พลังงานปิโตรเลียม

การเกิดปิโตรเลียม

.....เรารู้จักผลิตภัณฑ์จากปิโตรเลียมในรูปแบบต่าง ๆ เช่น แก๊สหุงต้ม น้ำมันก๊าดน้ำมันเบนซินยางมะตอยแต่เราไม่เคยเห็น ปิโตรเลียมตามธรรมชาติเลย

....ปิโตรเลียม ประกอบด้วยก๊าซธรรมชาติเหลวและน้ำมันดิบ ซึ่งเป็นของเหลวข้นๆสีดำๆก๊าซธรรมชาติเหลวจะอยู่ชั้นบน ของปิโตรเลียมและเกิดจากการกลั่นตัวตามธรรมชาติของน้ำมันดิบ

....ปิโตรเลียมเกิดจากซากพืชซากสัตว์ตายทับถมกันภายใต้พื้นพิภพเป็นเวลาล้าน ๆ ปี จนกลายเป็นชั้นหินด้วยความกดดันสูงอันเกิดจากการเคลื่อนตัวและหดตัวของชั้นหินและอุณหภูมิใต้พิภพ สารอินทรีย์เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นธาตุไฮโดรเจนและไฮโดรคาร์บอน จะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีอย่างช้า ๆ แปรสภาพเป็นก๊าซและน้ำมันดิบสะสมและซึมผ่านชั้นหินที่เป็นรูพรุน เช่น ชั้นหินทราย และชั้นหินปูนไปสู่แอ่งหินที่ต่ำกว่า จากนั้นค่อย ๆ สะสมตัวอยู่ระหว่างชั้นหินที่หนาแน่น ซึ่งไม่สามารถซึมผ่านไปได้อีก โดยปกติ ปริมาณการสะสมตัวจะมี 5.25 % ของปริมาตรหิน เนื่องจากปิโตรเลียมถูกบีบอัดด้วยชั้นหินต่าง ๆ มันจะพยายามแทรกตัว ขึ้นมายังผิวโลกตามรอยแตกของชั้นหิน เว้นแต่ว่ามันจะถูกปิดกั้นด้วยชั้นหินเนื้อแน่น ซึ่งทำให้มันถูกกักไว้ใต้ผิวโลก .... ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาของชั้นหินใต้ผิวโลกที่เหมาะสมในการเกิดปิโตรเลียม คือ ชั้นหินรูปโค้งประทุนคว่ำ (anticlinal trap)โครงสร้างรูปรอยเลื่อนของชั้นหิน (fault trap) โครงสร้างรูปโดม (domal trap) และโครงสร้างรูปประดับชั้น (stratigraphic trap)

.....โครงสร้างรูปโค้งประทุนคว่ำ เกิดจากการหักงอของชั้นหิน ทำให้ชั้นหินมีรูปร่างโค้งคล้ายกะทะคว่ำหรือหลังเต่า น้ำมันและแก๊สจะเคลื่อนเข้าไปรวมตัวกันอยู่ในส่วนโค้งก้นกะทะ โดยมีชั้นหินเนื้อแน่นปิดทับอยู่

......โครงสร้างรูปประดับชั้น สามารถเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของผิวโลกในอดีต ชั้นหินกัก เก็บน้ำมันจะถูกล้อมเป็นกะเปาะอยู่ระหว่างชั้นหินเนื้อแน่น

......โครงสร้างรูปโดม เกิดจากการดันตัวของชั้นหินเกลือ ผ่านชั้นหินกักเก็บน้ำมันซึ่งตามปกติจะเป็นรูปโดม น้ำมันและ แก๊สจะสะสมอยู่ด้านข้างของโดมชั้นเกลือ

......โครงสร้างรูปรอยเลื่อน เกิดจากการหักงอของชั้นหิน ทำให้ชั้นหินเคลื่อนไปคนละแนว การที่น้ำมันและแก๊ส ถูกกักเก็บอยู่ได้ เพราะมีชั้นหินเนื้อแน่นเลื่อนมาปิดชั้นหินที่มีรูพรุนทำให้น้ำมันและแก๊สถูกกักเก็บอยู่ในช่องที่ปิดกั้น

การกลั่นปิโตรเลียม

.....ปิโตรเลียมหรือน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติที่ได้จากหลุมผลิตที่เจาะพบใต้พิภพ จะต้องผ่านกรรมวิธีก่อนนำมาใช้ เช่น ปิโตรเลียม จากฐานขุดเจาะในทะเลจะส่งผ่านไปแยกแก๊ส น้ำและสิ่งสกปรกออกจากน้ำมันดิบแล้วจึงถูกส่งผ่านไปยังสถานีแยกปิโตรเลียมที่ชายฝั่ง ที่สถานีนี้ปิโตรเลียมจะถูกแปรสภาพให้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปชนิดต่าง ๆ ตามต้องการเพื่อความสะดวกและเหมาะสมต่อการ ใช้ประโยชน์ การแยกน้ำมันดิบคือการแยกส่วนประกอบน้ำมันดิบด้านกายภาพ ซึ่งส่วนใหญ่จะแยกโดยวิธีการกลั่นลำดับส่วน ซึ่งใช้หลักนำน้ำมันดิบมากลั่นในหอกลั่นบรรยากาศ น้ำมันดิบจะถูกแยกตัวออกเป็นน้ำมันสำเร็จรูปต่าง ๆ ที่มีช่วงจุดเดือดต่าง กันนั่นคือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดต่าง ๆ ที่รวมอยู่ในน้ำมันดิบ จะมีระดับการกลั่นที่อุณหภูมิแตกต่างกันตั้งแต่ ลบ 157 องศาเซลเซียส ขึ้นไปจนถึงหลายร้อยองศาเซลเซียส....กระบวนการกลั่นแยกส่วน ปิโตรเลียมจะถูกส่งผ่านเข้าไปในท่อเหล็กซึ่งเรียงอยู่เป็นแถวในเตาเผาและมีความร้อนขนาด 315 - 371 องศาเซลเซียส (600 - 700 องศาฟาเรนไฮต์) หลังจากนั้น น้ำมันดิบและไอน้ำร้อนจะไหลผ่านไปในหอกลั่น บรรยากาศ ซึ่งมีถาดเรียงกันเป็นชั้น ๆ หลายสิบชั้น ไอร้อนที่จะกลั่นตัวเป็นของเหลวในถาดชั้นใด ตามอุณหภูมิของจุดเดือด ของน้ำมันในส่วนนั้น ชั้นยอดสุดซึ่งอุณหภูมิต่ำสุดจะเป็นแก๊ส รอง ๆ ลงไปจะเป็นเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเตา น้ำมันหล่อลื่น และยางมะตอย ตามลำดับ

.....สำหรับก๊าซธรรมชาติจะนำมาแยกออกเป็นแก๊สชนิดต่าง ๆ เช่น อีเทน (Ethane) ใช้เป็นวัตถุดิบ ทำอุตสาหกรรมเปโตรเคมีคัลเพื่อผลิตเคมีภัณฑ์ชนิดต่าง ๆ โพรเพน (propane) และบิวเทน (butane) แยกเป็นแก๊สปิโตรเลียมเหลวหรือแก๊สหุงต้ม (liquified petroem gas-LPG)

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

.....ในที่นี้จะกล่าวถึงผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องกับพลังงานเท่านั้น คือ แก๊ส L.P.G.หรือแก๊สหุงต้มน้ำมันเบนซินน้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล และน้ำมันเตา .....แก๊ส L.P.G. หรือแก๊สหุงต้ม เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดต่ำมาก มีสภาพเป็นแก๊สในอุณหภูมิห้องดังนั้น ในการเก็บรักษาต้องเพิ่มความดัน หรือลด อุณหภูมิให้ก๊าซปิโตรเลียมเปลี่ยนสภาพเป็นของเหลว เพื่อความสะดวกในการเก็บรักษา แก๊สนี้เป็นแก๊สผสมระหว่างก๊าซโพรเพน ซึ่งมีจำนวนคาร์บอน 3 อะตอม กับก๊าซบิวเทน ซึ่งมีจำนวนคาร์บอน 4 อะตอม เมื่อเวลาลุกไหม้จะให้ความร้อนสูง และมีเปลวที่สะอาด ปกติไม่มีสีไม่มีกลิ่น แต่เพื่อให้เป็นที่สังเกตง่ายเมื่อรั่ว ผู้ผลิตจึงใส่กลิ่นเข้าไป ประโยชน์ ใช้เป็นแก๊สหุงต้ม เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์รวมทั้งเตาเผา เตาอบต่าง ๆ .....น้ำมันเบนซิน (gasoline) เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์มาก โดยใช้จุดระเบิดที่หัวเทียน น้ำมันเบนซินประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ชนิดหนึ่งมีจำนวน 8 อะตอมใน 1 โมเลกุล เรียกว่า ไอโซออกเทน น้ำมันเบนซินที่มีไอโซออกเทนบริสุทธิ์จะมีสมบัติในการทำงานกับเครื่องยนต์ดีมาก เราเรียกว่ามีออกเทนนัมเบอร์เป็น 100 จะทำให้เครื่องยนต์เดินเรียบ เบนซินชนิดนี้จะมีราคาแพง หากน้ำมันเบนซินที่มีไฮโดรคาร์บอนน้อยกว่า 8 อะตอมใน 1 โมเลกุล มีค่าออกเทนนัมเบอร์ต่ำ จะทำให้มีราคาถูก เพราะการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่ดี จึงมีการเติมสารบางชนิดลงไปในเบนซินคุณภาพต่ำเพื่อให้มีคุณภาพดี ใกล้เคียงกับเบนซินที่มีออกเทนนัมเบอร์สูง สารที่นิยมเติมกันมากคือ เตตระเอธิลเลต ซึ่งประกอบด้วยตะกั่วจะมีผลต่อมลภาวะอากาศ หากใช้สารเมทิลเทอร์- เธียรีมิวทิลอีเธน หรือเอ็มทีบีอีเติมแทน จะไม่ทำให้เกิดมลภาวะ และจะทำให้เบนซินมีคุณภาพดีขึ้นเช่นกัน .....น้ำมันก๊าด (kerosene) เป็นผลิตภัณฑ์หลักของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมในระยะแรก ๆ เดิมน้ำมันก๊าดใช้จุดตะเกียงเท่านั้น แต่ปัจจุบัน น้ำมันก๊าดใช้ ประโยชน์อย่างอื่นได้หลายประการ เช่น ใช้เป็นส่วนผสมสำหรับยาฆ่าแมลง สีทา น้ำมันขัดเงา และเป็นส่วนผสมของน้ำยาทำความสะอาดในด้านการเกษตร ให้กำลังรถแทรกเตอร์ และใช้เป็นเชื้อเพลิงเผาอุตสาหกรรมเครื่องเคลือบดินเผา .....น้ำมันเชื้อเพลิงดีเซล (Diesel) ใช้กับเครื่องยนต์ที่มีมูลฐานการทำงานแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน เพราะต้องการความร้อนที่เกิดจากการอัดอากาศ อย่างสูงในลูกสูบ เชื้อเพลิงดีเซลใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รถบรรทุก รถโดยสาร รถแทรกเตอร์ หัวจักรรถไฟ และเรือประมง .....น้ำมันเตา (fuel oils) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาหม้อน้ำและเตาเผา หรือเตาหลอมในโรงงานอุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ เครื่องยนต์เรือ เดินสมุทร น้ำมันเตามี 3 ชนิด คือ 1. น้ำมันเตาอย่างเบามีความหนืดต่ำใช้กับหม้อน้ำขนาดเล็ก 2. น้ำมันเตาอย่างกลางมีความหนืดปานกลางใช้กับหม้อน้ำขนาดกลาง 3. น้ำมันเตาอย่างหนักมีความหนืดสูงใช้กับเตาเผาในอุตสาหกรรมผลิตปูนซีเมนต์

การใช้พลังงานปิโตรเลียมอย่างประหยัดและถูกวิธี

.....ประโยชน์ของพลังงานปิโตรเลียมมีทั้งทางตรงและทางอ้อม ทางตรงคือ การนำพลังงานปิโตรเลียมมาใช้กับยวดยานพาหนะและเครื่องมือเครื่องใช้ชนิดต่าง ๆ ทางอ้อมคือ การนำพลังงานปิโตรเลียมมาผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้ในอาคารบ้านเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม ..... การใช้พลังงานปิโตรเลียมจึงควรใช้อย่างประหยัดและถูกวิธี เพราะพลังงานปิโตรเลียมเป็นพลังงานที่เมื่อใช้แล้วจะหมดสิ้นไปจากโลก และพลังงานปิโตรเลียม เป็นพลังงานที่ติดไฟง่าย จึงมักเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดเพลิงไหม้เนือง ๆ .....การใช้พลังงานปิโตรเลียมทางตรงอย่างประหยัดและถูกวิธี มีหลักการที่สำคัญ ๆ ดังนี้คือ ......1. การบำรุงรักษาเครื่องจักรกล เครื่องยนต์ ให้สม่ำเสมอ ใช้ผลิตภัณฑ์หล่อลื่นให้เหมาะสม ทำความสะอาดเครื่องยนต์ให้ถูกวิธี ใช้งานตามความสามารถและ ใช้อย่างถนอม ปรับแต่งเครื่องยนต์ เช่น ตั้งศูนย์ปรับแต่งรอบเผาไหม้ เป็นต้น ......2. เลือกใช้น้ำมันให้เหมาะสมกับกำลังเครื่องยนต์ หลีกเลี่ยงเชื้อเพลิงที่อาจก่อให้เกิดอันตรายได้ เช่น การใช้แก๊สกับเครื่องยนต์อาจเกิดอันตรายง่ายเพราะไวไฟ กว่าน้ำมันเบนซิน เป็นต้น ......3. หลีกเลี่ยงวัสดุติดไฟหรือการกระทำใด ๆ ที่ประมาทอาจก่อให้เกิดเพลิงไหม้ได้ กำหนดสถานที่เก็บเชื้อเพลิงให้ปลอดภัยที่สุด ......4. การใช้แก๊สหุงต้มควรเลือกถัง หัวเตาที่ได้มาตรฐาน หมั่นตรวจสอบรอยรั่วและปิดให้เรียบร้อยหลังจากใช้งานเสร็จแล้ว ......การใช้พลังงานปิโตรเลียมทางอ้อมอย่างประหยัดและถูกวิธี มีหลักการที่สำคัญ ๆ ดังนี้คือ ......1. สำรวจดูเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านว่ามีอะไรบ้าง เพื่อทราบจำนวนเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เหมาะสมกับความจำเป็น ......2. สำรวจดูเครื่องใช้ไฟฟ้าแต่ละตัว เพื่อให้ทราบว่าแต่ละตัวมีขนาดกำลังไฟฟ้ากี่วัตต์ ถ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดใดมีวัตต์สูงจะกินไฟมาก ถ้ามีวัตต์ต่ำจะกินไฟน้อย ควรสนใจเครื่องใช้ที่วัตต์สูง ๆ เป็นกรณีพิเศษ เพื่อหาทางประหยัด รู้ได้อย่างไรว่าเครื่องใช้ไฟฟ้ามีกำลังไฟฟ้ากี่วัตต์ ......3. เลือกใช้อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและขนาดที่เหมาะสมกับการใช้งานในบ้าน เช่น ควรใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์แทนการใช้หลอดไส้เพราะ ประหยัดไฟฟ้ากว่า ......4. เมื่อเลิกใช้ไฟฟ้าควรปิดสวิตช์หรือถอดปลั๊กทันที ......5. ไม่ควรใช้เครื่องไฟฟ้าพร้อม ๆ กันหลายตัว ทำให้เสียค่าไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และอาจทำให้สายไฟฟ้าในบ้านร้อนจนเกิดเพลิงไหม้ได้ ......6. บำรุงรักษาและหมั่นทำความสะอาดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