فوائد الصخر الزيتي نتحدث عنه من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات المميزة مثل تعريف الصخر الزيتي واستخلاص الزيت الصخري من الصخور الزيتية و الختام طرق استخلاص النفط الخام من الصخر الزيتي تابعوا السطور القادمة.
فوائد الصخر الزيتي
يُعدّ استخراج الصخر الزيتي ومعالجته أمرًا مُكلفًا وصعبًا إلى حدٍّ ما، إلّا أن ذلك لم يمنع استخدامه على مرّ العصور ومُنذ آلاف السنين، ومن أبرز فوائده و استخداماته ما يأتي:
-اعتماد العديد من الدول على استخدام الصخر الزيتي للحصول على الوقود لتوليد الكهرباء، كما هو الحال في البرازيل والصين وغيرها.
– تعبيد الطرق وسدّ السفن المثقوبة في بلاد ما بين النهرين.
-غمس السهام في الزيت الصخري من قِبل المنغوليين القدماء، وإشعال النار فيها ثُمّ قذف أعدائهم بها. استخدامه كأحد مكوّنات الفسيفساء المزخرفة في الشرق الأوسط.
– استخراج النفط من خلال تعريض الصخر الزيتي للعديد من عمليات التسخين، إذ بدأت هذه الصناعة في القرن التاسع عشر.
-إنتاج العديد من المواد والمنتجات المتنوّعة مثل شمع البارافين.
– البدء باستخدام الصخر الزيتي والزيت الصخري كمصدر من مصادر الوقود من قبل الأوروبيين، ثُمّ بعد ذلك تمّ استخدامه في الولايات المُتحدة.
– استخدامه في العديد من الصناعات الكيميائية، والاستفادة من نواتج التفاعلات الثانوية في إنتاج الإسمنت.
-تمّ استخدام الصخر الزيتي في منطقة الشرق الأوسط كمادة لزجة في عمل اللوحات الفسيفسائية المزخرفة.
-تمّ استخدام الصخر الزيتي في القرن التاسع عشر بعد تسخينه في عمليات استخراج النفط من باطن الأرض.
-تمّ استخدام الصخر الزيتي من قِبَل دول أوروبا وأمريكا بعد حرقه، ثمّ إعادة تكريره لاستخدامه كمصدر للوقود، إذ يتمّ حرقه لتوليد الكهرباء.
تمّ استخدام الصخر الزيتي في تصنيع عدة منتجات، منها دخوله في صنع شمع البارافين.
تعريف الصخر الزيتي
الصخر الزيتي (بالإنجليزية: Oil Shale) هو صخر رسوبي، تشكل منذ ملايين السنين من بقايا النباتات، والطحالب، وحبوب اللقاح، ومجموعة متنوعة من الكائنات الحية التي عاشت في البحيرات القديمة، والبحار، والأراضي الرطبة، فعندما ماتت هذه الكائنات وانجرفت إلى قاع البحر، دفنت تحت طبقات جديدة من النباتات، والرسوبيات، وتحت ضغط وحرارة شديدين، ولكنهما لم يكونا كافيين ليتحولا إلى نفط، بعدها تحللوا وتحولوا ببطء إلى مادة شمعية تُعرَف باسم الكيروجين (Kerogen)، والكيروجين هو المادة الغنية بالهيدروكربونات، ويُستخرَج الكيروجين من الصخور عندما تتكسر وتتعرض للحرارة، إذ يُمكن استخدام الهيدروكربونات الموجودة في الصخر الزيتي كبديل للنفط (البترول) أو الغاز الطبيعي، واللتان تُعدّان من المواد الهيدروكربونية الأكثر شيوعًا، كما يُعدّ الصخر الزيتي من الوقود الأحفوري، كما هو الحال في النفط، والغاز الطبيعي، والفحم.
استخلاص الزيت الصخري من الصخور الزيتية
يُستخرج الصخر الزيتي باستخدام طرق التعدين المُختلفة التي تتمثل بالتعدين السطحي والتعدين الباطني، حيث إنّ عملية استخراجه صعبة مُقارنةً باستخراج النفط السائل الخام من الآبار العادية وبعد إتمام عملية استخراجه بالطرق المناسبة يتمّ تعريضه لعملية أخرى تُسمّى بعملية التقطير، والتي يخضع خلالها إلى عملية التحلل الحراري، وذلك بتعريض الصخر الزيتي إلى درجات حرارة عالية دون وجود الأكسجين، وبالتالي يسيل الكيروجين الذي يُعدّ بمثابة الوقود الأحفوري للصخر الزيتي فينفصل عنه، وبعد تحوّله إلى نفط سائل يتمّ استخراجه بسهولة.
-يُمكن أن يحدث التحلل الحراري لاستخراج الصخر الزيتي بطريقتين، إمّا فوق سطح الأرض من خلال طرق التعدين السطحي والباطني التي تبدأ بتكسير الصخر الزيتي، ثُمّ تسخين الصخر لاستخراج النفط منه، أو في باطن الأرض عن طريق تسخين الصخر الزيتي مُباشرةً وهو في باطن الأرض دون الحاجة إلى تكسيره.ومن الجدير بالذكر أنّ المادة المُستخرجة من الصخر الزيتي (الكيروجين) من خلال التحلل الحراري لا تُعتبر نفطاً خاماً، إذ يجب تعريضها لعملياتٍ أخرى مثل عملية التكرير للتخلّص من بعض الشوائب كالكبريت، للحصول على نفط خام صناعي صالح للاستخدام.
طرق استخلاص النفط الخام من الصخر الزيتي
هناك العديد من الطرق لاستخراج الصخر الزيتي، منها ما يأتي:
الطريقة الأولى:
تتمّ بعمل كبسولات أو حفر تكون مبطنة بمواد عازلة تمنع تسرب الزيت الموجود فيها، ويتمّ وضع الصخر الزيتي بداخلها، وخلال كل عملية تعبئة لهذه الكبسولات يتمّ وضع أنابيب للتسخين، وأخرى لعمليات التصريف، بالإضافة إلى وضع أجهزة استشعار، وبعد ذلك يوضع غطاء عازل يمنع نفاذ أيّة أتربة داخل هذه الكبسولات، وخلال هذه الأنابيب يجرى استخلاص بخار ناتج من عملية تدوير للغازات الناتجة من عملية التسخين، إذ تحتوي هذه الأبخرة على المنتجات المراد استخلاصها.
الطريقة الثانية:
يمكن تطبيق عملية التحلل الحراري في المختبرات، أي خارج مكان توضع الصخر الزيتي، وذلك باستخدام أداة تسمى المعوجة (بالإنجليزية: Retort)، إذ يتمّ وضع عينات صلبة من الصخر الزيتي في المعوجات، ويتمّ تعريضه للحرارة، فيتكاثف، ثمّ تدفق هذه الأبخرة عبر العنق الضيق في هذه الأداة، ثمّ تبدأ بالتجمع في وعاء تجميعي، ويشترط على إجراء هذه التجربة في بيئة خالية من الأكسجين، ويجب أن تتراوح الحرارة المطلوبة في هذه العملية بين 480°-550° درجة مئوية، والناتج من هذه التجربة هو نسب عالية من مادة الأولويفينات، والدايينات، ومنتجات هيدروكربونية، ومركبات كبريتية، وأخرى نيتروجينية.
الطريقة الثالثة:
تعتمد عملية استخلاص الصخر الزيتي على عملية تعريضه للتسخين على درجات حرارة بين 325°-400° درجة مئوية، إذ تفكك الحرارة جميع الروابط الكيميائية الموجودة في المواد العضوية الصلبة التي لم تتحلل، ثمّ تبدأ الجزيئات صغيرة الحجم من الهيدروكربونات السائلة والغازية، بالإضافة إلى مركبات الأكسجين، والنيتروجين، والكبريت بالتتحرر من السوائل الهيدروكربونية والغازات التي نتجت بفعل التسخين، وتُسمّى هذه العملية التحلل الحراري.
