منابع انرژی

روغن (نفت)

نفت خام چیست و فرآورده های نفتی چیست؟

نفت خام مخلوطی از هیدروکربن ها است که از گیاهان و حیواناتی که میلیون ها سال پیش زندگی می کردند تشکیل شده است. نفت خام یک سوخت فسیلی است و به صورت مایع در استخرهای زیرزمینی یا مخازن، در فضاهای کوچک درون سنگ های رسوبی و در نزدیکی سطح در ماسه های قیر (یا روغن) وجود دارد. فرآورده های نفتی سوخت های تولید شده از نفت خام و سایر هیدروکربن های موجود در گاز طبیعی است. فرآورده های نفتی همچنین می توانند از زغال سنگ، گاز طبیعی و زیست توده تهیه شوند.

    گرفتن (تولید) روغن
   ایالات متحده یکی از بزرگترین تولیدکنندگان نفت خام است

بسیاری از کشورها نفت خام تولید می کنند و ایالات متحده یکی از پنج تولید کننده    بزرگ نفت خام است. پالایشگاه های ایالات متحده نفت خام تولید شده در ایالات       متحده و سایر کشورها را بدست می آورند. انواع مختلف شرکت ها نفت خام را به بازارهای جهانی عرضه می کنند.

نفت خام آمریکا از کجا تولید می شود؟

نفت خام در 32 ایالت آمریکا و در آبهای ساحلی آمریکا تولید می شود. در سال 2018، حدود 68 درصد از کل تولید نفت خام ایالات متحده از پنج ایالت بوده است.

  • پنج کشور برتر تولید کننده نفت خام و سهم آنها از کل تولید نفت خام آمریکا در سال 2018 بوده است
  • تگزاس 40.5٪
  • داکوتای شمالی 11.5٪
  • نیومکزیکو 6.3٪
  • اوکلاهما 5.0٪
  • آلاسکا 4.5٪

 

در سال 2018، تقریباً 16٪ از نفت خام ایالات متحده از چاه های واقع در خارج از کشور در آبهای خلیج مکزیک تحت مدیریت فدرال تولید شده است.

اگرچه کل تولید نفت خام ایالات متحده به طور کلی بین سالهای 1985 و 2008 کاهش یافته است، تولید سالانه از 2009 تا 2015 افزایش یافته است. تولید در سال 2016 اندکی کاهش یافته و در سال 2017 و در 2018 افزایش یافته است، و به بالاترین میزان ثبت شده در سال 2018 رسیده است. برای تقویت تولید، به ویژه در تگزاس، داکوتای شمالی، اوکلاهما، نیومکزیکو و کلرادو.

بسیاری از کشورها نفت خام تولید می کنند

حدود 100 کشور نفت خام تولید می کنند. با این حال، در سال 2018، پنج کشور حدود نیمی از کل تولید نفت خام جهان را به خود اختصاص دادند.

  • پنج تولید کننده برتر نفت خام و سهم آنها از تولید نفت خام جهان در سال 2018 بوده است
  • ایالات متحده 13.2٪
  • روسیه 13.0٪
  • عربستان سعودی 12.6٪
  • عراق 5.6٪
  • کانادا 5.2٪
حفاری دریایی
دریایی چیست؟

خطوط ساحلی ایالات متحده مرزهای واقعی ایالات متحده نیستند. مرز ایالات متحده در واقع 200 مایل با خط ساحلی فاصله دارد. به این منطقه در اطراف کشور منطقه انحصاری اقتصادی (EEZ) گفته می شود.

در سال 1983، رئیس جمهور رونالد ریگان ادعای EEZ را به نام ایالات متحده انجام داد. در سال 1994، طبق قانون بین الملل دریا، به همه کشورها 200 مایل از سواحل خود EEZ اعطا شد.

کف اقیانوس از ساحل به اقیانوس در یک فلات قاره گسترش می یابد که به تدریج به یک قطره شدید که شیب قاره نامیده می شود پایین می رود. عرض فلات قاره ایالات متحده از 10 مایل تا 250 مایل (16 کیلومتر تا 400 کیلومتر) متغیر است. آب موجود در فلات قاره نسبتاً کم عمق است و به ندرت عمق آن بیش از 500 فوت تا 650 فوت (150 متر تا 200 متر) است.

فلات قاره در دامنه قاره رها می شود و به دشتهای پرتگاه ختم می شود که 2 مایل تا 3 مایل (3 کیلومتر تا 5 کیلومتر) زیر سطح دریا هستند. بسیاری از دشتها مسطح هستند، در حالی که سایر مناطق دارای پشته کوههای دندانه دار، دره های عمیق و دره ها هستند. قله برخی از این پشته کوه ها جزایری را تشکیل می دهند که از بالای آب امتداد دارند.

چندین آژانس دولتی فدرال منابع طبیعی منطقه EEZ را مدیریت می کنند. اداره امور انرژی اقیانوس وزارت امور داخله ایالات متحده و دفتر ایمنی و اجرای محیط زیست توسعه منابع انرژی دریایی توسط شرکت های خصوصی را که مناطق توسعه انرژی را از دولت فدرال اجاره می دهند، مدیریت می کنند. این شرکت ها از طریق منابع انرژی که از مناطق اجاره ای در اقیانوس تولید می کنند حق امتیاز به دولت می پردازند. اکثر ایالت ها منطقه 3 مایلی ساحل خود را کنترل می کنند، اما فلوریدا، تگزاس و برخی دیگر از ایالت ها آبها را از 9 مایل تا 12 مایل از سواحل خود کنترل می کنند.

بیشتر انرژی که ایالات متحده از اقیانوس می گیرد نفت و گاز طبیعی حاصل از چاه های حفر شده در کف اقیانوس است. سایر منابع انرژی در حال توسعه در خارج از مرز هستند. اولین پروژه انرژی بادی دریایی آمریکا، مزرعه بادی Block Island در سواحل رود آیلند، در دسامبر 2016 به بهره برداری رسید. سایر پروژه های انرژی بادی در چندین منطقه دیگر در سواحل آتلانتیک در دست بررسی است. انرژی موج، انرژی جزر و مدی، تبدیل انرژی گرمایی اقیانوس ها و هیدراتهای متان از دیگر منابع انرژی هستند که هم اکنون در دست توسعه یا اکتشاف هستند.

چه سوخت هایی از نفت خام ساخته می شود؟
پالایشگاه چیست؟

پالایشگاه های نفت، روغن خام و سایر مایعات را به بسیاری از فرآورده های نفتی تبدیل می کنند که مردم هر روز از آنها استفاده می کنند. بیشتر پالایشگاه ها بر تولید سوخت های حمل و نقل تمرکز دارند. به طور متوسط ​، پالایشگاه های ایالات متحده از یک بشکه 42 گالنی نفت خام، حدود 19 تا 20 گالن بنزین موتور، 11 تا 12 گالن سوخت تقطیر تولید می کنند که بیشتر آنها به عنوان سوخت دیزل و 4 گالن سوخت جت به فروش می رسد . بیش از دوازده فرآورده نفتی دیگر نیز در پالایشگاه ها تولید می شوند. پالایشگاه های نفت مایعاتی را تولید می کنند که صنعت پتروشیمی از آنها برای ساخت انواع مواد شیمیایی و پلاستیک استفاده می کند.

پالایشگاه ها 24/7 روز کار می کنند

یک پالایشگاه به صورت 24 ساعته و 365 روز در سال کار می کند و به تعداد زیادی کارمند احتیاج دارد. یک پالایشگاه می تواند به اندازه چندین صد زمین فوتبال زمین را اشغال کند.

