تاریخچه نفت

روغن معدنی یا نفت که به انگلیسی آن را پترولیوم (Petroleum) و به فرانسه پترول (Petrol) می گویند. از دو کلمه لاتین پتروس و اولئوم یعنی روغن سنگ ترکیب شده است. در زبان اوستائی کلمه (نپتا) به معنی روغن معدنی است که کلدانیها و عربها آن را از فارسی گرفته و نفت خوانده اند ولی دوتن از مستشرقین غربی به نامهای پرفسورهرتزفلد(Hertz fled) وپرفسوربیلی(Bailey) معتقدند که کلمه نفت از فعل “ناب” فارسی به معنی ضد رطوبت گرفته شده است.

مواد نفتی از قدیم شناخته شده و از ابتدای شناسائی تا به امروز قدم به قدم براهمیت آن افزوده گردیده است. تاریخ هردوت که حدود ۴۵۰ سال قبل از میلاد مسیح نوشته شده نشان می دهد که از نفت و مشتقات آن از چهار هزار سال پیش از میلاد مسیح استفاده می شده است و همچنین اسناد تاریخی گویای این واقعیت است که دو هزار سال پیش در اروپا بخصوص جزیره سیسیل مردم با نفتی که از سطح زمین بالا آمده و به صورت چشمه ای کوچک در می آمده آشنائی کامل داشته و از آن استفاده می کرده اند.

از اواسط قرن نوزدهم میلادی که اولین کاوشهای علمی برای دست یابی به نفت آغاز شد تا به امروز این ماده انرژی زا و سیال سرمنشاء دگرگونیهای بسیاری در زندگی بشر گردیده که همگی آنها قابل تعمق و بررسی می باشند.
نفت از یک طرف جهش برق آسای صنعت و تکنولوژی راموجب گردید و از طرف دیگرمحور بسیاری از برخوردها و تصادمات بین المللی و تصمیم گیریهای سیاسی قرار گرفت. سیاستمداران با توجه به نقش ارزنده نفت و نیاز مبرمی که به این ماده حیاتی دارند مهمترین نقشهای اقتصاری خود را بر پایه غارت و چپاول منابع کشورهای صاحب نفت قرار داده اند. آنها به خوبی می دانند که هر چه منابع نفتی دنیا را بیشتر در اختیار داشته باشند از یک طرف کشورهای محتاج به نفت را تحت سلطه خود داشته باشند از طرف دیگر صنایع سنگین شان را تغذیه کرده و به سرعت بازارهای جهانی را به خود اختصاص می دهند. بدین ترتیب به منابع نفتی کشورهای غیر صنعتی صاحب نفت توسط نفت خواران جهانی استثماری را جان بخشیده و جایگزین شیوه های قبلی زور گویان تاریخ گشته است.
….. و اما در ایران
در نگرشی به تاریخ تحولات نفتی در ایران می بینیم از زمانیکه در سال ۱۲۸۰ شمسی اولین امتیاز استخراج منابع نفتی توسط مظفرالدین شاه قاجار به یک انگلیسی بنام ویلیام دارسی داده شد نفت طلای سیاه بلای ایران و سرمنشاء تمامی نگون بختی ها گردید. از آن پس بود که نفت و مسائل مربوط به آن ترجیع بند کلیه تغییرات و نابسامانیها گردید.
براساس این قرارداد که مطالعه متونش چیزی جز لعن و نفرین بر جا نمی گذارد ویلیام دارسی انگلیسی متعهد گردید در مقابل بهره برداری از منابع نفتی جنوب ایران سالیانه فقط شانزده درصد به عنوان حق الامتیاز از منابع حاصله به دولت ایران بپردازند.تلاش دارسی پس از هفت سال بالاخره در سال ۱۲۸۷ در مسجد سلیمان به ثمر رسیده و چاهی که در این ناحیه حفر شده بود به نفت برخورد.
به دنبال این موفقیت ناگهان انگلیس روی کار آمده و بر امتیاز دارسی چیره شد و تمام امور را بدست گرفت بالاخره در سال ۱۳۳۰ بدنبال مبارزه ای سخت و طولانی و در اثر مجاهدتهای رهبران مذهبی و سیاسی وقت و حمایت بی دریغ مردم از آنان نفت ایران ملی شد.

کاشف نفت:
مصرف نفت در گذشته به علت عدم دسترسی به این ماده حیاتی اختصاص به یک نوع مصارف جزئی داشت یعنی در نقاطی که نفت به صورت خود جوش یا حفریت ابتدائی بدست می آمد در حد همان منطقه و در مصارفی کم اثر خلاصه می شد. اما با روی کار آمدن حفاری های علمی مصرف نفت بالا گرفت و با بالا رفتن مصرف ارزشهای
آن هم بیشتر شناخته شد.
بهمین خاطر اولین عملیات حفاری را که در سال ۱۸۵۹ صورت گرفت باید بعنوان نقطه عطف در تاریخ صنعت نفت بحساب آورد.

منشاء نفت و تشکیل مخازن نفتی:
می دانیم که سنگهای متشکله پوسته زمین را دو دسته بزرگ تشکیل می دهند.یکی از سنگهای آتش فشانی که به صورت گداخته ازاعماق زمین خارج شده و پس از سرد شدن به صورت فعلی باقی مانده و دیگری سنگهای رسوبی که توسط آب باران و جریان رودخانه ها به داخل دریاها رانده شده و طی سالهای زیاد طبقه طبقه روی هم انباشته و بر اثر فشار طبقات متراکم گشته اند. امروزه اکثر دانشمندان معتقدند که نفت باقیمانده حیوانات و نباتاتی است ذره بینی با اسم “پلانگتون” که اجساد آنها در لابلای رسوبات گفته شده باقیمانده و سپس بر اثر فشار و حرارت و فعل و انغعالات شیمیائی بصورت نفت تغییر یافته و میان خلل و فرج برخی از لایه های زمین محبوس مانده اند.
نفت خام از ترکیبات بیشمار هیدروژن و کربن بوجود آمده که معمولا” هیدروکربن نامیده می شود. در ترکیبات نفت خام مقادیر بسیار کمی از عناصر دیگر نیز وجود دارند که ناخالصی آنرا تشکیل می دهند.این هیدروکربورها بنابر نسبت ترکیب کربن و هیدروژن دارای خواص متفاوت بوده و از لحاظ رنگ و شکل,سبکی یا سنگینی با یکدیگر متفاوت هستند. بعضی خیلی سبک بوده به صورت گاز میباشند و برخی مایع و پاره ای کاملا” جامد هستند مانند آسفالت و قیر. بنابراین هیدروکربورها بر حسب شرایط اولیه در هر نقطه از زمین به صورتهای مختلفی یافت می شود. نفت خام که معمولا” مقداری آب شور و گاز بهمراه دارد در حفره های بسیار ریز قسمتهای مناسبی از قشر زمین که
اصطلاحا” آنها را تله های نفت گیر (Oil Traps) مینامند در طول سالیان دراز انبار شده
اند.

چگونگی تشکیل و منشاء بسیاری از مواد معدنی منجمله نفت بوسیله آزمایشهای شیمیایی و ذره بینی معلوم می گردد. مثلا” با آزمایش ذره بینی زغال سنگ و تحقیق در چگونگی تشکیل لایه های مجاور معدنی آن معلوم می شود که منشاء زغال سنگ درختهایی است که در سواحل دریاهای قدیم می روئیدند و سپس در زیر لایه های متعدد زمین مدفون گشته و پس از گذشت زمان بصورت رگه های زغال سنگ درآمده اند. اما طرز تشکیل نفت را نمی توان با آزمایشهای ذره بینی و یا

آزمایش سنگی که در آن جمع شده معلوم ساخت زیرا نفت مایعی روان که از نقطه ای به نقطه دیگر جریان یافته و در نتیجه ممکن است در جایی غیر از محلی که بوجود آمده است جمع گردد.
نفت بصورت دریاچه یا رود در انبار زیرزمینی قرار نگرفته بلکه در بین قسمتی از منافذ ریز و خلل و فرج لایه های مخصوص زمین یافت می شود و بقیه فضای این خلل و فرج را آب گرفت

ه است. لایه هایی که نفت در آن جا گرفته بیشتر سنگ های آهکی و منفذدار و متخلخل است.
در این لایه های منفذدار آب و نفت و گاز با هم جای گرفته اند, منتها به ترتیب وزن مخصوص آنها, آب که از همه سنگین تر است در زیر نفت و گاز در بالای آن.

