نفت کوره

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

مازت یا نفت کوره و یا مازوت (به انگلیسی: Mazut) یکی از هیدروکربن‌های نفتی است که در مراحل تصفیه نفت خام پس از نفتا و بنزین و نفت سفید بدست می‌آید و چون سیاه رنگ است به نام نفت سیاه نیز خوانده می‌شود. این ماده ارزان‌ترین ماده سوختنی برای کوره‌ها، حمام‌ها و تنور نانوایی‌ها و موتورهای دیزلی و برخی نیروگاه‌ها است.[۱]

نفت کوره به عنوان نفت سنگین، نفت دریایی یا مازوت نامیده می شود. این سوخت به صورت برشی از برج تقطیر نفت خام به صورت محصول برج تقطیر یا باقیمانده برج تقطیر بدست می آید. به طور کلی نفت کوره هر سوخت مایعی است که در بویلرها یا کوره ها برای تولید گرما استفاده می شوند یا در موتور ها برای تولید نیرو مورد استفاده قرار می گیرند به جز سوخت هایی که نقطه فلش آن ها 42 درجه سانتی گراد است و سوخت هایی که در مشعل های پشم ویک یا کتان سوزانده می شوند. نفت گاز از هیدروکربن های با زنجیره های طولانی اختصاصا الکان ها،  سیکلوالکان ها و اروماتیک های ساخته می شود. کلمه سوخت گاز همچنین به طور سختگیرانه تر برای سوخت های صنعتی سنگین که از نفت خام بدست می آید، و سنگین تر از نفتا و بنزین هستند، به کار برده می شود. مولکول های کوچکتر مانند پروپان، نفتا و بنزین برای خودروها مورد استفادهقرار می گیرد، سوخت جت که دمای جوش نسبتا پایین دارند، در مراحل ابتدایی برج تقطیر بدست آمده و جدا می شوند. محصولات نفتی سنگین مانند سوخت دیزل و روغن های روانکاری فراریت بسیار کمتری دارند و با سرعت پایین تری از برج تقطیر جدا می شوند، در حالی سوخت بانکر[1] دقیقا پایین بشکه ها است، در فرایند تقطیر نفت خام محصول چگال تر از بانکر ها موجودی کربن سیاه و باقی مانده بیتومونس (اسفالتین) می باشد، که برای آسفالت کردن جاده ها و عایق بندی سقف ها مورد استفاده قرار می گیرد.  

کاربرد نفت کوره[ویرایش]

نفت کوره کاربرد های بسیاری دارد. برای گرمایش خانه و مراکز تجارتی و صنعتی به کار برده می شود و سوخت کامیون ها، کشتی ها و بعضی از خوردو ها می باشد، اما بسیار آلوده کننده و گران تر از سوخت گاز طبیعی می باشد. و اغلب به عنوان سوخت پشتیبان برای اوج گیری نیروگاه ها در مواردی که گاز طبیعی موجود نیست استفاده می شود یا به عنوان سوخت رایج ژنراتورهای تولید الکتریسیته کوچک مورد استفاده قرار می گیرد. در اروپا کاربرد دیزل معمولا به خودروها (40 درصد) ، کامیون ها و اتوبوس ها (بیشتر از 99 درصد) و SUV [1]ها (بیش از 90 درصد) محدود می شود. بازار سوخت مورد استفاده در گرمایش خانه ها و همینطور پمپ های حرارتی روغن گرمایشی (heating oil) نامیده می شوند  به دلیل اینکه گاز طبیعی جای آن را گرفته است. هرچند در تعدادی از مناطق مانند Northeastern United States هنوز به کار برده می شود.

