खनिज तेल रासायनिक संघटन

रासायनिक संघटन

कच्ची खनिज तेले मुख्यतः कार्बन आणि हायड्रोजन यांची बनलेली असतात. त्यांच्यामधील कार्बनाचे प्रमाण ८३ ते ८७ व हायड्रोजनाचे ११ ते १४ टक्के असते व त्यांचा उरलेला सु. ५ टक्के भागं मुख्यतः ऑक्सिजन, नायट्रोजन व गंधकाचा असतो. ज्यांचा जवळजवळ ९९ टक्के भाग केवळ कार्बन व हायड्रोजन यांचा बनलेला असतो, अशी पुष्कळ कच्ची तेले आढळतात.

खनिज तेलांच्या घटक मूलद्रव्यांची संख्या अगदी थोडी असली, तरी त्यांच्यातील एकूण संयुगांची संख्या विपुल असते व ती कित्येक शेकडे सुद्धा असू शकते. या संयुगांचे प्रकारही पुष्कळ असतात. सारांश, खनिज तेल अनेक प्रकारच्या आणि पुष्कळ हायड्रोकार्बनी संयुगांचे जटिल मिश्रण असते. कच्च्या तेलात मुख्यतः पुढील तीन सजातीय मालांतील संयुगे कमीअधिक प्रमाणात आढळतात.

पॅराफिने

याचे सामान्य सूत्र CnH2n+2  असे असते. यांच्यापैकी सर्वांत साधा म्हणजे मिथेन (CH4) वायू होय. रॉकेलमध्ये C12 ते C16 म्हणजे बारा ते सोळा कार्बन अणू असलेली द्रवरूप संयुगे व खनिज मेणात C20 ते C30 म्हणजे वीस ते तीस कार्बन अणू असलेली घनरूप संयुगे असतात. कमी उकळबिंदू असणारी पॅराफिने बहुतेक सर्व ठिकाणांतील कच्च्या खनिज तेलात आढळतात.

सायक्लोपॅराफिने किंवा नॅप्थिने

यांचे सामान्य सूत्र CnH2n असे असते. या गटापैकी कच्च्या तेलात वारंवार आढळणारी संयुगे म्हणजे अनुक्रमे पाच, सहा किंवा सात कार्बन अणू असलेली सायक्लोपेंटेन, सायक्लोहेक्झेन व सायक्लोहेप्टेन ही होत. पेट्रोल आणि रॉकेल यांच्या पुष्कळ नमुन्यांत ती असतात.

अ‍ॅरोमॅटिक किंवा बेंझिनाच्या गटातील हायड्रोकार्बने

यांचे सामान्य सूत्र CnH2n–6 असे असते. सामान्यतः  ती अल्प किंवा अत्यल्प प्रमाणात असतात, पण बोर्निओतील कच्च्या तेलात या गटातील संयुगे बरीच असतात.

एखाद्या कच्च्या तेलातील बाष्पनशील (बाष्परूपात उडून जाणारी) संयुगे काढून टाकल्यावर जो अवशेष उरतो त्याच्यात पॅराफिने किंवा मेण यांचे आधिक्य असेल, तर त्या तेलाला पॅराफिनी किंवा पॅराफीनप्रधान तेल म्हणतात. पण त्या अवशेषात नॅप्थिनांचे आधिक्य असेल, तर त्याला अस्फाल्टिक किंवा अस्फाल्ट–प्रधान तेल म्हणतात. इराण, इराक, रुमानिया व अमेरिकेतील पेनसिल्व्हेनिया येथील कच्ची तेले पॅराफिनी असतात. बाकू व व्हेनेझुएला येथील कच्ची तेले अस्फाल्टी असतात. मेक्सिको, टेक्सस व ओक्लाहोमा येथील कच्ची तेले मध्यम प्रकारची असतात.

कच्चे तेल हे निरनिराळे उकळबिंदू असणाऱ्या अनेक संयुगांचे मिश्रण असते. निरनिराळ्या तापामानांस त्याचे ऊर्ध्वपातन करून मिळविलेल्या भागांवर संस्कार करून अनेक उपयुक्त पदार्थ तयार केले जातात. कच्च्या तेलातील संयुगांपैकी जी सर्वांत हलकी असतात त्यांचा उकळबिंदू वातावरणाच्या तापमानाच्या बराच खाली असतो. म्हणजे वातावरणाच्या तापमानात ती वायुरूप असतात. तेलाच्या विहिरीतून म्हणजे खाणीतून जे कच्चे तेल मिळते त्याच्यात काही हायड्रोकार्बनी वायू असतातच, शिवाय थोडे पाणी व वाळू हीही मिसळलेली असतात. ती व वायू काढून टाकून कच्चे तेल परिष्करण करण्याच्या कारखान्यात पाठविले जाते. कच्च्या तेलातील वायू फुकट घालवीत नाहीत. जळण म्हणून व कित्येक कार्बनी संयुगे तयार करण्यासाठी कच्चा माल म्हणून त्याचा उपयोग केला जातो. उरलेल्या कच्च्या तेलाचे निरनिराळ्या व उत्तरोत्तर वाढत्या तापमानांत ऊर्ध्वपातन करून त्याचे निरनिराळे विभाग करण्यात येतात. या निरनिराळ्या विभागात मिळणारे मुख्य घटक म्हणजे गॅसोलीन, केरोसीन, हलके व जड डीझेल, वंगणासाठी लागणारे तेल, मेण, डांबर इ. होत.

