11.3 ผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์จากน้ำมัน (พื้นฐาน)

น้ำมันดิบ

น้ำมันดิบ จะพบได้ในเปลือกโลก

เป็นวัตถุดิบสำคัญที่ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์

ทั้งจากการแยกส่วนและการสร้าง น้ำมันดิบเป็นส่วนประกอบของสารประกอบหลายๆอย่าง

ส่วนผสม จะเกิดจากธาตุมากกว่า 2 ชนิดขึ้นไป ซึ่งไม่ได้ถูกเชื่อมโดยพันธะทางเคมี ทำให้สามารถแยกส่วนประกอบของส่วนผสมได้ในกระบวนการทางฟิสิกส์ เช่น กระบวนการกลั่น

โมเลกุลของน้ำมันดิบส่วนใหญ่จะมี สารประกอบไฮโดรคาร์บอน

ไฮโดรคาร์บอนประกอบไปด้วยไฮโดนเจนและคาร์บอนของอะตอม

อัลเคนส์เป็นกลุ่มหนึ่งของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่อะตอมของคาร์บอนรวมตัวกันโดยแกนของโมเลกุลจะรวมตัวกันด้วยพันธะโควาเลนด์แบบเดี่ยว
สารประกอบที่มีพันธะเดี่ยวนี้จะมีลักษณะ อิ่มตัว
 

สารไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ จะมีพันธะโควาเลนท์แบบคู่ในโครงสร้าง ทำให้ไม่อิ่มตัว กลุ่มนี้ จะมีชื่อเรียกว่า อัลคีนส์

ซึ่งมีปฏิกิริยาดีมากเนื่องจากการมีพันธะโควาเลนท์แบบค

การทดสอบการไม่อิ่มตัว

เติมน้ำโบรมีนลงในไฮโดรคาร์บอน หากอิ่มตัว น้ำโบรมีนจะคงเป็นสีเหลืองน้ำตาล แต่หากไม่อิ่มตัว จะเปลี่ยนเป็นไม่มีสีเนื่องจากพันธะคู่เปิดทำให้อะตอมโบรมีนเข้ามาร่วม

การกลั่นแบบแยกลำดับส่วน

โมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนในน้ำมันดิบจะมีขนาดที่หลากหลายกันออกไป ซึ่งสามารถแยกออกได้เป็นกลุ่มที่มีขนาดโมเลกุลเท่ากันที่เรียกว่า การกลั่นแบบแยกลำดับส่วน

กลุ่มของผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูก แยกตามลำดับส่วนโดยในแต่ละส่วนจะถูกนำไปใช้เป็น เชื้อเพลิง

เมื่อไฮโดรคาร์บอนถูกเผาจะได้คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำออกมาสู่บรรยากาศ

เชื้อเพลิงส่วนใหญ่จะประกอบไปด้วยกำมะถัน ซึ่งเมื่อถูกเผาจะให้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์

คาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นตัวเพิ่มปฏิกิริยาเรือนกระจก และส่งผลให้เกิด ภาวะโลกร้อน

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะเป็นสาเหตุของ ฝนกรด

กระบวนการกลั่นตามลำดับส่วน จะมีส่วนเกี่ยวข้องทำให้น้ำมันมีอุณหภูมิสูงขึ้นในหอกลั่น จนกระทั่งระเหยเป็นไอ

สารประกอบซึ่งมีส่วนประกอบของสายโซ่คาร์บอนขนาดเล็ก ซึ่งระเหยง่ายและจะถูกต้ม เนื่องจากมีจุดเดือดค่อนข้างต่ำและเมื่อลอยเข้าไปจนถึงส่วนยอดของหอกลั่น จะถูกเก็บรวบรวม ซึ่งในส่วนนี้จะทำให้ติดไฟและลุกไหม้ได้ง่าย

สารประกอบที่มีโซ่คาร์บอนที่ยาวกว่า จะมีจุดเดือดที่สูงกว่า และจะถูกเก็บรวบรวมที่ส่วนล่างของหอแยกกลั่น โดยจะมีลักษณะเหนียวคล้ายยาง และจะติดไฟยากกว่า

แครกกิ้ง

ส่วนไฮโดรคาร์บอนที่ช่วงยาวกว่าและไม่มีประโยชน์ที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงได้เนื่องจากติดไฟได้ยาก แต่อย่างไรก็ตามก็สามารถถูกย่อยให้มีขนาดสายใยไฮโดรคาร์บอนที่สั้นลง ซึ่งจะใช้ประโยชน์ได้ง่ายกว่า กระบวนการนี้เรียกกันว่า แครกกิ้ง.

แครกกิ้งจะเป็นการให้ความร้อนไปที่ไฮโดรคาร์บอนจนกระทั่งระเหยกลายเป็นไอ โดยผ่าน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ร้อน.

ผลิตภัณฑ์บางชนิดหลังจากที่แครกแล้วนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิง แต่ส่วนใหญ่จะนำไปใช้ในการสร้าง พลาสติก.

พลาสติก

พลาสติกจะมีโมเลกุลขนาดยาวที่เรียกกันว่าโพลิเมอร์ ซึ่งสร้างมากจากโมเลกุลขนาดเล็กที่เรียกกันว่า โมโนเมอร์มีการรวมตัวกันอยู่โดยกระบวนการที่เรียกกันว่า โพลิเมอร์ไรท์เซชั่น

ยกตัวอย่างเช่น เมื่อโมเลกกุลของอีเทนรวมตัวกันเป็น โพลิเทน โพลิอีเทนก็จะถูกสร้างขึ้น

โพลิเมอร์อีเทนถูกนำมาใช้สร้างถุงพลาสติกและขวด

เมื่อโมเลกุลของโพรเพนถูกนำมารวมตัวกันก็จะได้เป็น โพลิโพรเพน

พันธะคู่ในโมโนเมอร์ไม่อิ่มตัวจะเปิดออกทำให้มีโอกาสรวมกันเพื่อสร้างโพลีเมอร์อิ่มตัว ให้สังเกตว่าจะมีพันธะอิสระเกิดขึ้นที่ตอนปลายของโพลีเมอร์

พลาสติกมีประโยชน์มาก เนื่องจากขึ้นรูปได้ มีน้ำหนักเบาและไม่ผุกร่อน

อย่างไรก็ตามพลาสติกไม่สามารถย่อยสลายได้ง่ายเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยา ไม่เน่าเปื่อย ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ หากถูกเผาก็จะก่อให้เกิดก๊าซพิษในบรรยากาศ