Miss CHADAMAS SRICHANAWAT
การเกิดปิ โตรเลียม ปิ โตรเลียม (petroleum) เกิดจากซากพืชซากสัตว์ ถูกทับถมด้ วยกรวด ทราย และโคลนตมเป็ นเวลานานนับ ล้านๆ ปี โดยได้ รับแรงกดดันจากชั้นหินและความร้ อน จากใต้ ผวิ โลกทาให้ เกิดปฏิกริ ิยาแยกสลายเป็ นแก๊ส ธรรมชาติและนา้ มันดิบ รวมเรียกว่า ปิ โตรเลียม จัดเป็ น เชื้อเพลิงฟอสซิล
การเกิดปิ โตรเลียม ปิ โตรเลียม (petroleum) เป็ นของผสมของ สารประกอบไฮโดรคาร์ บอนหลายชนิด ตั้งแต่ โมเลกุล ขนาดเล็กจนถึงโมเลกุลขนาดใหญ่ เมื่อผ่านกระบวนการ แยกจะได้ ผลิตภัณฑ์ ทนี่ าไปใช้ ประโยชน์ เป็ นเชื้อเพลิง ประเภทต่ างๆ
เมื่อหลายล้านปี ทะเละต็มไปด้ วยสั ตว์ และพืชเล็ก ๆ จาพวกจุลนิ ทรีย์ เมื่อ สิ่ งมีชีวติ ตายลงจานวนมหาศาล ก็จะตก ลงสู่ ก้นทะเล และถูกทับถมด้ วยโคลน และทราย
แม่ นา้ จะพัดพากรวดทราย และโคลน สู่ ทะเล ปี ละหลายแสนตัน ซึ่ งกรวด ทราย และโคลน จะทับถมสั ตว์ และ พืชสลับทับซ้ อนกัน เป็ นชั้ น ๆ อยู่ ตลอดเวลา นับเป็ นล้านปี
Version 2
การทับถมของชั้นตะกอนต่ าง ๆ มากขึน้ จะหนานับร้ อยฟุต ทาให้ เพิม่ นา้ หนักความกดและบีบอัด จนทาให้ ทราย และชั้นโคลน กลายเป็ นหินทราย และ หินดินดาน ตลอดจนเกิดกลัน่ สลายตัว ของสั ตว์ และพืชทะเล เป็ นนา้ มันดิบ และก๊าซธรรมชาติ
นา้ มันดิบ และแก๊สธรรมชาติ มี ความเบา จะเคลือ่ นย้าย ไปกักเก็บ อยู่ในชั้ นหินเนือ้ พรุ น เฉพาะ บริเวณที่สูงของโครงสร้ างแต่ ละ แห่ ง และจะถูกกักไว้ ด้วยชั้ นหิน เนือ้ แน่ น ทีป่ ิ ดทับอยู่
โครงสร้ างของแหล่ งกาเนิดปิ โตรเลียม โครงสร้ างของชั้นหินทีพ่ บ ปิ โตรเลียมแบบหนึ่ง มีลกั ษณะโค้ งคล้ ายรู ป กระทะควา่ ชั้นบนเป็ นหินทราย ต่ อไปเป็ น หินปูนและหินดินดาน จากนั้นจึงพบแก๊ ส ธรรมชาติ นา้ มันดิบ และนา้ จากชั้นนา้ จะ เป็ นชั้นหินดินดาน หินทราย หินทราย หินปูน หินดินดาน
แหล่ งกาเนิดปิ โตรเลียม
ปิ โตรเลียมจากแหล่ งกาเนิดต่ างกันจะ มีปริมาณของสารประกอบไฮโดรคาร์ บอน สารประกอบกามันถัน ไนโตรเจน และ ออกซิเจนแตกต่ างกันขึน้ อยู่กบั ชนิดของซาก พืช ซากสัตว์ ทีเ่ ป็ นตัวกาเนิดของปิ โตรเลียม
การสารวจปิ โตรเลียม การสารวจปิ โตรเลียมใช้ ความรู้ทาง ธรณีวทิ ยาและธรณีฟิสิกส์ ประกอบกัน ดังนี้ 1. ทางธรณีวทิ ยา 2. ทางธรณีฟิสิกส์
การสารวจปิ โตรเลียม 1. ทางธรณีวทิ ยา
ใช้ ภาพถ่ ายทางอากาศ ภาพดาวเทียม แผนที่ เป็ นพืน้ ฐานในการสารวจพืน้ ผิว การเก็บ และตรวจตัวอย่ างหิน เป็ นข้ อมูล ในการคาดคะเนโครงสร้ างและชนิดของหิน
การสารวจปิ โตรเลียม 2. ทางธรณีฟิสิกส์ ได้ แก่ การวัดค่าแรงดึงดูดของโลก เพือ่ วิเคราะห์ ความแตกต่ างของชั้นหิน ใต้ ผวิ โลก ทาให้ ได้ ข้อมูลเกีย่ วกับ ขอบเขตของแหล่งตะกอนฟอสซิล
การสารวจปิ โตรเลียม 2. ทางธรณีฟิสิกส์ -การวัดค่าสนามแม่ เหล็ก ทาให้ ทราบถึงลักษณะ โครงสร้ างของหิน ขอบเขต ความลึก และลักษณะ ของแนวหิน - การวัดคลืน่ การสั่นสะเทือน ซึ่งแรงสั่นสะเทือน จะวิง่ ผ่ านชั้นหินชนิดต่างๆ และสะท้ อนเป็ นคลืน่ กลับมาแตกต่ างกัน ทาให้ ทราบลักษณะชั้นหินอย่ าง ละเอียด
การสารวจปิ โตรเลียม การวัดคลืน่ การสั่นสะเทือน โดยการสร้างคลื่นสะท้อนจากการจุด ระเบิดเพื่อให้เกิดคลื่นความสัน่ สะเทือนวิง่ ไป กระทบชั้นหิ นใต้ทอ้ งทะเลและใต้ดิน แล้ว สะท้อนกลับขึ้นมาบนผิวโลกเข้าเครื่ องรับ สัญญาณ จากนั้นเครื่ องรับสัญญาณจะบันทึก เวลาที่คลื่นความสัน่ สะเทือนสะท้อนกลับขึ้นมา จากชั้นหิ น ณ ที่ระดับความสึ กต่างกัน ซึ่ง ระยะเวลาที่คลื่นความสัน่ สะเทือนเดินทาง กระทบชั้นหิ นที่เป็ นตัวสะท้อนคลื่นได้
การสารวจปิ โตรเลียม การวัดคลืน่ การสั่นสะเทือน ข้อมูลที่ได้จากการคานวณจะ ถูกนามาเขียนเป็ นแผนที่แสดงถึง ตาแหน่งและรู ปร่ างลักษณะโครงสร้าง ของชั้นหิ นเบื้องล่างได้ โดยผลธรณี ฟิ สิ กส์ดงั กล่าวจะถูกนามาเขียนบนแผนที่ แสดงตาแหน่งและรู ปร่ างลักษณะ โครงสร้างใต้ทะเลเพื่อเราจะได้เลือก โครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดเพื่อกาหนด พื้นที่เป้ าหมายสาหรับการเจาะสารวจ ต่อไป
นา้ มันดิบ นา้ มันดิบ (crude oil) เกิดจากการทับถมของสารอินทรี ยใ์ นระดับใต้ผิว โลก และเกิดการแปรสภาพซึมผ่านช่องว่างระหว่างชั้นหิ นขึ้นสู่ผิวโลกจนถึงชั้น หิ นเนื้อแน่นที่ไม่สามารถซึมผ่านขึ้นมาได้ จะถูกกักเก็บไว้ในชั้นหินแข็งจะพบใน ชั้นของหินดินดาน ซึ่งจัดเป็ นหินตะกอนประเภทหนึ่ง
นา้ มันดิบ ประเทศไทยสารวจพบนา้ มันดิบครั้งแรกทีอ่ าเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ ในปี พ.ศ. 2464 แหล่ งนา้ มันดิบในประเทศไทยทีส่ าคัญในปัจจุบัน ได้ แก่ แหล่ งนา้ มันดิบเพชร จากแหล่ งสิริกติ ์ ทีจ่ งั หวัดกาแพงเพชร
การกลัน่ นา้ มันดิบ นา้ มันดิบมีลกั ษณะเป็ นของเหลวข้ นคล้ ายโคลน มีสีดาและมีกลิน่ ใช้ ประโยชน์ โดยตรงได้ น้อยมาก ต้ องนาไปแยกสารประกอบไฮโดรคาร์ บอนออกเป็ น กลุ่มๆ ตามช่ วงของจุดเดือด โดยองค์ ประกอบแต่ ละส่ วนจะแยกออกจากกันด้ วย หลักของการกลัน่ ลาดับส่ วน (fraction distillation)
