ปิโตรเลียม คือ สารพวกไฮโดรคาร์บอนและอาจจะพบสารอินทรีย์ที่มีธาตุ O N หรือ S เป็นองค์ประกอบอยู่บ้างเล็กน้อย เกิดจากการตายทับถมของซากพืชซากสัตว์นับเป็นเวลานับล้าน ๆ ปี

1. ก๊าซธรรมชาติ คือ ก๊าซไฮโดรคาร์บอนมี CH₄ C₂H₆ C₃H₈ C₄H₁₀ ส่วนมากจะเป็น CH₄

2. น้ำมันดิบ คือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากมายปนกัน สารพวกนี้มีจุดเดือดแตกต่างน้อย จึงแยกด้วยวิธีการกลั่นลำดับส่วน

สารไฮโดรคาร์บอนที่แบ่งได้จากการกลั่นลำดับ เรียงจากจุดเดือดต่ำไปหาสูง ดังนี้

ก๊าซปิโตรเลียม (C1 - C4), น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันดีเซล, น้ำมันหล่อลื่น, ไข, น้ำมันเตา, บิทูเมน

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดใหญ่จำนวน C อะตอมมาก มีประโยชน์น้อย ราคาต่ำมาเปลี่ยนเป็นสารที่มีขนาดโมเลกุล และมวลโมเลกุลใกล้เคียงกับน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซล และปรับปรุง โครงสร้างของโมเลกุลให้เป็นเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพดีขึ้นดังนี้

ก. กระบวนการแตกสลาย (Cracking)

ข. การรีฟอร์มมิง (Reforming)

ค. การแอลคิเลชัน (Alkylation)

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงที่ดีในรถยนต์ต้องมีลักษณะ ดังนี้

1. โมเลกุลได้ขนาด ที่มี C5 - C10

2. โมเลกุลมี C ต่อกันแตกกิ่งก้านสาขา

เลขออกเทน (Octane number) คือ ค่าตัวเลขที่แสดงเป็นร้อยละโดยมวลของไอโซออกเทนในของผสมระหว่างไอโซออกเทนและเฮปเทน   ซึ่งเกิดจากการเผาไหม้

เลขออกเทนเป็นตัวเลขทีใช้บอกคุณภาพของน้ำมันเบนซินในรถยนต์

น้ำมันเบนซิน ที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับไอโซออกเทนหมด เรียกน้ำมันเบนซินนั้นว่ามีเลขออกเทนเป็น 100

น้ำมันเบนซิน ที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับเฮปเทนหมด เรียกน้ำมันเบนซินนั้นว่ามีเลขออกเทนเป็น 0

น้ำมันเบนซิน ที่มีเลขออกเทน 70 คือ น้ำมันเบนซินที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงที่มีไอโซออกเทนร้อยละ 70 และเฮปเทนร้อยละ 30    โดยมวล

อนึ่งน้ำมันเบนซินในปัจจุบันมักจะพบว่ามีเลขออกเทนต่ำ เพื่อปรับปรุงน้ำมันให้มีเลขออกเทนสูงขึ้นด้วยการเติมเตตระเอธิลเลด (CH₃CH₂)₄ Pb ย่อว่า TEL ลงในน้ำมันเบนซิน ทำให้น้ำมันมีเลขออกเทนสูงขึ้น แต่ก็ก่อให้เกิดสาร Pb เป็นสารมลพิษ

สรุป การเพิ่มเลขออกเทน ทำได้โดยเติมสาร - เตตระเมทิลเลด หรือเตตระเอทิลเลด

                                                                       -  เมทิลเทอร์เชียลรีบิวทิลอีเทอร์ (MTBE)

เลขซีเทน (Cetane number) คือ ค่าตัวเลขที่แสดงเป็นร้อยละโดยมวลของซีเทน ในของผสมระหว่างซีเทน (C₁₆H₃₄) และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (C₁₁H₁₀) ซึ่งเกิดการเผาไหม้หมด

เลขซีเทนเป็นตัวเลขที่ใช้บอกคุณภาพของน้ำมันดีเซล

น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 100 คือ น้ำมันดีเซลที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทน 100% โดยมวล

น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 0 คือ น้ำมันดีเซลที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับเดียวกับแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน 100% โดยมวล

น้ำมันดีเซลที่มีเลขซีเทน 80 คือ น้ำมันดีเซลที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทนร้อยละ 80 โดยมวล ในการผสมระหว่างซีเทน  และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน

อุตสาหกรรมปิโตรเคมี เพื่อผลิตเคมีภัณฑ์ มี 2 ขั้นตอน

1.  อุตสาหกรรมขั้นต้น ผลิตมอนอเมอร์จากสารไฮโดรคาร์บอนเป็นผลิตเอทิลีน และโพรพิลีน (จากอีเทนและโพรเพน)

2.  อุตสาหกรรมต่อเนื่อง  ผลิตพอลิเมอร์จากมอนอเมอร์ที่ได้จากขั้นต้น

พอลิเมอร์ (Polymer)        คือ สารประกอบที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ และมีมวลโมเลกุลมากประกอบด้วย หน่วยเล็ก ๆ ของสารที่อาจจะเหมือนกันหรือต่างกันมาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์

มอนอเมอร์ + มอนอเมอร์ + มอนอเมอร์ + ........ = พอลิเมอร์

มอนอเมอร์ (Monomer) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสารในพอลิเมอร์  

พอลิเมอร์ แบ่งตามเกณฑ์ต่าง ๆ ดังนี้

แบ่งตามการเกิด  

    ก. พอลิเมอร์ธรรมชาติ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น โปรตีน แป้ง เซลลูโลส ยางธรรมชาติ  

    ข. พอลิเมอร์สังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากการสังเคราะห์เพื่อใช้ประโยชน์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ไนลอน ดาครอนและลูไซต์

แบ่งตามชนิดของมอนอเมอร์ที่เป็นองค์ประกอบ  

    ก. โฮมอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ชนิดเดียวกัน เช่น แป้ง พอลิเอทิลีน PVC

    ข. โคพอลิเมอร์ เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ต่างชนิดกัน เช่น โปรตีน พอลิเอสเทอร์

     โครงสร้างของพอลิเมอร์  

    ก. พอลิเมอร์แบบเส้น

    เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์สร้างพันธะต่อกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแน่น และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุ่นเหนียวกว่าโครงสร้างอื่นๆ ตัวอย่าง

    PVC (พอลิไวนิลคลอไรด์) PS (พอลิสไตรีน) PE( พอลิเอทิลีน)  

    ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง

    เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันแตกกิ่งก้านสาขา มีทั้งโซ่สั้นและโซ่ยาว กิ่งที่แตกจาก พอลิเมอร์ของโซ่หลัก ทำให้ไม่สามารถจัดเรียงโซ่พอลิเมอร์ให้ชิดกันได้มาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำยืด

    หยุ่นได้ ความเหนียวต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ง่ายเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่าง PE(พอลิเอทิลีน)ชนิดความหนาแน่นต่ำ  

    ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห

    เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็นร่างแห พอลิเมอร์ชนิดนี้มีความแข็งแกร่ง และเปราะหักง่าย ตัวอย่างเบกาไลต์ เมลามีนใช้ทำถ้วยชาม

     ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน  

   พอลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) คือกระบวนการเกิดสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ (พอลิเมอร์) จากสารที่มีโมเลกุลเล็ก (มอนอเมอร์)

ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชัน

ก. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบเติม

ข. ปฏิกิริยาพอลิเมอร์ไรเซชันแบบควบแน่น

พลาสติก

พลาสติก (Plastic) คือสารที่สามารถทำให้เป็นรูปต่าง ๆ ได้ด้วยความร้อน พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ ขนาดใหญ่ มวลโมเลกุลมาก

สมบัติ เสถียร สลายตัวยาก มีมวลน้อย เบา เป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้าที่ดี ส่วนมากอ่อนตัวและหลอมเหลวเมื่อได้รับความร้อน   จึงเปลี่ยนเป็นรูปต่าง ๆ ได้ตามประสงค์

ประเภทพลาสติก

ก. เทอร์มอพลาสติก ได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นลงจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ พลาสติกประเภทนี้โครงสร้างโมเลกุลเป็นโซ่ตรงยาว มีการเชื่อมต่อระหว่างโซ่พอลิเมอร์น้อย มาก จึงสามารถหลอมเหลว หรือเมื่อผ่านการอัดแรงมากจะไม่ทำลายโครงสร้างเดิม  ตัวอย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน พอลิสไตรีน

ข. พลาสติกเทอร์มอเซต คงรูปหลังการผ่านความร้อนหรือแรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นลงจะแข็งมาก ทนความร้อนและความดัน ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างไม่ได้ แต่ถ้าอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหม้เป็นขี้เถ้าสีดำ พลาสติกประเภทนี้โมเลกุลจะเชื่อมโยงกันเป็นร่างแหจับกันแน่น แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมาก จึงไม่สามารถนำมาหลอมเหลวได้ ตัวอย่าง เมลามีน พอลิยูรีเทน

เส้นใย

เส้นใย (Fibers) คือ พอลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างของโมเลกุลสามารถนำมาเป็นเส้นด้าย เส้นใย

• เส้นใยธรรมชาติ  เช่น  เส้นใยเซลลูโลส  ลินิน ปอ เส้นใยสับปะรด นุ่น ใยมะพร้าว ขนแกะ  ขนแพะ

                                    เส้นใยโปรตีน    ขนสัตว์ เช่น ขนแกะ ขนแพะ

                                    เส้นใยไหม       เส้นใยจากรังไหม

• เส้นใยสังเคราะห์        เช่น เซลลูโลสแอซีเตด ไนลอน ดาครอน Orlon         

ยาง

ยาง (Rubber) คือ สารที่มีสมบัติยืดหยุ่นได้ ทำให้เป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ เป็นสารประกอบพอลิเมอร

