نفت سفید یا کروزن (به انگلیسی Kerosene) که به عنوان پارافین نیز شناخته می شود،  مایعی شفاف و قابل اشتعال با بویی تند است . این ترکیب یکی از برش های حاصل از تقطیر اتمسفری نفت خام (10-25 %) است که هیدروکربن های موجود آن دارای 10-16 اتم کربن بوده و دارای محدوده جوشی بین 150 تا 275 درجه سانتی گراد است . نفت سفید ترکیبی از هیدروکربن های مختلف است و نسبت به بنزین فراریت کمتری دارد .

 

خواص فیزیکی و شیمیایی

ترکیب درصد متوسط کروزن به صورت زیر است ( دقت شود که اعداد ذکر شده میانگین هستند و در هر نمونه با توجه به منبع و شرایط این اعدا می تواند متفاوت باشد ) :

ترکیب درصد کروزن

آلکان ها ( پارافین ها)

35%

آلکن های حلقوی (نفتن ها )

60%

آروماتیک ها

15%

 

 

در جدول زیر برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی این ترکیب را می توان مشاهده کرد :

 

نقطه فلش

38-74 در جه سانتی گراد

دمای خود اشتعالی

229 درجه سانتی گراد

نقطه ریزش

-18 درجه سانتی گراد

محدوده چگالی

0.8 – 0.875 kg/l

مقدار مجاز بخار در هوا

0.7 – 5 درصد

دانسیته بخار

4.5 برابر هوا

محدوده جوش متوسط

174-266 درجه سانتی گراد

 

کروزن به صورت عمده به عنوان سوخت موتور جت و موشک استفاده می شود ، اما به عنوان حلال گریس و حشره کش ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد .

مخلوط مورد استفاده برای سوخت جت حاوی 20% ترکیبات آروماتیک در محدوده C9 تا C16 است . سوخت جت ها به گونه ای فرموله می شوند که دارای فلش پوینت بالا باشند (برای سوختگیری مناسب) ، نقطه انجماد پایین داشته باشند (برای پرواز در ارتفاع بالا) و از آبگریزی بالایی برخوردار باشند .

 

تاریخچه

کروزن برای اولین بار در دهه 1850 از قطران ذغال سنگ تولید شد ، از همین رو نفت ذغال هم به آن می گویند اما پس از 1859 نفت خام تبدیل به اصلی ترین منبع تولید آن شد . از آن زمان به بعد و تا به امروز نفت سفید به عنوان برشی از تقطیر نفت خام بدست می آید .

 

کاربردها

نفت سفید به صورت گسترده در تجهیزات گرمایشی خانگی ایستا و متحرک مورد استفاده قرار می گیرد .

اولین سوخت های جت تولید شده بر پایه کروزن یا کروزن – بنزین بودند ، و البته سوخت های جدید نیز هنوز بر پایه نفت سفید هستند .

در چراغ ، گرمکن و کوره ها سوزانده می شود و به عنوان سوخت یا ترکیبی  از سوخت در موتورهای دیزلی ، سوخت جت و راکت و همچنین به عنوان حلال در گریس و حشره کش ها استفاده می شود.

کروزن در برخی موارد به سوخت دیزل افزوده می شود تا از واکسی شدن آن در هوای سرد جلوگیری کند .

 

 

 

روش تولید کروزن 

همانگونه که گفته شد نفت سفید از تقطیر اتمسفریک نفت خام حاصل می شود ، در ادامه به مراحل این عملیات خواهیم پرداخت :

نفت خام در ابتدا حاوی نمک و آب است ، برای حذف این دو ماده از یک دی سالتر (Desalter) استفاده می شود . خوراک خروجی به یک گرمکن فرستاده شده و در آنجا گرم خواهد شد . سپس نفت خروجی از گرمکن به درون برج تقطیر اتمسفری فرستاده خواهد شد .

هدف از تقطیر اتمسفری تبدیل نفت خام به برش های مختلف هیدروکربنی است که عبارتند از : گازهای سبک ، LPG ، نفتا ، نفت سفید (کروزن) ، دیزل و نفت کوره .

هیدروکربن های سنگین خارج شده از انتهای برج تقطیر جهت جداسازی بیشتر به ستون تقطیر خلا فرستاده می شوند .

دمای انتهای برج به دلیل تماس با بخار داغ خروجی از ریبویلر بالاست . در برج های تقطیر همواره مقداری از خروجی انتهای برج را به وسیله ریبویلر به بخار تبدیل کرده و دوباره از انتها وارد برج می کنند . این عمل به فرآیند تقطیر کمک کرده و باعث می شود تا اجزا بهتر جدا شوند ( به عمل انتقال جرمی که بر روی سینی های برج انجام می گیرد کمک می کند ) .

از سویی در بالای برج نیز یک کندانسور وجود دارد که گازهای خروجی وارد آن می شوند . در کندانسور تمام و یا مقداری از گاز به مایع تبدیل شده و برج برگردانده می شود . این مایعات نیز همانند بخاری که از ریبویلر به برج بازگردانده می شد به عمل انتقال جرم و در نتیجه خلوص بیشتر محصولات کمک می کند .

برش های مختلف بر اساس محدوده جوشی که دارند از برج به صورت محصول جانبی گرفته می شوند . کروزن همانگونه که گفته شد دارای محدوده جوش بین 174 – 266 درجه سانتی گراد است  و محصول را از سینی هایی خارج می کنند که در این محدوده کار می کنند . ترتیب خارج کردن برش های مختلف از برج به این قرار است : LPG ، نفتا ، نفت سفید ، دیزل و گازوئیل . گازهای سبک از بالای برج و ترکیبات سنگین نیز از پایین برج خارج می شوند .

 

تولید کروزن

 

تصفیه و آماده سازی

با این حال مقدار و کیفیت کروزن تولیدی بر اساس نفت خام مورد استفاده متفاوت است و در برخی موارد نیاز است که پالایش قابل توجهی بر روی این برش انجام شود.  

هنگامی که هدف تولید نفتی باشد که برای مصارف روشنایی و گرمایشی استفاده می شود ، مقداری پارافین به محصول اضافه می شود تا مقدار دود تولیدی کاهش پیدا کند . به دلیل مشابه از ترکیبات آروماتیک و یا شکسته شده (cracked components) اجتناب می شود .

 

برخی از نفت های خام خصوصا نفت های پارافینی ، کروزنی با کیفیت بالا دارند ، اما سایر موارد مانند نفت های دارای پایه آسفالتی باید حتما جهت حذف ترکیبات آروماتیک و گوگرد پالایش شوند تا نفت سفیدی قابل قبول تولید شود .

 

در اوایل برای بهبود خواص و تبدیل کروزن به محصولی بازار پسند مقادیر زیادی اسید سولفوریک به آن افزوده میشد . با این حال این روش تصفیه باعث به شدت اسیدی شدن و هدر رفت محصول کروزن میشد . اما بعد ها با تکمیل فرآیند Edeleanu این مشکل حل شد .

نفت سفید یک محصول بسیار پایدار است و افزودنی ها ملزم به بهبود کیفیت آن نیستند . غیر از فرآیند Edeleanu که مقادیر زیادی از آروماتیک ها را حذف می کند ، تنها یک فرآیند شستشو با قلیا و یا در صورت وجود هیدروژن سولفید جهت حذف مرکاپتان ها یک مرحله تصفیه (Doctor process) لازم است . بر اساس نوع نفت خامی که استفاده می شود ، فرآیندهای مختلفی جهت آماده سازی کروزن انجام می شوند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت :

 

پارافینی 

هنگامی که یک نفت خام پارافینی با میزان گوگرد کم تقطیر شود ،  تنها عملیات مورد نیاز خشک کردن است و لازم نیست عمل اضافه دیگری بر روی برش انجام گیرد .

 

نفتنی

کروزن حاصل از نفت نفتنی یا نفت خام دارای گوگرد بالا به هیدروتریتینگ ، تصفیه با اسید و شستشو با آب نیاز دارد یا می توان از استخراج با حلال ، شستشو با کاستیک و استفاده از رس (clay brightening) جهت حذف ترکیبات نامطلوب آروماتیک و یا ترکیبات حاوی گوگرد استفاده کرد . 

کروزن در سوخت جت

 

معمولا وجود مرکاپتان ها باعث تولید بوهای بدی می شود که عموما به وسیله شستشو توسط کاستیک حذف شده و یا توسط عملیات شیرین سازی به ترکیبات بدون بو تبدیل می شوند .

پس از انجام فرآیند تصفیه جریان های نفت سفید جهت دست یابی به مشخصات مورد نظر با یکدیگر ترکیب می شوند .

به دلیل اینکه از کروزن به عنوان نفت سوزاندنی استفاده می شود ، باید از ترکیبات آروماتیک ، هیدروکربن های غیر اشباع و ترکیبات مضر گوگردی عاری باشد .

هیدروکربن های اشباع ترکیبات مطلوب برای کروزن هستند و به همین دلیل است که این محصول به صورت مستقیم از تقطیر حاصل می شود و از روش کراکینگ استفاده نمی شود .

 

منابع

 

nptel.ac.in/courses/103107082/module6/lecture3/lecture3.pdf

Branch, M. (2012). Normal Paraffin Production Process of Kerosene in Oil Refinery Company. International Journal of Innovation and Applied Studies1(2), 171-177

Curl, H. C., & O'Donnell, K. (1977). Chemical and physical properties of refined petroleum products

Speight, J. G. (2015). Handbook of petroleum product analysis. John Wiley & Sons