ปิโตรเลียม

ปิโตรเลียมคืออะไร

ปิโตรเลียม (Petroleum) คือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยคำว่า Petroleum มีรากศัพท์มาจากภาษาละติน ซึ่งเป็นการผสมคำระหว่างคำว่า "เพตรา" (Petra) ที่แปลว่า "หิน" และ "โอเลียม" (Oleum) ที่แปลว่า "น้ำมัน" Petroleum จึงมีความหมายรวมกันว่า "น้ำมันจากหิน" ปิโตรเลียมประกอบด้วยธาตุองค์ประกอบหลัก ได้แก่ ไฮโดรเจนและคาร์บอน รวมถึงธาตุอื่น ๆ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน กํามะถัน ปะปนอยู่เล็กน้อย โดยปิโตรเลียมสามารถอยู่ในรูปของของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของปิโตรเลียมเอง และเมื่อนำมากลั่น จะได้เป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ อาทิ ก๊าซหุงต้ม น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเตา ยางมะตอย เป็นต้น

ปิโตรเลียมเกิดจากอะไร

ปิโตรเลียมเกิดจากการทับถมกันของซากพืชซากสัตว์ใต้ทะเลลึก โดยเฉพาะแพลงก์ตอน สัตว์ และสาหร่ายที่เกิดการเน่าเปื่อย ผุพัง และย่อยสลายกลายเป็นอินทรียสารที่สะสมรวมตัวกับตะกอนต่าง ๆ จนเกิดเป็นชั้นตะกอนหนาแน่น ซึ่งจมตัวลงจากแรงกดทับของชั้นการสะสมต่าง ๆ และการเปลี่ยนแปลงของแผ่นเปลือกโลกภายใต้ความร้อนและความดันอันมหาศาลที่เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาหลายล้านปีในชั้นหินใต้พื้นผิวโลกจนแปรสภาพกลายเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในรูปของแข็ง ของเหลว และก๊าซที่สะสมตัวอยู่ตามช่องว่าง รอยแยก และรูพรุนของชั้นหิน

กระบวนการผลิตปิโตรเลียม

ก่อนจะมีการนำปิโตรเลียมไปใช้ประโยชน์ในรูปของก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเหลว น้ำมันดิบ หรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ได้นั้นจะต้องมีการนำปิโตรเลียมจากแท่นหลุมผลิตมาผ่านกระบวนการผลิตเพื่อให้ได้ปิโตรเลียมที่มีคุณสมบัติตรงตามความต้องการ ก่อนจะส่งต่อไปยังสถานีแยกปิโตรเลียมเพื่อแปรสภาพให้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปชนิดต่าง ๆ ที่เหมาะสมต่อการนำไปใช้ประโยชน์ โดยกระบวนการผลิตปิโตรเลียมมีดังนี้

• การแยก (Separation)

  เป็นการแยกเอาน้ำ ก๊าซ และสารปนเปื้อนอื่น ๆ ออกจากกัน ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะใช้วิธีแยกแบบการกลั่นลำดับส่วน (Fractional Distillation) ที่อาศัยความแตกต่างของจุดเดือดของสารประกอบแต่ละชนิดที่อยู่ในน้ำมันดิบภายใต้การให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 368-385 องศาเซลเซียส ซึ่งสารประกอบบางชนิดจะกลายเป็นไอลอยขึ้นไปยอด (ด้านบนหอกลั่น) และบางชนิดจะควบแน่นเป็นของเหลวตกลงบนถาดรองรับในแต่ละช่วงของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ แล้วจึงนำไปเก็บแยกตามประเภทเพื่อนำไปใช้ต่อไป

• การเปลี่ยนโครงสร้าง (Conversion)

  เป็นการใช้วิธีทางเคมีหลากหลายรูปแบบเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่อาจยังมีคุณภาพไม่ตรงตามความต้องการ จึงต้องนำมาผ่านกระบวนการเพื่อให้มีคุณภาพที่ดีและเหมาะแก่การนำไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่าง ๆ

• การปรับคุณภาพ (Treating)

  เป็นการกำจัดสิ่งแปลกปลอมหรือสิ่งปนเปื้อนออกจากผลิตภัณฑ์หลังกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ซึ่งสิ่งแปลกปลอมดังกล่าวอาจเป็นสารจำพวกกำมะถัน ไนโตรเจน และออกซิเจน โดยจะใช้วิธีการฟอกด้วยไฮโดรเจน การแยกก๊าซออกจากน้ำมัน หรือฟอกด้วยโซดาไฟเพื่อเป็นการกำจัดสารนั้น ๆ ออก

• การผสม (Blending)

  เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่เป็นการนำผลิตภัณฑ์ที่ได้มาเติมหรือผสมสารต่าง ๆ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามที่ต้องการ เช่น การผสมน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มเลขออกเทน หรือการผสมน้ำมันเตาเพื่อให้ได้ความหนืดตามที่ต้องการ เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมมีอะไรบ้าง

• น้ำมันดิบ (Crude Oil)