هجرت نفت:
بطور کلی می توان نفت و گاز به صورت قطرات یا حبابهای بسیار کوچکی تشکیل یافته و قسمتی از خلل و فرج لایه ای که در آنجا بوجود آمده اشغال می کند. قسمت دیگر این خلل و فرج را معمولا” آب نمک دریا که در آنجاگیر افتاده است می گیرد. لایه های رسوبی را که قطرات نفت در آنجا بوجود می آید اصطلاحا” مادر سنگ یا لایه نفت زا می گویند. قطرات نفت به ندرت در همان محل و لایه ای که تشکیل یافته می مانند,بلکه براثر عواملی از آنجا حرکت کرده و در لایه دیگری بنام مخزن جمع می شوند این حرکت و تغییر محل را در اصطلاحا” هجرت نفت می گویند.
هجرت نفت شامل دو مرحله جداگانه است:
یک حرکت نفت آب و گاز از لایه اصلی یا مادر سنگ مخزن که آن را هجرت نخستین گویند و دیگر حرکت آن درون سنگ مخزن که در نتیجه جدا شدن گاز و نفت و آب و قرار گرفتن آنها بصورت وزن مخصوص صورت می گیرد, این را هجرت دوم می نامند. طی این مرحله است که در سنگهای مخصوصی بنام نفت گیر به دام می افتد و از همین جاست که نفت استخراج می شود. البته حرکت یا هجرت نفت به کندی صورت می پذیرد و سرعت آن معادل سی تا شصت سانتی متر در سال است و اینجا معلوم می گردد که میلیونها سال گذشته تا منابع امروزی نفت در اعماق زمین تشکیل یابد.

ترکیبات نفت خام:
قسمت اعظم نفت خام از هیدروکربنهایی تشکیل شده است که عموما” از مقادیر کمی اکسیژن،گوگرد،ازت،وانادیوم و غیره در آن یافت می شود. عملیات فیزیکی در پالایش نفت مانند تقطیر تابع خواص هیدروکربنهای موجود آن و عملیات شیمیایی مانند تصفیه و گوگرد،ازت و غیره می باشد.

انواع گوناگون هیدروکربنهای نفت خام را در سری های مختلف می توان طبقه بندی نمود که از آن جمله مهمترین آنها پارافین ها،نفتین ها،آروماتیک هاو الفین ها می باشند.

پارافین ها:
اتمهای کربن با اتصال به اتمهای هیدروژن در طول یک خط ساختمان زنجیری پارافینهای نرمال را تشکیل می دهند ساده ترین پارافین که هیدروکربنی بسیار سبک است متان(CH4) نام دارد. پارافین بعدی در این سری اتان (C2H6) می باشد. متان و اتان از آنجائیکه در شرایط معمولی مایع نمی شوند به گاز خشک معروفند. مولکولهای بعدی این سری پروپان(C3H8) و بوتان(C4H10) می باشد اگرچه در شرایط متعارفی بصورت گاز هستند ولی به راحتی مایع شده و در مخلوط های مناسب به عنوان گاز مایع مصرف می شوند. مولکول بعدی که اولین پارافین مایع در شرایط متعارفی است پنتان(C5H12) نام دارد. پارافینهای نرمال می توانند از متان شروع شده و به پلیمرهایی شامل هزاران کربن در طول یک زنجیر ساده خطی ختم می شوند.

ایزوپارافین ها(ISO-ParaffinS):

ایزومرهای پارافین های نرمال هستند که در آن هر اتم کربن می توانند به یک و یا چهار اتم کربن دیگر بپیوندد.در پارافین ها با افزایش اتمهای کربن نقطه جوش بالا می رود ولی عموما” در تعداد مساوی کربن ایزوپارافین نسبت به پارافینها دارای نقطه جوش و ذوب پائین تر و عدداکتان بالاتر هستند فرمول کلی پارافینها CnH2n+2 می باشند که در آن n برابر تعداد کربن است.

نفتین ها:
نفتین ها شکل دیگری از هیدروکربنهای پارافین هستند که تقریبا” در همه انواع نفت خام وجود دارند. در این سری کربنها با پیوند با هم تشکیل یک حلقه بسته می دهند به این دلیل گاهی هم آنها را سیکلوپارافین (Cyclo-Paraffin) می نامند. ساده ترین نوع اشباع شده این سری سیکلوپروپان می باشد که در آن سه اتم کربن و شش اتم هیدروژن تشکیل مثلث را داده اند.

الفین:

الفین ها به پارافین های اشباع نشده اطلاق می گردد. در این ترکیبات دو اتم کربن به
جای اشتراک در یک جفت الکترون ،در دو جفت الکترون اشتراک دارند و اتصال مضاعف می باشند. ساده ترین الفین ،اتیلن C2H4 است که در آن دو اتم کربن در دو جفت الکترون شریک بوده و بقیه ظرفیت را با اتمهای هیدروژن پر می کنند. اتمهای متعدد کربن در ترکیبات الفین می توانند بصورت خطی مانند پارافین ها قرار گیرند گاهی ممکن است بیش از یک اتصال مضاعف در یک مولکول وجود داشته باشد مانند بوتادی انC4H6 که در آن صورت آنها را دی الفین می نامند.

ترکیبات متفرقه:
نمک که بصورت آب نمک به همراه نفت خام به دستگاههای پالایشی وارد می شود یکی از ناخالصی های عمده است که باعث گرفتگی مبدلهای حرارتی و تولید کک در لوله های کوره می گردد علاوه بر این نمکهای کلره مخصوصا” کلرورمنیزیم تولید اسیدکلریدریک می نمایند که خوردگی در دستگاههای پالایش بویژه در قسمتهای فوقانی برج تقطیر را سبب می گردد.

ازت:

هر چند که ترکیبات ازته نفت خام اهمیت چندانی ندارد ولی باعث کاهش فعالیت کاتالیستهای مورد استفاده در دستگاه کراکینگ و مرغوب سازی بنزین شده و گاهی اوقات با تشکیل نمکهای مختلف گرفتگی مسیر گازهای گردشی را موجب می گردند.

ترکیبات گوگرد:
گوگرد به اشکال مختلف مانند گوگرد خالص،هیدروژن سولفورهH2S و یا ترکیبات آلی گوگرد مانندR-SH در نفت خام وجود دارد ترکیبات گوگرددار در نفت خام باعث خورندگی بوی بد وسوختهای نفتی می گردند. به همین دلیل قیمت نفت خام با افزایش گوگرد موجود در آن کاهش می یابد. از متداول ترین ترکیبات آلی گوگردی نفت خام می توان مرکاپتانها،سولفیدها،دی سولفیدها و سولفیدهای حلقوی را نام برد.

فلزات:
فلزات به مقدار کم در حدود چند PPm در ترکیبات آلی نفت خام یافت می شود که از
این جمله می توان آهن،نیکل،آرسنیک و غیره را نام برد وجود فلزات حتی در مقادیر بسیار کم نیز می تواند برای کاتالیستهای مورد استفاده دستگاههای پالایشی بسیار
خطرناک باشد. قسمت اعظم فلزات در برشهای سنگین نفت مانند ته مانده برج تقطیر در
خلاء قرار می گیرند.

ماسه،مواد معدنی و آب:
این مواد که بصورت تعلیق در نفت خام وجود دارند در یک آزمایش کلی اندازه گیری می شوند که آزمایش B.S.AND W. (BASE SEDIMENT AND WATER) نامیده می شود.

اکتشاف،حفاری،بهره برداری و حمل و نقل:
امروزه اکتشاف نفت متضمن انجام یک رشته عملیات گوناگون زمین شناسی و ژئوفیزیکی و غیره است،مانند عکس برداری هوایی،نقشه برداری،لرزه نگاری،ثقل سنجی،حفرچاه برای نمونه گیری از خاک،حفرچاه آزمایشی و غیره.
باید در نظر داشت که این روشها کاملا”مجزا و مستقل از یکدیگر نیستند بلکه اغلب مکمل یکدیگرند یعنی ابتدا با استفاده از وسایل زمین شناسی از قبیل عکس برداری هوایی و نقشه برداری و مطالعات آنها اطلاعاتی از وضع زمین کسب می کنند و بعد به کمک وسایل ژئوفیزیکی مثل سنجش خواص مغناطیسی زمین لایه هایی را که برای تشکیل مخزن نفت مناسب به نظر می رسد معلوم می نمایند. پس از اخذ نتیجه مثبت کار حفاری چاه آغاز می گردد. حفرچاه به چند طریق انجام می شود. امروزه حفاری چاههای نفت و گاز اصولا” با روش مته دوار،مته توربینی انجام می پذیرد و روشهای دیگری نیز در مرحله تحقیق می باشد و همچنین در حفر چاههای کم عمق آب از دستگاههای حفاری ضربه ای استفاده می شود.

