หินน้ำมัน (Oil Shale)
 |
| รูปที่ 1 หินน้ำมัน (Oil Shale)
มาจาก : https://www.thebalance.com/thmb/B5B8QQfGtrpbATyqD5ajw7NLB6s=/300x200/filters:saturation
(0.2):brightness(10):contrast(5):no_upscale()/oil_shale-57a63f7a3df78cf4591ad926.jpg |
หินน้ำมัน (Oil Shale) หมายถึง หินตะกอนเนื้อละเอียดที่มีการเรียงตัวเป็นชั้นบาง ๆ มีสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญคือ เคอโรเจน (kerogen) แทรกอยู่ระหว่างชั้นหินตะกอนโดยทั่วไปมีความถ่วงจำเพาะ 1.6–2.5 หินน้ำมันคุณภาพดีจะมีสีน้ำตาลไหม้จนถึงสีดำ มีลักษณะแข็งและเหนียว เมื่อสกัดหินน้ำมันด้วยความร้อนที่เพียงพอ เคอโรเจนจะสลายตัวให้ น้ำมันหิน ซึ่งมีลักษณะคล้ายน้ำมันดิบ ถ้ามีปริมาณเคอโรเจนมากก็จะได้น้ำมันหินมาก การเผาไหม้น้ำมันหินจะมีเถ้ามากกว่าร้อยละ 33 โดยมวลโดยในขณะที่ถ่านหินมีเถ้าน้อยกว่าร้อยละ 33
 |
| รูปที่ 2 หินน้ำมันเมื่อเผาไฟ มาจาก : https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/Oilshale.jpg |
เคอโรเจน (Kerogen) เป็นสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็งลักษณะเป็นไข มีขนาดโมเลกุลใหญ่ มีมวลโมเลกุลมากกว่า 3000 ประกอบด้วย
C ร้อยละ 64–89% โดยมวล
H ร้อยละ 7.1–12.8% โดยมวล
N ร้อยละ 0.1–3.1% โดยมวล
S ร้อยละ 0.1–8.7% โดยมวล
O ร้อยละ 0.8–24.8% โดยมวล
รูปที่ 2 ลักษณะของหินน้ำมันที่มีเคอโรเจนอยู่ในชั้นหินตะกอน
มาจากhttp://1.bp.blogspot.com/-7bkOopnKBWM/UeyneBkaQoI/AAAAAAAAAno/
pCQrDndHCGo/s1600/12+(4).jpg
การเกิดหินน้ำมัน
หินน้ำมันแต่ละแหล่งในโลกพบว่ามีช่วงอายุตั้งแต่ 3 – 600 ล้านปี เกิดจากการสะสมและทับถมตัวของซากพืชพวกสาหร่าย และสัตว์พวกแมลง ปลา และสัตว์เล็ก ๆ อื่น ๆ ภายใต้แหล่งน้ำที่ภาวะเหมาะสมซึ่งมีปริมาณออกซิเจนจำกัด มีอุณหภูมิสูง และถูกกดทับจากการทรุดตัวของเปลือกโลกเป็นเวลานับล้านปี ทำให้สารอินทรีย์ในซากพืชและสัตว์เหล่านั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นสารประกอบเคอโรเจน ผสมคลุกเคล้ากับตะกอนดินทรายที่ถูกอัดแน่นกลายเป็นหินน้ำมัน ดังรูปที่ 2หินที่เป็นแหล่งกำเนิดหินน้ำมันจะคล้ายกับหินที่เป็นแหล่งกำเนิดปิโตรเลียม แต่หินน้ำมันอาจมีปริมาณเคอโรเจนมากถึงร้อยละ 40 ในขณะที่ปิโตรเลียมมีประมาณร้อยละ 1
ส่วนประกอบของหินน้ำมัน มี 2 ประเภท คือ
1) สารประกอบอนินทรีย์ ได้แก่ แร่ธาตุต่าง ๆ ที่ผุพังมาจากชั้นหินโดยกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี ประกอบด้วยแร่ธาตุที่สำคัญ 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ
- กลุ่มแร่ซิลิเกต ได้แก่ ควอทซ์ เฟลสปาร์ เคลย์
- กลุ่มแร่คาร์บอเนต ได้แก่ แคลไซต์ โดโลไมต์
นอกจากนี้ ยังมีแร่ซัลไฟด์อื่น ๆ และฟอสเฟต ปริมาณแร่ธาตุในหินน้ำมันแต่ละแห่งจะแตกต่างกันตามสภาพการกำเนิด การสะสมตัวของหินน้ำมัน และสภาพแวดล้อม
2) สารประกอบอินทรีย์ ประกอบด้วยบิทูเมน และเคอโรเจน บิทูเมนละลายได้ในเบนซีน เฮกเซน และตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ จึงแยกออกจากหินน้ำมันได้ง่าย เคอโรเจนไม่ละลายในตัวทำละลาย หินน้ำมันที่มีสารอินทรีย์ละลายอยู่ในปริมาณสูงจัดเป็นหินน้ำมันคุณภาพดี เมื่อนำมาสกัดควรให้น้ำมันอย่างน้อยร้อยละ 50 ของปริมาณสารอินทรีย์ที่มีอยู่ แต่อาจได้น้ำมันเพียงร้อยละ 30 หรือน้อยกว่า แต่ถ้ามีสารอนินทรีย์ปนอยู่มากจะเป็นหินน้ำมันคุณภาพต่ำ
ประเทศไทยมีการสำรวจพบแหล่งหินน้ำมันตั้งแต่ปี พ.ศ. 2478 ที่ อำเภอแม่สอด จังหวัดตาก พบว่าชั้นหินน้ำมันค่อนข้างบาง มีปริมาณเคอโรเจนโดยเฉลี่ยต่ำกว่าร้อยละ 10 และมีปริมาณสำรองประมาณ 18.7 ล้านเมตริกตัน แต่ก็ยังไม่คุ้มกับการลงทุนทำเหมือง เนื่องจากปัญหาเรื่องความคุ้มทุนทางเศรษฐกิจ อย่างไรก็ตามด้วยปริมาณดังกล่าวทำให้แหล่งหินน้ำมันนี้กลายเป็นแหล่งพลังงานสำรองขนาดใหญ่ของประเทศได้ในอนาคต
บิทูเมน เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อยู่ในหินตะกอน เป็นของแข็งหรือค่อนข้างแข็ง สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์และหลอมตัวได้การใช้ประโยชน์จากหินน้ำมัน
1) หินน้ำมันใช้เป็นแหล่งพลังงานได้เช่นเดียวกับถ่านหิน ตั้งแต่ช่วงศตวรรษที่ 19 ต่อมามีผู้ศึกษาหาวิธีสกัดน้ำมันจากน้ำมันจนสามารถผลิตน้ำมันหินใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้ หินน้ำมัน 1000 กิโลกรัม เมื่อนำมาผ่านกระบวนการสกัดสามารถผลิตเป็นน้ำมันหินได้ประมาณ 100 ลิตร ผลิตภัณฑ์ที่ได้ประกอบด้วยน้ำมันก๊าด น้ำมันตะเกียง พาราฟิน น้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันหล่อลื่น ไข แนฟทา และผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลพลอยได้อื่น ๆ เช่น แอมโมเนียมซัลเฟต2) การทำเหมืองเพื่อผลิตหินน้ำมันมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการใช้เชื้อเพลิงจากปิโตรเลียมโดยตรง ประเทศเอสโตเนียนำหินน้ำมันมาใช้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2463 ปัจจุบันเป็นประเทศที่ใช้หินน้ำมันมากที่สุด โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า
3) ผลพลอยได้จากแร่ธาตุส่วนน้อย (trace elements) ที่มีอยู่ที่เกิดร่วมกับหินน้ำมันและสารประกอบที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสกัดหินน้ำมัน คือ ยูเรเนียม วาเนเดียม สังกะสี โซเดียมคาร์บอเนต แอมโมเนียมซัลเฟต และกำมะถัน น้ำมันและผลพลอยได้เหล่านี้สามารถนำไปใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ หลายชนิด เช่น ใยคาร์บอน คาร์บอนดูดซับ คาร์บอนแบล็ก อิฐ และปุ๋ย
หมายเหตุ : บทความที่ครูไฮไลต์เคยออกข้อสอบนะจ๊ะ เด็ก ๆ.......ครูเบลล์
Categories: เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์และผลิตภัณฑ์
0 ความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น