ما هي كمية الغاز التي ينتجها برميل النفط فعليًا؟ وأوضح عوائد المصفاة

يقرأ مشرف الصيانة في مرآب الأسطول ملخص الوقود اليومي ويشاهد ارتفاع أسعار الديزل مرة أخرى. يحرق المتجر الوقود الموجود في كل شاحنة خدمة، وفاتورة الوقود الشهرية تقول شيئًا عن النفط الخام، لكنها لا توضح أبدًا مقدار البرميل الذي أصبح وقودًا في تلك الخزانات. إنه أحد الأسئلة الأكثر شيوعاً في صناعة الطاقة، والتي يطرحها السائقون، وأصحاب الورش، وموظفو المشتريات، وأي شخص حدق في لوحة الأسعار: ما هي كمية الغاز التي ينتجها برميل النفط؟

إليك الإجابة المباشرة قبل أن نكشف التفاصيل. يحتوي البرميل القياسي الواحد من النفط الخام على 42 جالونًا أمريكيًا. في مصفاة أمريكية حديثة نموذجية، تنتج تلك الـ 42 جالونًا ما يقرب من 19 إلى 20 جالونًا من بنزين المحركات النهائي، وحوالي 11 إلى 12 جالونًا من الوقود المقطر (معظمه من الديزل وزيت التدفئة)، وما يقرب من 4 جالونات من وقود الطائرات، وحوالي 8 إلى 10 جالونات إضافية من الأسفلت والمواد الأولية البتروكيماوية وزيت الوقود المتبقي ومخزون قاعدة مواد التشحيم ووقود المصفاة ومنتجات أخرى. ونظرًا لأن التكرير يؤدي إلى زيادة حجم الخام الأصلي، فإن إجمالي الإنتاج عادة ما يكون حوالي 44 إلى 45 جالونًا من المنتج النهائي من برميل سعة 42 جالونًا.

هذه هي الأرقام المتوسطة التي نشرتها إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، وهي تصف مصفاة نموذجية معقدة تعمل على لائحة خام خفيف إلى متوسط. فهي ليست وصفة عالمية. وتقوم المصافي في مناطق أخرى بضبط وحداتها لتتناسب مع أسواق مختلفة، والمصفاة البسيطة التي تفتقر إلى القدرة على التكسير ستنتج كمية أقل بكثير من البنزين وبقايا ثقيلة أكثر بكثير. نفس الخام، الذي يتم تشغيله من خلال معدات مختلفة، يعطي إجابات مختلفة. وكلمة "غاز" تحتاج إلى توضيح واحد مقدمًا: في معظم أنحاء العالم، السؤال عن كمية الغاز التي ينتجها البرميل يعني البنزين، وهو الشيء الذي تضخه في السيارة. إذا كان السؤال عن الغاز الطبيعي، فهو يخص آبار الغاز والإنتاج المصاحب، وليس برميل التكرير. تركز هذه المقالة على الوقود السائل والمنتجات التي تخرج من برميل النفط الخام.

الأرقام المباشرة: البنزين من البرميل

دعونا نضع الرقم الرئيسي في السياق. يبدو التوزيع القياسي لتقييم الأثر البيئي لبرميل النفط الخام المعالج في المصافي الأمريكية كما يلي:

• بنزين المحرك النهائي: 19 إلى 20 جالون
• الوقود المقطر (الديزل وزيت التدفئة): 11 إلى 12 جالون
• وقود الطائرات (نوع الكيروسين): حوالي 4 جالون
• زيت الوقود المتبقي: حوالي 2 جالون
• الأسفلت وزيت الطرق: حوالي 1 إلى 2 جالون
• المواد الأولية البتروكيماوية: حوالي 1 إلى 2 جالون
• مخزون قاعدة مواد التشحيم: أقل من 1 جالون
• الغاز الثابت وفحم الكوك ومنتجات التكرير الأخرى: حوالي 3 إلى 4 جالون

الرقم الوحيد الأكثر أهمية هو الرقم الأول. ويمثل البنزين ما يقرب من 45 إلى 46 في المائة من الحجم النهائي الذي ترسله مصفاة أمريكية نموذجية إلى السوق. ما يقرب من نصف كل برميل من النفط الخام يتحول إلى بنزين قبل أن يصل إلى السيارة، ولهذا السبب تتتبع أسعار البنزين أسعار النفط الخام بشكل وثيق ولماذا تولي أسواق النفط الخام العالمية الكثير من الاهتمام لموسم القيادة في الولايات المتحدة.

بقية البرميل ليس نفايات. يعمل الديزل ووقود الطائرات على إبقاء الشاحنات في حالة دوران والطائرات تحلق. الأسفلت يبني الطرق. المواد الأولية البتروكيماوية تصبح البلاستيك والمطاط الصناعي والألياف الاصطناعية. وحتى زيت الوقود المتبقي، والذي غالبًا ما يبدو وكأنه بقايا منخفضة القيمة، له استخدامات صناعية في الوقود البحري، وتوليد الطاقة، ووحدات تحديث المصافي. ويتحول تيار صغير ولكنه قيم من مخزون قاعدة مواد التشحيم إلى زيت المحرك، وزيت التروس، والسوائل الهيدروليكية، والشحوم الصناعية، وهي منتجات تستحق اهتمامًا أكبر مما توحي به حصتها الصغيرة من البرميل.

ومن خلال محتوى الطاقة، فإن العلاقة نفسها تحمل شكلًا مختلفًا. ويحتوي برميل النفط الخام على ما يقرب من 5.8 مليون وحدة حرارية بريطانية من الطاقة، ويمثل البنزين المستخرج منه نحو خمسي محتوى الطاقة هذا. يحتوي جالون البنزين في الولايات المتحدة أيضًا على حوالي 10 بالمائة من الإيثانول في مزيج E10 القياسي، والذي يضاف بعد التكرير؛ المكون المشتق من النفط الخالص من 19 إلى 20 جالونًا أقرب إلى 17 إلى 18 جالونًا، مع الإيثانول الذي يملأ الباقي.

إن الإجابة الخاصة بالولايات المتحدة تبدو منطقية لأن السؤال عادة ما يكون مدفوعًا بأسعار محطات الوقود الأمريكية وأسطول السيارات الخفيفة الأمريكية. لكن المتوسط ​​العالمي يبدو مختلفا. وفي أوروبا، تنتج مصافي التكرير كميات من الديزل أكبر بكثير من البنزين لأن سيارات الركاب هناك تعمل بكثافة على الديزل. وفي آسيا، يؤدي الطلب على النافتا ووقود الطائرات إلى إحداث تحول أكبر في هذا المزيج. البرميل نفسه له نفس الحجم في كل مكان، لكن محتوياته تعتمد على مكان تكريره والسوق الذي يتم فيه تكريره.

لماذا يبلغ حجم البرميل 42 جالونًا؟

قبل أن تكون البراميل وحدة محاسبية، كانت عبارة عن حاويات خشبية فعلية، ولم يكن هناك حجم قياسي على الإطلاق. في أوائل ستينيات القرن التاسع عشر، عندما بدأت الطفرة النفطية الأولى في غرب بنسلفانيا بعد اكتشاف إدوين دريك في تيتوسفيل عام 1859، قام المنتجون بتخزين وشحن النفط الخام في أي براميل يمكنهم العثور عليها: براميل الويسكي، وبراميل البيرة، وبراميل الأسماك، ورؤوس الخنازير من دبس السكر. وتراوحت تلك من 31 إلى 50 جالونًا. وكان على المشترين والبائعين الاتفاق على حجم كل معاملة على حدة، وهو ما كان غير فعال كما يبدو.

وكانت صناعة النفط الناشئة بحاجة إلى الكيروسين من أجل المصابيح، في وقت كان فيه زيت الحوت باهظ الثمن ونادرا. وسرعان ما أدرك المنتجون أن الحاوية المتسقة جعلت التجارة أسهل، وأصبحت براميل النبيذ الشائعة في المنطقة سعة 42 جالونًا وحدة شحن فعلية بحلول عام 1866 تقريبًا. وكان البرميل بهذا الحجم يحمل حوالي 290 إلى 300 رطل من النفط الخام. كان هذا الوزن ثقيلًا ولكن يمكن التحكم فيه بالنسبة لأعضاء الفريق الذين حملوه على عربات تجرها الخيول، وكان هناك برميلان يجلسان بشكل مريح على عربة عادية. برميل أصغر يعني المزيد من الرحلات. البرميل الأكبر يعني العربات والرجال الذين لا يستطيعون التعامل مع الحمولة.

في عام 1872، اعتمدت جمعية منتجي النفط رسميًا 42 جالونًا للبرميل القياسي، واتبعت منظمة ستاندرد أويل الناشئة نفس الاتفاقية. عندما حلت السكك الحديدية ومن ثم خطوط الأنابيب محل العربات، بقي البرميل كوحدة محاسبية. واليوم، لا أحد يضع النفط الخام في براميل خشبية، لكن مقياس 42 جالونًا يظل أساس تسعير خام غرب تكساس الوسيط، وخام برنت، وسلة أوبك. من الناحية المترية، يساوي البرميل الواحد 158.99 لترًا أو 34.97 جالونًا إمبراطوريًا.

يأتي أحد الالتباسات العملية من حقيقة أن الناس ما زالوا يستخدمون كلمة "برميل" للإشارة إلى البراميل الفولاذية. إذا دخلت إلى ورشة صيانة صناعية ورأيت أسطوانة فولاذية سعة 200 لتر مكتوب عليها زيت المحرك، فإن تلك الأسطوانة تحتوي على 55 جالونًا أمريكيًا. إن برميل النفط الخام وبرميل النفط الصناعي شيئان مختلفان. قياس 42 جالونًا عبارة عن وحدة تسعير وتكرير. الأسطوانة سعة 55 جالونًا عبارة عن حاوية شحن وتخزين. هذا التمييز مهم عند شراء مواد التشحيم أو معدات تخزين الوقود. عادةً ما تحدث الخلطات على أرضية المتجر لأن شخصًا ما يتوقع أن تحتوي الأسطوانة على ما يحتويه برميل الزيت اسميًا، لكن الاثنين ليسا متماثلين.

ماذا يخرج من البرميل

تصبح أرقام تقييم الأثر البيئي أكثر وضوحًا عند ترتيبها في جدول. الأرقام التالية عبارة عن متوسطات مقربة لمصفاة أمريكية نموذجية. وتبلغ المصافي الفردية عن عوائد مختلفة، ويؤدي الطلب الموسمي إلى تغيير الأرقام قليلا، ولكن ترتيب الحجم يمكن الاعتماد عليه.

البنزين، وهو التيار الأكبر، هو الوقود لمحركات الإشعال بالشرر في السيارات والشاحنات الخفيفة والدراجات النارية. وهو عبارة عن مزيج من مئات المركبات الهيدروكربونية التي تغلي في درجة حرارة تتراوح بين 30 و200 درجة مئوية تقريبًا، ويجب أن تتوفر فيه مواصفات الأوكتان والتطاير والكبريت التي تتغير حسب الموسم والبلد. عادةً ما يحمل البنزين العادي في الولايات المتحدة رقم أوكتان يبلغ 87، بينما تتراوح الدرجات الممتازة من 91 إلى 93. غالبًا ما يبدأ بنزين المضخات الأوروبية عند 95 أوكتان بحثي.

يغطي الوقود المقطر الديزل وزيت التدفئة، في منتصف نطاق الغليان. يعمل الديزل على تشغيل الشاحنات طويلة المدى، والجرارات الزراعية، وآلات البناء، والسفن، والعديد من المولدات الاحتياطية، كما أن رقم السيتان وخصائص التدفق البارد له أهمية أكبر بكثير من الأوكتان. وفي المناخات الباردة، يوفر نفس الخفض العام زيت التدفئة للمنازل والشركات. الديزل منخفض الكبريت للغاية، بحد أقصى 15 جزءًا في المليون من الكبريت في الولايات المتحدة و10 أجزاء في المليون في الاتحاد الأوروبي، هو المعيار البيئي الذي تلتزم به مصافي التكرير الآن.

وقود الطائرات، من نوع الكيروسين، هو وقود الطيران التجاري والعسكري. إنه يقع في نطاق غليان ضيق فوق البنزين وتحت الديزل، مع مواصفات صارمة لنقطة التجمد والاحتراق. يجب أن يظل Jet A، المعيار الأمريكي، وJet A-1، المعيار العالمي، سائلين عند درجات حرارة أقل بكثير من ارتفاعات الإبحار حيث يمكن أن ينخفض ​​الهواء الخارجي إلى أقل من 50 درجة مئوية تحت الصفر.

زيت الوقود المتبقي هو القاع الثقيل لبرج التقطير الجوي. فهو يعمل على تشغيل محركات السفن الكبيرة العابرة للمحيطات حيث يتم تركيب أجهزة تنقية الكبريت، ويغذي الغلايات الصناعية ومحطات الطاقة، ويمكن إرساله إلى وحدة التكسير لإنتاج منتجات خفيفة أكثر قيمة. إن لزوجته العالية ومحتواه العالي من الكبريت يجعله التيار الأقل بريقًا في البرميل، لكنه ليس عديم الفائدة على الإطلاق.

يمثل الأسفلت وزيت الطرق أثقل المنتجات العملية للبرميل. وهي ما يتبقى بعد إزالة الأجزاء الأخف، ثم معالجتها وتحويلها إلى مواد رصف الطرق، وأغشية الأسقف، وطلاءات العزل المائي. كل كيلومتر من الطرق المعبدة يمثل، بالمعنى الحقيقي للغاية، برميلًا من النفط تم تحويله إلى مادة صلبة.

المواد الأولية البتروكيماوية هي الجسر الكيميائي بين الوقود والسلع المصنعة. ويتحول النافتا وزيوت الغاز الناتجة عن المصفاة إلى الإيثيلين والبروبيلين والبنزين والمواد الكيميائية الأساسية الأخرى، والتي تتحول بدورها إلى مواد بلاستيكية وألياف صناعية ومطاط صناعي ومنظفات وأسمدة. وبالتالي فإن برميل النفط هو أيضًا برميل مواد، وليس مجرد برميل وقود.

إن المخزون الأساسي من مواد التشحيم عبارة عن تيار صغير من حيث الحجم، وغالبًا ما يكون أقل من جالون لكل برميل في مصفاة تركز على الوقود، ولكنه يحمل قيمة اقتصادية كبيرة جدًا. يجب أن تستوفي الزيوت الأساسية اللزوجة وثبات الأكسدة ومواصفات نقطة الصب، وهي أساس زيوت المحركات وسوائل ناقل الحركة والسوائل الهيدروليكية والشحوم المستخدمة في المركبات والآلات الصناعية. بالنسبة لأي شخص يقوم بتشغيل معدات ثقيلة، فإن جودة هذا الجزء تؤثر بشكل مباشر على تكاليف الصيانة وعمر المعدات.

يعمل الغاز الثابت وفحم الكوك البترولي والشموع والمذيبات والمنتجات المتنوعة على إغلاق توازن كتلة البرميل. يتم حرق الغاز داخل المصفاة لتوليد الحرارة والطاقة، ويستخدم فحم الكوك البترولي في التعدين وتوليد الطاقة، ويظهر الشمع في التعبئة والتغليف والشموع والطلاءات. ويضمنون معًا عدم هدر أي شيء تقريبًا في الخام الأصلي.

مكاسب المعالجة: لماذا يمكن أن يصبح 42 جالونًا أكثر من 42

عادة ما يتوقف القراء لأول مرة عند نفس الجملة: البرميل سعة 42 جالونًا ينتج 44 أو 45 جالونًا من المنتج. كيف ينتج البرميل حجمًا أكبر مما يحتوي عليه؟ ويتم ذلك من خلال مكاسب المعالجة، وهي ظاهرة مفهومة جيدًا في التكرير.

التشقق هو السبب الرئيسي . في التكسير التحفيزي للسوائل أو التكسير الهيدروجيني، يتم تكسير جزيئات الهيدروكربون الثقيلة إلى جزيئات أخف. يمكن للجزيء الكبير الذي يشغل حجمًا معينًا في النفط الخام أن ينقسم إلى جزيئين أصغر يشغلان معًا حجمًا أكبر من الجزيء الأصلي، لأن الهيدروكربونات الأصغر حجمًا أقل كثافة. لا يتم إنشاء الحجم من لا شيء؛ يتم تحويل الكثافة إلى حجم. نفس كتلة المادة تشغل مساحة أكبر عند تقسيمها إلى أجزاء أخف.

يلعب الهيدروجين أيضًا دورًا. تضيف العديد من وحدات التكرير الهيدروجين لتحسين المخلفات الثقيلة وإزالة الكبريت. يأتي الهيدروجين بشكل رئيسي من إصلاح الغاز الطبيعي أو الإصلاحات الحفزية، ويضيف كتلة إلى المنتجات النهائية. المزيد من الكتلة عند كثافة أقل يعني حجمًا أكبر عند بوابة المصفاة. تعمل وحدة المعالجة المائية التي تزيل الكبريت من الديزل أيضًا على زيادة حجم تيار الديزل بشكل طفيف، وهذا هو السبب وراء قيام المصافي بتتبع مكاسب المعالجة كجزء من حساب العائد الطبيعي.

هناك أيضًا تأثير مزج ينتمي خصيصًا إلى البنزين النهائي. في الولايات المتحدة، كل بنزين السيارات المباع اليوم تقريبًا هو E10، ويحتوي على حوالي 10 بالمائة من الإيثانول. يتم إنتاج الإيثانول في مطاحن الذرة، وليس في المصافي، ويتم مزجه في محطات التوزيع. يتضمن 19 إلى 20 جالونًا من البنزين النهائي الموجود في البرميل هذا الإيثانول. إن مزيج البنزين المشتق من النفط نفسه أقل قليلاً، حوالي 17 إلى 18 جالونًا، مع إضافة الإيثانول في اتجاه مجرى النهر. تقوم المصافي بقياس ما تقوم بشحنه بالفعل، ولهذا السبب تشتمل كميات البنزين النهائية على مكون الخلط.

تضيف ممارسة درجة الحرارة والقياس طبقة أخيرة من الفروق الدقيقة. عادةً ما يتم تصحيح أحجام المصفاة إلى درجة حرارة قياسية، ولكن قد تستخدم المحطات وخطوط الأنابيب بروتوكولات مختلفة قليلاً لنقل الحضانة التجارية. إن رقم مكاسب المعالجة الذي ذكرته إدارة معلومات الطاقة هو نتاج آلاف قياسات إنتاجية المصافي، ويتراوح باستمرار بين 5 إلى 7 بالمائة من حيث الحجم. وهذا هو السبب في أن برميل النفط "ينتج" أكثر من 42 جالونًا من المنتج: فقد تم ببساطة إعادة ترتيب الجزيئات إلى أشكال تشغل مساحة أكبر.

كيف ينتج البرميل نفسه كميات مختلفة من الغاز حول العالم

ويبلغ معدل البنزين في الولايات المتحدة ما بين 19 إلى 20 جالونًا للبرميل عند الحد الأعلى للنطاق العالمي. تم تصميم معظم مصافي التكرير في العالم لمزيج مختلف من المنتجات، وتكون عائداتها من البنزين أقل كنسبة من البرميل في حين أن حصصها من الديزل ووقود الطائرات وزيت الوقود أعلى.

وأوروبا هي أوضح مثال. لعقود من الزمن، كانت السياسة الضريبية الأوروبية تفضل الديزل على البنزين، لذلك اشترى المستهلكون سيارات الديزل بأعداد كبيرة. استجابت شركات التكرير الأوروبية ببناء معالجات هيدروجينية ووحدات تكسير هيدروجينية تعمل على زيادة نواتج التقطير المتوسطة إلى الحد الأقصى. وفي العديد من المصافي الأوروبية، يتجاوز إنتاج الديزل إنتاج البنزين، وهو عكس النمط الأمريكي. ويمكن أن ينتج نفس برميل النفط الخام، الذي يمر عبر مصنع أوروبي، ما بين 10 إلى 12 جالونًا من البنزين و15 جالونًا أو أكثر من الديزل، اعتمادًا على الخام والموسم.

لقد أصبحت آسيا والشرق الأوسط مختلفتين مرة أخرى. وقد أدى التصنيع السريع في مختلف أنحاء الصين والهند وجنوب شرق آسيا إلى خلق طلب هائل على الديزل ووقود الطائرات والنافتا والمواد الأولية البتروكيماوية. غالبًا ما تقوم المصافي في هذه المناطق بتشغيل الخامات الحامضة الثقيلة وتشغيل وحدات تحويل معقدة، ولكن يتم ترجيح إنتاجها نحو نواتج التقطير المتوسطة والمواد الأولية الكيميائية بدلاً من البنزين. وفي بعض دول الشرق الأوسط التي لديها أنظمة تكرير حديثة، لا يزال زيت الوقود المتبقي يمثل حصة كبيرة من الإنتاج عندما تكون قدرة التحويل المحسنة محدودة.

الجودة الخام تفسر جزءًا من الفرق. تحتوي الخامات الخفيفة الحلوة ذات الجاذبية العالية لمعهد البترول الأمريكي (API) والمحتوى المنخفض من الكبريت بشكل طبيعي على المزيد من الجزيئات الخفيفة، لذلك فهي تنتج المزيد من البنزين والديزل مع معالجة أقل. تحتوي الخامات الثقيلة الحامضة على المزيد من المخلفات وتتطلب المزيد من القدرة على المعالجة بالهيدروجين وفحم الكوك للترقية. ستعلن مصفاة تكرير تعمل في الغالب بالخامات الكندية أو الفنزويلية الثقيلة عن إنتاجية أقل من البنزين لكل برميل من مصفاة ساحل الخليج التي تستخدم الخام الصخري الأمريكي الخفيف، حتى مع معدات مماثلة.

والدرس العملي هنا هو أن السؤال "كم كمية الغاز التي ينتجها البرميل" ليس له إجابة عالمية واحدة. يحدث أن تنتج الولايات المتحدة حوالي 19 إلى 20 جالونًا من البنزين لكل برميل لأن نظام التكرير لديها، وقائمة الخام، وأسطول المستهلكين كلها تتمحور حول البنزين. في الأسواق الأخرى، يؤدي البرميل أعمالًا مختلفة. ما يهم بالنسبة لتسعير الوقود الدولي هو قائمة المنتجات بأكملها، وليس تيارًا واحدًا.

لماذا تنتج المصافي المختلفة كميات مختلفة من الغاز

المصافي البسيطة مقابل المصافي المعقدة

تقوم مصفاة تكرير بسيطة فقط بتقطير النفط الخام إلى أجزاءه الطبيعية: البنزين والكيروسين وزيت الغاز وبقايا الغلاف الجوي. وإذا بقي عند هذا الحد، فإن البرميل قد ينتج فقط 25 إلى 30 في المائة من البنزين، بالإضافة إلى كمية كبيرة من المخلفات الثقيلة في الأسواق الضعيفة. معظم المصافي ذات المستوى العالمي أكثر تعقيدًا بكثير. يضيفون التقطير الفراغي، والتكسير التحفيزي للسوائل، والتكسير الهيدروجيني، وفحم الكوك، والألكلة، ووحدات الإصلاح الحفزي لتحويل الأجزاء الثقيلة إلى منتجات خفيفة. إن تعقيد المصفاة هو السبب في أن البرميل الحديث يمكن أن يرفع إنتاجية البنزين إلى أكثر من 45 بالمائة بينما يستمر في إنتاج الديزل ووقود الطائرات والمواد الأولية البتروكيماوية.

جودة الخام تغير نقطة البداية

يحتوي الخام الخفيف الحلو على المزيد من الجزيئات الخفيفة وكمية أقل من الكبريت، لذلك ينتج بشكل طبيعي المزيد من البنزين والديزل ووقود الطائرات مع معالجة أقل. ينتج الخام الثقيل الحامض المزيد من المخلفات ويتطلب المزيد من قدرة الهيدروجين وفحم الكوك للترقية. وستشهد نفس المصفاة التي تقوم بالتبديل من درجة بحر الشمال الخفيفة إلى مزيج كندي ثقيل انخفاض إنتاجية البنزين والديزل وزيادة الحمل على وحدات الترقية الخاصة بها. تؤثر جاذبية API ومحتوى الكبريت وتوزيع الجزيئات الثقيلة على كيفية تصرف البرميل في برج التقطير.

الأسواق والمواسم تقرر المزيج المستهدف

هدف المصفاة ليس الحد الأقصى من البنزين؛ هذا هو الحد الأقصى للربح. عندما تكون أسعار الديزل قوية في الشتاء، تقوم المصافي بتشغيل وحدات التكسير الخاصة بها لزيادة نواتج التقطير إلى الحد الأقصى. في الصيف، عندما يزيد موسم القيادة في الولايات المتحدة من الطلب على البنزين وتتطلب اللوائح الحكومية مزيج بنزين من الدرجة الصيفية مع تقلبات أقل، تحول المصافي التوازن نحو البنزين. يمكنهم أيضًا تعديل قائمة منتجاتهم عن طريق تغيير شدة التشقق واختيار التغذية وقرارات المزج. هذه المرونة هي السبب في أن عبارة "برميل النفط ينتج حوالي 20 جالونًا من البنزين" هي لقطة من السلوك المتوسط، وليست من قوانين الطبيعة. في أي أسبوع، يمكن لمصفاة معينة أن تنتج 17 جالونًا من البنزين من البرميل أو 22 جالونًا، اعتمادًا على ما يدفعه السوق.

من البرميل إلى المضخة: ما يكلفه البرميل فعليًا للسائق

عندما يتم تداول النفط الخام بسعر معين للبرميل، يرغب السائقون في معرفة مقدار هذا البرميل الذي يظهر في جالون من البنزين. والعملية الحسابية بسيطة: اقسم سعر البرميل على 42. وعند سعر 80 دولارا للبرميل، فإن المكون الخام للجالون الواحد يبلغ نحو 1.90 دولار. عند 60 دولارًا للبرميل، يبلغ حوالي 1.43 دولارًا. عند سعر 100 دولار للبرميل، يبلغ حوالي 2.38 دولار. وهذا هو الجزء غير القابل للضغط من سعر المضخة، وهو ما يفسر لماذا تتبع أسعار الوقود أسواق النفط الخام بشكل واضح.

ثم تضيف بقية سلسلة التوريد طبقاتها الخاصة:

1. اقتناء النفط الخام وشحنه: نقل النفط من البئر إلى المصفاة عن طريق خطوط الأنابيب أو الناقلات أو الشاحنات أو السكك الحديدية، بما في ذلك تكاليف التخزين والتجارة.
2. هامش التكرير: تكلفة المعالجة مضافاً إليها ربح المصافي، والذي يختلف باختلاف تعقيد المصنع ومعدل الاستخدام والفرق بين سعر الخام وأسعار المنتجات.
3. التوزيع والتجزئة: خطوط الأنابيب والمحطات الطرفية والشاحنات الصهريجية وتكاليف التشغيل والهامش الخاص بمحطة الخدمة.
4. الضرائب: الضرائب غير المباشرة، وضرائب المبيعات، وأحيانًا رسوم الكربون، والتي تختلف بشكل كبير حسب البلد والولاية داخل الولايات المتحدة.

تتبع المصافي هوامشها باستخدام فروق أسعار الكراك. ويفترض انتشار الكراك الكلاسيكي 3-2-1 أن شركة التكرير تشتري ثلاثة براميل من النفط الخام وتبيع برميلين من البنزين بالإضافة إلى برميل واحد من الديزل. الهامش الإجمالي هو قيمة تلك المنتجات مطروحًا منها تكلفة النفط الخام. عندما يكون البنزين هو السؤال المطروح على الطاولة، فإن انتشار 3-2-1 يعد مؤشرا جيدا على مقدار الأموال التي يجنيها البرميل قبل دخول التوزيع والضرائب إلى السلسلة.

والقاعدة العامة الشائعة في الأسواق الناضجة هي أن النفط الخام يمثل ما يقرب من 50 إلى 60 في المائة من سعر الضخ، ويضيف التكرير 10 إلى 20 في المائة، ويضيف التوزيع وتسويق التجزئة 10 إلى 20 في المائة أخرى، وتشكل الضرائب الباقي. لنأخذ على سبيل المثال سعر برميل يبلغ 80 دولارًا وسعر البنزين في الولايات المتحدة حوالي 3.50 دولارًا للغالون: تبلغ حصة النفط الخام حوالي 1.90 دولارًا، وقد يضيف التكرير 0.45 دولارًا إلى 0.60 دولارًا، ويضيف التوزيع والتجزئة حوالي 0.45 دولارًا، وتضيف الضرائب 0.50 دولارًا إلى 0.70 دولارًا. وفي البلدان التي تفرض ضرائب باهظة على الوقود، يمكن أن تكون حصة الضريبة أكبر من حصة النفط الخام.

ويخرج درس عملي واحد من هذا الانهيار. عندما تنخفض أسعار النفط، تنخفض أسعار البنزين ببطء وجزئي لأن طبقات التكلفة الأخرى لا تتقلص مع النفط الخام. عندما ترتفع أسعار النفط، تتفاعل أسعار البنزين بسرعة مع الارتفاع. البرميل هو أساس المواد الخام لتسعير الوقود، لكنه ليس العنصر الوحيد. بالنسبة لمشغل الأسطول، ينطبق نفس المنطق على مواد التشحيم: سعر النفط الخام يدفع تكلفة الزيت الأساسي، ولكن المزج والمواد المضافة والتعبئة والتوزيع تحدد السعر النهائي للأسطوانة.

وظائف البرميل الخفية: البتروكيماويات والأسفلت ومواد التشحيم

إن الأشخاص الذين ينظرون إلى النفط الخام باعتباره مجرد وقود ينسون أن قسماً كبيراً من البرميل لا يحترق أبداً. تقوم صناعة البتروكيماويات بإخراج النفتا والإيثان وزيوت الغاز من مزيج التكرير وتحويلها إلى اللبنات الأساسية للتصنيع الحديث. يتحول الإيثيلين إلى مادة البولي إيثيلين، وهو البلاستيك الأكثر شيوعًا في العالم. يتحول البروبيلين إلى مادة البولي بروبيلين، المستخدمة في كل شيء بدءًا من التغليف وحتى قطع غيار السيارات. ويتحول البنزين ومشتقاته إلى الستايرين والنايلون والبوليستر والعديد من البوليمرات الأخرى. يساهم البرميل النموذجي بمادة خام لكمية كبيرة من السلع البلاستيكية، على الرغم من أن الكمية الدقيقة تعتمد على مقدار إنتاج المصفاة الذي يتم توجيهه إلى وحدات البتروكيماويات بدلاً من الوقود.

الأسفلت هو مساهمة البرميل في الهندسة المدنية. بعد إزالة جميع الأجزاء التي تغلي أقل من 500 درجة مئوية تقريبًا، تصبح البقايا الثقيلة المتبقية، المؤكسدة والممزوجة بشكل صحيح، مادة رابطة في أسطح الطرق، ومدارج المطارات، وأنظمة الأسقف. يستهلك الطريق السريع المعبّد ما قيمته آلاف البراميل من الأسفلت طوال عمره. عندما تقود سيارتك على سطح طريق جديد، فإنك تقود على أثقل ذيل لنفس البرميل الذي أنتج الوقود في خزان سيارتك.

تعتبر مواد التشحيم أصغر تيار في الجدول ولكنها الأكثر أهمية لكل مالك للآلات. يبدأ إنتاج الزيت الأساسي بأجزاء خام مختارة، وعادةً ما تكون زيوت الغاز المفرغة وبعض المخلفات التي لا تزال تتمتع بالبنية الجزيئية الصحيحة، ويتم معالجتها عن طريق استخلاص المذيبات والهدرجة وإزالة الشمع للوصول إلى اللزوجة والنقاء الذي يتطلبه صانعو المحركات. يتم بعد ذلك مزج الزيت الأساسي النهائي مع المواد المضافة ليصبح زيت المحرك وسائل ناقل الحركة والزيت الهيدروليكي وزيت التروس والشحوم. يتم تصنيف الزيوت الأساسية إلى مجموعات من المجموعة الأولى إلى المجموعة الثالثة بالإضافة إلى المجموعة الرابعة من البولي ألفا أوليفينات الاصطناعية واسترات المجموعة الخامسة، حيث توفر المجموعات الأعلى عمومًا استقرارًا أفضل للأكسدة، وأداء في درجات الحرارة المنخفضة، وفترات تصريف أطول.

بالنسبة إلى مرآب الأسطول أو قسم صيانة المصنع، هذا هو الجزء من البرميل الذي لا يظهر أبدًا في خزان الوقود ولكنه يحدد ما إذا كان المحرك سيقطع مسافة 500000 كيلومتر أو يفشل عند 150000 كيلومتر. نفس البرميل الذي أنتج 19 جالونًا من البنزين كان يصنع ربما نصف جالونًا من مخزون أساسي من مواد التشحيم، ويظل هذا النصف جالونًا في المحرك لفترة طويلة بعد احتراق البنزين واستنفاده. إن اختيار مادة تشحيم صادقة ليس من تفضيلات العلامة التجارية؛ إنها طريقة لحماية قيمة عمل البرميل بأكمله. إن تخزين مادة التشحيم هذه دون تلوث الماء أو الغبار، ونقلها دون انتقال التلوث، وتطبيقها بمعدات نظيفة ومعايرتها بشكل صحيح هي الطريقة التي يحمي بها المشغلون الأجزاء الأكثر إجهادًا في أجهزتهم.

التعامل مع منتجات البرميل في ورشة العمل

ولا يكون أي من هذه المنتجات مفيدًا حتى يتم تخزينها وقياسها ونقلها وتطبيقها. ينتقل الوقود من المصفاة إلى المصانع السائبة، ثم إلى صهاريج التخزين، وبالنسبة للعديد من الورش والمزارع ينتهي به الأمر في حاويات وبراميل محمولة. تقضي مواد التشحيم حياتها العملية بأكملها تقريبًا في البراميل. بالنسبة لعملية الصيانة، فإن الأسطوانة ليست حاوية تافهة؛ إنها البيئة المغلقة الأخيرة بين المصفاة والآلة.

فكر في ما يحدث بالفعل في منطقة الخدمة النموذجية. يصل برميل زيت المحرك سعة 55 جالونًا على منصة نقالة. يحتاج الفني إلى نقل بضعة لترات إلى إبريق قياس، ثم إلى المحرك. بدون مضخة أو أداة سكب مناسبة، تصبح المهمة فوضوية، ويلتقط الزيت الأوساخ، ويقفز خطر التلوث المتبادل. وفي الوقت نفسه، يوجد مسدس الشحوم في صندوق الأدوات، جاهزًا لحقن الشحوم الطازجة في وصلة كروية، أو محور تحمل، أو دبوس هيدروليكي. المعدات الموجودة بين الأسطوانة والتركيب هي بالضبط المكان الذي يتم فيه ربح أو خسارة قيمة البرميل.

القراء الذين يريدون أن يفهموا سبب اختلاف براميل التشحيم الصناعية عن براميل النفط الخام، وكيف تؤثر هذه الاختلافات على اختيار المواد والختم، سيجدون معالجة أطول في موقعنا دليل برميل النفط الصناعي .

تخزين الأسطوانة: الحفاظ على نظافة المنتج

مادة الأسطوانة ليست خيارًا تجميليًا. تقاوم براميل الألومنيوم التآكل وهي خفيفة بما يكفي للاستخدام المحمول، ولهذا السبب تشيع براميل زيت الألومنيوم سعة 5 لتر، و10 لتر، و20 لترًا في ورش العمل التي تنقل الزيت بين الخلجان. توفر الأسطوانات البلاستيكية توافقًا كيميائيًا ووزنًا أقل، كما أن ميزات مثل أقفال الأطفال وصنبور الصب تجعلها عملية للتوزيع المتحكم فيه. تضيف البراميل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المتانة وسهولة التنظيف للتطبيقات التي لا يمكن المساس فيها بالنقاء. الورشة التي تقوم بتخزين الديزل للمولدات، والزيوت المستعملة للتجميع، وزيت المحركات الطازج للخدمات تحتاج إلى حاوية مختلفة لكل مهمة، لأن خلطها يلوث المنتج ويتلف الآلة.

304 براميل زيت من الفولاذ المقاوم للصدأ بسعة 5 لتر إلى 40 لتر تقاوم هذه البراميل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ التآكل وسهلة التنظيف، مما يجعلها مناسبة لتخزين الزيت الطازج عندما تكون النقاء مهمًا. تسمح السعات المتعددة بمطابقة الحاوية مع مادة التشحيم أو الوقود المحددة. عرض المنتج →

الضخ والنقل: نقل محتويات البرميل

بمجرد فتح الأسطوانة، فإن أسرع طريقة لتسوية الزيت الموجود بداخلها هي السماح للبيئة بالدخول. فالأوساخ والماء والهواء كلها تؤدي إلى تحلل مواد التشحيم والوقود. تعمل المضخة اليدوية المزودة بخرطوم وأنبوب غمس محكم على إبقاء الأسطوانة مغلقة أثناء سحب الزيت، ولهذا السبب نادرًا ما يتم تخزين براميل الوقود ومواد التشحيم بدون مضخة مثبتة على السدادة. المضخة هي أيضًا جهاز القياس. تقطر المضخة ذات السدادات الضعيفة، مما يخلق مخاطر الانزلاق، ويدخل الهواء إلى الزيت. بالنسبة لأسطوانة سعة 25 كيلوغرامًا، تكفي مضخة يدوية بسيطة بخرطوم لملء أباريق القياس وعلب الزيت والمعدات الصغيرة دون رفع الأسطوانة بأكملها.

مضخة زيت يدوية 25 كجم مع خرطوم مرن تناسب هذه المضخة اليدوية أسطوانة سعة 25 كجم وتسحب الزيت أو الشحوم مع الحفاظ على الحاوية مغلقة. يتيح خرطومها إمكانية تعبئة الأباريق والمعدات الصغيرة بشكل متحكم فيه دون رفع الأسطوانة. عرض المنتج →

تطبيق مواد التشحيم تحت الضغط: الخطوة الأخيرة

السنتيمترات القليلة الأخيرة بين مسدس الشحوم والتركيب هي المكان الذي يحمي فيه التشحيم أو يفشل. يجب أن يولد مسدس الشحوم ضغطًا كافيًا لدفع الشحوم عبر التركيبات الضيقة مع منح المشغل القدرة على التحكم. تعمل مسدسات الشحوم اليدوية شديدة التحمل ذات البراميل الصلبة والمقابض المحملة بنابض على توفير ضغط ثابت لنقاط الهيكل ومحامل العجلات ودبابيس المعدات. تعد السعة الأعلى أمرًا مهمًا عندما يتضمن مسار الصيانة العشرات من التركيبات في جلسة عمل واحدة. يعمل مسدس الشحوم سعة 500 سم مكعب أو 900 سم مكعب على تقليل توقفات إعادة التعبئة، كما تعمل نماذج الحركة ذات الرافعة على تسهيل تكرار الضربات للمهام الكبيرة.

مسدس شحوم عالي التحمل 500 سي سي مع ضغط 7000 رطل لكل بوصة مربعة يوفر مسدس الشحوم هذا سعة 500 سم مكعب ضغط عمل عاليًا من أجل تشحيم موثوق لنقاط الهيكل والمحامل. تقلل سعتها الكبيرة من توقفات إعادة التعبئة، ويناسب خيار الخرطوشة جلسات الصيانة المكثفة. عرض المنتج →

هذا هو المنطق وراء الشركة المنتجة للمعدات المشار إليها في هذه المقالة. تقوم شركة Yangzhou Qionghua Tools، وهي شركة تصنيع صينية تعمل منذ عام 1993، ببناء براميل الزيت، وبنادق الشحوم، ومضخات الزيت، وحاقن الشحوم، وصناديق الأدوات كنظام منسق. ورشة العمل الخاصة بها في منطقة التنمية على ضفاف النهر في يانغتشو تمتد على مساحة أكثر من 30,000 متر مربع، مع أكثر من تسعة خطوط تجميع وقوة عاملة تزيد عن 200 مهندس ومشغل. يتم تنظيم مجموعة المنتجات حول تسلسل التشحيم الكامل: تخزين الزيت في برميل، وضخه، ونقله إلى مسدس، ووضعه على التركيب، والحفاظ على المجموعة بأكملها منظمة في صندوق الأدوات. تم توثيق الخط الكامل من براميل الزيت المصنوعة من الألومنيوم والبلاستيك، ومسدسات الشحوم اليدوية والرافعة، ومسدسات الشفط، ومضخات البراميل، والمضخات الدوارة، وحاقن الشحوم الكهربائية والهوائية، وصناديق الأدوات الفولاذية في كتالوج المنتجات الحالية ، والتي يتم تحديثها في دورة منتظمة.

وعلى مدى ثلاثة عقود من الزمن، خدم نفس منطق المنتج سلاسل البيع بالتجزئة والشركات الصناعية الأوروبية، حيث يقدر المشترون الاكتمال بقدر تقديرهم لجودة المنتج الفردي. تؤدي عملية الصيانة التي تطلب البراميل والمضخات ومسدسات الشحوم من إحدى الشركات المصنعة إلى تبسيط قطع الغيار والتدريب ومراقبة الجودة. عندما يتم التعامل مع منتجات البرميل بشكل صحيح، فإن السلسلة بأكملها من المصفاة إلى الآلة تعمل بالطريقة التي أرادها المصفاة.

خلاصة القول: ما يجب أن يتذكره أي شخص يشتري الوقود أو مواد التشحيم

الإجابة الواضحة على السؤال هي كما يلي: في مصفاة أمريكية نموذجية، ينتج برميل واحد سعة 42 جالونًا من النفط الخام حوالي 19 إلى 20 جالونًا من بنزين المحركات النهائي، بالإضافة إلى ما يقرب من 11 إلى 12 جالونًا من الديزل وزيت التدفئة، وحوالي 4 جالونات من وقود الطائرات، و8 إلى 10 جالونات أخرى من الأسفلت والمواد الأولية البتروكيماوية والوقود المتبقي ومخزون أساسي من مواد التشحيم ومنتجات أخرى. وبسبب مكاسب المعالجة، يبلغ إجمالي الحجم الخارج من المصفاة حوالي 44 إلى 45 جالونًا، وهو ما يزيد قليلاً عن ما يحتويه البرميل نفسه.

الإجابة الأكثر فائدة هي البنية الكامنة وراء هذه الأرقام. يعتمد العائد على مدى تعقيد المصافي وجودة النفط الخام والطلب الموسمي والأسواق الإقليمية. وقد تنتج مصفاة بسيطة تستخدم خامًا ثقيلًا أقل من نصف هذه الكمية من البنزين. يمكن لمصفاة معقدة تعمل بالخام الخفيف أن تدفع البنزين إلى نصف البرميل. وهذا هو السبب في أن البرميل ليس له مخرج ثابت واحد؛ لديها مجموعة من المخرجات المحتملة التي تحدها الفيزياء والاقتصاد.

بالنسبة لمشتري الوقود ومواد التشحيم، فإن الوجبات العملية بسيطة. وتشكل تكلفة النفط الخام أساس أسعار الوقود، لكن التكرير والتوزيع والضرائب تشكل الباقي. يحمل الديزل ووقود الطائرات حصة كبيرة من طاقة البرميل حتى عندما يحظى البنزين بالاهتمام، ويصبح أصغر تيار في البرميل، وهو الزيت الأساسي، هو مواد التشحيم التي تقرر ما إذا كانت الآلات ستستمر أم لا في وقت مبكر. إن تخزين مواد التشحيم هذه في براميل نظيفة ومختارة بشكل صحيح، وضخها بمضخات محكمة الغلق وموثوقة، وتطبيقها باستخدام مسدسات تشحيم جيدة الصيانة، هو الطريقة التي تحول بها الورشة قيمة البرميل إلى وقت تشغيل الماكينة.

في المرة القادمة التي تنظر فيها إلى لوحة أسعار الوقود أو تطلب أسطوانة شحم، فإن الأرقام ستعني المزيد. إن النفط الخام ليس وقوداً واحداً؛ إنه جبل مرن من الجزيئات التي تقسمها المصافي إلى وقود النقل والمواد ومنتجات الصيانة. إن السؤال "ما هي كمية الغاز التي ينتجها البرميل" له إجابة قوية، حوالي 19 أو 20 جالونًا في مصفاة أمريكية نموذجية، لكن الإجابة الكاملة تشمل الديزل ووقود الطائرات والأسفلت والمواد الأولية، وتلك الكمية الصغيرة والقيمة من مواد التشحيم التي تحافظ على دوران كل محرك.