गुणधर्म

खनिज तेलाचे महत्त्वाचे गुणधर्म पुढीलप्रमाणे असतात. (१) एकसारख्या दिसणाऱ्या दोन खनिज तेलांचे विशिष्ट गुरुत्व वेगवेगळे असू शकते. तसेच एकाच भौतिक परिस्थितीत मिळणाऱ्या तेलांचे विशिष्ट गुरुत्वही भिन्न असू शकते. तेलाचे विशिष्ट गुरुत्व ए. पी. आय. (अमेरिकन पेट्रोलियम इन्स्टिट्यूट) अंश किंवा बाऊमे अंश पद्धतींनी मोजले जाते. ए. पी. आय. आणि बाऊमे अंशांचा विशिष्ट गुरुत्वाशी असणारा संबंध खालील सूत्रांद्वारे दर्शविला आहे. सामान्यतःखनिज तेलाचे वि. गु. २७० ते ३५०ए. पी. आय. असते. (२) भूपृष्ठावरील परिस्थितीच्या मानाने भूपृष्ठाखालील दाब आणि तापमान ही वेगळी असल्यामुळे खनिज तेलाचे आकारमान भूपृष्ठाखाली व भूपृष्ठावर निरनिराळे असते. (३) खनिज तेलाची श्यानता (दाटपणा) त्यात मिसळलेल्या वायूच्या प्रमाणावर अवलंबून असते व ती दाब आणि तापमान यांतील कमी जास्त फरकाप्रमाणे बदलत असते. तेलाच्या घनतेच्या प्रमाणात ती बदलते. (४) खनिज तेलाचा प्रणमनांक (एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जाताना प्रकाशाच्या दिशेत होणाऱ्या बदलाच्या म्हणजे वक्रीभवनाच्या व्याख्येनुसार येणारे गुणोत्तर) सामान्यतः १·३९ ते १·४९ च्या दरम्यान असतो. (५) काही खनिज तेले, विशेषतः अ‍ॅरोमॅटिक वर्गाची तेले अनुस्फुरण (विशिष्ट तरंग लांबीचे किरण शोषून जास्त तरंग लांबीचे किरण बाहेर टाकण्याचा गुणधर्म) दर्शवितात. (६) खनिज तेलाच्या २५०० ते ३००० से. तापमानास मिळणाऱ्या घटकांत प्रकाशीय वलनाचा (एकाच पातळीत कंप पावणाऱ्या म्हणजे ध्रुवित प्रकाशाची पातळी वळविण्याचा) गुणधर्म आढळून येतो. (७) तेल तापवीत असताना त्यापासून मेण वेगळे होताना त्याचा ढग बनतो. ज्या तापमानास ही क्रिया सुरू होते त्यास मेघनबिंदू म्हणतात. तेलाची वाहकता ज्या तापमानास नाहीशी होते त्यास ओतबिंदू म्हणतात व हे तापमान मेघनबिंदूपेक्षा दोन त पाच अंशांनी कमी असते. (८) खनिज तेलाचे कॅलरी मूल्य हे त्याच्या वि. गु. च्या व्यस्त प्रमाणात असते. ते सामान्यतः दर किग्रॅ. ला १०,२५० ते १०,९२० किलोकॅलरी असते. (९) खनिज तेलांचा रंग हिरवा, पिवळा, तांबूस किंवा करडा असतो व तो त्याच्या घनतेच्या प्रमाणात गडद होत जातो. पेनसिल्व्हेनियातील ब्रॅडफर्ड क्षेत्रातील तेलाचे वि. गु. ०·८ असून रंग हिरवा असतो. इराकमधील किर्कूक क्षेत्रातील तेलाचे वि. गु. ०·८४४ असून त्याचा रंग तांबूस तपकिरी असतो. व्हेनेझुएलातील बॅचॅक्वेरो क्षेत्रातील तेलाचे वि. गु. ०·९५ व रंग गडद तपकिरी असतो. पॅराफीन–प्रधान खनिज तेलाचा रंग फिकट हिरवा, पिवळसर किंवा मधासारखा काळसर असतो, तर अस्फाल्ट–प्रधान तेलाचा हिरवा किंवा करडा असतो. (१०) अ‍ॅरोमॅटिक वर्गाच्या पुष्कळशा तेलांना सुगंध असतो, तर बऱ्याचशा खनिज तेलांना गॅसोलिनाचा वास असतो.

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश