هیدروکربن سنگین

هیدروکربن‌ها یکی از ترکیبات بسیار مهم و اساسی در علم شیمی هستند. به دسته‌ای از مواد آلی که در ترکیبات خود هیدروژن و کربن دارند، هیدروکربن گفته می‌شود. در برخی از ترکیبات، به جای کربن، اتم‌هایی مانند گوگرد، نیتروژن و اکسیژن به اتم‌های هیدروژن متصل شده و ترکیباتی نو به ‌وجود می‌آید. هیدروکربن‌هایی که گوگرد بیشتری در ترکیبات خود دارند، رفتار فیزیکی متغیری داشته و اثر خورندگی ‌آن‌ها نیز بیشتر است. مانند دسته‌بندی سایر مواد آلی، هیدروکربن‌ها نیز به دو گروه آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند. هیدروکربن‌ها از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده نفت و گاز طبیعی هستند و به همین دلیل نیز اهمیت بسیار بالایی دارند.
هیدروکربن سنگین
سرفصل های مقاله

بیشتر بخوانید:

هیدروکربن سنگین چیست؟

هیدروکربن‌های سنگین از انواع مختلف هیدروکربن‌ها هستند که به عنوان یکی از سوخت‌های میان تقطیری پالایشگاه‌های نفتی به شمار می‌روند. ترکیبات هیدروکربن‌های سنگین، ترکیباتی ناهمگن از آلکیل، رزین و آسفالتین هستند. دامنه تقطیر هیدروکربن سنگین از حدود 150 تا 385 درجه سانتی‌گراد، متغیر است. با توجه به اینکه تقاضای جهانی انرژی روز به روز در حال افزایش است، پیش‌بینی می‌شود که تولید و تقطیر مشتقات نفتی و هیدروکربن‌های سنگین افزایش یابد. به همین دلیل نیز در دنیای امروزی هیدروکربن‌های سنگین از جمله مهم‌ترین ترکیبات آلی هستند که در صنایع مختلف مورد استفاد قرار می‌گیرند. 

روند تولید و پالایش هیدروکربن سنگین از نفت خام

برای تولید هیدروکربن سنگین، در ابتدا نمک‌ها و اسیدهای آن جداسازی می‌شوند و سپس توسط فرآیند تقطیر جزء به جزء به محصولات و هیدروکربن‌های سبک و سنگینی تبدیل می‌شوند که نقطه جوش متفاوتی دارند. انواع هیدروکربن‌های سبک و سنگین، درجه جوش متفاوتی دارند و همین ویژگی باعث تفکیک انواع هیدروکربن‌ها از یکدیگر می‌شود. در روش تقطیر جزء به جزء نفت خام، در ابتدا نفت خام در دمای 400 درجه سانتی‌گراد در کوره گرم می‌شود و سپس نفت خام حرارت دیده، توسط پمپ به قسمت پایینی برج تقطیر فرستاده می‌شود. در این مرحله، مولکول‌های سبک‌تر و زود جوش‌تر به سمت قسمت بالایی برج تقطیر می‌روند و مولکول‌های سنگین‌تر و دیر جوش‌تر در قسمت پایینی برج تقطیر باقی می‌مانند. محصولات و ترکیبات هیدروکربنی که در این مرحله تولید می‌شوند، با مشخصات نفت خام فرآوری شده، مرتبط هستند. امروزه ترکیبات نفتی سبک، خواهان و طرفداران فراوانی دارند. هیدروکربن‌های سنگین نیز در فرآیندهای سنگین، پیچیده و انرژی‌بر مورد استفاده قرار می‌گیرند. پالایشگاه‌های نفتی با استفاده از تقطیر و برخی روش‌های کرکینگ، محصولات حاصل از پالایش نفت را تغییر فرم داده و به محصولات قابل استفاده‌ای تبدیل می‌کنند.

محصولات تولید شده و تبدیل شده در این مرحله، بر اثر فرآیندهای مختلف جداسازی مانند استخراج، تصفیه و شیرین‌سازی فرآوری شده و بدین ترتیب ترکیبات نامطلوب ‌آن‌ها حذف شده و کیفیت ‌آن‌ها افزایش می‌یابد. در واقع، برای به‌دست‌آوردن محصولاتی مانند هیدروکربن‌های سنگین یا سبک، مراحل مختلفی از جمله تفکیک جزء به جزء، تصفیه و تبدیل در پالایشگاه‌های پتروشیمی انجام می‌گیرد. 

از ترکیب موادی با نقطه اشتعال بالای 40 درجه سانتی‌گراد، هیدروکربن‌های سنگین تولید می‌شوند. هیدروکربن‌های سنگین با نام سوخت گازوئیل و سوخت دیزل نیز شناخته می‌شوند و در محدوده 4c1 تا c25 قرار می‌گیرند. از هیدروکربن‌های سنگین محصولات فرعی دیگری مانند هیدروکربن‌های پارافینی سنگین نیز تهیه می‌شود که این ترکیبات عدد اکتان پایینی دارند و نمی‌توان از ‌آن‌ها به عنوان سوخت استفاده کرد. طویل و طولانی بودن زنجیرهای هیدروکربنی این ترکیبات باعث می‌شود تا از این ترکیبات در سنتز دترجنت‌ها استفاده شود.

بیشتر بدانید: رنگ فوری

کاربرد هیدروکربن‌های سنگین

همان ‌طور که گفتیم، هیدروکربن‌های سنگین دارای محدوده تقطیر 250 تا 400 درجه سانتی‌گراد هستند و در بخش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که عبارت‌اند از:

  • سوخت موتورهای دیزلی
  • سوخت مشعل‌های خانگی
  • و سوخت سایر قطعات صنعتی 

معایب استفاده از هیدروکربن سنگین

هیدروکربن‌های سنگین به عنوان سوخت در بسیاری از صنایع سنگین و انرژی‌بر استفاده می‌شوند. همچنین از هیدروکربن‌های سنگین به عنوان سوخت برخی از ماشین‌های دیزلی نیز استفاده می‌شود. این ماده که از مشتقات نفتی است در کنار تمام مزایا، معایبی نیز دارد که باعث می‌شود استفاده از این ماده، بیشتر از حد رایج نباشد. از جمله معایبی که این نوع از هیدروکربن‌ها دارند، این است که در اثر برخورد هیدروکربن سنگین به پوست، تحریکات شدید پوستی و خارش ایجاد می‌شود که ناخوشایند است. در صورت بلعیده شدن این ماده، امکان سوزش گلو و معده وجود داشته و ممکن است باعث تحریکات شکمی و اسهال و استفراغ گردد. قرار گرفتن در معرض بخارات هیدروکربن‌های سنگین در مدت زمان طولانی، باعث کاهش کارایی سیستم اعصاب مرکزی انسان شده و باعث سرگیجه در افراد می‌شود. لازم به ذکر است که این ماده، ماده‌ای اشتعال‌پذیر بوده و در صورت قرارگیری در مجاورت مقادیر بالایی از اکسیژن، واکنش نشان داده و امکان ایجاد حریق و انفجار وجود دارد.    

محصولات مرتبط