กระบวนการ เกิด น้ำมันดิบ แบ่ง ได้ เป็น กี่ ช่วง อะไร บาง แต่ละ ช่วง มีการเปลี่ยนแปลง อย่างไร บาง

การทำงานของหอกลั่นน้ำมัน

เมื่อ :

วันจันทร์, 03 สิงหาคม 2563

เราทุกคนรู้ว่าน้ำมันที่ขุดเจาะมาจากธรรมชาตินั้นเรียกว่าน้ำมันดิบ (Crude Oil) โดยน้ำมันดิบนั้นมีส่วนประกอบหลักคือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆที่เป็นของเหลว ในสมัยโบราณเรานำน้ำมันดิบมาจุดไฟเป็นเชื้อเพลิง, นำมาใช้ทาตัวรักษาโรคผิวหนัง, นำมาใช้ในการเชื่อมประสานอิฐในการก่อสร้างรวมไปถึงนำไปใช้ในการดองศพเลยก็มีมาแล้วในอียิปต์โบราณ แต่ในปัจจุบันความรู้เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้นทำให้เรารู้ว่าหากเรานำน้ำมันดิบนั้นมาผ่านกระบวนการกลั่น (Refining) เสียก่อน เราถึงจะได้ผลผลิตมาเป็นน้ำมันชนิดต่าง ๆ รวมไปถึงก๊าซหรือสารประกอบอื่นอีกมากมายทำให้เรานำผลผลิตนั้นไปใช้ได้เจาะจงมีประสิทธิภาพมากขึ้น แล้วการกลั่นจะแยกน้ำมันแต่ละชนิดออกจากกันได้อย่างไร ในเมื่อมันถูกผสมเป็นเนื้อเดียวกันจนไม่น่าจะแยกออกแล้ว คำตอบคือ “การกลั่นลำดับส่วน” นั่นเอง

ภาพอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน
ที่มา https://pixabay.com , Skeeze

เราอาจจะพอรู้จักการกลั่นลำดับส่วนมาแล้วบ้าง หลักการคือการที่ของเหลวมีจุดเดือดและจุดควบแน่นต่างกันแล้วพอเรานำมาต้มจนเดือด มันก็จะระเหยเป็นไอ แต่ทีนี้เราต้มมันในทาวเวอร์ที่มีการแบ่งเป็นลำดับชั้นไว้แล้ว เมื่อเราต้มของเหลวจนเดือดที่ชั้นล่างสุด ไอของมันเดินทางขึ้นไปเรื่อย ๆ เจ้าของเหลวที่มีจุดเดือดสูงหรือจุดควบแน่นสูงก็จะเริ่มกลั่นตัวคืนสภาพเป็นของเหลวที่ด่านแรกๆเลย (เพราะอยู่ใกล้จุดที่ต้มกว่า จึงร้อนกว่าชั้นบน ๆ) อย่างในกรณีน้ำมันดิบนี่ก็คือพวกยางมะตอยหรือน้ำมันเตาจะกลั่นตัวเป็นลำดับแรก ๆ แล้วหลังจากนั้นก็จะเป็นคิวของน้ำมันดีเซล น้ำมันก๊าด และน้ำมันเตาที่จะกลั่นตัวในชั้นกลาง ๆ จนถึงชั้นบนสุดก็จะเป็นพวกน้ำมันเบนซินหรือก๊าซปิโตรเลียมนั่นเอง ลองคิดเล่น ๆ คล้ายกับถ้าเราจะคัดนักกีฬาที่มีความแข็งแรงปราดเปรียวอย่างรวดเร็วได้ยังไง เราก็จัดให้นักกีฬากลุ่มนั้นวิ่งขึ้นหอคอยหรือตึกสูงๆไปเลย นักกีฬาที่มีความฟิตไม่พอ (เช่นขาดซ้อม ,ไม่ยอมลดน้ำหนัก) ก็จะหมดแรงลิ้นห้อยอยู่ที่ชั้นแรกๆ ส่วนคนที่คล่องแคล่วมีความฟิตดีก็จะไปยังชั้นที่สูงกว่าได้เราลองมาดูผลผลิตจากกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบโดยเรียงจากจุดควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำสุด (ชั้นบนสุดของหอกลั่น เพราะอยู่ไกลจากจุดให้ความร้อน) ไปถึงอุณหภูมิสูงสุด (ชั้นล่างสุดของหอกลั่น เพราะอยู่ใกล้จุดให้ความร้อน) ผลที่ได้ก็จะเป็นประมาณข้างล่างนี้

