การกลั่นน้ำมันปิโตเลียมจะได้น้ำมันชนิดใดบ้าง
ผลิตภัณฑ์จาการกลั่นปิโตรเลียม
ผลิตภัณฑ์จาการกลั่นปิโตรเลียม
|
ผลิตภัณฑ์
กลั่นตรง
|
จุดเดือด(°C)
|
สถานะ
|
จำนวนคาร์บอน
|
การใช้ประโยชน์
|
ก๊าซปิโตรเลียม
|
≤ 30
|
ก๊าซ
|
1-4
|
ทำสารเคมี วัสดุสังเคราะห์ เชื้อเพลิง ก๊าซหุงต้ม
|
แนฟทา
|
60-100
|
ของเหลว
|
6-10
|
ทำสารตั้งต้นอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
|
ก๊าซโซลีน
|
30-200
|
ของเหลว
|
5-12
|
ทำน้ำมันเบนซิน ตัวทำละลาย
|
เคโรซีน
|
150-300
|
ของเหลว
|
12-16
|
ทำน้ำมันก๊าด เชื้อเพลิงเครื่องยนต์ ไอพ่น และตะเกียง
|
ก๊าซออยล์เบา
|
150-400
|
ของเหลว
|
16-20
|
ทำเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ดีเซล
|
ก๊าซออยล์หนัก
|
250-400
|
ของเหลวหนืด
|
20-70
|
ทำเชื้อเพลิงเครื่องจักร น้ำมันหล่อลื่น น้ำมันเครื่อง เทียนไข เครื่องสำอาง ยาขัดมัน ผงซักฟอก
|
กากน้ำมันชนิด
|
≥ 350
|
ของเหลวหนืด
|
≥ 70
|
ทำยางมะตอย
|
ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกากลั่นลำดับส่วนในโรงกลั่นน้ำมันดิบ ซึ่งเรียกว่า ผลิตภัณฑ์กลั่นตรงเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบตั้งแต่ 1 อะตอมขึ้นไปจนถึงมากกว่า 35 อะตอมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมันดิบ ผลิตภัณฑ์ที่มีจำนวนคาร์บอนมาก เช่น ผลิตภัณฑ์ที่มีจำนวนคาร์บอน 1-4 อะตอม จะมีสถานะเป็นก๊าซและมีจุดเดือดต่ำ และเมื่อจำนวนอะตอมของคาร์บอนเพิ่มขึ้นจะมีสถานะเป็นของเหลว ซึ่งลักษณะตั้งแต่เป็นของเหลวใสจนถึงของเหลวข้นหนืด
จากตารางดังกล่าวจะเห็นได้ว่าผลิตภัณฑ์กลั่นตรงที่ได้แต่ละชนิดส่วนใหญ่ต้องนำไปเข้าสู่กระบวนการอื่นๆ ในโรงกลั่นอีก เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ ยกเว้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบที่มีคุณภาพสูง คือมีสิ่งปนเปื้อนต่ำ เมื่อนำไปเข้า
โรงกลั่นจะได้ผลิตภัณฑ์จะได้ผลิตภัณฑ์กลั่นตรงกลุ่มของก๊าซปิโตรเลียม แนฟทา และก๊าซโซลีน ที่มีคุณภาพดี สามารถนำไปใช้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็วรูปได้ทันที
ประโยชน์และผลกระทบจากการใช้ปิโตรเลียม
ประโยชน์จากการใช้ปิโตรเลียม
ก๊าซธรรมชาติที่เซฟรอนผลิตได้ในประเทศไทยสามารถตอบสนองความต้องการการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึง1 ใน 3 ของปริมาณความต้องการภายในประเทศ โดยก๊าซธรรมชาติที่ผลิตได้มากกว่าร้อยละ 75 นำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนที่เหลืออีกร้อยละ 25 นำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม เชื้อเพลิงพาหนะ ก๊าซหุงต้ม และวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ทั้งนี้ก๊าซธรรมชาติที่ผลิตได้ทั้งหมดส่งให้กับบริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) ซึ่ง ปตท. จะส่งก๊าซผ่านท่อใต้ทะเลไปยังโรงแยกก๊าซธรรมชาติของ ปตท. ที่จังหวัดระยองและนครศรีธรรมราช เพื่อเข้าสู่กระบวนการต่อไป ส่วนน้ำมันดิบที่เราผลิตได้นั้นจะมีการจัดจำหน่ายให้กับโรงกลั่นในประเทศ เช่น ไทยออยล์และบางจาก และบางส่วนส่งออกไปยังตลาดต่างประเทศและยังใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันอื่นๆ เช่น เชื้อเพลิงยานพาหนะในการขนส่ง เชื้อเพลิงสำหรับอุตสาหกรรม ใช้ในเครื่องกำเนิดความร้อนและให้แสงสว่าง ใช้เป็นวัสดุหล่อลื่น กันซึม ขัดมัน สารสังเคราะห์ เช่น พลาสติก เส้นใยสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ ใช้ในการก่อสร้าง เป็นต้น
ภาพที่ 3.4 ประโยชน์ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
ที่มา : http://www.vcharkarn.com สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2558
ผลกระทบจากการใช้พลังงานปิโตรเลียม
การเผาไหม้ปิโตรเลียมจะก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศ โดยการปล่อยไอเสียออกมาจากปล่อยควันของโรงงานอุตสาหกรรมของรถยนต์ เครื่องจักร ก่อให้เกิดมลพิษ ได้แก่ การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ฝุ่นละออง เขม่า ควันต่างๆ จะส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชน พืช สัตว์ และสิ่งแวดล้อมอื่นๆ
ก๊าซธรรมชาติ
การกำเนิดก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงจากซากฟอสซิลเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยเกิดจากการสะสมและทับถมของซากสิ่งมีชีวิตตามชั้นหิน ดิน และในทะเลหลายร้อยล้านปี ระหว่างนั้นก็มีการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติซึ่งมีสาเหตุมาจากความร้อนและความกดดันของผิวโลก
ภาพที่ 3.5 การขุดเจาะก๊าซธรรมชาติ
สืบค้นเมื่อ 5 มีนาคม 2558
องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติเป็นสารประกอบประเภทไฮโดรคาร์บอน ซึ่งสามารถแยกส่วนประกอบ ได้เป็น มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เพนเทน หรือเรียกว่า ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas) หรือ LPG หรือก๊าซหุงต้ม
ภาพที่ 3.6 องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติ
ที่มา : http://chonburi.dlt.go.th/chon-taxNGV.html สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2558
คุณสมบัติของก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีสารพิษ เมื่อเผาไหม้แล้วจะเป็นเชื้อเพลิงสะอาด
ส่งผลกระทบแก่สิ่งแวดล้อมน้อย หากเปรียบเทียบกับน้ำมันเตาและก๊าซหุงต้ม ก๊าซธรรมชาติที่ได้ประกอบด้วยก๊าซมีเทนตั้งแต่ 70 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ก๊าซธรรมชาติที่ประกอบด้วยมีเทนและอีเทน เรียกว่า ก๊าซแห้ง (dry gas) การขนส่งใช้วิธีการวางท่อส่งก๊าซ ก๊าซธรรมชาติที่มีพวก โพรเพน
บิวเทน และพวกไฮโดรคาร์บอนเหลว หรือก๊าซโซลีนธรรมชาติ เช่น เพนเทน เฮกเทน เป็นต้น ปนอยู่ในอัตราที่ค่อนข้างสูงเรียกก๊าซธรรมชาตินี้ว่า “ก๊าซชื้น (wet gas)” เราสามารถแยกโพรเพนและบิวเทนออกจากก๊าซธรรมชาติได้แล้วบรรจุลงในถังก๊าซ เรียกก๊าซชนิดนี้ว่า ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas) หรือ LPG ซึ่งก็คือ ก๊าซหุงต้ม ส่วนก๊าซธรรมชาติเหลวหรือก๊าซโซลีนธรรมชาติ ซึ่งเรียกกันว่า คอนเดนเซท (Condensate) คือ พวกไฮโดรคาร์บอนเหลว ได้แก่ เพนเทน เฮกเซน เฮปเทน และออกเทน ซึ่งมีสภาพเป็นของเหลว
แหล่งกำเนิดก๊าซธรรมชาติ ในประเทศไทย มี 2 แหล่งด้วยกันคือ
1) ในทะเล (มีปริมาณมาก) ได้แก่ บริเวณอ่าวไทย
2) บนบก (มีปริมาณน้อย) ได้แก่ อำเภอน้ำพอง จังหวัดขอนแก่น
โรงแยกก๊าซธรรมชาติ มี 2 แห่ง คือ
1) โรงแยกก๊าซธรรมชาติของการปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย ตำบลมาบตาพุด
อำเภอเมือง จังหวัดระยอง
2) โรงแยกก๊าซธรรมชาติของการปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย ตำบลท้องเนียน
อำเภอขนอม จังหวัดนครศรีธรรมราช
ส่วนก๊าซธรรมชาติเหลวหรือก๊าซโซลีนธรรมชาติซึ่งเรียกกันว่า "คอนเดนเซท" (Condensate) คือ พวกไฮโดรคาร์บอนเหลว ได้แก่ เพนเทน เฮกเซน เฮปเทน และอ๊อกเทน ซึ่งมีสภาพเป็นของเหลว
ตาราง 3.2 ส่วนประกอบของก๊าซธรรมชาติในอ่าวไทย
สาร
|
สูตรโมเลกุล
|
ปริมาณเป็นร้อยละ
|
มีเทน
|
CH4
|
66-80
|
อีเทน
|
C2H6
|
7-10
|
โพรเพน
|
C3H8
|
3-5
|
บิวเทน
|
C4H10
|
1-3
|
เพนเทน
|
C5H12
|
0.1-1
|
เฮกเซน
|
C6H14
|
เล็กน้อย
|
คาร์บอนไดออกไซด์
|
CO2
|
14-20
|
ไนโตรเจน
|
N2
|
0.1-1
|
ที่มา : อุทุมพร แก้วสามศรี และ ประพล นิลใหญ่, 2556 : 179
กระบวนการแยกก๊าซธรรมชาติ
การแยกก๊าซธรรมชาติ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเป็นส่วนที่หนักที่สุดจะถูกแยก
ออกเป็นลำดับแรก ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากโรงแยกแปรสภาพก๊าซธรรมชาติสามารถจำแนกตามลักษณะ ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่แยกออกและนำไปใช้ประโยชน์ต่อกระบวนการผลิตอื่นๆ ดังนี้
1) ก๊าซมีเทน (CH4) : ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าในโรงงาน
อุตสาหกรรมและนำไปอัดใส่ถังด้วยความดันสูง เรียกว่า ก๊าซธรรมชาติอัด สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ รู้จักกันในชื่อว่า “ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์” (Compressed Natural Gas : CNG และมีชื่อเรียกทางการค้าว่า NGV)
2) ก๊าซอีเทน (C2H6) : ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้น สามารถนำไปใช้ผลิตเม็ดพลาสติก เส้นใยพลาสติกชนิดต่างๆ เพื่อนำไปใช้แปรรูปต่อไป
3) ก๊าซโพรเพน (C3H8) และก๊าซบิวเทน (C4H10) : ก๊าซโพรเพนใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้นการนำเอาก๊าซโพรเพนกับก๊าซบิวเทนมาผสมกัน อัดใส่ถังเป็นก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) หรือที่เรียกว่า ก๊าซหุงต้ม สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน
3) ก๊าซโพรเพน (C3H8) และก๊าซบิวเทน (C4H10) : ก๊าซโพรเพนใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้นการนำเอาก๊าซโพรเพนกับก๊าซบิวเทนมาผสมกัน อัดใส่ถังเป็นก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) หรือที่เรียกว่า ก๊าซหุงต้ม สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน
เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์และใช้ในการเชื่อมโลหะ
4) ไฮโดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon) : อยู่ในสถานะที่เป็นของเหลว
4) ไฮโดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon) : อยู่ในสถานะที่เป็นของเหลว
ที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศ เมื่อผลิตขึ้นมาถึงปากบ่อบนแท่นผลิตสามารถแยกจากไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซบนแท่นผลิต เรียกว่า คอนเดนเสท (Condensate) สามารถลำเลียงขนส่งโดยทางเรือหรือทางท่อ นำไปกลั่นเป็นน้ำมันสำเร็จรูปต่อไป
5) ก๊าซโซลีนธรรมชาติ ไฮโดรคาร์บอนเหลวบางส่วนที่หลุดไปกับไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซ เมื่อผ่านกระบวนการแยกจากโรงแยกก๊าซธรรมชาติแล้ว ไฮโดรคาร์บอนเหลวนี้ก็จะถูกแยกออก เรียกว่า ก๊าซโซลีนธรรมชาติ หรือ NGL (natural gasoline) และส่งเข้าไปยังโรงกลั่นน้ำมัน เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์น้ำมันสำเร็จรูปได้
6) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อผ่านกระบวนการแยกแล้วจะถูกนำไปทำให้อยู่ในสภาพของแข็ง เรียกว่า น้ำแข็งแห้ง ใช้ในอุตสาหกรรมการถนอมอาหาร อุตสาหกรรมน้ำอัดลมและเบียร์ ใช้ในการถนอมอาหารระหว่างการขนส่ง นำไปเป็นวัตถุดิบสำคัญในการทำฝนเทียม และนำไปใช้สร้างควันในอุตสาหกรรมบันเทิง เช่น การแสดงคอนเสิร์ต หรือการถ่ายทำภาพยนตร์ เป็นต้น
6) ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อผ่านกระบวนการแยกแล้วจะถูกนำไปทำให้อยู่ในสภาพของแข็ง เรียกว่า น้ำแข็งแห้ง ใช้ในอุตสาหกรรมการถนอมอาหาร อุตสาหกรรมน้ำอัดลมและเบียร์ ใช้ในการถนอมอาหารระหว่างการขนส่ง นำไปเป็นวัตถุดิบสำคัญในการทำฝนเทียม และนำไปใช้สร้างควันในอุตสาหกรรมบันเทิง เช่น การแสดงคอนเสิร์ต หรือการถ่ายทำภาพยนตร์ เป็นต้น
ประโยชน์และผลกระทบต่อการใช้ก๊าซธรรมชาติ
1. การใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)
ก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ โดยก๊าซ NGV นี้มีส่วนประกอบหลัก คือ ก๊าซมีเทนที่มีคุณสมบัติเบากว่าอากาศ เก็บไว้ในถังที่มีความแข็งแรงทนทานสูงเป็นพิเศษ เช่น เหล็กกล้า บางครั้งเรียกก๊าซนี้ว่า CNG (ซี เอ็น จี) ซึ่งย่อมาจาก Compressed Natural Gas หรือก๊าซธรรมชาติ และใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์
2. ก๊าซหุงต้ม LPG
ก๊าซหุงต้ม หรือก๊าซปิโตรเลียมเหลว ประกอบด้วยโพรเพนและบิวเทน
เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแยกน้ำมันดิบในโรงกลั่นน้ำมันในโรงงานแยกก๊าซ นำมาเป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มในครัวเรือน และในโรงงานอุตสาหกรรมรวมถึงใช้ในยานพาหนะ
ภาพที่ 3.7 การใช้ประโยชน์จากก๊าซธรรมชาติ
ที่มา : http://chonburi.dlt.go.th/chon-taxNGV.html สืบค้นเมื่อ 8 มีนาคม 2558
ผลดีในการใช้ก๊าซธรรมชาติ มีดังนี้
1) เป็นเชื้อเพลิงที่มีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์
2) ลดการสร้างก๊าซเรือนกระจก
3) มีความปลอดภัยสูง เนื่องจากเบากว่าอากาศ
4) มีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงปิโตรเลียม
5) ลดการนำเข้าพลังงานเชื้อเพลิง เนื่องจากสามารถผลิตได้ในประเทศไทย
ผลเสียในการใช้ก๊าซธรรมชาติ มีดังนี้
1) ความเป็นพิษต่อร่างกาย ก๊าซธรรมชาติมีก๊าซไฮโดนเจนซัลไฟด์มีผลต่อ
เนื้อเยื้ออ่อน
2) ไฟไหม้/ระเบิด ก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซติดไฟกรณีที่มีก๊าซรั่วไหลผสมอากาศ
ก่อให้เกิดการลุกไหม้ได้
สารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon Compounds)
สารที่พบในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่เป็นสารประกอบคาร์บอน จากการวิเคราะห์หาองค์ประกอบในพืชและสัตว์ ถ่านหินและปิโตรเลียม พบว่าเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน
ที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นธาตุหลักและมีไนโตรเจน ออกซิเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัส และฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบ สารประกอบที่มีคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ เรียกว่า
สารไฮโดรคาร์บอน เช่น เอทีลีน (C2H2), โพรเพน (C3H8), บิวเทน (C4H10) ไฮโดรคาร์บอนที่มีโมเลกุลเล็กสุดประกอบด้วยคาร์บอน 1อะตอม คือ ก๊าซมีเทน (CH4) แหล่งสำคัญของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนได้จากการกลั่นปิโตรเลียม ดังตัวอย่างสารประกอบไฮโดรคาร์บอนบางชนิด
ตาราง 3.3 สารประกอบไฮโดรคาร์บอนบางชนิดและสมบัติ
ชื่อ
|
สูตร
|
สมบัติ
|
แหล่งที่ได้
|
มีเทน
อีเทน
|
CH4
C2H6
|
ก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ติดไฟง่าย
|
ก๊าซธรรมชาติ
|
โพรเพน
บิวเทน
|
C3H8
C4H10
|
ก๊าซไม่มีสี ทำให้เป็นของเหลว ภายใต้ความ
ดันสูงติดไฟง่าย
|
ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบ
|
เพนเทน
เฮกเทน
เฮปเทน
ออกเทน
|
C5H12
C6H14
C7H16
C8H18
|
ของเหลวระเหยง่าย ละลายสารต่างๆได้ดี
ติดไฟง่าย
|
ก๊าซธรรมชาติและการกลั่นน้ำมันดิบ
|
สารประกอบไฮโดรคาร์บอนมีโครงสร้างหลายรูปแบบ การจัดเรียงตัวของคาร์บอน สามารถจัดเรียงตัวได้หลายแบบ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีสูตรโมเลกุลคือ C4H10 จะเรียงตัวเป็นโซ่ตรงหรือโซ่กิ่ง สารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่สูตรโครงสร้างต่างกัน เช่น จุดเดือด
จุดหลอมเหลว และความหนาแน่น สารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่มีสูตรโครงสร้างต่างกัน เรียกว่า ไอโซเมอริซึม (Isomerism) และเรียกสารแต่ละชนิดว่า ไอโซเมอร์ (Isomer)
สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ใช้ในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ได้มาจากน้ำมันปิโตรเลียม และก๊าซธรรมชาติในรูปเชื้อเพลิง ทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรคาร์บอนกับออกซิเจนซึ่งให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เรียกว่า ปฏิกิริยาการเผาไหม้ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้สมบรูณ์ต่อเมื่อมีปริมาณออกซิเจนมากพอ เช่น ปฏิกิริยาระหว่างก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซธรรมชาติกับออกซิเจน จะได้คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
ในบางครั้งพบว่าการเผาไหม้ของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนเกิดเขม่าขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรคาร์บอนที่มีปริมาณออกซิเจนน้อยจะทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบรูณ์ เช่นในเครื่องยนต์ที่ติดเครื่องแล้วมีเขม่าเกิดขึ้น เกิดจากสัดส่วนที่ไม่พอดีระหว่างไอของน้ำมันและออกซิเจน
ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพร่างกาย เป็นอันตรายต่อระบบหายใจ เพราะก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์จะจับกับฮีโมโกบิล ซึ่งมีผลทำให้เลือดลำเลียงออกซิเจนไปสู่เซลล์ร่างกายได้น้อยลง และรับคาร์บอนไดรออกไซด์จากเซลล์มายังปอดน้อยลงเช่นกัน การได้รับคาร์บอนมอนอกไซด์ในปริมาณที่มากพอ และเป็นเวลานานอาจทำให้เสียชีวิตได้
การใช้น้ำมันและก๊าซธรรมชาติอย่างฟุ่มเฟือย นอกจากจะทำให้สมดุลของคาร์บอนสูญเสียแล้วยังทำให้ภาวะอากาศของโลกเปลี่ยนแปลงไปด้วย อย่างไรก็ตามมนุษย์ก็ยังคงต้องอาศัยพลังงานในการดำรงชีวิต ดังนั้นความจำเป็นในการที่จะต้องคิดค้นเทคโนโลยีในการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพควบคู่กับการปลุกจิตสำนึกของการใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิงให้รู้ถึงคุณค่า และโทษอย่างถูกต้อง จึงเป็นแนวทางที่จะยึดเวลาทรัพยากรเชื้อเพลิงให้มีใช้ได้อีกเป็นเวลานาน
เชื้อเพลิงในชีวิตประจำวัน
เชื้อเพลิงที่นำมาใช้ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นปิโตรเลียม ซึ่งได้นำมาใช้ในกิจการต่างๆ เช่น โรงงานอุสาหกรรม การคมนาคม ผละกระทบจากการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมีผลทำให้สภาพแวดล้อมในปัจจุบันเสื่อมโทรม
เชื้อเพลิงที่ใช้ในแต่ละวัน ได้แก่ น้ำมันเบนซินหรือก๊าซโซลีน (Gasoline) เป็นเชื้อเพลิงที่ระเหยง่าย ได้จากการกลั่นปิโตรเลียมในโรงกลั่นโดยกลั่นหรือตัดเอาส่วนที่เบาพอเหมาะจากส่วนต่างๆ ในกรรมวิธีการกลั่น แล้วเอามาผสมกันและปรุงแต่งด้วยสารเพิ่มคุณภาพต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น แนฟธา (Naphtha) lsomerate Remformant และสารเติมแต่ง (Additives) เช่น MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) เอทานอล เป็นต้น เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้เป็นเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์เบนซิน ปัจจุบันน้ำมันเบนซินที่ใช้กับรถยนต์มี 2 ชนิด คือ มีเลขออกเทน 92 และ 95 แต่น้ำมันที่กลั่นได้จากโรงกลั่นมีเลขออกเทนเป็น 75 ดังนั้นจึงต้องมีการเติมสารเตตระเมทิลเลด (MTL) หรือ เตตระเอทิเลด (TEL) เพื่อให้มีการเผาไหม้ดีขึ้น แต่สารที่เติมลงไปนี้เกิดเมื่อการเผาไหม้จะให้ไอของสารตะกั่วออกมาพร้อมกับไอเสียของเครื่องยนต์ปะปนอยู่ในอากาศซึ่งเป็นอันตรายต่อคนและสัตว์ถ้าสะสมอยู่ในร่างกายในปริมาณที่มากพอ
ประเทศไทยมีการรณรงค์ลดปริมาณสารตะกั่วในน้ำมันเบนซินมาตั้งแต่ พ ศ. 2530 ปัจจุบันจึงได้มีการห้ามใช้สารเหล่านี้เติมลงในน้ำมัน และได้เปลี่ยนมาเติมเมทิลเทอร์เชียร์บิวทิลอีเทอร์ (MTBE) แทน และเรียกว่า น้ำมันไร้สารตะกั่วหรือยูแอลจี (ULG : Unleaded Gasoline)
การกำหนดคุณภาพน้ำมัน
เลขออกเทน (Octane number) ค่าตัวเลขที่แสดงเป็นร้อยโดยมวลของไอโซออกเทนในของผสมระหว่างไอโซออกเทนกับเฮปเทน ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้
เลขออกเทนเป็นตัวเลขที่ใช้บอกคุณภาพของน้ำมันเบนซินในรถยนต์โดยกำหนดประสิทธิภาพการเผาไหม้ของสารประกอบไอโซแบบบริสุทธิ์ มีเลขออกเทนเป็น 100 และให้
ประสิทธ์ภาพการเผาไหม้ของการประกอบนอร์มอลเฮปเทนบริสุทธิ์ มีเลขออกเทนเป็น 0
น้ำมันเบนซิน ที่มีเลขออกเทนเป็น 70 คือ น้ำมันเบนซินที่มีสมบัตรการเผาไหม้เดียวกับเชื้อเพลิงที่มีไอโซออกเทน ร้อยละ 70 และเฮปเทน ร้อยละ 30 โดยมวล
เลขซีเทน (Cetane number) ค่าตัวเลขที่แสดงเป็นร้อยละโดยมวลของซีเทนในของผสมระหว่าง ซีเทน (C16H34) และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (C11H10) ซึ่งเกิดการเผาไหม้หมดเป็นตัวเลขคุณภาพน้ำมันดีเซล ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงดีเซลที่ใช้ในยานพาหนะ รถบรรทุก รถโดยสาร เรือบางประเภท และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยเลขซีเทนจะแสดงคุณภาพน้ำมันดีเซลที่มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้เทียบกับปริมาณของ ซีเทนเป็นกรัม ที่ผสมอัลฟา (α) – เมทิลแนพ
ทาลีน ในน้ำมัน 100 กรัม
น้ำมันดีเซลที่มีค่าซีเทน 100 หมายถึง น้ำมันดีเซลที่มีคุณสมบัติในการเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทน ร้อยละ 100 และแอลฟาแนพทาลีน เท่ากับ 0
น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 100 คือ น้ำมันดีเซลที่คุณสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทน 100% โดยมวล
น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 0 คือ น้ำมันดีเซลที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน 100% โดยมวล
น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 80 คือ คือน้ำมันที่มีคุณสมบัติเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทน ร้อยละ 80 โดยมวล ในการผสมระหว่างซีเทนและแอลฟาเมทิลเเนฟทาลีน
ผลกระทบจากการใช้น้ำมันเชื้อเพลิง มีดังนี้
1. ผลของการผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
ผลิตภัณฑ์ต่างๆ จากปิโตรเลียม เช่น แก๊ซธรรมชาติ แก๊ซหุงต้ม น้ำมันเบนซิน ดีเซล พลาสติก โฟม และอื่นๆ เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการปิโตรเลียม มีประโยชน์และมีบทบาทในการดำเนินชีวิตประจำวันของมนุษย์ ต่อการใช้ประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเหล่านี้ ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมในด้านต่างๆ ได้ ผลกระทบส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นก็คือการเกิดมลภาวะทางอากาศซึ่งเป็นผลกระทบที่เกิดจากการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงต่างๆ เนื่องจากการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงจะทำให้สารต่างๆ ที่ปนอยู่ในน้ำมันระเหยออกมาได้ และหากเครื่องยนต์มีการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ก็จะก่อให้เกิดเขม่าควัน และก๊าซที่เป็นอันตราย ดังนี้
1.1 ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ของเชื้อเพลิง เป็นก๊าซน้ำหนักเบากว่าอากาศ ทำให้สามารถลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศและทำให้เกิดสภาวะโลกร้อน
1.2 ก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO) เกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์เป็นก๊าซที่อันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ โดยสามารถจับตัวกับฮีโมโกรบินในเม็ดเลือดได้ดีทำให้เม็ดเลือดไม่สามารถรับออกซิเจนได้ ร่างกายจึงรับออกซิเจนไม่เพียงพอ จะเกิดอาการวิงเวียนศีรษะ อาเจียน การสูดดมเข้าไปในปริมาณมากและติดต่อกันเป็นเวลานานอาจทำให้หมดสติและเสียชีวิต
1.3 สารตะกั่ว (Pb) เกิดจากสารบางชนิดที่เติมลงไปในน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มคุณภาพให้กับน้ำมัน เมื่อถูกเผาไหม้จึงระเหยปนมากับสารอื่นๆ สารตะกั่วเป็นสารที่ส่งผลเสียต่อสมอง ไต ระบบประสาท โลหิต และระบบสืบพันธุ์ ในปัจจุบันจึงมีการห้ามไม่ให้ผสมสารที่มีตะกั่วเจือปนลงในน้ำมัน
1.4 ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) เกิดจากการเผาไหม้ของสารที่มีซัลเฟอร์ผสมอยู่ มีผลต่อกระทบต่อระบบหายใจ เมื่อรวมตัวกับละอองน้ำในอากาศ จะเกิดเป็นฝนกรด ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต และทำให้เกิดความเสียหายแก่สิ่งก่อสร้างต่างๆ ได้ สำหรับผลต่อร่างกายก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะทำลายเนื้อเยื่อในจมูก ตา และปอด นอกจากนี้ยังทำลายคลอฟิลล์ในพืชด้วย
1.5 ก๊าซไฮโดรคาร์บอน เกิดจากการเผาไหม้สารไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ที่อยู่ในน้ำมันเป็นก๊าซมีเทน อีเทน ไอของเฮปเทน และน้ำมันเบนซิน มีผลต่อเยื่อดวงตาและก่อให้เกิดการระคายเคืองในระบบหายใจได้
2. ผลจากการใช้น้ำมันเชื้อเพลิง
จากภาวะเศรษฐกิจที่เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็วทำให้ความต้องการใช้พลังงานมีมากขึ้น การนำเข้าน้ำมันจึงมีปริมาณเพิ่มขึ้นทุกปี นอกจากการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงจากต่างประเทศที่ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายมากแล้ว ปัญหาเกี่ยวกับการใช้พลังงานเชื้อเพลิงทั้งในด้านปริมาณที่มีลดน้อยลง และจากมลภาวะที่เกิดขึ้นจากการใช้และการผลิต จากการสำรวจแหล่งพลังงานฟอสซิล พบว่า พลังงานที่มีอยู่ในปัจจุบัน ลดน้อยลงและหมดไป ดังนั้นจึงต้องหาแหล่งพลังงานอื่นสำรองขึ้นมาแทนโดยคำนึงถึงหลัก 2 ประการ คือ ควรใช้พลังงานที่สะอาดไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม ทั้งในกระบวนการผลิตและในกระบวนการใช้ หรือมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยมาก อีกประการหนึ่ง คือ เป็นแหล่งพลังงานที่ใช้ได้อย่างยังยืนหรือสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
หนึ่งในทางออกที่ค้นพบ คือ การนำน้ำมันจากพืชหรือสัตว์ที่รู้จักและนำมาใช้ในการบริโภค เช่น น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันปาล์ม น้ำมันมะพร้าว น้ำมันหมู เป็นต้น จากการวิจัยและทดลอง พบว่า พืชบางชนิดสามารถให้น้ำมันได้แต่ไม่สามารถนำมาบริโภคได้ เช่น น้ำมันจากเมล็ดละหุ่ง น้ำมันจากเมล็ดสบู่ดำ เพราะมีสารพิษปนอยู่ แต่สามารถนำมาผลิตเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงได้
นอกจากนี้ผลผลิตทางการเกษตรก็มีสามารถนำมาทำเป็นวัตถุดิบในการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงได้จากการสกัดโดยตรงจากพืชหรือทางอ้อม โดยการผลิตให้เป็นเอทานอลมีเพียง 3 ชนิดเท่านั้น ได้แก่ อ้อย กากน้ำตาล และมันสำปะหลัง เป็นต้น
เอทานอล (ethanol) หรือเอทิลแอลกอฮอล์ (Ethyl Alcohol) นำมาใช้ประโยชน์มากมาย เช่น เครื่องดื่มแอลกอฮอล์และที่เรารู้จักกันดี คือ เหล้า ไวน์และเบียร์ ใช้เป็นตัวทำลายในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เช่น สี แลกเกอร์ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารเพิ่มค่าออกเทนในน้ำมันเบนซิน เรียกว่า แก๊สโซฮอล์ (Gasohol)
แก๊สโซฮอล์ (E85) คือ น้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่ผสมเอทานอลแปลงสภาพ (Denatured Ethanol) สูงถึง 85% กับเบนซินธรรมดา เป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Environmentally Friendly Fuel ) เนื่องจากมลพิษที่ปล่อยจากไอเสียน้อยมากเมื่อเทียบกับเบนซิน นิยมแพร่หลายใช้ในบราซิล สวีเดน และอเมริกา ผลจากการทดลองใช้แก๊สโซฮอล์กับเครื่องยนต์ พบว่า สามรถลดปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนจากมลพิษไอเสียได้
ไบโอดีเซล (Biodiesel) คือ การนำน้ำมันจากพืชมาใช้แทนน้ำมันเชื้อเพลิง เป็นความพยายามในการที่จะหาพลังงานทดแทนพลังงานเชื้อเพลิงที่ได้จากปิโตรเลียมที่นับวันยิ่งหมดไป
วิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์คิดค้นและทดลอง พบว่า พืชหลายชนิดสามารถให้น้ำมันได้ และสามารถใช้ประโยชน์ เช่น นำมาใช้ทาสีบ้าน ทำยารักษาโรค เครื่องสำอาง และยังสามารถนำมาเป็นเชื้อเพลิงหรือน้ำมันหล่อลื่นได้ พืชน้ำมัน เช่น ถั่วเหลือง ถั่วลิสง มะพร้าว งา ละหุ่ง เมล็ดทานตะวัน อ้อย ซึ่งเป็นพืชให้แป้งและน้ำตาล พืชเหล่านี้เมื่อนำมาย่อยสลายแล้วนำไปผ่านกระบวนการสกัดจะได้เอทานอล
ไบโอดีเซล เป็นเชื้อเพลิงเหลวที่ได้จากน้ำมันพืช น้ำมันสัตว์ นำมาผ่านปฏิกิริยาเคมีที่ เรียกว่า ทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) จะได้สารเอเทอร์ที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล ซึ่งสามารถนำใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลโดยไม่ต้องปรับเครื่องยนต์
พืชแต่ละชนิดที่นำมาผลิตไบโอดีเซลจะได้ไบโอดีเซลที่มีคุณสมบัติต่างกัน เช่น ไบโอดีเซลที่ได้จากน้ำมันถั่วเหลืองจะให้ไบโอดีเซลที่มีค่าฟอสฟอรัสสูง จะต้องทำให้ค่าฟอสฟอรัสต่ำเท่าเกณฑ์ที่กำหนดโดยใช้น้ำมันถั่วเหลืองบริสุทธิ์ จากการศึกษาผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการใช้น้ำมันดีเซลและไบโอดีเซล เป็นเชื้อเพลิง พบว่า ไอเสียจากเครื่องยนต์ที่ใช้ไบโอดีเซลมีมลพิษต่ำกว่าน้ำมันดีเซล ยกเว้นปริมาณก๊าซไนโตรเจนที่ผลิตออกมาจะมีปริมาณสูงกว่าปริมาณสารที่ออกมา ดังแสดงในตาราง
ตาราง 3.4 ผลเปรียบเทียบการใช้ไบโอดีเซล 100% และน้ำมันดีเซลซึ่งผสมไบโอดีเซล 20%
มลพิษในไอเสีย
|
ไบโอดีเซล 100%
|
น้ำมันดีเซลที่มีไบโอดีเซล 20%
|
ก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์
|
ลดลง 43.2%
|
ลดลง 12.6%
|
ไฮโดรคาร์บอน
|
ลดลง 56.3%
|
ลดลง 11.0%
|
ฝุ่นละออง
|
ลดลง 55.4%
|
ลดลง 18.0%
|
ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์
|
เพิ่มขึ้น 5.8%
|
เพิ่มขึ้น 1.2%
|
สารก่อมะเร็ง
|
80-90%
|
ลดลง 20%
|
ข้อมูลจาก: พลังงานทดแทน คณะกรรมมาธิการพลังงานสภาผู้แทนราษฎร
การนำไบโอดีเซลมาใช้สามารถลดปัญหาทางอากาศที่เป็นผลกระทบจากการเผาไหม้เครื่องยนต์ เพราะไบโอดีเซลจากพืชทำให้ลดปริมาณของก๊าซที่ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกได้ นอกจากนี้การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชที่ใช้แล้วไปประกอบอาหารซ้ำหรือนำไปผลิตเป็นอาหารสัตว์ เพราะในน้ำมันพืชที่ใช้แล้วจะมีสารไดออกซินซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งเมื่อบริโภคเข้าไปอาจทำให้เกิดอันตรายได้
การใช้ไบโอดีเซลในเครื่องยนต์ มีข้อควรระวัง คือ ทำให้เครื่องยนต์มีกำลังต่ำกว่าการใช้น้ำมันดีเซลปกติ ร้อยละ 3 รถยนต์ที่ใช้ไบโอดีเซลจะมีระยะการบำรุงรักษาบ่อยครั้งกว่าการใช้น้ำมันดีเซล
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น