بعد از اتمام حفاری لایه نفت یا گازدار عملیات نصب لوله ها و شیرهای بهره برداری انجام می گیرد و در نواحی اکتشافی چاه مورد آزمایش قرار می گیرد و مقدار بهره دهی و فشار و دیگر خواص آن بررسی می گردد.
در برخی نقاط مانند ایران برای استخراج نفت از مخزن زیرزمینی احتیاجی به تلمبه نیست زیرا نفت در اثر فشار موجود در طبقات نفت دار به سطح زمین می رسد. اما
مخازن نفتی بعضی از کشورهای دیگر دارای فشار کافی نبوده و نفت ازچاه خارج
نمی شود و برای استخراج آن باید تلمبه بکار برد. نفت خام بعضی از منابع مانند ایران و سایر منابع خاورمیانه در موقع خروج از چاه مقداری گوگرد بهمراه دارد. این گوگرد به صورت خالص در نفت خام حل گردیده و یا بصورت گاز هیدروژن سولفوره با آن همراه است. اگر گوگردی که با نفت خام همراه است در آن باقی بماند در موقع عمل پالایش و عبور از درون دستگاهها و یا هنگام مصرف در موتورها

تبدیل به جوهر گوگرد شده و در نتیجه به دستگاهها و ماشین آلات آسیب می رساند.می دانیم که جوهر گوگرد که آن را اسیدسولفوریک می گویند ماده خطرناکی است که می تواند بسیاری از مواد را سوزانده و یا خراب کند. از این رو باید گوگرد محلول در نفت خام و گاز هیدروژن سولفوره را از آن جدا کرد تا چنین خسارت به بار نیاید.بدین منظور دستگاهی در واحد بهره برداری نصب می کنند که با عمل خود گاز هیدروزن سولفوره را از نفت جدا می سازد. مقداری از گوگردی که در پالایشگاه از نفت خام جدا می گردد در خود صنعت نفت استفاده می شود زیرا در پالایشگاه مقادیر زیادی جوهر گوگرد در تصفیه و شستشوی نفت بکار می رود.

حمل و نقل نفت:
تا پیش از پیدایش صنعت نفت این ماده را بوسیله مشک و امثال آن از جایی به جای دیگر می بردند.در آغاز پیدایش صنعت نفت آن را با بشکه های چوبی حمل و نقل می کردند. اما به موازات پیشرفت صنایع،وسایل حمل و نقل نفت نیز رفته رفته راه تکامل پیمود به نحوی که امروزه در برخی موارد هزینه حمل و نقل چند لیتر مواد نفتی از شهری به شهر دیگر برابر هزینه ارسال یک نامه است.
۱٫ خط لوله:
شبکه لوله در صنعت نفت حکم شریان را در بدن دارد. توسط لوله است که نفت خام از منبع زیرزمینی به بالا منتقل شده و از آنجا به انبارهای موقتی و سپس به پالایشگاه و یا بنادر و مراکز بارگیری ارسال می گردد.
فراورده های نفتی نیز از پالایشگاه به مراکز پخش و مصرف غالبا” توسط لوله فرستاده می شود. به علت اینکه لوله کشی هزینه زیادی در بر دارد بعد از بررسی اگر تصمیم گرفته شد که لوله کشیده شود نخست توسط کارشناسان بررسی به عمل می آید تا مسیر خط لوله تعیین گردد.
برای اینکه لوله زنگ نزده و فاسد نشود آنرا با مواد گوناگون عایق می کنندکه عایق

کننده عبارتند از :قیر،کاغذ،لفاف قیراندود،پنبه نسوز،نمد و الیاف شیشه ای و در
نقاطی که لوله ازباتلاق یا آب عمیق می گذرد یک زره سیمان مسلح نیز روی آن کشیده می شود.این زره بتون آرمه هم وزن لوله را زیاد کرده وآن را در بستر آب قرار می دهد و در نتیجه مانع نوسان آن می گردد و هم آنکه آنرا از زنگ زدن محافظت می کند. البته قبلا” نوع خاکی که لوله از آن می گذرد آزمایش می شود تا معلوم گردد چه نوع مواد شیمیایی در آن هست که ممکن است روی لوله اثر بگذارد.
۲٫ حمل و نقل دریایی:
کشتی های نفتکش از ورقه های پولادین ساخته می شوند منتها موتور خانه آنها عموما” در قسمت عقب کشتی جا دارد تا اولا” میل لنگ در طول کشتی و از وسط انبارهای نفت نگذرد و ثانیا” بین موتورخانه و انبارهای نفت فاصله ای باشد. آشپزخانه و دیگهای بخار نفتکش نیز در قسمت عقب آن قرار دارد تا از انبارها جدا بوده و خطری پیش نیاید.هر کشتی انبارهای متعدد دارد انبارهای متعدد نیز بر اثر تجربه معمول گردید.از جمله سودی که تعداد انبارها دارد اینکه می توان در هر یک نوعی ماده نفتی حمل کرد از این رو روی نفتکش یک شبکه لوله و شیرپیچ بکاررفته که مواد مختلفی را بی آنکه با هم مخلوط شوند به مخازن جداگانه هدایت می کنند.
علاوه بر کشتی های نفتکش،کرجی و دوبه هایی هم هستند که در ابهای بین بنادر داخلی رفت و آمد نموده و مواد نفتی را یا به کشتیهای بزرگ یا از بندری به بندر دیگری می رسانند.

پالایشگاه:
پالایشگاه به عنوان مرکز تصفیه نفت خام و تبدیل آن به انواع فراورده های نفتی یکی از مهمترین تاسیسات نفتی بوده و در مجموعه واحدهای بیشمار صنعت نفت از نقش ویژه ای برخوردار است.
به زبان ساده پالایشگاه در واقع همان نقشی را در صنعت بعهده دارد که قلب در بدن انسان ،عمل دریافت و تصفیه و ارسال خون به سایر اعضای بدن را انجام می دهد.پالایش نفت توسط پالایشگاه باعث تداوم حیات در کالبد صنایع،کشاورزی،حمل و نقل و بسیاری از وجوه دیگر در زندگی را تضمین می نماید.

پالایشگاه تهران:
پالایشگاه تهران شامل دو پالایشگاه می باشد پالایشگاه اول یا جنوبی،پالایشگاه دوم یا شمالی.

پالایشگاه اول تهران:
کلنگ ساختمان این پالایشگاه در روز دوم آبان ۱۳۴۴ به زمین زده شد و در روز ۳۱ اردیبهشت ماه ۱۳۴۷ شروع بکار کرد.طراحی پالایشگاه تهران توسط شرکت آمریکایی فلواراینترنشنال و به مشارکت یک گروه آلمانی متشکل از سه شرکت ملی نفت ایران انجام گرفت.ظرفیت این پالایشگاه ۱۵۰۰۰۰ بشکه در روز است نفت خام مورد نیاز پالایشگاه اول تهران بوسیله یک خط لوله ۲۰ و ۱۶ اینچ به طول ۷۵۰ کیلومتر از منابع نفتی اهواز تامین می گردد و هدفی که در طرح ریزی و انتخاب دستگاههای پالایشگاه مورد توجه قرار گرفته فراهم آوردن امکانات تولید حداکثر فراوردههای نفتی میان تقطیر یعنی نفت سفید و نفت گاز بوده است و برای ازدیاد تولید این دو فراورده از آخرین ابداعات و پیشرفتهای صنعت پالایش نفت استفاده گردیده است.هزینه تاسیسات پالایشگاه اول جمعا” بالغ بر ۶۶۳۰ میلیون ریال گردیده است.

پالایشگاه دوم تهران:

افزایش بیش از انتظار روند مصرف فراورده های نفتی در کشور بخصوص در محدوده شمال ایران ساختمان پالایشگاه جدیدی را در جوار پالایشگاه تهران آن هم در فرصتی کوتاه ضروری می دانست. مطالعات فنی این طرح از اواخر سال ۱۳۵۰ آغاز شد و در تیرماه ۱۳۵۱ منجر به عقد قرارداد ساختمان پالایشگاه با شرکت فلورتیسن شرکت مختلط آمریکایی-آلمانی می باشد گردید.
اولین کلنگ ساختمان پالایشگاه دوم در روز ۲۱ فروردین ۱۳۵۲ به زمین زده شد.ظرفیت پالایشگاه دوم ۱۰۰۰۰۰ بشکه در روز معادل شش میلیون متر مکعب در سال است و نفت خام مورد نیاز بوسیله یک خط لوله ۲۶ و ۳۰ اینچ که از منابع نفتی اهواز کشیده شده است.

دستگاههای مختلف پالایشگاه دوم تهران مشابه پالایشگاه اول طرح ریزی و ساخته شده است و فاصله ساختمان دو پالایشگاه در اثر پیشرفت علم و تکنولوژی پدید آمده
است.

مختصری از قسمتهای مختلف پالایشگاه:
دستگاههای اصلی پالایش:
منطقه الف:
دستگاه تقطیر در فشار جو(Atmosphrhc Distilition Unit)
دستگاه تقطیر در خلاء (Vaccum Distilition Unit)
دستگاه تهیه گاز مایع (L.P.G. Unit )
دستگاه کاهش گرانروی (Visbreaker)
منطقه ب:
دستگاه تبدیل کاتالیتی (Platformer)
دستگاه تولید هیدروژن (Hydrogen Unit)
دستگاه ایزوماکس (ISO Max)
واحد روغن سازی (Lube Tower)
استخراج مواد روغنی بوسیله حلالها

مجتمع کارخانجات روغن سازی پالایشگاه تهران:
۱٫ واحد آسفالت گیری (P.D.A) با حلال پروپان
۲٫ واحد فورفورال (F.F.U)

۳٫ واحد موم گیری (M.E.K)
4. واحد تصفیه با هیدروژن (H.F.U)

سرویسهای وابسته به پالایشگاه:
۱٫ واحد تهیه آب صنعتی
۲٫ واحد تولید بخار
۳٫ نیروگاه برق
۴٫ برجهای خنک کننده
۵٫ کمپرسورهای هوا

آزمایشگاه: که از دو قسمت: کنترل و تجزیه تشکیل شده است.
۱٫ قسمت کنترل که به طور شبانه روزی در حال کار می باشد.
۲٫ قسمت تجزیه:
• سنجش گازها
• آزمایشگاه آب
• قسمت محلول سازی
• بررسی رسوبات تشکیل شده در اثر عملیات پالایش

اداره مهندسی پالایش:
۱٫ مهندسی حفاظت فلزات:
• شناخت عوامل خورنده
• شناخت و کاربرد انواع رنگهای صنعتی و مقاوم در برابر خوردگی
• شستشو و تمیزکاری شیمیایی
• حفاظت کاتدی
• نگهداری دستگاههای خارج ار سرویس

۲٫ مهندسی فلزشناسی(متالوژی):

• تفکیک و تشخیص فلزات و آلیاژهای مختلف
• مطالعه و بررسی در مورد کاربرد فلزات و آلیاژهای آن
• مطالعه و بررسی و شناخت عوامل و مکانیسم خوردگی حاصله در دستگاههای مختلف
• بررسی روش ساخت قطعات مختلف
• کاربرد مواد جامد غیر فلزی دیگر همچون پلاستیکها و الاستومرها

۳٫مهندسی آب و بخار و بازیافت:
• کنترل بر روی شرایط سازی و خوردگی آبهای خنک کننده
• کنترل بر روی شرایط سازی و خوردگی آبهای صنعتی
• کنترل و نظارت بر شرایط کار دستگاههای تصفیه
• نظارت دائمی بر شرایط خوردگی
• کنترل آلودگی در آبهای صنعتی،زیر سطحی و هوای محیط صنعتی

اداره کل تعمیرات و خدمات:
۱٫ برنامه ریزی تعمیرات و خدمات
۲٫ تعمیرات و نوسازی
۳٫ سرویسهای تعمیراتی
۴٫ اداره انبار و تدارکات بالا
۵٫ واحدظروف سازی و حلب سازی

بازرسی فنی:
أ‌- کشف معایب و نقاط ضعف دستگاهها
ب‌- تعیین میزان فرسودگی
ت‌- برآورد میزان وسایل یدکی
ث‌- کاهش زمان تعطیل دستگاهها
ج‌- جلوگیری از اتفاقات ناگوار

 

وسایل غیر مخرب جهت بازرسی در حین کار:
a) دستگاههای مختلف ماوراصوت برای اندازه گیری ضخامت و یا کشف معایب داخلی فلزات
b) دستگاههای رادیوگرافی با استفاده از اشعه ایکس و گاما
c) دستگاههای ردیاب مغتاطیسی جهت کشف معایب فلزات مغناطیس شونده
d) رنگهای نفوذ کننده به منظور پیدا کردن ترکها و سایر معایب

کارخانجات روغن سازی:
توسعه سریع صنایع کشور و رشد اقتصادی و رفاه اجتماعی جامعه ایرین در طی ده سال اخیر موجب گردید که روند روغنهای موتور و روغنهای صنعتی نیز به طور بی سابقه ای بالارود و بررسیهائی که انجام گرفت نشان داد که ظرفیت کارخانجات روغن سازی موجود کشور در بخشهای عمومی و خصوصی کفاف تامین احتیاجات آینده را نخواهد داد.بنابراین شرکت ملی نفت ایران تصمیم گرفت که دریک مجتمع روغن سازی به ظرفیت هزار متر مکعب در سال دو مرکز ثقل مصرف و در جوار پالایشگاه تهران که از نظر تامین خوراک و سرویسهای مورد لزوم از قبیل آب،برق و تسهیلات تعمیراتی و سرویسهای فنی حداکثر صرفه جوئی را در برداشته ایجاد نماید.
این مجتمع شامل چهار دستگاه اصلی،آسفالت گیری،استخراج مواد آروماتیکی،موم گیری و روغن با گاز هیدروژن می باشد. دستگاه آسفالت گیری از باقیمانده سنگین نفت خام به منظور تهیه روغن سنگین برای تولید روغن های صنعتی اولین نوع از این دستگاه در ایران می باشد وکشور را از وارد کردن فراورده آن ازخارج بی نیاز نموده است. مجتمع روغن سازی پالایشگاه تهران علاوه بر دستگاههای فوق الذکر شامل سیستم بسیار مدرن امتزاج روغن و کارخانجات ظروف سازی به اندازه های مختلف می باشد.

دستگاه تقطیر روغن خام:
به منظور تهیه انواع سبک،متوسط،سنگین روغن خام برای خوراککارخانجات روغن سازی برش ماده اولیه روغن که از تقطیر ته مانده نفت خام در برج خلاء بدست آمده است مجددا”در این دستگاه در فشاری کمتر از فشار جو تقطیر شده و چهار برش روغن برای طی مراحل بعدی تهیه روغن موتور تولید می گردد.

 

دستگاه گوگردزدائی نفت:
بنزینی که از تقطیر نفت خام بدست می آید در این دستگاه در مجاورت کاتالیست مخصوص و محیطی فشرده از هیدروژن تحت شرایط فشار و حرارت معین تصفیه شده و مواد مضر آن که کاتالیست دستگاه تبدیل کاتالیست را مسموم می کند از قبیل ترکیبات گوگرد و ازتی تبدیل به هیدروژن سولفوره و آمونیاک گردیده و از نفت خام جدا می شوند.

دستگاه تبدیل کاتالیستی:
عمل دستگاه کاتالیستی بالابردن درجه اکتان باآرام سوزی بنزین می باشد. در مجاورت کاتالیستهای طلای سفید یا طلای سفیدورنیوم در محیطی فشرده از هیدروژن مولکولهای بنزین در اثر فعل و انفعال شیمیایی تغییر ماهیت داده به هیدروکربورهای دیگر از جمله آروماتیک ها که دارای درجه اکتان بالاتری هستند تبدیل می شوند. فراورده اصلی این دستگاه بنزین مرغوبی است که در پالایشگاه اول درجه اکتان آن۹۵ و در پالایشگاه دوم ۹۸ می باشد.فراورده های دیگر این دستگاه عبارتند از هیدروژن و گاز مایع.در پالایشگاه اول کاتالیست یک فلزی و در پالایشگاه دوم از کاتالیست دو فلزی استفاده شده است.
کاتالیست دو فلزی برای اولین بار در پالایشگاه دوم برای بالا بردن اکتان و کم کردن سرب بنزین مورد استفاده قرار گرفته است.

دستگاه کاهش گرانروی:
نفت سیاه سنگینی که از پایین برج تقطیر خلاء بدست می آید به علت گرانروی زیاد قابل عرضه به بازار بعنوان نفت کوره نمی باشد. برای بهبود گرانروی این محصول از دستگاه کاهش گرانروی استفاده می گردد. این فرایند یک نوع عمل ملایم شکستن مولکولهای هیدروکربورهای سنگین است که تحت شرایط معین فشار و حرارت انجام می گیرد و در نتیجه این عمل مولکولهای سنگین شکسته و تبدیل به مواد سبکتر می شوند و گرانروی نفت کوره کاهش می یابد. فراورده این دستگاه عبارتند از:گاز،بنزین با درجه اکتان پایین و نفت کوره.

دستگاه تقطیر:

نفت خام دارای ۶۰-۷۰ درجه حرارت است که در ۶۳۰ درجه فارنهایت و یک اتمسفر شروع به شکستن می کند و برای اینکه به درجه حرارت ۶۳۰ درجه فارنهایت برسد ابتدا در داخل مخزنهای نفت خام (پالایشگاه تهران دارای ۹ مخزن نفت خام است)توسط بخار ۶۰ پوند تا حدود ۶۰-۱۰۰ درجه فارنهایت گرم شده سپس وارد دستگاه نمک گیر شده تا حدالامکان نمک و آب موجود در داخل نفت خام گرفته شود. در ضمن مقدار حرارت آن بالاتر رفته وارد مرحله اول مبدل حرارتی شده تا حدود ۳۵۰ درجه فارنهایت حرارت بالا می رود سپس وارد قسمتی بنام Flash Drum شده و یک مقدار مواد سبک آن گرفته شده و بعدا” با فشار حدود ۳۵۰ پوند مجددا” به داخل مبدل حرارتی وارد شده تا حدود ۴۵۰ درجه فارنهایت حرارت بالا می رود.حال وارد کوره شده در حرارتی حدود ۶۳۰-۶۵۰ درجه فارنهایت گرم شده و بعدا”وارد دستگاه اتمسفریک می گردد.

نفت خام به علت اینکه دارای مقداری ترکیبات گوگردی و مقدار جزئی ترکیبات ازتی است قبل از ورود به واحد مقداری سودای سه درصد به آن تزریق می کنند این سودا با H2S.HCL موجود در نفت خام تبدیل به نمک می شود.
نخستین مرحله پالایش نفت خام،تقطیر در فشار جو می باشد.نفت خام بر اساس دمای جوش تحت فشار و گرمای معینی در این دستگاه به برشهای مختلف و مورد نیاز تقسیم و از یکدیگر جدا می شوند. برشهایی که از دستگاه تقطیرپالایشگاه تهران بدست می آید عبارتند از: مخلوطی از گاز،گاز مایع و بنزین،نفتا،نفت سفید و نفت گاز و ته مانده برج تقطیر.
برج اتمسفر دارای ۴۳ عدد سینی جهت تفکیک نفت خام که ۵ عدد از این سینیها در پایین و در ۳۸ عدد سینی در بالا قرار دارد و بین این دو قسمت Flash Done نامیده می شود که نفت خام گرم شده همراه با بخار ۶۰ پوند به همین قسمت وارد می شود.
در این قسمت مجموعا” پنجاه درصد محصول از نفت خام گرفته می شود. فراوردههای سبک برای تکمیل مراحل پالایش به دستگاههای دیگر فرستاده می شود. نفت سفید و گاز به مخازن مربوطه و باقیمانده برج تقطیر به دستگاه برج خلاء ارسال می گردد.

دستگاه تقطیر در خلاء:
مرحله دوم پالایش نفت خام ، تقطیر ته مانده برج تقطیر است که در فشاری کمتر از فشار جو می باشد خلاءدارای ۳۴ سینی است و در این واحد حرارت نسبت به اتمسفر حدود ۷۵۰ درجه فارنهایت و برعکس فشار پایین است و درقسمت پایین برج فشار در حدود ۱۲۰ میلی متر جیوه و در قسمت بالا ۴۰ میلی متر جیوه می باشد.
برشهایی که در این مرحله از تقطیر بدست می آید عبارتند از: نفت گاز سنگین،نفت گاز موم دار که برای خوراک دستگاه ایزوماکس مورد استفاده قرار می گیرد. ماده های اولیه روغن موتور و نفت سیاه به استثنای نفت گاز سنگین که پس از مخلوط شدن با نفت گاز سبک قابل عرضه به بازار می باشد. سایربرشهای فوق هر یک باید مراحل پالایشی مختلفی را طی نمایند تا فراورده های نهایی با مشخصات مورد نظر بدست آید.

 

دستگاه ایزوماکس:
فراورده های میان تقطیری که از تقطیر نفت خام بدست می آید نمی تواند جوابگوی احتیاجات بازار داخلی ایران در مورد نفت سفید و نفت گاز باشد برای ازدیاد تولید
نفت سفید و نفت گاز و در نتیجه ایجاد موازنه بین تولید و مصرف این فراورده
ها،در پالایشگاه تهران دو دستگاه ایزوماکس نصب گردیده است. این دستگاهها از جدیدترین پدیده ها و ابداعات صنعت پالایش نفت در جهان می باشد. در دستگاه ایزوماکس در مجاورت کاتالیست مخصوص و تحت فشار و حرارت زیاد در محیطی فشرده از هیدروژن مولکولهای سنگین نفت گاز موم دار که از دستگاه تقطیر خلاء حاصل گردیده است شکسته و اشباع شده و تبدیل به فراورده های سبک می گردد عبارتند از:گاز،گازمایع،بنزین،نفت سفید و نفت گاز.
چون در این دستگاه عمل گوگردزدایی نیز انجام می گیرد کلیه فراورده های حاصله مستقیما” قابل عرضه به بازار می باشد و گوگرد این فراورده ها را به حداقل می رساند.

تهیه گاز مایع:
گاز مایع عبارت است از مخلوطی از پروپان و بوتان که در تحت فشار به صورت مایع نگهداری شده و در موقع مصرف به صورت گاز از مخزن خارج شده می سوزد.مواد سبکی که از دستگاههای تقطیز نفت خام و تبدیل کاتالیستی و ایزوماکس بدست می آید،مخلوطی از متان ،اتان،پروپان،بوتان و پنتان می باشد که در دستگاه تهیه گاز مایع ابتدا گازهای متان و اتان بوسیله عمل تفکیک از سایر گازها جدا شده و به دستگاه تصفیه گاز فرستاده می شود و سپس پروپان و بوتان و پنتان در مراحل بعدی بوسیله تقطیر در شرایط معین فشار و حرارت از یکدیگر جدا می گردند.

فراورده های پروپان و بوتان بر حسب احتیاج و شرایط فصلی به نسبتهای مورد نظر مخلوط شده و به مخازن مخصوص کروی فرستاده می شود و محصول پنتان به بنزین موتور اضافه می شود.

دستگاههای تصفیه گاز و بازیابی گوگرد:

این دستگاه برای زدودن هیدروژن سولفوره از گازهای پالایشگاه نصب گردیده و منظور اساسی از نصب این دستگاهها در مرحله اول جلوگیری از آلودگی هوا و در مرحله ثانی تهیه خوراک مناسب دستگاههای تهیه هیدرمژن و بالاخره تولید گوگرد می باشد که بعنوان یک محصول فرعی پالایشگاه به بازار عرضه می گردد. در این دستگاهها از ماده شیمیاییMono Ethano Amino برای جذب هیدروژن سولفوره که بوسیله آمین جذب شده در برج مخصوص از آن جدا گردیده و برای تهیه گوگرد به دستگاه بازیابی گوگرد فرستاده می شود و آمین احیا شده مجددا”به سیستم جذب بر می گردد.
دردستگاه بازیابی گوگرد سولفوره بدست آمده و در دستگاه تصفیه گاز سوزان

ده شده و از ترکیب انیدرید سولفوره حاصله بابقیه هیدروژن سولفوره در مجاورت کاتالیست مخصوص گوگرد تولید می گردد.

دستگاه تولید هیدروژن:
هیدروژن مورد نیاز دستگاههای ایزوماکس در دستگاههای هیدروژن پالایشگاه تهیه می گردد خوراک این دستگاهها گازهای سبک مانند متان،اتان و پروپان است.
این گازها تحت شرایط معینع با بخار آب مخلوط شده و از کوره تبدیل که حاوی کاتالیست مخصوص است عبور می نماید. گازهای نفتی با بخار آب در مجاورت کاتالیست ترکیب شده و تبدیل به هیدروژن و مونوکسیدکربن می شود. در مراحل بعدی اکسیدهای کربن از گازهای هیدروژن جدا شده و گاز هیدروژن با درجه خلوص ۹۶٫۵ درصد (حاوی ۳٫۵ درصد متان) بوسیله کمپرسورهای مخصوص فشرده شده و به دستگاه ایزوماکس ارسال می گردد.

کارخانجات روغن سازی پالایشگاه تهران واحدهای تهیه آسفالت:
دو واحد آسفالت سازی محصول واحد اول برای تهیه قیر لازم جهت آسفالت خیابانها و راههای طراحی گردیده که از تماس محصول باقیمانده برج خلاء با هوای فشرده در دمای معینی صورت می گیرد.محصول واحد دیگر برای قیراندود کردن پشت بامها بکار می رود.

دستگاه آسفالت گیری:
این دستگاه که برای اولین بار در ایران نصب گردید ته مانده تقطیر در خلاءبا پروپان مایع تحت شرایط معین حرارت و فشار مخلوط می گردد روغن بدون آسفالت که درپروپان مایع حل شده در مراحل بعدی از آن تفکیک گردیده و پس از گذراندن مرحله استخراج با حلال و موم گیری تصفیه و با گاز هیدروژن به مخازن مربوطه فرستاده می شود. محصول نهایی که روغنی است سنگین و برایت استاک نامیده می شود و برای تهیه روغن دنده و سایر روغنهای صنعتی بکار می رود و همچنین با مخلوط کردن روغن های سبک انواع روغن های موتور می توان ساخت.

دستگاه استخراج مواد آروماتیکی:
هیدروکربورهای آروماتیکی موجود در برشهای روغن خام حاصله از تقطیر در مقابل عمل اکسیداسیون ناپایدار بوده و نوسان گرانروی آنها در مقابل تغییرات دما بسیار زیاد و اندیس گرانروی آنها پایین است که برای تهیه روغن مرغوب باید از روغن استخراج گردند.

در دستگاه استخراج مواد آروماتیکی روغن خام با مایع فورفورال و در شرایط مشخص هیدروکربورهای حلقوی در فورفورال حل شده و از سیستم خارج می گردند که مواد آروماتیکی آن خارج گردیده برای طی مراحل بعدی پالایش به دستگاه موم گیری فرستاده می شود مایع فورفورال نیز بعد از جدا شدن از هیدروکربورها مجددا” به سیستم عودت داده می شوند.

دستگاه موم گیری:
مواد مومی موجود در برشهای روغن خام فاقد ارزش روغن کاری بوده و به علاوه باعث بالا رفتن نقطه ریزش روغن و انجماد آن در حرارت پایین می گردند.
برای جداکردن این مواد از روغن فراورده دستگاه استخراج مواد آروماتیکی در تحت شرایط مشخص عملیاتی و در برودت با حلال ویژه ای شامل بنزن و تولوئن می باشد مخلوط می گردد و موادمومی که در حلال محلول نمی باشد متبلور گردیده در صافی های دوار مخصوص از آن جدا می گردند و روغن موم گیری شده محلول در حلال بوسیله عمل تقطیر از آن جدا گردیده برای تصفیه نهایی به دستگاه تصفیه با گاز هیدروژن فرستاده می شود.

 

دستگاه تصفیه روغن با گاز هیدروژن:
روغن خام پس از طی مراحل استخراج مواد آروماتیکی و جدا کردن مواد مومی چون هنوز از نظر رنگ و پایداری مناسب احتیاجات نمی باشد در این دستگاه در مجاورت کاتالیست مخصوص و در شرایط معین فشار و حرارت و در محیطی فشرده از هیدروژن مورد تصفیه نهایی قرار می گیرد و ترکیبات ناپایدار گوگردی و ازتی آن تبدیل به هیدروژن سولفوره و آمونیاک گردیده و از سیستم خارج می گردد و روغن حاصله که روغن پایه نامیده می شود برای تهیه فراورده ها روغنی نهایی به دستگاه استخراج روغن فرستاده می شود.

دستگاه استخراج روغن:
روغنی که مراحل مختلف پالایش را به شرح فوق طی نموده است هنوز مشخصات کامل و مورد نیاز برای سطوح مرغوبیت و شرایط مورد مصرف را دارا نمی باشد. در این دستگاه روغن پایه با مواد افزودنی معینی برای بهبود خواص مختلف آن مانند مقاومت در مقابل دما-ضد زنگ زدگی و جلوگیری از کف کردن و غیره مخلوط گردیده و روغن نهایی حاصله برای پر کردن در ظروف مختلف به دستگاه ظروف سازی و ظرف پرکنی فرستاده می شود.

واحد ظروف سازی:
واحد ظروف سازی از چهار خط مجزا به منظور مظروف کردن روغن تشکیل شده است این چهار خط عبارتند از:
۱٫ خط یک لیتری به منظور تهیه قوطی یک لیتری

۲٫ خط چهار لیتری به منظور تهیه قوطی چهارلیتری
۳٫ خط بسیت لیتری به منظور تهیه چلیک بیست لیتری
۴٫ خط دویست و ده لیتری به منظور تهیه بشکه
قوطی یک و چهار لیتری حلب و چلیک بیست لیتری و بشکه دویست لیتری از ورق آهن ساخته می شود. بدنه قوطی ها یک و چهار لیتری و همچنین بدنه چلیک بیست لیتری قبلا” لیتوگراف می گردد.
در انتهای هر یک از خطوط چهارگانه دستگاه مخصوص جهت پرکردن ظروف از روغن تعبیه شده است روغن های ساخت روغن سازی تهران را ریول می نامند. سه نوع روغن موتور ریول به اسامی چهارفصل،لار و ارژن در ظروف فلزی که با رنگهای مشخص تزئین شده پر می شوند. یاسر انواع روغن ها از قبیل روغن هیدرولیک،روغن توربین،روغن دنده،روغن نساجی و غیره فقط در بشکه های دویست و ده لیتری پر می گردند.

سرویس های آب و برق و بخار:
آب: آب مصرفی پالایشگاه بوسیله سازمان آب منطقه ای تهران توسط دو خط لوله ۵۰ سانتی متری و ۴۰ سانتی متری به ترتیب از سد امیر کبیر و سد لتیان تامین می گردد. به منظور حداکثر صرفه جوئی در مصرف آب به طوریکه از نظر اقتصادی مقدور باشد در طراحی دستگاهها حداکثر استفاده از سردکننده های هوایی به عمل آمده است و در مورد خنک کننده های آبی با ایجاد برجهای خنک کننده آب نهایت صرفه جویی در مصرف آب عملی گردیده است.

بخار: مجموعا” هفت دستگاه دیگ بخار در پالایشگاه تهران نصب گردیده است که احتیاجات دستگاههای پالایش و توربینهای تولید برق را تامین می نماید.

برق: برق مورد نیاز پالایشگاه از شش مولد تامین می گردد اتصالات لازم برای استفاده از برق منطقه ای در جهت روشنایی در موارد اظطراری نیز پیش بینی گردیده است.

اندازه گیری مقدار جذب بوسیله E.E.L :

محلولهای لازم برای آزمایش و رفرنس را آماده کنید. سلهای مناسب را انتخاب نموده از تمیز بودن آنها کاملا” اطمینان پیدا نمایید.
بدون آنکه دستگاه را به برق بزنید سوئیچ را روی ON بگذارید. دقت کنید که عقربه دستگاه دقیقا” روی علامت بی نهایت قرار گیرد. اگر لازم بود با یک پیچ گوشتی خیلی با دقت و آهسته پیچ تنظیم زیر صفحه درجه نما را طوری بگردانید که عقربه روی بی نهایت قرار گیرد. گردونه کنترل ازدیاد نور را روی حداقل بگردانید.
دستگاه را به برق وصل کنید. دسته بدنه نگهدارنده سل را به جلو بکشید در قسمت سل را باز کنید. یکی از سلها را با آب مقطر و یا محلول Blank که برای متد مورد استفاده خود انتخاب کرده اید پر کنید و سل دیگر را با نمونه پر کنید. دقت کنید که سلها را از دو پهلوی آن بگیرید و جابجا کنید و هرگز آن را از دو انتها که نور از آن عبور می کند و باید پاکیزه بماند بلند نکنید. سلهای کمتر از ده سانتی متر را در انتهای بدنه قرار دهید. سلها را در جای خود محکم کنید. فیلتر مناسب را با گردانیدن گردونه فیلتر انتخاب کنید.
در قسمت سل را ببندید. سل Blank را توسط دسته مربوطه مقابل نور قرار دهید و گردونه ازدیاد نور را بچرخانید در بالای درجه بندی دقیقا” روی صفر قرار گیرد.
سل نمونه را توسط دسته مربوطه در معرض نور قرار دهید. انحراف بلافاصله عقربه نشان دهنده غلظت نسبی محلول می باشد. نتیجه را از روی منحنی استاندارد که قبلا” مطابق متد بالا کالیبره کرده اید تعیین نمایید.
بعد از تمام شدن آزمایش دستگاه را خاموش کنید و سل را از جای خود در آورده و تمیز کنید.

نمونه های کدر:
این اندازه گیری بطور ساده کدورت نسبی نمونه های بی رنگ را اندازه می گیرد. روش عمل مانند Blank آب مقطر و فیلتر ND خواهد بود. برای نمونه های رنگی از فیلتر هم رنگ نمونه به کارببرید.

