แก๊สโซฮอล์กับน้ำมันเชื้อเพลิง

        วันที่ 10 พ.ค.นี้ บริษัท ปตท.จำกัด (มหาชน) และบริษัท บางจากปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) ประกาศปรับราคาขายปลีกน้ำมันเบนซิน 91 แก๊สโซฮอล์ 91 และ 95  รวมทั้ง E 20 ลงลิตรละ 80 สตางค์ ยกเว้นน้ำมันดีเซล และ E 85 มีผลตั้งแต่เวลา 05.00 น. ทำให้ราคาขายปลีกน้ำมันในปั๊มบางจากทั่วกรุงเทพฯและปริมณฑล  วันที่ 10 พ.ค. เป็นดังนี้  เบนซิน 91ราคาลิตรละ 36.84 บาท  แก๊สโซฮอล์ 91 ราคาลิตรละ 31.54 บาท แก๊สโซฮอล์ 95 ราคาลิตรละ 33.04 บาท  และ E 20  ราคาลิตรละ 30.74 บาท  ( ที่มา https://www.thairath.co.th/content/eco/81856)

                                                    
                                                                                       ภาพที่  1 น้ำมันเชื้อเพลิง
                                 ( ที่มา  https://www.thaienergydata.in.th/energynew/EnergyInput/econtent/upload_pic/201_1247109364.jpg)
            น้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในรถยนต์ที่เรารู้จักกันดี หลัก ๆ ก็คือน้ำมันดีเซล และน้ำมันเบนซินนะคะ  ซึ่งน้ำมันทั้งคู่นี้
จัดเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมพวกสารประกอบไฮโดรคาร์บอน(ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจน) ซึ่งได้จากกระบวน
การกลั่นน้ำมันดิบ ส่วนแก๊สโซฮอล์   E 20  และ E85 เป็นส่วนผสมระหว่างน้ำมันเบนซินกับเอทานอลด้วยอัตราส่วนที่
แตกต่างกัน เช่น E20 ใช้น้ำมันเบนซิน 80 % และ เอทานอล 20 %ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเลือกใช้ได้ค่ะ
ส่วนน้ำมัน  B5  เป็นไบโอดีเซลที่มีส่วนผสมระหว่างน้ำมันดีเซลและไบโอดีเซลด้วยอัตราส่วน 95 : 5 ค่ะ  
 
  *********  มาศึกษารายละเอียดของกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบและน้ำมันเชื้อเพลิงกันนะคะ *********

           
เนื้อหาเกี่ยวข้องกับ  กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์    ทุกระดับชั้น  และผู้สนใจทั่วไป

เรื่อง  กระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ 

          การกลั่นน้ำมัน(Oil refinery) คือกระบวนการแปรรูปจากน้ำมันดิบ เป็น ผลิตภัณฑ์น้ำมันชนิดต่างๆที่นำไปใช้ประโยชน์ได้เช่น น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล น้ำมันหล่อลื่น และน้ำมันเตา โดยกระบวนการมีผลิตภัณฑ์อื่นๆเช่น สารเหลือค้าง (Residues) เช่น ถ่านโค้ก (Coke) แอสฟัลต์ (Asphalt) และ บิทูเม็น (Bitumen) 
หรือน้ำมันดิน (Tar) และขี้ผึ้ง

                                       
                                                                 ภาพที่  2 การกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง
           ( ที่มา  https://www.thaigoodview.com/library/studentshow/2549/m6-6/no11-14-16-49/images/refinery04.jpg)

          กระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ  
         
          กระบวนการกลั่นน้ำมันดิบ ใช้วิธีการกลั่นแบบลำดับส่วน  โดยมีหลักการแยกตัวถูกละลายและตัวทำละลายที่มี
จุดเดือดต่างกันเล็กน้อย (น้อยกว่า 80 ^๐C) โดยจะมีคอลัมน์บรรจุแก้ว หรือที่รู้จักกันว่า"หอกลั่น" เพิ่มขึ้นมา 
         วิธีการนี้คือการกลั่นน้ำมันแบบพื้นฐานซึ่งสามารถแยกน้ำมันดิบออกเป็นส่วน (Fractions) ต่างๆ กระบวนการนี้ใช้หลักการจากลักษณะของส่วนต่างๆของน้ำมันดิบที่มีค่าอุณหภูมิจุดเดือด(Boiling point) ที่ แตก ต่างกันออกไปและเป็นผลให้ส่วนต่างๆของน้ำมันดิบนั้นมีจุดควบแน่น (Condensation point) ที่แตกต่างกันออกไปด้วยน้ำมันดิบจาก ถังจะได้รับการสูบผ่านเข้าไปในเตาเผา (Furnace) ที่มีอุณหภูมิสูงมากพอที่จะทำให้ทุกๆส่วนของน้ำมันดิบแปรสภาพไปเป็นไอได้แล้วไอ น้ำมันดังกล่าวก็จะถูกส่งผ่านเข้าไปในหอกลั่นลำดับส่วน (Fractionating tower) ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกมีขนาดความสูงประมาณ ๓๐ เมตร และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๒.๕ - ๘ เมตรภายในหอกลั่นดังกล่าวมีการแบ่งเป็นห้องต่างๆหลายห้องตามแนวราบ โดยมีแผ่นกั้นห้องที่มีลักษณะคล้ายถาดกลมโดยแผ่นกั้นห้องทุกแผ่นจะมี
การเจาะรูเอาไว้ เพื่อให้ไอน้ำมันที่ร้อนสามารถผ่านทะลุขึ้นสู่ ส่วนบนของหอกลั่นได้ และมีท่อต่อเพื่อนำน้ำมันที่กลั่นตัวแล้วออกไปจากหอกลั่นเมื่อไอน้ำมันดิบที่ร้อนถูกส่งให้เข้าไปสู่หอกลั่นทางท่อ ไอจะเคลื่อนตัวขึ้นไปสู่ส่วนบนสุดของหอกลั่น และขณะที่เคลื่อนตัวขึ้นไปนั้นไอน้ำมันจะเย็นตัวลง และควบแน่นไปเรื่อยๆแต่ละส่วนของไอ น้ำมันจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ระดับต่างๆในหอกลั่นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของการควบแน่นที่แตกต่างกันออกไปน้ำมันส่วนที่เบากว่า (Lighter fractions) เช่น น้ำมันเบนซิน (Petrol) และ พาราฟิน (Parafin) ซึ่งมีค่าอุณหภูมิของการควบแน่นต่ำจะ กลายเป็นของเหลว ที่ห้องชั้นบนสุดของหอกลั่นและค้างตัวอยู่บนแผ่นกั้นห้องชั้น บนสุดน้ำมันส่วนกลาง (Medium fractions) เช่น 
ดีเซล (Diesel) น้ำ มัน แก๊ส (Gas oils) และ น้ำมันเตา (Fuel oils) บางส่วนจะควบแน่นและกลั่นตัวที่ระดับต่างๆตอนกลางของหอกลั่นส่วนน้ำมันหนัก (Heavy fractions) เช่น น้ำมันเตา และสารตกค้างพวกแอสฟัลต์ จะกลั่นตัวที่ส่วนล่างสุดของหอกลั่นซึ่งมีอุณหภูมิสูงและจะถูก ระบายออกไป จากส่วนฐานของหอกลั่นข้อเสียของกระบวนการกลั่นลำดับส่วน คือจะได้น้ำมันเบาประเภท ต่างๆ ในสัดส่วนที่น้อยมากทั้งที่น้ำมันเบา เหล่านี้ล้วนมีคุณค่าทางเศรษฐกิจสูง

        ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกลั่นน้ำมันดิบ   
        ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกลั่นน้ำมันดิบ   เรียงลำดับการแยกจากหอกลั่นดังนี้  
        

                                                      ภาพที่  3ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ
                   ( ที่มา  https://2.bp.blogspot.com/_xUa_XSasCII/SrdRIqTyEwI/AAAAAAAAAGE/-N-4BFvzl-8/s320/lesson3_data3_057.jpg)

        1. ก๊าซปิโตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas ; LPG) ก๊าซปิโตรเลียมเหลว หรือก๊าซหุงต้ม หรือแอลพีจี เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากส่วนบนสุดของหอกลั่นในกระบวนการกลั่นน้ำมัน หรือผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแยกก๊าซธรรมชาติ ก๊าซปิโตรเลียมเหลวมีจุดเดือดต่ำมาก จะมีสภาพเป็นก๊าซในอุณหภูมิและความดันบรรยากาศ ดังนั้น ในการเก็บรักษาก๊าซปิโตรเลียมเหลวจะต้องเพิ่มความดันหรือลดอุณหภูมิ เพื่อให้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวเปลี่ยนสภาพจากก๊าซเป็นของเหลว เพื่อความสะดวกและประหยัดในการเก็บรักษา ก๊าซปิโตรเลียมเหลวใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ดี และเวลาลุกไหม้ให้ความร้อนสูง และมีเปลวสะอาดซึ่งโดยปกติจะไม่มีสีและกลิ่นแต่ผู้ผลิตได้ใส่กลิ่นเพื่อให้สังเกตได้ง่ายในกรณีที่เกิดมีก๊าซรั่วอันอาจก่อให้เกิดอันตรายได้ การใช้ประโยชน์ ก็คือ การใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหุงต้ม เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์และรถยนต์ รวมทั้งเตาเผาและเตาอบต่าง ๆ

        2.น้ำมันเบนซิน (Gasolin) น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์เบนซิน หรือเรียกว่าน้ำมันเบนซิน ได้จากการปรับแต่งคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันโดยตรง และจากการแยกก๊าซธรรมชาติเหลว น้ำมันเบนซินจะผสมสารเคมีเพิ่มคุณภาพ เพื่อให้เหมาะกับการใช้งาน เช่น เพิ่มค่าออกเทน สารเคมีสำหรับป้องกันสนิมและการกัดกร่อนในถังน้ำมันและท่อน้ำมัน เป็นต้น

        3. น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินใบพัด (Aviation Gasoline) ใช้สำหรับเครื่องบินใบพัด มีคุณสมบัติคล้ายกับน้ำมันเบนซินในรถยนต์ แต่ปรุงแต่งคุณภาพให้มีค่าออกเทนสูงขึ้น ให้เหมาะสมกับเครื่องยนต์ของเครื่องบินซึ่งต้องใช้กำลังขับดันมาก

        4. น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินไอพ่น (Jet Fuel) ใช้เป็นเชื้อเพลิงไอพ่นของสายการบินพาณิชย์เป็นส่วนใหญ่ 
มีช่วงจุดเดือดเช่นเดียวกับน้ำมันก๊าดแต่ต้องสะอาดบริสุทธิ์มีคุณสมบัติบางอข่างดีกว่าน้ำมันก๊าด

        5. น้ำมันก๊าด (Kerosene) ประเทศไทยรู้จักใช้น้ำมันก๊าดตั้งแต่สมัยรัชกาลที่ 5 แต่เดิมใช้เพื่อจุดตะเกียงแต่ปัจจุบัน ใช้ประโยชน์หลายประการ เช่น เป็นส่วนผสมสำหรับยาฆ่าแมลง สีทาน้ำมันชักเงา ฯลฯ

        6. น้ำมันดีเซล (Diesel Fuel) เครื่องยนต์ดีเซล เป็นเครื่องยนต์ที่มีพื้นฐานการทำงานแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน คือ การจุดระเบิดของเครื่องยนต์ดีเซลใช้ความร้อนซึ่งเกิดขึ้นจากการอัดอากาศอย่างสูงในลูกสูบ มิใช่เป็นการจุดระเบิดของหัวเทียนเช่นในเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันเบนซิน ปัจจุบันเราใช้ประโยชน์ได้หลากหลายมักเป็นเครื่องมือและอุปกรณ์ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ เช่น รถบรรทุก รถโดยสาร รถแทรกเตอร์ เป็นต้น

        7. น้ำมันเตา (Fuel Oil) น้ำมันเตาเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาต้มหม้อน้ำ และเตาเผาหรือเตาหลอมที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ เครื่องยนต์เรือเดินสมุทรและอื่น ๆ

        8. ยางมะตอย (Asphalt) ยางมะตอยเป็นผลิตภัณฑ์ส่วนที่หนักที่สุดที่เหลือจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง และนำยางมะตอยที่ผ่านกรรมวิธีปรับปรุงคุณภาพจะได้ยางมะตอยที่มีคุณสมบัติดีขึ้น คือ มีความเฉื่อยต่อสารเคมีและไอควันแทบทุกชนิด มีความต้านทานสภาพอากาศและแรงกระแทกกระเทือน มีความเหนียวและมีความยืดหยุ่นตัวต่ออุณหภูมิระดับต่าง ๆ ดี

     ****  ดังนั้นเมื่อผ่านกระบวนการกลั่นแล้วจะได้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมหลายชนิด รวมทั้งน้ำมันดีเซล และน้ำมันเบนซินด้วยนะคะ และเมื่อนำมาผสมกับเอทานอล หรือไบโอดีเซล ก็จะได้ แก๊สโซฮอล์  E 20  E 85  และ B 5 ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ ของเราค่ะ    ****

คำถาม VIP ชวนคิด
 
        1.  น้ำมันแก๊สโซฮอล์ เกิดจากส่วนผสมของน้ำมันเบนซินกับสารใด
        2.  E 20 คืออะไร
        3.  B 5  คืออะไร
        4.  การกลั่นมันดิบใช้กระบวนการใด
        5.  ผลิตภัณฑ์สุดท้ายในการกลั่นน้ำมันดิบคืออะไร
        
กิจกรรมเสนอแนะ

        1.ให้นักเรียนสำรวจประเภทน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้ในปัจจุบัน
        2.ให้นักเรียนเสนอวิธีการประหยัดพลังงานและน้ำมันเชื้อเพลง
        3.ให้นักเรียนลองเรียงลำดับผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ
   
การบูรณาการ

        1. ให้นักเรียนนับน้ำมันเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์ดีเซล และเครื่องยนต์เบนซิน
        2. ให้นักเรียนเขียนเรียงความเรื่องการอนุรักษ์พลังงาน
        3. ให้นักเรียนเสนอวิธีการหาพลังงานทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิง
      
แหล่งข้อมูลอ้างอิง

        1. https://www.thairath.co.th/content/eco/81856
          2. https://th.wikipedia.org/wiki/การกลั่นน้ำมัน
          3. https://www.thaienergydata.in.th/energynew/EnergyInput/econtent/upload_pic/201_1247109364.jpg
          4. https://www.tharua.ac.th/tharua/e-learning/petroleum/petrolium16862/petroleum/nummandeb.html
          5. https://www.thaienergydata.in.th/energynew/EnergyInput/econtent/upload_pic/201_1247109364.jpg
          6. https://www.thaigoodview.com/library/studentshow/2549/m6-6/no11-14-16-49/images/refinery04.jpg
          7. https://2.bp.blogspot.com/_xUa_XSasCII/SrdRIqTyEwI/AAAAAAAAAGE/-N-4BFvzl-8/s320/lesson3_data3_057.jpg
            
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2438