  น้ำมันดิบ คือ ปิโตรเลียมที่อยู่ในรูปของเหลวสีดำหรือสีน้ำตาล กลิ่นคล้ายน้ำมันเชื้อเพลิงสำเร็จรูป มีองค์ประกอบส่วนใหญ่คือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนชนิดระเหยง่าย สามารถแบ่งเป็น 3 ชนิด ตามคุณสมบัติและชนิดของไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบอยู่ คือ น้ำมันดิบฐานพาราฟิน น้ำมันดิบฐานแนฟทีน และน้ำมันดิบฐานผสม โดยเมื่อผ่านกระบวนการกลั่นแล้ว จะได้เป็นผลิตภัณฑ์น้ำมันต่าง ๆ เช่น น้ำมันก๊าด ยางมะตอย หรือผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ รถยนต์ เครื่องบิน เครื่องบินไอพ่น เตาเผา และเตาอบ รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่ใช้เป็นส่วนผสมของสีทาบ้าน น้ำมันชักเงา น้ำยาทำความสะอาด ยาฆ่าแมลง เป็นต้น

• ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas)

  ก๊าซธรรมชาติ คือ ปิโตรเลียมที่อยู่ในสถานะก๊าซ ประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนราวร้อยละ 95 โดยมีองค์ประกอบหลัก คือ ก๊าซมีเทน ซึ่งมีอยู่ประมาณร้อยละ 70 รวมถึงไนโตรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปะปนอยู่เล็กน้อย ก๊าซธรรมชาติสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงและนำมาเป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ตลอดจนใช้เป็นเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตปุ๋ย และเชื้อเพลิงหุงต้ม เชื้อเพลิงรถโดยสาร (NGV) และส่งเข้าโรงกลั่นเพื่อกลั่นเป็นน้ำมันเบนซินแก๊สธรรมชาติ

การใช้ประโยชน์จากปิโตรเลียม

ผลิตภัณฑ์จากน้ำมันดิบ

• ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas: LPG) หรือที่เรียกกันว่า ก๊าซหุงต้ม เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการแยกก๊าซธรรมชาติ
• น้ำมันเบนซิน (Gasoline) น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ จำแนกประเภทตามค่าออกเทนได้ 2 ชนิด คือน้ำมันเบนซินออกเทน 91 และน้ำมันเบนซินออกเทน 95
• น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินใบพัด (Aviation Gasoline: AV Gas) หรือน้ำมันเบนซินอากาศยาน อยู่ในกลุ่มเดียวกับน้ำมันเบนซินรถยนต์
• น้ำมันก๊าด (Kerosene) ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้พลังงานความร้อนและแสงสว่าง เชื้อเพลิงในการเผาเครื่องเคลือบดินเผา
• น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบิน (JET A-1) ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบิน
• น้ำมันดีเซล (Diesel oil) เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ดีเซล รถบรรทุก เรือเดินสมุทร เครื่องกำเนิดไฟฟ้า รถแทรกเตอร์ หัวจักรรถไฟ รถโดยสาร และเรือประมง
• น้ำมันเตา (Fuel oil) เป็นผลิตภัณฑ์ที่อยู่ส่วนล่างของหอกลั่น ใช้เป็นเชื้อเพลิงอุตสาหกรรม เตาหม้อน้ำ เตาเผา หรือเตาหลอมในโรงงานอุตสาหกรรม ใช้กับเครื่องยนต์เรือเดินสมุทร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่
• น้ำมันหล่อลื่น (Lube oil) เป็นผลิตภัณฑ์ที่อยู่ส่วนล่างของหอกลั่น เช่นเดียวกับน้ำมันเตา
• ยางมะตอย (Asphalt) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกากน้ำมัน บริเวณส่วนล่างของหอกลั่น

ผลิตภัณฑ์จากก๊าซธรรมชาติ

• ก๊าซมีเทน (Methane หรือ C₁) ใช้เป็นเชื้อพลิงผลิตกระแสไฟฟ้า เชื้อเพลิงในรถยนต์ (NGV) และโรงงานอุตสาหกรรม
• ก๊าซอีเทน (Ethane) โพรเพน (Propane) และบิวเทน (Butane) ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมขั้นต้น เช่น เม็ดพลาสติกโพลิเอทิลีน (PE) เม็ดพลาสติกโพลิโพพิลีน (PP) และเป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเติมแต่งต่าง ๆ
• ก๊าซหุงต้ม (Liquefied Petroleum Gas: LPG) ใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน
• ก๊าซโซลีนธรรมชาติ (Natural Gasoline: NGL) ใช้เป็นน้ำมันสำเร็จรูปและตัวทำละลาย
• ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ใช้ในอุตสาหกรรมถนอมอาหารทั่วไปและการถนอมอาหารระหว่างการขนส่ง อุตสาหกรรมน้ำอัดลมและเบียร์ และนำมาทำให้อยู่ในรูปของแข็งที่เรียกว่าน้ำแข็งแห้ง Dry Ice และใช้ทำฝนเทียม เป็นต้น
• ไฮโดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon) ใช้เป็นคอนเดนเสท (condensate)