انتخاب فیلتر:

از روی جدول رنگ فیلتر ها و طول موج مربوط به آن فیلتر را مشخص کرده مثلا” ۶۰۱ و فیلتر ۶۰۴ سبز رنگ می باشند که طول موج آنها ۴۲۰ و ۵۲۰ می باشد. با توجه به جدول شماره یک فیلتر را انتخاب نموده برای مثال اگر رنگ نمونه شما سبز متمایل به زرد بود این رنگ مکمل رنگ بنفش فیلتر می باشد که فیلتر آن ۶۰۱ می باشد. اگر طول موج عنصر مورد آزمایش را هم بدانیم می توانید با توجه به جدول (۱)فیلتر مناسب را پیدا کنید.
یادآوری(۱): هر در رنگی را با هم تشکیل رنگ سفید بدهند رنگهای مکمل گویند.(Complementary ) مانند قرمز و سبز یا آبی و نارنجی.
یادآوری (۲): طول موج بعضی از عناصر به شرح زیر است:

عنصر طول موج
فسفات ۴۰۰-۴۲۰
آهن ۵۱۰
مس ۴۵۷
نیکل ۴۳۶

نمونه
Complementary فیلتر
Hue(tranamitted) طول موج
Wave lenghth(nm)
Yellowish-green Violet 435-400
Yellow Blue 480-435
Orange Greenish-blue 490-480
Red Bluish-green 500-490
Purple Green 560-500
Violet Yellowish-green 580-560
Blue Yellow 595-580

Greenish-blue Orange 610-595
Bluish-green Red 750-610

جدول شماره یک
آزمایش تعیین PH آب:
PH عبارتست از اندازه گیری غلظت اسید یا باز فعال در یک محلول،و اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم،PH لگاریتم منفی غلظت یونهای هیدروژن می باشد ولی ساده ترین تعریفی که می توانیم بگوئیم، PH عددی است بین صفر تا چهارده که به اسیدی یا بازی بودن بستگی دارد.
PH آبی که در طبیعت وجود دارد به طور نرمال هفت است هر چه به صفر نزدیک شویم نمونه اسیدی تر و هر چه به طرف چهارده نزدیک می شویم نمونه بازی تر می شود. آب خالص به دوعامل هیدروژن یا یون اسیدی(H+) وهیدروکسید یا یون بازی( OH) یونیزه می شود.

وقتی آب بدین طریق یونیزه می شود یک ده میلیونیوم گرم هیدروژن در لیتر آزاد می
گردد. این عدد به صورت ۱۰ نمایش داده می شود که در درجه بندی PH فقط به صورت عدد ۷ نوشته می شود.
درجه بندی PH کاملا” خنثی است. هر چه به طرف چپ می رویم و به عدد صفر نزدیک شویم مقدار یونهای هیدروژن زیاد می شود و اسیدیته اضافه می گردد. و هر چه به سمت راست متمایل شویم به طرف عدد ۱۴ برویم مقدار یونهای هیدروکسید زیاد می شود و قلیایی اضافه می گردد. هر چند که تمایل به چپ یا راست تعداد یونهای هیدروژن یا هیدروکسید اضافه می شود ولی نسبت حسابی مستقیمی بین افزایش آنها و فاصله بین دو عدد موجود نیست.
PH به معنی یک ده میلیونیم گرم یون هیدروژن آزاد شده در یک لیتر است و PH نماینده یک میلیونیم گرم یون آزاد شده در یک لیتر می باشد. یعنی ده برابر بیشتر از PH می باشد و درPH یون آزاد شده هیدروژن در لیتر ده برابPH و صد برابرPH می باشد.
PH آب در طبیعت بین ۶تا۸ تغییر می کند درجات اسیدی بیشتر به علت حل شدن گاز انیدرید کربنیک در آب یا سرچشمه گرفتن آن از خروجی معادن اسیدی می باشد. PH بالاتر از ۸ به ندرت اتفاق می افتد مگر آنکه بوسیله مواد قلیایی یا آب آهک آلوده شود.
مقدار PH یعنی اسیدی یا بازی بودن نمونه رل مهمی را در تشکیل رسوب یا خوردگی در دستگاهها باز می کند. PH پایین خوردگی را به دنبال دارد و PH بالا باعث ایجاد رسوب کربنات کلسیم در لوله ها، مبدلهای حرارتی،خنک کننده ها و غیره می شود.

عدد PH در محاسبات اندیکس لانجیلر که تعیین کننده مقدار بی کربنات کلسیمی است که یک نمونه آب می تواند رسوب دهد به کار می رود.
در عملیات تصفیه آب نیز عدد PH بسیار مهم است. از آنجایی که هر ماده منعقد شونده دارای PH بخصوصی می باشد بنابراین برای کنترل انعقاد،دانستن PHضروری است. در تصفیه بوسیله زئولایت نیزPH آب ورودی با توجه به زئولایت به کار رفته کنترل می گردد.
کنترل PH در عملیات حذف آهن، تصفیه شیمیایی بوسیله اسید و کربن دهی اهمیت بسیار دارد. در آب دیگهای بخارPH معمولا” روی حداقل ۱۰٫۵ تنظیم می گردد تا هم از خوردگی بوسیله اسید جلوگیری شود و هم عمل رسوب گیری نمکها انجام گیرد.
بطور خلاصه PH عامل بسیار مهمی در کاربرد آبهای صنعتی می باشد و بدون دانستن آن تصمیم گیری در مورد خوردگی آب یا تشکیل رسوب ناقص خواهد بود.

تئوری آزمایش:

PH یا بعبارت دیگر تراکم یونهای هیدروژن در یک نمونه بوسیله پتانسیومتر اندازه گیری می شود و اساس آن هم ولتاژی است که بین دو الکترود بوجود می آید. یک الکترود که به عنوان الکترود مرجع می باشد دارای ولتاژ معین و از پیش تعیین شده ای است، در حالی که ولتاژ الکترود دیگر به نسبت PH تغییر می کند اندازه این اختلاف سطح الکتریکی بستگی مستقیم به مقدار PHنمونه دارد. چندین نوع الکترود برای این منظور وجود دارد که بهترین آنها برای آبهای صنعتی همین الکترودهای شیشه ای است. براساس این تئوری دستگا

 

وسائل لازم:
۱٫ دستگاه اندازه گیری PH
2. الکترود شیشه ای
۳٫ محلول بافر مناسب برای تنظیم دستگاه

روش آزمایش:
اول دستگاه را بوسیله دو محلول بافر تنظیم می کنیم یکی از این بافرها بطور معمول ۷ می باشد و بافر دیگرآن اگر برای نمونه اسیدی باشد، ۴ و اگر برای نمونه قلیایی باشد،۱۰ انتخاب می گردد. درجه حرارت نمونه را اندازه می گیریم و پیچ تنظیم حرارت را روی درجه خوانده شده تنظیم می کنیم سپس با قرار دادن الکترود در نمونه PHآن را مستقیما” اندازه می گیریم.

حدود و محدودیتهای آزمایش:
الکترودهای شیشه ای در مقابل مواد اکسیدکننده و احیاکننده،گازها،مواد آلی حل شده کلوئیدها و مواد معلق بدون تغییر کار خود را انجام می دهند. PHمحلولهای غلیظ یا شدیدا” رنگی با این متد قابل اندازه گیری است. دقت این متد خیلی بیشتر از متد رنگی است در صورت تراکم زیاد یون سدیم نتیجه بدست آمده دچار خطا خواهد شد که

 

اندازه گیری سختی آب(TH):
مقدمه:سختی در آب عموما” بوسیله کاتیونهای دو ظرفیتی املاح معدنی حل شده ایجاد می گردد که این کاتیون ها عبارتند از کلسیم ( Ca)،منیزیم( Mg)،آهن(Fe )،استرانسیم(Sr )، روی(Zn ) و منگنز(Mn ). یونهای کلسیم و منیزیم معمولا”تنها یونهایی هستند که در غلظت های قابل توجه و زیاد در داخل آنها حضور دارند. بنابراین عموما” سختی را برابر با مقدار و اندازه کلسیم و منیزیم موجود در آب در نظر می گیرند.
از املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب پاره ای مانند سولفات،کلرور و نیترات در آب به صورت پایدار بوده و بالا رفتن درجه حرارت تا نقطه جوش تغییری در کمیت املاح مزبور نخواهد داد و سختی ناشی از املاح مزبور به نام سختی دائم یا سختی غیر کربناتی خوانده می شود. لیکن کربنات ها و بی کربناتهای فلزات مذکور که به مقدار فراوانتری در غالب آبها وجود دارند از شرایط فعال کربناتی تبعیت می کنند و بدین لحاظ افزایش درجه حرارت یاجوشانیدن آب به مدت چند دقیقه سبب خواهد گردید که گازکربنیک محلول و گازکربنیک بی کربناتها از محیط خارج شده و کربنات کلسیم و منیزیم راسب شود.