ประเภทยาง

ก. ยางธรรมชาติ ได้จากต้นยางพารา น้ำยางที่ได้เป็นของเหลวสีขาว ชื่อพอลิไอโซปริน สมบัติ มีความยืดหยุ่น  เพราะโครงสร้างโมเลกุลของยางมีลักษณะม้วนงอขดไปมาปิดเป็นเกลียว ได้ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ สมบัติเปลี่ยนง่ายคือเมื่อร้อนจะอ่อนตัวเหนียว      แต่เย็นจะแข็งและเปราะ

ข. ยางสังเคราะห์ เป็นพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ขึ้นจากสารผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เช่น

กระบวนการวัลคาไนเซชัน (Vulcanization process) คือ กระบวนการที่ใช้ในการเพิ่มคุณภาพของยางธรรมชาติ (ยางดิบ) ให้มีความยืดหยุ่นได้ดีขึ้น มีความคงตัวสูง ไม่สึกกร่อนง่าย และไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ สมบัติเหล่านี้จะยังคงอยู่ ถึงแม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม

ภาวะมลพิษที่เกิดจากการผลิตและการใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

ภาวะมลพิษ หมายถึง ภาวะแวดล้อมที่ก่อให้เกิดอันตราย

สารมลพิษ หมายถึง สารที่ก่อใ้ห้เกิดมลพิษ

1. มลพิษทางอากาศ เกิดจากการกระทำของมนุษย์ ในเมืองใหญ่เกิดจากการจราจรคับคั่วง  และรถติดมาก เมืองอุตสาหกรรม เกิดการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ในโรงงานอุตสาหกรรมหรือยานพาหนะ เช่น CO CO₂ SO₂ SO₃ ออกไซด์ของ N ฝุ่นโลหะหนัก ไอของสารอินทรีย์บางชนิด ไฮโดรคาร์บอน

การกำจัดก๊าซ SO₂ ผ่านก๊าซ SO₂ ลงในด่าง ดังนี้     SO₂ + Ca(OH)₂ ---------------> CaSO₃ + H₂O

ผ่านก๊าซ SO₂ ลงใน CaO เผาจนร้อนแดงกับไอน้ำ ดังนี้ SO₂ + CaO + H₂O ----------------> CaSO₃ + H₂O

2. มลพิษทางน้ำ เกิดจากปิโตรเคมีภัณฑ์ เช่น ปุ๋ยเคมี ยาปราบศัตรูพืช และผงซักฟอก (ฟอสเฟต)     เป็นปุ๋ยของพืชน้ำทำให้ปุ๋ยน้ำเจริญเติบโตก่อให้เกิดมลภาวะ

การตรวจฟอสเฟตในน้ำ

การตรวจหาปริมาณออกซิเจน

ปริมาณออกซิเจน = 8000/V x ความเข้มข้น Na₂S₂O₃ (mok/dm³) x ปริมาตรNa₂S₂O₃ cm³

3. มลพิษทางดิน สาเหตุการตัดไม้ทำลายป่า ทำไร่เลื่อนลอย สร้างเขื่อน กำจัดสารพิษโดยการฝังดิน กำจัดขยะมูลฝอย, สิ่งปฏิกูล, ปุ๋ยเคมี และสารเคมีที่ใช้ปราบศัตรูพืช พอลิเมอร์ เช่น พลาสติก สลายยาก

การกำจัดพลาสติกเพื่อลดปัญหามลพิษ

1. ใช้ปฏิกิริยาทางชีวเคมี ด้วยการใช้พลาสติกที่จุลินทรีย์ย่อยสลายได้ง่าย เช่น เซลลูโลสเซนเตตและเซลลูโลสแอซีเตต

2. ใช้สมบัติการละลายน้ำ พลาสติกขึ้นเมื่อถูกกับน้ำ เพื่อให้พลาสติกถูกทำลายได้ง่าย เช่น พอลิไวนิลแอลกอฮอล์

3. ใช้แสงแดด เติมหมู่ฟังก์ชันที่ว่องไวต่อแสงในโซ่พอลิเมอร์ของพลาสติก จะทำให้หมู่ฟังก์ชันพร้อมพลาสติกนั้นถูกทำลายด้วยแสง

4. ใช้แสงแดด เผาพลาสติกให้เกิด CO₂ และ H₂O

5. นำกลับมาใช้ใหม่ นำพลาสติกที่ใช้มาผ่านกระบวนการผลิตครั้งใหม่ เพื่อให้เกิดประโยชน์อย่างคุ้มค่า

การย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำ

1. โดยใช้แบคทีเรียแอโรบิก ใช้ O₂ ย่อยสลายสารอินทรีย์

2. โดยใช้แบคทีเรียแอนาโรบิก ไม่ใช้ O₂ ย่อยสลายสารอินทรีย์

H₂S (g) มีกลิ่นเหม็นทำปฏิกิริยากับไอออนของโลหะบางชนิด เช่น Fe³⁺ เกิดตะกอนสีดำ Fe₂S₃ เป็นสาเหตุให้เกิดตะกอนสีดำและมีกลิ่นเหม็นจาก H₂S

กลับหน้าหลัก