ภาพที่ 2 การกลั่นลำดับส่วนน้ำมันดิบ
ที่มา https://tananop32903.wordpress.com/2015/06/06/การกลั่นลำดับส่วน-fractional-distillation/

1.ก๊าซปิโตรเลียมเหลว หรือแอลพีจี (Liquefied Petroleum Gas) หรือก๊าซหุงต้มนั่นเอง ใช้ในครัวเรือนหรือเป็นเชื้อเพลิงให้กับโรงงานอุตสาหกรรมหรือรถยนต์

2.แนฟทา นำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีหรือทำเม็ดพลาสติก

3.น้ำมันเบนซิน ใช้เป็นเชื้อเพลิงรถยนต์

4.น้ำมันก๊าซ ใช้จุดตะเกียงหรือเครื่องทำความร้อน และใช้ในโรงงานบางประเภท

5.น้ำมันเครื่องบิน ใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องบิน มีทั้งแบบเครื่องบินใบพัดและไอพ่น

6.น้ำมันดีเซล ใช้เป็นเชื้อเพลิงรถปิคอัพ รถใหญ่ หรือเรือ

7.น้ำมันหล่อลื่น ใช้เพื่อหล่อลื่นเครื่องยนต์หรือเกียร์

8.น้ำมันเตา ใช้กับเตาต้มน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม

9.ยางมะตอย ใช้ปูผิวทำถนน

เราจะเห็นว่าผลจากการกลั่นน้ำมันนั้น ให้ผลผลิตที่แตกต่างกันถึงเกือบ 10 ชนิด สังเกตดูดี ๆ จะเห็นว่าน้ำมันที่กลั่นตัวชั้นล่าง ๆ จะเป็นตัวที่มีความหนืดสูง ส่วนชั้นบน ๆ จะเป็นน้ำมันที่มีความหนืดต่ำ, เบา หรือเป็นก๊าซที่อุณหภูมิและความดันปกติอย่าง ก๊าซปิโตรเลียมเหลวนั่นเลยถ้าเป็นสมัยโบราณเราคงเอาน้ำมันดิบมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์หรือทำผลิตภัณฑ์อย่างพลาสติกไม่ได้แน่ ๆ หรือไม่ก็นำไปใช้กับงานบางอย่างเช่นการหล่อลื่นได้อย่างไม่มีประสิทธิภาพเท่าไหร่เพราะมันยังไม่ได้ถูกคัดแยกเป็นกลุ่มเฉพาะทางอย่างในปัจจุบันและยังไม่รวมถึงการนำไปปรับปรุงคุณภาพโดยเติมสารอื่นเข้าไปอีกด้วย ความรู้ของการกลั่นน้ำมันจึงมีคุณค่าและเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่พลิกโฉมการใช้ชีวิตของคนปัจจุบันให้แตกต่างจากอดีตอย่างใหญ่หลวงจริง ๆ

แหล่งที่มา

Craig Freudenrich. How Oil Refining Works. Retrieved February 1, 2020, From https://science.howstuffworks.com/environmental/energy/oil-refining4.htm

Elizabeth Borngraber. Fundamentals of Petroleum Refining. (1st ed). Oxford. Elsevier.

Ozren Ocic. Oil Refineries in the 21st Century: Energy Efficient, Cost Effective, Environmentally Benign. (1st ed). Berlin. Wiley VCH.

James G. Speight. The Refinery of the Future. (1st ed). Oxford. Elsevier.

Hassan Al-Haj Ibrahim. Design of Fractionation Columns. Retrieved February 2, 2020, From https://www.intechopen.com/books/matlab-applications-for-the-practical-engineer/design-of-fractionation-columns

Robert E. Maples. Petroleum Refinery Process Economics. (2nd ed). Oklahoma. Penn Well

หัวเรื่อง และคำสำคัญ

การกลั่นน้ำมันดิบ,หอกลั่นน้ำมัน, น้ำมันดิบ, กระบวนการกลั่น, การกลั่นลำดับส่วน

ประเภท แบ่งตามผลผลิต สสวท.

บทความ

รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท.

สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล

ลิขสิทธิ์

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

วันที่เสร็จ

วันจันทร์, 03 กุมภาพันธ์ 2563

สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา