ใบความรู้การกลั่นน้ำมันดิบ
- 1. การกลั่นนำ้ามันดิบ
การกลั่นนำ้ามันดิบคือ การย่อยสลายสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่เป็นส่วน
ประกอบของปิโตรเลียมออกเป็นกลุ่ม (Groups) หรือออกเป็นส่วน (Fractions)
ต่างๆ โดยกระบวนการกลั่น (Distillation) ที่ยุ่งยากและซับซ้อน นำ้ามันดิบในโรง
กลั่นนำ้ามันนั้น ไม่เพียงแต่จะถูกแยกออกเป็นส่วนต่างๆ เท่านั้น ผลิตภัณฑ์ที่สำาคัญ
ที่สุดคือ เชื้อเพลิงชนิดต่างๆ จากนำ้ามัน
1. ส่วนที่เบา (Lighter fractions) เช่น นำ้ามันเบนซิน (Petrol หรือ
Gasoline) , พาราฟิน (Parafin หรือ Kerosene) เบนซีน (Benzene)
2. นำ้ามันส่วนที่หนัก (Heavier fractions) เช่น นำ้ามันดีเซล (Diesel) นำ้ามัน
หล่อลื่น (Lubricants) และนำ้ามันเตา (Fuel oils) ก็นับได้ว่ามีความสำาคัญเช่นกัน
นอกเหนือไปจากนี้
3. สารเหลือค้าง (Residues) อีกหลายชนิดเกิดขึ้น เช่น ถ่านโค้ก (Coke)
แอสฟัลต์ (Asphalt) และ บิทูเม็น (Bitumen) หรือนำ้ามันดิน (Tar) และขี้ผึ้ง (Wax
หรือ Vaseline) ก็อาจได้รับการสกัดออกมา รวมทั้งยังมีแก๊สชนิดต่าง ๆ เกิดขึ้นด้วย
เช่น บิวเทน (Butane) และโพรเพน (Propane)
นำ้ามันส่วนที่หนักกว่าและแก๊สชนิดต่างๆ ที่เกิดขึ้นนั้น ยังสามารถนำาไปแปรรูป
ทางเคมีต่อไป ทำาให้เกิดเป็นแก๊สที่มีคุณค่าขึ้นอีกหลายชนิด รวมทั้งได้รับนำ้ามันเตา
ในปริมาณที่มากขึ้นจากกระบวนการกลั่นลำาดับส่วน (Fractionating process)
ตามปกติอีกด้วย
วิธ ีก ารกลั่น นำ้า มัน ที่ส ำา คัญ ๆ ในโรงกลั่น มีด ัง นี้
(ก) การกลั่นลำาดับส่วน (Fractional distillation) วิธีการนี้คือการกลั่นนำ้ามัน
แบบพื้นฐาน ซึ่งสามารถแยกนำ้ามันดิบออกเป็นส่วน (Fractions) ต่าง ๆ
กระบวนการนี้ใช้หลักการจากลักษณะของส่วนต่าง ๆ ของนำ้ามันดิบที่มีค่าอุณหภูมิ
จุดเดือด (Boiling point) ที่แตกต่างกันออกไป และเป็นผลให้ส่วนต่างๆของนำ้ามัน
ดิบนั้นมีจุดควบแน่น (Condensation point) ที่แตกต่างกันออกไปด้วย นำ้ามันดิบ
จากถังจะได้รับการสูบผ่านเข้าไปในเตาเผา (Furnace) ที่มอุณหภูมิสูงมากพอที่จะ
ี
ทำาให้ทุก ๆ ส่วนของนำ้ามันดิบแปรสภาพไปเป็นไอได้ แล้วไอนำ้ามันดังกล่าวก็จะถูกส่ง
ผ่านเข้าไปในหอกลั่นลำาดับส่วน (Fractionating tower)
แต่ละส่วนของไอนำ้ามันจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ระดับต่างๆ ในหอกลั่น ทั้งนี้
ขึ้นอยู่กับอุณหภูมของการควบแน่นที่แตกต่างกันออกไป นำ้ามันส่วนที่เบา (Lighter
ิ
fractions) เช่น นำ้ามันเบนซิน (Petrol) และพาราฟิน (Parafin) ซึ่งมีค่าอุณหภูมิ
ของการควบแน่นตำ่า จะกลายเป็นของเหลวที่ห้องชั้นบนสุดของหอกลั่น และค้างตัว
อยู่บนแผ่นกั้นห้องชั้นบนสุด นำ้ามันส่วนกลาง (Medium fractions) เช่น ดีเซล
(Diesel) นำ้ามันแก๊ส (Gas oils) และนำ้ามันเตา (Fuel oils) บางส่วนจะควบแน่น
และกลั่นตัวที่ระดับต่างๆ ตอนกลางของหอกลั่น ส่วนนำ้ามันหนัก (Heavy fractions)
เช่น นำ้ามันเตา และสารตกค้างพวกแอสฟัลต์ จะกลั่นตัวที่ส่วนล่างสุดของหอกลั่น ซึ่ง
มีอุณหภูมิสูง และจะถูกระบายออกไปจากส่วนฐานของหอกลั่น
ข้อ เสีย ของกระบวนการกลั่นลำาดับส่วนคือ จะได้นำ้ามันเบาประเภทต่างๆ ใน
สัดส่วนที่น้อยมาก ทั้งที่นำ้ามันเบาเหล่านี้ล้วนมีคุณค่าทางเศรษฐกิจสูง
(ข) การกลั่นแบบเทอร์มอล แครกกิง (Thermal cracking) กระบวนการนี้จะ
ได้นำ้ามันที่กลั่นแล้ว คือ นำ้ามันเบนซิน (Petrol) เพิ่มสูงขึ้นเป็นร้อยละ ๕๐ ในปัจจุบัน
กระบวนการกลั่นแบบนี้เกิดขึ้นโดยการเอานำ้ามันดิบมาทำาให้เกิดการแตกตัวในถัง ที่
- 2. อุณหภูมิสูงกว่า ๑,๐๐๐ องศาฟาเรนไฮต์ สภาวะอุณหภูมิที่สูงและความกดดันที่สูง
ทำาให้สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ เกิดการแยกตัว
หรือแตกตัวเป็นนำ้ามันส่วนเบา หรือเป็นสารไฮโดรคาร์บอนที่มีโมเลกุลขนาดเล็กลง
รวมทั้งมีจำานวนอะตอมของคาร์บอนน้อยลง และนำ้ามันส่วนเบาซึ่งมีสภาพเป็นไอร้อน
นี้ก็จะถูกปล่อยให้เข้าไปในหอกลั่น เพื่อควบแน่นและกลั่นตัวเป็นของเหลวต่อไป
(ค) การกลั่นแบบคาตาลิติก แครกกิง (Catalytic cracking) กระบวนการ
กลั่นนี้ได้รับการพัฒนาต่อเนื่องจากแบบดั้งเดิมที่กล่าวมาแล้วทั้งสองแบบ เพื่อเพิ่ม
ปริมาณนำ้ามันที่กลั่นแล้วตลอดจนคุณภาพของนำ้ามันที่กลั่นก็ได้รับการปรับปรุงให้ดี
ขึ้น
(ง) การกลั่นแบบโพลีเมอไรเซชั่น (Polymerization) กระบวนการกลั่นแบบ
แครกกิง (Cracking) ช่วยปรับปรุงนำ้ามันเบนซินให้มีปริมาณมากขึ้น โดยการแยก
นำ้ามันส่วนที่หนักกว่าออกไป แต่การกลั่นแบบโพลีเมอไรเซชั่นเป็นการเพิ่มปริมาณ
นำ้ามันเบนซินจากนำ้ามันส่วนที่เบาที่สุด (Lightest fractions) ซึ่งก็คือ แก๊ส นั่นเอง
โดยทั่ว ๆ ไปจะถูกเผาทิ้งไป แก๊สเหล่านี้ได้รับการนำามารวมกันเป็นสารประกอบที่มี
โมเลกุลใหญ่ขึ้น และทำาให้สามารถเพิ่มปริมาณนำ้ามันเบนซินที่กลั่นได้ รวมไปถึงการ
เพิ่มปริมาณออกเทน (Octane content) อีกด้วย
ผลิต ภัณ ฑ์ท ี่ไ ด้จ ากกระบวนการกลั่น นำ้า มัน ดิบ
1.1 ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas ; LPG) ก๊าซ
ปิโตรเลียมเหลว หรือก๊าซหุงต้ม หรือแอลพีจี เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากส่วนบนสุดของ
หอกลั่นในกระบวนการกลั่นนำ้ามัน หรือผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแยกก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซปิโตรเลียมเหลวมีจุดเดือดตำ่ามาก จะมีสภาพเป็นก๊าซในอุณหภูมิและความดัน
บรรยากาศ ดังนั้น ในการเก็บรักษาก๊าซปิโตรเลียมเหลวจะต้องเพิ่มความดันหรือลด
อุณหภูมิ เพื่อให้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวเปลี่ยนสภาพจากก๊าซเป็นของเหลว เพื่อความ
สะดวกและประหยัดในการเก็บรักษา ก๊าซปิโตรเลียมเหลวใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ดี และ
เวลาลุกไหม้ให้ความร้อนสูง และมีเปลวสะอาดซึ่งโดยปกติจะไม่มีสีและกลิ่น แต่ผู้
ผลิตได้ใส่กลิ่นเพื่อให้สังเกตได้ง่ายในกรณีที่เกิดมีก๊าซรั่วอันอาจก่อให้เกิดอันตราย
ได้ การใช้ประโยชน์ ก็คือ การใช้เป็นเชื้อเพลิงสำาหรับหุงต้ม เป็นเชื้อเพลิงสำาหรับ
เครื่องยนต์และรถยนต์ รวมทั้งเตาเผาและเตาอบต่าง ๆ
1.2 นำ้ามันเบนซิน (Gasolin) นำ้ามันเชื้อเพลิงสำาหรับเครื่องยนต์เบนซิน หรือ
เรียกว่านำ้ามันเบนซิน ได้จากการปรับแต่งคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่น
นำ้ามันโดยตรง และจากการแยกก๊าซธรรมชาติเหลว นำ้ามันเบนซินจะผสมสารเคมี
เพิ่มคุณภาพ เพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน เช่น เพิ่มค่าออกเทน สารเคมีสำาหรับ
ป้องกันสนิมและการกัดกร่อนในถังนำ้ามันและท่อนำ้ามัน เป็นต้น
1.3 นำ้ามันเชื้อเพลิงเครื่องบินใบพัด (Aviation Gasoline) ใช้สำาหรับเครื่อง
บินใบพัด มีคุณสมบัติคล้ายกับนำ้ามันเบนซินในรถยนต์ แต่ปรุงแต่งคุณภาพให้มีค่า
ออกเทนสูงขึ้น ให้เหมาะสมกับเครื่องยนต์ของเครื่องบินซึ่งต้องใช้กำาลังขับดันมาก
1.4 นำ้ามันเชื้อเพลิงเครื่องบินไอพ่น (Jet Fuel) ใช้เป็นเชื้อเพลิงไอพ่นของสาย
การบินพาณิชย์เป็นส่วนใหญ่ มีช่วงจุดเดือดเช่นเดียวกับนำ้ามันก๊าดแต่ต้องสะอาด
บริสุทธิ์มีคุณสมบัติบางอย่างดีกว่านำ้ามันก๊าด
1.5 นำ้ามันก๊าด (Kerosene) ประเทศไทยรู้จักใช้นำ้ามันก๊าดตั้งแต่สมัยรัชกาล
ที่ 5 แต่เดิมใช้เพื่อจุดตะเกียงแต่ปัจจุบัน ใช้ประโยชน์หลายประการ เช่น เป็นส่วน
ผสมสำาหรับยาฆ่าแมลง สีทานำ้ามันชักเงา ฯลฯ
- 3. 1.6 นำ้ามันดีเซล (Diesel Fuel) เครื่องยนต์ดีเซล เป็นเครื่องยนต์ที่มีพื้นฐาน
การทำางานแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน คือ การจุดระเบิดของเครื่องยนต์ดีเซลใช้
ความร้อนซึ่งเกิดขึ้นจากการอัดอากาศอย่างสูงในลูกสูบ มิใช่เป็นการจุดระเบิดของ
หัวเทียนเช่นในเครื่องยนต์ที่ใช้นำ้ามันเบนซิน ปัจจุบันเราใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย
มักเป็นเครื่องมือและอุปกรณ์ที่มีความสำาคัญทางเศรษฐกิจ เช่น รถบรรทุก รถ
โดยสาร รถแทรกเตอร์ เป็นต้น
1.7 นำ้ามันเตา (Fuel Oil) นำ้ามันเตาเป็นเชื้อเพลิงสำาหรับเตาต้มหม้อนำ้า และ
เตาเผาหรือเตาหลอมที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เครื่องกำาเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่
เครื่องยนต์เรือเดินสมุทรและอื่น ๆ
1.8 ยางมะตอย (Asphalt) ยางมะตอยเป็นผลิตภัณฑ์ส่วนที่หนักที่สุดที่เหลือ
จากการกลั่นนำ้ามันเชื้อเพลิง และนำายาง มะตอยทีผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณภาพจะ
่
ได้ยางมะตอยที่มีคุณสมบัติดีขึ้น คือ มีความเฉื่อยต่อสารเคมีและไอควันแทบทุกชนิด
มีความต้านทานสภาพอากาศและแรงกระแทกกระเทือน มีความเหนียวและมีความ
ยืดหยุ่นตัวต่ออุณหภูมิระดับต่าง ๆ ดี
ชื่อ.......................................................
................
ใบงาน เรื่อ งการกลั่น นำ้า มันามสกุล.............................................
น ดิบ
................
เลข
1. นำ้ามันดิบได้มาจากที่
ใด.....................................................................................................
.....................................................
2. จงยกตัวอย่างนำ้ามัน
นำ้ามันเบา นำ้ามันหนัก สารเหลือ
ค้าง
3. การกลั่นนำ้ามันดิบที่สำาคัญในโรงงาน
........................................................................................................
.................................................................................................
........................................................................................................
.................................................................................................
........................................................................................................
.................................................................................................
........................................................................................................
.................................................................................................
