ΣΤ΄ ΤΑΞΗ - ΦΥΣΙΚΗ - ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Φ.Ε. 4: Επεξεργασία του αργού πετρελαίου
Πώς ξεχωρίζουμε τα διάφορα συστατικά του πετρελαίου;
Η απάντηση αργότερα!
Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή...
Το πετρέλαιο, όταν βγαίνει από την γη, δεν είναι σε όλο τον κόσμο το ίδιο. Αλλού είναι ένα λεπτόρευστο υγρό σαν λάδι -όπως στον Καύκασο- και αλλού στερεό -όπως στην Σουμάτρα (η εικόνα από το σχολικό βιβλίο).
Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή...
Το πετρέλαιο, όταν βγαίνει από την γη, δεν είναι σε όλο τον κόσμο το ίδιο. Αλλού είναι ένα λεπτόρευστο υγρό σαν λάδι -όπως στον Καύκασο- και αλλού στερεό -όπως στην Σουμάτρα (η εικόνα από το σχολικό βιβλίο).
Με όποια μορφή και αν εξορύσσεται το πετρέλαιο (το αργό πετρέλαιο όπως λέγεται), πρέπει να υποστεί επεξεργασία (αφού έτσι όπως βγαίνει από το υπέδαφος δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί πουθενά - εκτός ίσως για υγρό πυρ...).
Η εργασία αυτή γίνεται στα διυλιστήρια, στα οποία μεταφέρεται με αγωγούς ή φορτηγά (οχήματα ή πλοία).
Μεταφορά πετρελαίου (με αγωγούς, τραίνα, ή δεξαμενόπλοια)
Διυλιστήριο πετρελαίου
Αυτό που κάνουν στα διυλιστήρια είναι να διαχωρίζουν τα διάφορα συστατικά που αποτελούν το πετρέλαιο και που βρίσκονται ανακατεμένα μέσα του. Η διαδικασία διαχωρισμού των συστατικών του λέγεται κλασματική απόσταξη.
Η λειτουργία της κλασματικής απόσταξης
Α. Γιατί κλασματική;
Διότι τα συστατικά του πετρελαίου λέγονται και κλάσματα αυτού.
Όπως, π.χ. η μονάδα αποτελείται από κλασματικά μέρη, από 5 πέμπτα ας πούμε, που σημαίνει πως κάθε 1 πέμπτο από τα πέντε είναι και ένα κλάσμα της μονάδας, δηλαδή ένα μέρος της, έτσι και μία ποσότητα πετρελαίου αποτελείται από διάφορα συστατικά, από διάφορα μέρη δηλαδή, που το κάθε ένα είναι και ένα κλάσμα του πετρελαίου.
Διότι τα συστατικά του πετρελαίου λέγονται και κλάσματα αυτού.
Όπως, π.χ. η μονάδα αποτελείται από κλασματικά μέρη, από 5 πέμπτα ας πούμε, που σημαίνει πως κάθε 1 πέμπτο από τα πέντε είναι και ένα κλάσμα της μονάδας, δηλαδή ένα μέρος της, έτσι και μία ποσότητα πετρελαίου αποτελείται από διάφορα συστατικά, από διάφορα μέρη δηλαδή, που το κάθε ένα είναι και ένα κλάσμα του πετρελαίου.
Β. Γιατί απόσταξη;
Διότι αυτός ο τρόπος (που θα δούμε παρακάτω) να παράγεται κάτι, βράζοντάς το δηλαδή πρώτα και ψύχοντάς το μετά για να διαχωριστούν τα συστατικά του, λέγεται απόσταξη.
Διότι αυτός ο τρόπος (που θα δούμε παρακάτω) να παράγεται κάτι, βράζοντάς το δηλαδή πρώτα και ψύχοντάς το μετά για να διαχωριστούν τα συστατικά του, λέγεται απόσταξη.
Γ. Πώς γίνεται;
Τα διάφορα συστατικά του πετρελαίου βράζουν σε διαφορετική θερμοκρασία το καθένα. Εκμεταλλευόμενοι αυτό οι άνθρωποι βάζουν το αργό πετρέλαιο σ' ένα δοχείο και το θερμαίνουν σε πολύ ψηλές θερμοκρασίες.
Όταν θερμανθεί, οδηγείται σε αέρια μορφή σε ένα μεγάλο και μακρόστενο δοχείο, ύψους πολλών μέτρων, την αποστακτική στήλη όπως λέγεται (εικόνα παρακάτω).
Εκεί, τα πιο "ελαφριά" συστατικά του, ακριβώς επειδή είναι πιο ελαφριά, πάνε προς το πάνω μέρος της στήλης, ενώ τα "βαριά" συστατικά (πίσσα, άσφαλτος) μένουν στον πυθμένα και βγαίνουν από τον κατώτερο σωλήνα.
Όταν βγει όλη η ποσότητα της ασφάλτου και της πίσσας, το επόμενο πιο βαρύ συστατικό από αυτά που έχουν μείνει, το πετρέλαιο θέρμανσης και το ναυτιλιακό, φεύγουν από τον πιο πάνω σωλήνα. Τα υπόλοιπα -και ελαφρύτερα- συστατικά συνεχίζουν να ανεβαίνουν προς την κορυφή της στήλης.
Αυτή η διεργασία συνεχίζεται μέχρι να βγει και το τελευταίο συστατικό από τον πιο πάνω σωλήνα, τα υγραέρια (βουτάνιο, κλπ.)
Αυτή είναι (με πολύ πρόχειρα λόγια...) η κλασματική απόσταξη.
Κάποια αέρια κατάλοιπα της κλασματικής απόσταξης που δεν χρειάζονται, καίγονται και βγαίνουν από την καμινάδα (είναι η φωτιά που βλέπουμε στα διυλιστήρια - για όποιον έχει περάσει ή θα περάσει απ' έξω από τα διυλιστήρια του Ασπροπύργου ή της Κορίνθου ή της Θεσσαλονίκης).
Τα διάφορα συστατικά του πετρελαίου βράζουν σε διαφορετική θερμοκρασία το καθένα. Εκμεταλλευόμενοι αυτό οι άνθρωποι βάζουν το αργό πετρέλαιο σ' ένα δοχείο και το θερμαίνουν σε πολύ ψηλές θερμοκρασίες.
Όταν θερμανθεί, οδηγείται σε αέρια μορφή σε ένα μεγάλο και μακρόστενο δοχείο, ύψους πολλών μέτρων, την αποστακτική στήλη όπως λέγεται (εικόνα παρακάτω).
Εκεί, τα πιο "ελαφριά" συστατικά του, ακριβώς επειδή είναι πιο ελαφριά, πάνε προς το πάνω μέρος της στήλης, ενώ τα "βαριά" συστατικά (πίσσα, άσφαλτος) μένουν στον πυθμένα και βγαίνουν από τον κατώτερο σωλήνα.
Όταν βγει όλη η ποσότητα της ασφάλτου και της πίσσας, το επόμενο πιο βαρύ συστατικό από αυτά που έχουν μείνει, το πετρέλαιο θέρμανσης και το ναυτιλιακό, φεύγουν από τον πιο πάνω σωλήνα. Τα υπόλοιπα -και ελαφρύτερα- συστατικά συνεχίζουν να ανεβαίνουν προς την κορυφή της στήλης.
Αυτή η διεργασία συνεχίζεται μέχρι να βγει και το τελευταίο συστατικό από τον πιο πάνω σωλήνα, τα υγραέρια (βουτάνιο, κλπ.)
Αυτή είναι (με πολύ πρόχειρα λόγια...) η κλασματική απόσταξη.
Κάποια αέρια κατάλοιπα της κλασματικής απόσταξης που δεν χρειάζονται, καίγονται και βγαίνουν από την καμινάδα (είναι η φωτιά που βλέπουμε στα διυλιστήρια - για όποιον έχει περάσει ή θα περάσει απ' έξω από τα διυλιστήρια του Ασπροπύργου ή της Κορίνθου ή της Θεσσαλονίκης).
Η κλασματική απόσταξη του πετρελαίου, εικονογραφημένη
(Πηγή σχεδίου: www.worldofchemicals.com)
Η κλασματική απόσταξη, σε βίντεο
(youtu.be/ErnnHuh-k8s)