نفت کوره باقیمانده کمتر مفید است و بسیار ویسکوز است بنابراین برای گرم کردن آن سیستم گرمایشی خاصی  مورد نیاز است. و ممکن است مقادیر بسیار بالای آلاینده مانند سولفور که موجب تشکیل سولفور اکسید هنگام احتراق می شود.  اگرچه ویژگی های نامطلوب آن موجب ارزان شدن آن شده است. در حقیقت این ارزان ترین سوخت مایع در دسترس است. زیرا قبل از استفاده گرمای زیادی مورد نیاز دارد. سوخت باقیمانده برج تقطیر نمی تواند به عنوان سوخت خودروهای جاده ای، قیق ها یا کشتی های کوچک مورد استفاده قرار بگیرد. زیرا تجهیزات گرمایش مورد نیاز این نوع سوخت فضای زیادی را اشغال می کنند و موجب سنگین شدن وسیله نقلیه می گردد. هم چنین گرم کردن سوخت نفت فرایند حساسی است که در وسایل نقلیه سریع یا کوچک غیر عملی است. هرچند در نیروگاه ها یا کشتی های بزرگ راه اندازی تجهیزات مورد نیاز برای گرمایش سوخت نفت کوره امکان پذیر و عملی است.

استفاده از نفت گوره باقیمانده برج تقطیر در قدیم رایج تر بود. برای لوکوموتیوهای بخاری جاده های ریلی، بویلرها و کشتی های بخاری مورد استفاده قرار می گیرد. هرچند لوکوموتیوها با سوخت دیزل یا نیروی الکتریسیته به حرکت در می آیند. کشتی های بخاری نیز به اندازه ای که در گذشته مرسوم بود به دلیل هزینه های عملیاتی جاری بسیار بالا امروزه مورد استفاده قرار نمی گیرند ( بسیاری از حاملا LNG از نیروگاه های بخار استفاده می کنند،  به طوری که از Off gas خارج شده از بار دریایی به عنوان منبع سوخت می توانند استفاده کنند). و بسیاری از بویلر ها از نفت گرمایشی یا گاز طبیعی استفاده می کنند. تعدادی از بویلرهای صنعتی یا ساختمان های قدیمی به عنوان مثال در نیویورک از نفت کوره استفاده می کنند. در سال 2011 تخمین زده شد که در شهر 1 درصد ساختمان هایی که سوخت No. 4 و No. 6 را استفاده می کنند مسئول تولید 86درصد دوده تولید در ساختمان ها موجود در شهر هستند.  نیویورک به همین دلیل کاربرد و تولید این سوخت ها را به دلیل تاثیرات سلامتی ذرات ریز دوه تولید شده روی سلامتی در جریان برنامه های زیست محیطی شهری (PlaNYC) خود تدریجا متوقف کرد. در نتیجه آن همه ساختمان ها باید سوخت No. 6 را جایگزین سوخت های قبلی تا انتهای سال 2015 می کردند.  استفاده از سوخت های باقیمانده که برای تولید الکتریسیه مورد استفاده قرار می گیرند نیز کاهش پیدا کرد. در سال 1973 نفت کوره باقیمانده برج تقطیر 8/16 درصد الکتریسیته را در امریکا تولید می کرد. در سال 1983 این مقدار به 2/6 درصد رسید، و در سال 2005 تولید الکتریسیته از تمامی انواع سوخت ها مانند دیزل، نفت باقیمانده به میزان 3 درصد از تولید کلی الکتریسیته رسید. این کاهش در نتیجه رقابت قیمت با گاز طبیعی و محدودیت زیست محیطی برای انتشار گازهای آلوده بود. برای نیروگاه ها هزینه گرمایش نفت، کنترل آلودگی و نگهداری های اضافی برای بعد از سوزاندن مورد نیاز است که مهم تر از از هزینه ی  اندک سوخت است. سوزاندن نفت کوره اختصاصا نفت کوره باقیمانده انتشارات کربن دی اکسید یکنواخت بیشتری نسبت به گاز طبیعی منتشر می کند.

نفت کوره سنگین همچنان در بویلرها برای تجهیزات مورد نیاز برای روشن کردن در نیروگاه هایی که از ذغال به عنوان سوخت استفاده می کنند، مورد استفاده قرار می گیرد. این کاربرد تقریبا مشابه استفاده از kindling برای برافروختن آتش است. بدون استفاده از سخت است که فرایند احتراق در مقیاس بزرگ ایجاد کنیم.

مشکل عمده استفاده از نفت کوره باقیمانده ویسکوزیته اولیه بالای آن است مخصوصا در مورد نفت کوره نوع No. 6 که یک سیستم احتراق مهندسی شده مناسب و درست برای ذخیره، پمپ و اختراق آن مورد نیاز است. اگرچه این همچنان سبک تر از آب است ( با چگالی ویژه 95/0 تا 03/1) که بسیار ویسکوز و سنگین تر از نفت کوره نوع No. 2، کروسین یا بنزین است. نفت کوره No. 6 در حقیقت باید در دمای 38 درجه سانتی گراد ذخیره و در دمای 65-120 درجه سانتی گراد حرارت داده شود قبل از این که بتوان به راحتی پمپ کرد و در دماهای پایین تر می تواند شبه جامد شود و به حالت نیمه جامد کدر تبدیل شود. نقطه فلش بسیاری از ترکیبات No. 6 در حدود 65 درجه سانتی گراد است. تلاش برای پمپ کردن نفت کوره های با ویسکوزیته بالا مهمترین دلیل اسیب دیدن لوله های انتقال، کوره ها و تجهیزات مربوطه است که معمولا برای سوخت هایی با ویسکوزیته پایین طراحی شده اند.    

طبقه بندی نفت کوره[ویرایش]

اگرچه مواردی که در ادامه گفته می شود عموما درست هستند، سازمان های گوناگون  ممکن است مشخصه های عددی گوناگونی برای هر کدام از ای طبقه بندی ها اختصاص دهند. نقطه جوش و طول زنجیره های کربنی در سوخت ها با افزایش عدد نفت گاز افزایش می یابد. ویسکوزیته نیز با افزایش عدد نفت گاز افزایش می یابد. قیمت نفت کوره معمولا با افزایش عدد نفت گاز کاهش می یابد.

نفت گاز شماره 1: برشی فرار از تقطیر نفت که برای تبخیر کوره های pot-type استفاده می شود. این برش پالایشگاهی کروسین است که بلافاصله بعد از برش نفتای سنگین که برای بنزین مورد استفاده قرار می گیرد از سیستم خارج می شود، نام های پیشین شامل نفت ذغال، نفت اجاق، و range oil بود.

نفت گاز شماره 2: برش تقطیر برای نفت گرمایشی خانه است. این سوخت گاهی اوقات Bunker A نامیده می شود. کامیون ها و تعدادی از خوردوها سوخت دیزل مشابه با محدوده عدد ستان که کیفیت احتراق سوخت را توصیف می کند. هر دو عموما از برش نفت گاز سبک بدست می آیند. نفت گاز به منشا اصلی پیدایش سوخت مربوط می شود که این برش را در اواخر قرن نهم و اواخر قرن ده استفاده می کردند. برش نفت گاز به عنوان عامل تقویت کننده برای آب گاز( ترکیبی از کربن مونواکسید و هیدروژن) کاربورات مورد استفاده قرار می گرفت.

نفت کوره شماره3: برش نفتی است که برای مشعل هایی که سوخت با ویسکوزیته پایین نیاز دارند استفاده می شود. ASTM مشخصه این سوخت را با نفت گاز شماره 2 ترکیب کرده است. و این شماره به ندرت از اواسط قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفت.

نفت کوره شماره 4: نفت گرمایشی تجاری است که برای نصب و راه اندازی مشعل هایی که به پیش گرم کن مجهز نیستند مورد استفاده قرار می گیرد. این نفت کوره ممکن است از برش نفت گاز سبک نیز بدست آید.

نفت کوره شماره 5: نفت گرمایشی صنعتی از نوع باقیمانده برج است که باید تا دمای 77 تا 104 درجه پیش گرم شود تا برای شکستن به ترکیبات کوچکتر در مشعل به طور مناسب آماده شوند. این سوخت ممکن است به Banker B نیز شناخته شده باشد. این ممکن است از برش نفت گاز سنگین نیز بدست آید یا ممکن است با ترکیبی از نفت باقیمانده برج با مقدار کافی از نفت کوره شماره دو ترکیب شود تا بتوان آن را بدون پیش گرم کردن پمپ کرد.

نفت کوره شماره 6: نفت باقیمانده برج با ویسکوزیته بسیار بالا که نیاز است تا دمای 104 تا 127 درجه سانتی گراد پیش گرم شود. باقیمانده به این معنی است که موادی که بعد از تقطیر نفت خام پس از خارج سازی برش های مختلف  با ارزش از برج تقطیر در انتهای برج باقی می مانند.  این باقی مانده ممکن است انواع گوناگونی از ناخالصی های نامطلوب داشته باشد که شامل 2 درصد آب و نیم درصد خاک معدنی است. این سوخت به عنوان نفت کوره باقیمانده یا RGO نیز شناخته شده است. در مشخصات دریایی Banker C و در Pacific Specification به عنوان PS-400 شناخته شده است.

سوخت بانکر[ویرایش]

سوخت بانکر به لحاظ فنی به هر نوع سوختی گفته می شود که در روی کشتی مورد استفاده قرار می گیرد. نام خود را از بانکرهای زغال گرفته است که در آن سوخت در اصل ذخیره می شود. Australian Customs و Australian Tax Office سوخت بانکر را سوختی تعریف می کند که برای قدرت دهی موتور هواپیماها یا کشتی ها به کار برده می شود. بانکر A  نفت کوره شماره 2، بانکر B نفت کوره شماره 4 یا 5، بانکر C نفت کوره شماره . نفت کوره6  C به نفت بانکر معروف است. نفت کوره شماره 5 Navy Special Fuel Oil (NSFO) یا فقط ناوبری فضایی نیز نامیده می شود. نفت کوره شماره 5 و 6 به نفت کوره سنگین  یا نفت کوره های شناخته می شوند. ویسکوزیته بالا نیازمند حرار دهی است. که در سییستم بخار کم فشار به گردش در می اید قبل از اینکه آن را از تانک ذخیره پمپ کنند.  سوخت ها به ندرت در سیستم دریایی جدید به این صورت نامگذاری می شوند{Shang, 2016 #153}.

از سال 1980 سازمان بین المللی استاندارد جهانی (ISO)  استاندارد سوخت های دریایی (بانکرها) ها را پذیرفته است. این استاندارد با نام 8217 مطابق با اخرین همگام سازی ها در سال 2010 و 2017 در جدول زیر لیست شده اند. این استاندارد سوخت ها را به سوخت distillate  و سوخت باقیمانده تقسیم می کند. رایج ترین سوخت باقیمانده استفاده شده در سیستم دریایی RMG و RMK می باشند. تفاوت این دو غالبا به تفاوت در ویسکوزیته و چگالی است و اینکه RMG معمولا با 380 سانتی استوک یا کمتر و RMK با سانتی استوک 700 یا کمتر مبادله می شود. کشتی هایی که دارای موتورهای پیشرفته تری هستند می توانند سوخت های سنگین تر، ارزانتر  و ویسکوزتری را استفاده کنند. حکومت ها در جهان مانند کالیفرنیا، اتحادیه اروپا، Emission Control Areas را تاسیس کرده اند که ماکریمم حد سولفور برای سوخت ها را برا یانتشار میزان الاینده ها تعیین کرده اند. سوخت هایی دریایی باید میزان سولفور و سایر ذرات را از  5/4 m/m به 5/0 m/m کاهش دهند{Speight, 2019 #177}.

انواع نفت کوره ها

نام Alias Alias نوع طول زنجیره
No. 1 fuel oil No. 1 distillate No. 1 Diesel fuel Distillate 9-16
No. 2 fuel oil No. 2 distillate No. 2 Diesel fuel Distillate 10-20
No. 3 fuel oil No. 3 distillate No. 3 Diesel fuel Distillate
No. 4 fuel oil No. 4 distillate No. 4 residual fuel oil Distillate/Residual 12-70
No. 5 fuel oil No. 5 residual fuel oil Heavy fuel oil Residual 12-70
No. 6 fuel oil No. 6 residual fuel oil Heavy fuel oil Residual 20-70


HFO سوخت اولیه برای کشتی های مسافرتی است بخش توریستی که با وجهه ای دوستانه و پاک شناخته می شود. در یک تناقض واضح انتشارات گاز های آلاینده به دلیل میزان سولفور بسیار بالای HFO موجب تخریب محیط زیست نسبت به تحرکات فردی گردد.


[1] Sport utility vehicles


[1]  Bunker oil

منابع[ویرایش]