نفت که اغلب به عنوان نفت خام شناخته می شود، یک سوخت فسیلی طبیعی است که برای چندین دهه منبع اساسی انرژی بوده است. ترکیب، شکل‌گیری، استخراج و استفاده از آن سفری جذاب از زیر سطح زمین تا طیف گسترده‌ای از کاربردهای آن در دنیای امروز را تشکیل می‌دهد.
نفت از بقایای موجودات دریایی باستانی مانند جلبک ها و زئوپلانکتون ها تشکیل شده است. طی میلیون‌ها سال، این موجودات در کف دریاها و اقیانوس‌ها مستقر می‌شوند و با ماسه و گل و لای مخلوط می‌شوند. سپس لایه‌هایی از سنگ‌های رسوبی روی آن‌ها را می‌پوشاند و شرایط فشار و دمای بالا را ایجاد می‌کند. این شرایط، همراه با عدم وجود اکسیژن، یک سری فرآیندهای شیمیایی را آغاز می کند که به تدریج این بقایا را به نفت تبدیل می کند. معادله این تبدیل ساده نیست، اما شامل شیمی آلی پیچیده و فرآیندهای زمین‌شناسی است.
نفت مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها – ترکیباتی متشکل از اتم های هیدروژن و کربن – و سایر مواد آلی است. ترکیب خاص بسته به محل و سن منبع نفتی متفاوت است اما به طور کلی شامل پارافین ها، نفتن ها، آروماتیک ها و آسفالت ها می شود. این اجزا کیفیت و کاربردهای خاص نفت را تعیین می کنند.
استخراج نفت از زیر سطح زمین از طریق حفاری چاه انجام می شود. پس از استخراج، نفت خام تحت فرآیندهای پالایشی قرار می گیرد تا آن را به محصولات مفید جدا کند. پالایش شامل مراحل مختلفی از جمله تقطیر است که در آن نفت خام گرم می شود و اجزای آن بر اساس نقطه جوش جدا می شوند. محصولات اولیه پالایش نفت شامل بنزین، گازوئیل، سوخت جت، نفت گرمایشی و پتروشیمی های مورد استفاده در ساخت پلاستیک و سایر مواد می باشد.
نفت یک منبع انرژی ضروری در سراسر جهان است. سوخت وسایل نقلیه حمل و نقل را تامین می کند، خانه ها و ساختمان ها را گرم می کند و به عنوان یک ماده خام در تولید مواد شیمیایی و مواد مصنوعی عمل می کند. کاربردهای خاص عبارتند از:
استخراج، فرآوری و استفاده از نفت پیامدهای زیست محیطی قابل توجهی دارد. اینها شامل آلودگی هوا و آب، تخریب زیستگاه، و کمک به تغییرات آب و هوایی به دلیل انتشار گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن \(CO_2\) و متان \(CH_4\) است. معادله احتراق یک هیدروکربن در نفت را می توان به صورت زیر نشان داد: \(C_xH_y + \frac{{(4x + y)}}{4}O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O\) این معادله نشان می‌دهد تولید \(CO_2\) و \(H_2O\) هنگامی که یک هیدروکربن در حضور اکسیژن می سوزد، یک اتفاق رایج در طی احتراق فرآورده های نفتی.
با توجه به نگرانی های زیست محیطی مرتبط با نفت، تاکید فزاینده ای بر یافتن منابع جایگزین انرژی وجود دارد. منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشیدی، بادی، انرژی آبی و سوخت های زیستی به عنوان جایگزین های مناسبی در نظر گرفته می شوند که می توانند وابستگی به سوخت های فسیلی را کاهش دهند. پیشرفت در فناوری خودروهای الکتریکی و بهبود بهره وری انرژی نیز نقش مهمی در این انتقال ایفا می کند. با این حال، نفت به دلیل کاربردهای گسترده و زیرساخت های فعلی، احتمالاً در آینده نزدیک یک منبع انرژی مهم باقی خواهد ماند.
نفت، یک هیدروکربن پیچیده، همچنان نقشی محوری در جامعه مدرن ایفا می کند. سفر آن از شکل‌گیری تا استخراج، پالایش و استفاده، اهمیت آن و همچنین چالش‌هایی را که ایجاد می‌کند برجسته می‌کند. در حالی که یک منبع انرژی حیاتی است، اثرات زیست محیطی استفاده از آن، جستجو برای جایگزین های پایدار را هدایت می کند. درک علم و مفاهیم استفاده از نفت برای پرداختن به چالش های انرژی و زیست محیطی در آینده ضروری است.
