים רגילים. בתהליך זיקוק היא נותרת בתחתית המגדל ,כי היא המקטע הכבד ביותר המתקבל בתהליך הזיקוק.העיקר שימושה בציפוי כבישים ובציפוי גגות. בגלל העמידותה בפני מים היא משמשת גם כחומר איטום. חשוב: הסבר במונחים של מבנה וקישור מה משמעות האמירה "עמידות בפני מים". באיזה הקשר מוזכרת הזפת בתורה?

21. זיקוק יין במעבדה(מתוך “הזהב השחור / שני שרה) כלים וחומרים: 3 ארלנמיירים מעבה מד-טמפרטורה מבער מעמד צינורות גומי יין אדום גולה הוראות עבודה: 1. הרכב מערכת זיקוק 2. הכנס לגולה כ - 50 מ”ל יין אדום3. מדוד את הטמפרטורה כאשר מתחיל לצאת הנוזל הראשון לארלנמייר הראשון (כלי האיסוף)4. כאשר הטמפרטורה מתחיל לעלות החלף את כלי האיסוף.5. כאשר הטמפרטורה מתקרבת ל - C1000 החלף שוב את כלי האיסוף6. הצע שיטות לזיהוי הנוזלים בכלי האיסוף השונים