فرآیند تصفیه

چگونه روغن خام به فرآورده های نفتی تصفیه می شود

پالایشگاه های نفت، نفت خام را به فرآورده های نفتی تبدیل می کنند تا به عنوان سوخت حمل و نقل، گرمایش، آسفالت جاده ها و تولید برق و مواد اولیه تولید مواد شیمیایی استفاده شود.

پالایش، نفت خام را به اجزای مختلف آن تقسیم می کند، که سپس به صورت انتخابی به محصولات جدید پیکربندی می شوند. پالایشگاه های نفت تأسیسات پیچیده و گران قیمت صنعتی هستند. همه پالایشگاه ها سه مرحله اساسی دارند:

جدایش، جدایی

جداسازی مدرن شامل لوله کشی نفت خام از طریق کوره های گرم است. مایعات و بخارات حاصل به واحدهای تقطیر تخلیه می شوند. همه پالایشگاه ها دارای واحدهای تقطیر جو هستند، در حالی که پالایشگاه های پیچیده تر ممکن است دارای واحدهای تقطیر خلا

در داخل واحدهای تقطیر، مایعات و بخارها با توجه به نقاط جوششان به اجزای نفتی موسوم به کسر جدا می شوند. کسرهای سنگین در پایین و کسرهای سبک در بالا قرار دارند.

سبک ترین بخش ها، از جمله بنزین و گازهای پالایشگاه مایع، بخار می شوند و به بالای برج تقطیر می روند، جایی که دوباره به مایعات تبدیل می شوند.

مایعات با وزن متوسط، از جمله نفت سفید و مواد تقطیر، در وسط برج تقطیر می مانند.

مایعات سنگین تری، بنام روغن های گاز، در پایین برج تقطیر جدا می شوند، در حالی که سنگین ترین کسری که بالاترین نقطه جوش را دارند در پایین برج مستقر می شوند.

تبدیل

پس از تقطیر، بخشهای تقطیر سنگین و کم ارزش را می توان بیشتر به محصولات سبک تر و با ارزش بالاتر مانند بنزین تبدیل کرد. اینجاست که کسری از واحدهای تقطیر به جریانهایی (اجزای متوسط) تبدیل می شوند که در نهایت به محصولات نهایی تبدیل می شوند.

پرکاربردترین روش تبدیل ترک خوردگی نام دارد زیرا با استفاده از گرما، فشار، کاتالیزورها و گاهی هیدروژن مولکولهای هیدروکربن سنگین را به مولکولهای سبک تر تبدیل می کند. یک واحد ترک خوردگی از یک یا چند راکتور بلند، دیواره ضخیم، موشکی شکل و شبکه ای از کوره ها، مبدل های حرارتی و سایر مخازن تشکیل شده است. پالایشگاه های پیچیده ممکن است دارای یک یا چند نوع ترقه، از جمله واحدهای ترک خوردگی کاتالیزوری سیال و واحدهای هیدروکرکن / هیدروکرکر باشند.

ترک خوردگی تنها شکل تبدیل روغن خام نیست. سایر فرآیندهای پالایشگاه به جای تقسیم مولکول ها، مولکول ها را برای افزودن ارزش مرتب می کنند.

الکیل دار، برای مثال، باعث می شود قطعات بنزین با ترکیب برخی از کله پاچه گازی ترک خوردگی. این فرآیند، که در اصل به صورت معکوس در حال ترک خوردن است، در مجموعه ای از شناورهای بزرگ، افقی و برج های بلند و لاغر صورت می گیرد.

اصلاح با استفاده از گرما، فشار متوسط ​​و کاتالیزورها نفتا، کسری سبک و با ارزش نسبتاً کم را به اجزای بنزین با اکتان بالا تبدیل می کند.

رفتار

نکات پایان در طول درمان نهایی اتفاق می افتد. برای ساخت بنزین، تکنسین های پالایشگاه انواع مختلف جریانهای واحدهای فرآوری را با دقت ترکیب می کنند. سطح اکتان، درجه فشار بخار و سایر ملاحظات خاص، ترکیب بنزین را تعیین می کند.

ذخیره سازی

هم نفت خام ورودی و هم محصولات نهایی خروجی بطور موقت در مخازن بزرگ در مزرعه مخازن نزدیک پالایشگاه ذخیره می شوند. خطوط لوله، قطارها و کامیون ها محصولات نهایی را از مخازن ذخیره به سایر نقاط کشور حمل می کنند.

روغن و محیط زیست

روغن چگونه بر محیط زیست تأثیر می گذارد؟

از نفت خام برای تولید فرآورده های نفتی استفاده می شود که برای سوخت رسانی به هواپیماها، اتومبیل ها و کامیون ها استفاده می کنیم. برای گرم کردن خانه ها و تولید محصولاتی مانند داروها و پلاستیک ها. اگرچه فرآورده های نفتی زندگی را آسان می کنند، یافتن، تولید و جابجایی نفت خام ممکن است اثرات منفی بر محیط زیست داشته باشد. پیشرفت های فن آوری در اکتشاف، تولید و حمل و نقل نفت و اجرای قوانین و مقررات ایمنی و زیست محیطی به جلوگیری و کاهش این اثرات کمک می کند.

فناوری به کاهش اثرات حفاری و تولید روغن کمک می کند

کاوش و حفاری برای نفت ممکن است اکوسیستم های زمینی و دریایی را مختل کند. تکنیک های لرزه ای که برای کشف روغن در زیر اقیانوس استفاده می شود ممکن است به ماهی ها و پستانداران دریایی آسیب برساند. حفر چاه نفت در خشكي اغلب به پاك كردن منطقه اي از پوشش گياهي نياز دارد. با این حال، فناوری هایی که به طور قابل توجهی بهره وری از فعالیت های اکتشافی و حفاری را افزایش می دهند، اثرات آن را بر محیط زیست نیز کاهش می دهند. ماهواره ها، سیستم های موقعیت یابی جهانی، دستگاه های سنجش از دور و فناوری های لرزه نگاری 3-D و 4-D امکان کشف ذخایر نفت را فراهم می کند در حالی که چاه های اکتشافی کمتری حفاری می شود. سوراخ سوراخ متحرک و کوچکترسکوهای حفاری اندازه منطقه ای را که فعالیت های حفاری روی آن تأثیر می گذارد کاهش می دهد. استفاده از حفاری افقی و جهت دار امکان تولید روغن از یک منطقه بسیار بزرگتر را برای یک چاه فراهم می کند، که باعث کاهش تعداد چاه های لازم برای توسعه یک منبع نفتی می شود.

شکستگی هیدرولیک

یک روش تولید روغن معروف به شکست هیدرولیک یا شکستن، برای تولید روغن از شیل و سایر سازندهای زمین شناسی محکم استفاده می شود. این روش به ایالات متحده این امکان را داده است تا تولید روغن داخلی را به میزان قابل توجهی افزایش داده و واردات نفت آمریکا را کاهش دهد. شکستگی هیدرولیکی تأثیراتی بر محیط زیست دارد. شکستن سنگ به مقدار زیادی آب احتیاج دارد و در آن از مواد شیمیایی بالقوه خطرناک برای آزاد سازی روغن از لایه های سنگ استفاده می شود. در برخی از مناطق کشور، استفاده قابل توجه آب برای تولید روغن ممکن است در دسترس بودن آب برای سایر مصارف تأثیر بگذارد و می تواند روی زیستگاه های آبزی تأثیر بگذارد. ساخت چاه معیوب یا کار با نامناسب ممکن است منجر به نشت و ریختن مایعات شکستگی شود.

شکستگی هیدرولیکی همچنین مقادیر زیادی فاضلاب تولید می کند که ممکن است حاوی مواد شیمیایی محلول و سایر آلاینده ها باشد، که ممکن است قبل از دفع یا استفاده مجدد به تصفیه نیاز داشته باشد. به دلیل میزان آب مصرفی و پیچیدگی تصفیه برخی از اجزای فاضلاب، تصفیه و دفع از موارد مهم و چالش برانگیز است. فاضلاب اغلب با تزریق در چاه های عمیق، به طور معمول در سفره های آب شور دفع می شود. تزریق فاضلاب می تواند زمین لرزه هایی ایجاد کند که ممکن است صدمه ای وارد کند و به اندازه کافی بزرگ باشد تا احساس شود.

لکه های نفتی

بیشتر نشت های نفتی ناشی از حوادث چاه های نفت یا خطوط لوله، کشتی ها، قطارها و کامیون هایی است که روغن را از چاه ها به پالایشگاه ها منتقل می کنند. نشت روغن باعث آلودگی خاک و آب می شود و ممکن است باعث انفجارها و آتش سوزی های ویرانگر شود. دولت و صنعت فدرال در حال تدوین استانداردها، مقررات و رویه هایی برای کاهش احتمال حوادث و نشت و پاکسازی نشت در هنگام وقوع هستند.

پس از نشت نفت اکسون والدز در پرنس ویلیام ساند، آلاسکا، در سال 1989، کنگره ایالات متحده قانون آلودگی نفتی 1990 را تصویب کرد، که طبق آن همه تانکرهای نفتی جدید ساخته شده برای استفاده در بین بنادر ایالات متحده باید دارای یک بدنه کامل دو برابر باشند. در سال 1992، سازمان بین المللی دریایی همچنین در کنوانسیون بین المللی پیشگیری از آلودگی کشتی ها (MARPOL) استانداردهای دو بدنه برای تانکرهای جدید نفتی وضع کرد. مقدار نفت ریخته شده از کشتی ها طی دهه 1990 به میزان قابل توجهی کاهش یافت، بخشی از این استانداردهای دو بدنه بود.

انفجار دکل حفاری Deep Horizon و نشت نفت در خلیج مکزیک در سال 2010، دولت ایالات متحده و صنعت نفت را بر آن داشت تا فن آوری های حفاری، رویه ها و مقررات را برای کاهش احتمال وقوع حوادث مشابه بررسی کنند. دولت ایالات متحده همچنین خدمات مدیریت مواد معدنی (MMS) را که مدیریت اجاره نفت و گاز طبیعی دریایی را بر عهده داشت، با مدیریت مدیریت انرژی اقیانوس (BOEM) و دفتر ایمنی و اجرای محیط (BSEE) جایگزین کرد تا نظارت و اجرای موثرتری داشته باشد مقررات زیست محیطی برای توسعه انرژی دریایی – سایپرز، باشگاه دانش وزارت حمل و نقل ایالات متحده و اداره راه آهن فدرال در واکنش به چندین تصادف بزرگ مربوط به قطارهای حامل نفت خام، استانداردهای جدیدی را برای اتومبیل های مخزن راه آهن، کنترل ترمز و محدودیت های سرعت برای کاهش احتمال حوادث ریلی و نشت نفت تعیین کردند.

بازیابی سایت های چاه قدیمی و ایجاد صخره های مصنوعی

چاه های روغن در صورت عدم صرفه اقتصادی وصل می شوند و ممکن است اطراف چاه احیا شود. برخی از سکوهای نفتی قدیمی دریایی در یک برنامه Rigs-to-Reefs بریزه و در کف دریا رها می شوند. در عرض یک سال پس از سرنگونی یک دکل، انبارها، مرجان ها، اسفنج ها، صدف ها و سایر موجودات دریایی این دکل را می پوشانند. این صخره های مصنوعی ماهی ها و سایر حیوانات دریایی را به خود جلب می کند و باعث افزایش جمعیت ماهی ها و ماهیگیری و غواصی تفریحی می شود.