سختی ناشی از وجود کربناتها و بی کربناتهای فلزات کلسیم و منیزیم به نام سختی موقت نامگذاری شده است. مجموع دو نوع سختی مذکور که سختی حقیقی آب است را سختی کل گویند.
سختی آب بطور سریع بوسیله تیتراسیون و با استفاده از معرفهای رنگی می تواند تعیین شود. با انتخابPH مناسب و صحیح،سختی کل (Ca ،Mg ) و یا سهم شرکت داده شده بوسیله هر یک از یونهای کلسیم و منیزیم به تنهایی قابل اندازه گیری است. تست و آزمایش قراردادی سختی کل شامل پایداری و ثابت کردن PH در ۱۰٫۱ بوسیله بافر آمونیوم و افزایش اندیکاتور اریوم بلک T [1-(1-هیدروکسی-۲-نفتیل آزو)-۶-نیترو-۲-نفتل-۴-سولفونیک اسید] می باشد.

E.D.T.A یک کمپلکس کننده قوی است و نمکهای د

ی سدیم با نامهای تجارتی ورسن،کملکسون،ایدرانال و تیتری کمپلکس موجود است. ویژگی خاص این است که یک مولکول گرم از آن با یک مولکول گرم از هر یک از فلزات بدون در نظر گرفتن ظرفیت فلز ترکیب می شود. فرمول E.D.T.A را به صورت ساده با (H4Y) نشان می دهند و نمک دی سدیم آن را بصورت (H2Y) نشان می دهند.

معمولا” سختی آب را برحسب کربنات کلسیم محاسبه و با واحد PPM گزارش می کنند.

محلول های لازم:
• محلول ۵۰/۱ نرمال E.D.T.A به عنوان تیتران
• معرف اریوم بلک T: که کلسیم و منیزیم با این معرف کمپلکس رنگی می دهند و در صورت نبود آنها رنگ محلول به رنگ خود معرف یعنی آبی باقی می ماند.

• محلول بافر سختی :که شامل کلرور آمونیوم و آمونیاک است که قبل از اضافه کردن معرف اضافه می شود که PH محلول را در ۱۰/۱ تثبیت کند زیرا E.D.T.A با کلسیم و منیزیم در PH قلیایی ترکیب پایدار می دهد.

طریقه درست کردن محلول بافرهاردنس:
۱۰ گرم سود(NaOH) ، ۱۰ گرم سولفورسدیم (Sodium Sulfide)
و ۴۰ گرم سدیم تترابوریت(Sodium Tetra Borate Na2B4O7) و ۱۰ گرم سدیم پتاسیم تارتارات را در یک لیتر آب مقطر حل می کنیم.

طریقه درست کردن محلول اندیکاتور هاردنس:
۱۰ گرم پودر اریوکروم بلکT Eriochrom Black T) ( در ۳۰۰ میلی لیتر آب مقطر که دارای ۰٫۲% کربنات سدیم می باشد حل کرده سپس آنرا با ایزوپروپیل الکل ۹۹% به یک لیتر می رسانیم و PH آنرا با افزودن کربنات سدیم ۰٫۱ نرمال روی ۹ تنظیم کنید.

روش آزمایش:
۵۰ میلی لیتر از نمونه را برداشته به آن ۰٫۵ میلی لیتر بافرهاردنس برای تنظیم PH ما بین ۷-۱۰ سپس چند قطره معرف هاردنس(اریوکروم بلک T) اضافه کرده اگر رنگ محلول آبی شد نمونه فاقد سختی است و اگر نمونه قرمز رنگ شد آنرا با E.D.T.A تیتر کرده تا به رنگ آبی برسد مقدار سختی را از فرمول زیر بدست می آوریم.
(T.H) PPM= E.D.T.Aمقدار مصرفی×۲۰

حدود محدودیتهای آزمایش:
با این متد می توانید سختی هایی تا ۱۲۰۰ PPMرا بدون رقیق کردن با دقت ۲% اندازه بگیرید. در مورد سختی های بین ۰٫۱ تا۵PPM دقت آزمایش ده در صد خواهد بود. مواد مزاحمی که در نتیجه آزمایش تاثیر می گذارند بدین شرح هستند:
هیدروکسیدسدیم بیش از ۳۰۰PPM ، مس بیش از ۱۰PPM ،آهن بیش از ۲۰PPM، منگنز بیش از ۲PPM، آلومینیوم بیش از ۲۰PPM ، اورتو فسفات بیش از ۱۰۰PPM ، پلی فسفات بیش از ۲۵PPM ، استرانسیم درست مانند سختی تیتر می کنیم.
یونهای دیگر که بطور معمول در آبهای صنعتی موجود می باشند مزاحمتی ایجاد نمی کنند. اثر یونهای مزاحم را می توان با رقیق کردن نمونه تقلیل داد.
اگر احساس وجود یونهای مزاحم را کردید ۲۵ میلی لیتر از نمونه بردارید ۲۵ میلی لیتر آب مقطر به آن اضافه کنید. نتیجه را بجای ۲۰ در عدد ۴۰ ضرب کنید البته عمل خاتمه عمل در این مورد با وضوح کمتری صورت خواهد گرفت. آبهایی که دارای اسید آزاد معدنی باشند مانند آبی که از زئولیت ئیدروژن خارج می شود. باید قبل از تیتر کردن بوسیله سود(NaOH) یک نرمال خنثی شوند. وجود یونها در نمونه باعث اختلال در تغییر رنگ می شود. مثلا” وجود یون کرومات بیش از ۵۰۰PPM در خود آزمایش مستقیما” تاثیر نمی گذارد، بلکه در خاتمه عمل تغییر رنگ از قرمز به سبز خواهد بود. در اینگونه موارد آنچه که برای ما مهم است تغییر رنگ از قرمز به رنگ دیگری که خاتمه آزمایش می باشد.

آزمایش تعیین کلسیم در آب :
تعیین مقدار کلسیم در آب رابطه بسیار نزدیکی با تعیین میزان سختی در آب دارد چون تشکیل سختی در آب بوسیله وجود کلسیم و منیزیم ایجاد می شود. تحت شرایط معینی آزمایش کلسیم بدین منظور صورت می گیرد که سختی کل آب را بتوان به دو قسمت کلسیم و منیزیم تقسیم نمود. با کم کردن مقدار کلسیم از کل مقدار منیزیم موجود بدست می آید.
تعیین مقدار کلسیم معمولا” آزمایشی برای کنترل نیست بلکه برای محاسبه مقدار موادشیمیایی لازم برای تصفیه بکار می رود مثلا” وقتی برای از بین بردن سختی در دیگهای بخار فسفات بکار می بریم کلسیم بوسیله فسفات رسوب می کند در حالیکه منیزیم به صورت سیلیکات منیزیم یا هیدروکسید منیزیم رسوب می کند. چنین حالتی برای فسفر گرم نرم کننده نیز وجود دارد. بنابراین در محاسبه مقدار مواد لازم، ضروری است که مقدار کلسیم و منیزیم را جدا تعیین شوند.
در سیستمهای خنک کننده نیز کنترل کلسیم رل مهمی را بازی می کند. تصفیه شیمیایی این سیستمها عمدتا” براساس اندیکس اشباع لانجیلیر (LangelierL S Saturation Index) صورت می گیرد. این اندیکس مقدار رسوب کربنات کلسیمی را که یک آب می تواند رسوب دهد پیش بینی میکند. برای این پیش بینی دانستن مقدار کلسیم آب ضروری است و می دانیم که رسوبات کربنات کلسیم از معمولی ترین رسوباتی هستند که به راحتی در سیستمهای خنک کننده تشکیل می شود.

تئوری آزمایش:

اساس این آزمایش بر تیترکننده در حضور اندیکاتوری است که نسبت به یون کلسیم حساس است. نمونه کاملا” قلیایی می شود و به این ترتیب یون منیزیم که مزاحم است به صورت هیدروکسید رسوب می کند و از محیط عمل خارج می شود و خاتمه عمل زمانی است که نمونه از صورتی پرتقالی به رنگ بنفش تغییر نماید.

مواد لازم:
معرف یا اندیکاتور کلسیم
محلول EDTA بعنوان تیتران
محلول بافر کلسیم: محلول سود سوزآور که PH را به حدود ۱۲ می رساند تا Mg(OH)2 بصورت رسوب خارج شود.

طرز تهیه اندیکاتور کلسیم:
این اندیکاتور بصورت پودر است. مقدار ۰٫۲ گرم موراکساید که نام شیمیایی آن آمونیوم پرپریت Morexide(Ammonium Purpurate) می باشد با ۱۰۰ گرم کلریدپتاسیم مخلوط می کنیم و طوری آسیاب می کنیم که از الک بامش ۳۰ بگذرد.