การกลัน่ ลาดับส่ วนนา้ มันดิบ การกลัน่ ลาดับส่ วน เป็ นกระบวนการทีท่ าให้ นา้ มันดิบได้ รับความร้ อน สู งประมาณ 500 องศาเซลเซียส ทาให้ สารทุกชนิดเปลีย่ นสถานะเป็ นแก๊ สพร้ อม กัน ผ่านขึน้ ไปบนหอกลัน่ แล้ วควบแน่ นแยกออกเป็ นส่ วนๆ โดยสารทีม่ จี ุดเดือดสู ง แรงยึดเหนี่ยวระหว่ างโมเลกุลมาก จึงควบแน่ น เป็ นของเหลวก่อน และอยู่ทดี่ ้ านล่ างของหอกลัน่ ส่ วนสารทีม่ จี ุดเดือดตา่ แรงยึดเหนี่ยวระหว่ างโมเลกุลน้ อย จึงเคลือ่ นที่ ขึน้ ไปควบแน่ นทีช่ ้ันบนสุ ดของหอกลัน่
The fractions from distillation Fraction
Carbons BP °C
Uses
Gases
1 to 4 < 40
• Fuel in refinery • Bottled and sold as LPG
Napthas
5 to 10 25 – 175
• Blended into petrols • Feedstock for making chemicals
Kerosines
10 to 16
150 – 260
• Aviation fuel
Light gas oils production
14 to 50
235 – 360
• Diesel fuel
Heavy gas oils catalytic cracker
20 to 70
330 – 380
• Feedstock for
Lubricants
> 60
340 – 575
• Grease for lubrication • Fuel additives • Feedstock for catalytic cracker
แก๊ สธรรมชาติ ก๊ าซธรรมชาติเป็ นสารประกอบไฮโดรคาร์ บอน ซึ่งประกอบด้ วย ธาตุถ่านคาร์ บอน (C) กับธาตุ ไฮโดรเจน (H) จับตัวกันเป็ นโมเลกุล โดยเกิดขึน้ เองตามธรรมชาติ จากการทับถมของซากสิ่งมีชีวติ ตามชั้นหิน ดิน และในทะเล หลายร้ อยล้ านปี มาแล้ ว เช่ นเดียวกับนา้ มัน และเนื่องจากความร้ อนและความ กดดันของผิวโลกจึง แปรสภาพเป็ นก๊ าซ
แก๊ สธรรมชาติ คุณสมบัตขิ องก๊ าซธรรมชาติ ไม่มสี ี ไม่ มกี ลิน่ และไม่มพี ษิ ใน สถานะปกติมสี ภาพเป็ นก๊ าซหรือไอทีอ่ ุณหภูมิ และความดันบรรยากาศ โดยมี ค่ าความถ่ วงจาเพาะตา่ กว่ า อากาศจึงเบากว่ าอากาศ เมือ่ เกิดการรั่วไหลจะฟุ้ ง กระจายไปตามบรรยากาศอย่ างรวดเร็ว จึงไม่ มกี ารสะสมลุกไหม้ บนพืน้ ราบ
แหล่ งกาเนิดแก๊ สธรรมชาติ แก๊สธรรมชาติเกิดอยูใ่ ต้พ้นื ดิน อาจเป็ นบนบกหรื อในทะเล และอาจ พบอยูต่ ามลาพัง ในสถานะแก๊สหรื ออยูร่ วมกับน้ ามันดิบ แหล่งแก๊สธรรมชาติในอ่าวไทย ประกอบด้วยแก๊สมีเทนเป็ นส่วนใหญ่ แก๊สธรรมชาติบางส่วนเกิดจากความร้อนสูงภายในโลก ทาให้ น้ ามันดิบที่ถูกเก็บกักไว้เป็ นเวลานานเกิดการสลายตัวเป็ นแก๊สธรรมชาติอยูเ่ หนือ ชั้นน้ ามันดิบ
องค์ ประกอบของแก๊ สธรรมชาติ แก๊ สธรรมชาติทขี่ ุดเจาะขึน้ มามีองค์ ประกอบ 2 ส่ วนคือ 1.ส่ วนทีเ่ ป็ นสารประกอบไฮโดรคาร์ บอนหลายชนิด ได้ แก่ แก๊สมีเทน (CH4) อีเทน (C2H6) โพรเพน (C3H8) บิวเทน (C4H10) และแก๊สเหลว 2.ส่ วนทีไ่ ม่ ใช่ สารประกอบไฮโดรคาร์ บอน ได้ แก่ แก๊ส คาร์ บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ไอปรอท และไอ นา้
หลักการแยกแก๊ สธรรมชาติ แก๊ สธรรมชาติ
แก๊สมีเทน (CH4) แก๊สอีเทน (C2H6)
แยกส่ วนทีไ่ ม่ ใช่ สารประกอบไฮโดรคาร์ บอน
ลดอุณหภูมิ เพิม่ ความดัน เพือ่ ให้ เปลีย่ น สถานะเป็ นของเหลว
แก๊สโพรเพน (C3H8)
แก๊สหุงต้ม (LPG) (C3-C4) แก๊สธรรมชาติเหลว (C5-C6)
ผ่านไปยังหอกลัน่ และลดความดัน เพิม่ อุณหภูมิ เพือ่ เปลีย่ นสถานะเป็ นแก๊ ส
การแยกส่ วนทีไ่ ม่ ใช่ สารประกอบไฮโดรคาร์ บอน แยกส่ วนทีไ่ ม่ ใช่ สารประกอบไฮโดรคาร์ บอน โดยใช้ วสั ดุทมี่ รี ู พรุนดูดซับ และแยกแก๊ส คาร์ บอนไดออกไซด์ ออกโดยใช้ โพแทสเซียม คาร์ บอเนต (K2CO3) ดูดซับ เนื่องจากถ้ าไม่ แยกออก เมือ่ ลดอุณหภูมติ ่ากว่ า 0 องศาเซลเซียส นา้ จะแข็ง อุดตันท่ อแก๊ส แล้ วจึงนาส่ วนทีเ่ ป็ นสารประกอบ ไฮโดรคาร์ บอนไปแยกโดยใช้ หลักการ กลัน่ ลาดับส่ วน ต่ อไป
การกลัน่ ลาดับส่ วน แก๊สธรรมชาติ
ลดอุณหภูมิและเพิม่ ความดัน
สถานะ เป็ นของเหลว
มีเทน อีเทน โพรเพน แก๊สปิ โตรเลียมเหลว หรือ LPG
แก๊สธรรมชาติเหลว
เพิม่ อุณหภูมแิ ละลดความดัน
หอกลัน่
องค์ ประกอบและการใช้ ประโยชน์ ของแก๊ สธรรมชาติ สารประกอบ
สูตรโมเลกุล ร้อยละโดยปริ มาตร ประโยชน์
มีเทน
CH4
อีเทน
C 2 H4
4-10
โพรเพน
C 3 H8
3-5
60-80
ใช้เป็ นเชื้อเพลิง ผลิตปุ๋ ยไนโตรเจน ผลิตแอลกอฮอล์ ผลิต LPG ใช้เป็ นแก๊สหุงต้มในบ้านเรื อน เชื้อเพลิงในรถยนต์
องค์ ประกอบและการใช้ ประโยชน์ ของแก๊ สธรรมชาติ สารประกอบ
สูตรโมเลกุล ร้อยละโดยปริ มาตร ประโยชน์
บิวเทน
C4H10
1-3
ใช้เป็ นวัตถุดิบป้ อนโรงกลัน่ ผลิตสารเคมี เป็ นแก๊สหุงต้ม
เพนเทน
C5H12
3-5
ใช้เป็ นวัตถุดิบป้ อนโรงกลัน่ ผลิตสารเคมี
เฮกเซน
C6H14
0.1-1
ใช้เป็ นตัวทาละลาย
องค์ ประกอบและการใช้ ประโยชน์ ของแก๊ สธรรมชาติ สารประกอบ
สูตรโมเลกุล ร้อยละโดยปริ มาตร ประโยชน์
คาร์บอนไดออกไซด์
CO2
15-25
ผลิตน้ าแข็งแห้ง น้ ายาดับเพลิง
ไนโตรเจน
N2
ไม่เกิน 3
ใช้ทาปุ๋ ยไนโตรเจน
ปรอท ไอน้ า ฮีเลียม ไฮโดรเจนซัลไฟล์
-
น้อยมาก
-