الزيوت المعدنية - اوراكس كيم

الزيوت المعدنية هي مزيج معقد من الهيدروكربونات المستخرجة من البترول الخام. تُعد هذه الزيوت منتجات ثانوية لعملية تكرير النفط، وتتكون بشكل أساسي من الألكانات الحلقية (النافثينات) والألكانات المستقيمة والمتفرعة (البارافينات)، بالإضافة إلى نسبة صغيرة من المركبات العطرية . نظرًا لخصائصها المتنوعة، تُستخدم الزيوت المعدنية على نطاق واسع في العديد من الصناعات، بدءًا من التطبيقات الصناعية الثقيلة وصولًا إلى المنتجات الصيدلانية ومستحضرات التجميل. يهدف هذا المقال إلى تقديم نظرة شاملة حول أنواع الزيوت المعدنية، واستخداماتها المتعددة، واختبارات الجودة الأساسية، بالإضافة إلى تحليل حجم السوق واتجاهاته.

نقدم لكم في شركتنا الاستشارية الحلول اللازمة للمشاكل التي تواجهكم بالتصنيع كما نقدم دراسة متكاملة لبناء مشروعك الصناعي الجديد كل ما عليك هو التواصل معنا

جدول المحتويات

أنواع الزيوت المعدنية

تُصنف الزيوت المعدنية بشكل عام بناءً على تركيبها الكيميائي إلى ثلاثة أنواع رئيسية .

الزيوت البارافينية (Paraffinic Oils): تتكون بشكل أساسي من الألكانات ذات السلاسل المستقيمة والمتفرعة (الهيدروكربونات الأليفاتية). تتميز هذه الزيوت بمؤشر لزوجة عالٍ ونقطة وميض مرتفعة، مما يجعلها مستقرة نسبيًا عند درجات الحرارة العالية.
الزيوت النافثينية (Naphthenic Oils): تحتوي على نسبة عالية من الهيدروكربونات الحلقية المشبعة (النافثينات). تتميز هذه الزيوت بنقطة انسكاب منخفضة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً جيدًا في درجات الحرارة المنخفضة .
الزيوت العطرية (Aromatic Oils): تحتوي على نسبة من المركبات الهيدروكربونية العطرية. غالبًا ما تُستخدم هذه الزيوت في تطبيقات محددة حيث تكون خصائصها المذيبة مرغوبة، ولكنها قد تكون أقل استقرارًا من الأنواع الأخرى .

نوع الزيت المعدني	التركيب الكيميائي الرئيسي	الخصائص المميزة	الاستخدامات الشائعة
بارافيني	ألكانات مستقيمة ومتفرعة	مؤشر لزوجة عالٍ، نقطة وميض مرتفعة	زيوت المحركات، زيوت التشحيم الصناعية
نافثيني	هيدروكربونات حلقية مشبعة	نقطة انسكاب منخفضة، استقرار حراري جيد	زيوت المحولات، سوائل التبريد، زيوت العمليات
عطري	هيدروكربونات عطرية	خصائص مذيبة جيدة، استقرار أقل	بعض المذيبات الصناعية، إضافات

استخدامات الزيوت المعدنية

تتنوع استخدامات الزيوت المعدنية بشكل كبير عبر قطاعات صناعية مختلفة :

الصناعة: تُستخدم كزيوت تشحيم للمحركات والآلات، وسوائل هيدروليكية، وزيوت نقل الحرارة، وسوائل عازلة في المحولات الكهربائية. كما تدخل في صناعة المطاط والبلاستيك كملدنات .
الصيدلة ومستحضرات التجميل: تُستخدم الزيوت المعدنية البيضاء عالية النقاء (USP/Ph. Eur. Grade) في المستحضرات الصيدلانية كملينات، وفي مستحضرات التجميل كمرطبات ومكونات أساسية في الكريمات والمراهم .يجب أن تلتزم هذه الزيوت بمعايير صارمة للنقاء والسلامة .
الصناعات الغذائية: تُستخدم الزيوت المعدنية من الدرجة الغذائية (Food-Grade Mineral Oil) في تطبيقات مثل مواد التشحيم لآلات تجهيز الأغذية، وكمواد مانعة للالتصاق في قوالب الخبز، وفي طلاء الفواكه والخضروات للحفاظ على الرطوبة والمظهر الخارجي.
الزراعة: تُستخدم كمبيدات حشرية أو مواد مساعدة في تركيبات المبيدات لحماية المحاصيل .تساعد على خنق الحشرات وتعطيل الجهاز التنفسي و تحسين التصاق المبيد.

اختبارات الجودة والمعايير

لضمان جودة وسلامة الزيوت المعدنية، تُجرى عليها مجموعة من الاختبارات الفيزيائية والكيميائية وفقًا لمعايير دولية محددة، مثل ASTM (الجمعية الأمريكية لاختبار المواد) و ISO (المنظمة الدولية للتوحيد القياسي). من أهم هذه الاختبارات:

اللزوجة (Viscosity): تُعد اللزوجة من أهم الخصائص التي تحدد أداء الزيت. تُقاس اللزوجة عادةً عند درجات حرارة محددة (مثل 40 درجة مئوية و 100 درجة مئوية) باستخدام طرق مثل ASTM D445 .
نقطة الوميض (Flash Point): هي أدنى درجة حرارة يمكن أن تتشكل عندها أبخرة الزيت بكمية كافية للاشتعال لحظيًا عند وجود مصدر لهب. تُقاس باستخدام طرق الكوب المفتوح (ASTM D92) أو الكوب المغلق (ASTM D93)، وتُعد مؤشرًا هامًا للسلامة.
نقطة الانسكاب (Pour Point): هي أدنى درجة حرارة يتدفق عندها الزيت. تُعد هذه الخاصية مهمة للزيوت المستخدمة في البيئات الباردة .
الكثافة (Density): تُقاس لتحديد كتلة الزيت لكل وحدة حجم، وتُستخدم في حسابات أخرى .
محتوى الماء (Water Content): يُعد وجود الماء في الزيت غير مرغوب فيه، ويُقاس باستخدام طريقة كارل فيشر (Karl Fischer titration).
اللون (Color): يُستخدم كمؤشر للنقاء أو التلوث، ويُقاس باستخدام مقياس الألوان ASTM D1500.
محتوى الكبريت (Sulfur Content): يُقاس لتحديد نقاء الزيت، خاصة في الزيوت ذات الدرجة الصيدلانية .
محتوى الهيدروكربونات العطرية (Aromatic Hydrocarbon Content): يُعد مهمًا لتقييم نقاء الزيت وسلامته، خاصة في التطبيقات التي تتطلب زيوتًا بيضاء.
الثبات التأكسدي (ASTM D943) يقيس قدرة الزيت على مقاومة التدهور عند تعرضه للحرارة والأكسجين مع الزمن.
رقم الحموضة الكلي TAN يحدد كمية الأحماض المتكوّنة في الزيت، وهو مؤشر على مدى تدهوره.
نقطة الأنيلين: تحدد طبيعة الزيت (بارافيني أم عطري) من خلال قياس درجة امتزاجه مع الأنيلين.

تُصنف زيوت الأساس أيضًا بواسطة معهد البترول الأمريكي (API) إلى خمس مجموعات بناءً على محتوى التشبع والكبريت ومؤشر اللزوجة .

المجموعة	الكبريت	التشبع	مؤشر اللزوجة
Group I	>0.03%	<90%	80–120
Group II	≤0.03%	≥90%	80–120
Group III	≤0.03%	≥90%	≥120

المجموعتان IV و V تشملان الزيوت الصناعية الاصطناعية (مثل PAO) وليستا زيوتًا معدنية تقليدية.

عمليات تكرير وإنتاج الزيوت المعدنية

تُعد عمليات التكرير والتحسين اللاحقة العامل الأساسي في تحديد جودة الزيوت المعدنية وخصائصها النهائية. يتم إنتاج زيوت الأساس المعدنية من كسور النفط الثقيلة عبر سلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية التي تهدف إلى فصل المكونات غير المرغوبة وتحسين الثبات الحراري والكيميائي. من أهم هذه العمليات:

التقطير الفراغي (Vacuum Distillation)

بعد التقطير الجوي للنفط الخام، تُعالج البقايا الثقيلة في وحدة التقطير الفراغي.
يتم خفض الضغط داخل برج التقطير لتقليل درجات غليان المركبات الثقيلة، مما يسمح بفصل كسور زيوت الأساس دون حدوث تكسير حراري غير مرغوب فيه.

تنتج هذه العملية:

قطفات زيوت خفيفة
قطفات زيوت متوسطة
قطفات زيوت ثقيلة

وتُعد هذه الخطوة الأساس الأولي لإنتاج زيوت الأساس.

الاستخلاص بالمذيبات (Solvent Extraction)

تهدف هذه العملية إلى إزالة المركبات العطرية غير المرغوبة والمواد الراتنجية التي تؤثر سلبًا على الثبات التأكسدي ومؤشر اللزوجة.

تُستخدم مذيبات مثل:

الفورفورال (Furfural)
الفينول (Phenol)
NMP (N-Methyl-2-pyrrolidone)

تعمل هذه المذيبات على إذابة المركبات العطرية بشكل انتقائي، مما يؤدي إلى:

تحسين مؤشر اللزوجة
تقليل الميل للأكسدة
تحسين اللون والاستقرار الحراري

تُستخدم هذه التقنية بشكل رئيسي في إنتاج زيوت المجموعة الأولى (Group I).

التكسير الهيدروجيني (Hydrocracking)

يُعد التكسير الهيدروجيني من أهم التقنيات الحديثة في إنتاج زيوت الأساس عالية الجودة (Group II و Group III).

تتم العملية تحت:

ضغط هيدروجين مرتفع
درجات حرارة عالية
وجود محفزات خاصة (عادة تحتوي على النيكل والموليبدينوم أو الكوبالت)

تؤدي هذه العملية إلى:

إزالة الكبريت والنيتروجين
تشبع المركبات العطرية
تكسير السلاسل غير المستقرة
رفع مؤشر اللزوجة
تحسين الثبات التأكسدي

تُنتج زيوتًا ذات محتوى عطري منخفض جدًا ونقاء عالٍ.

المعالجة النهائية بالهيدروجين (Hydrofinishing / Hydrotreating)

هي خطوة تكميلية تهدف إلى تحسين:

اللون
الرائحة
الثبات الكيميائي

يتم فيها تمرير الزيت على محفز بوجود الهيدروجين لإزالة الشوائب المتبقية وآثار المركبات غير المشبعة.

تُعد هذه العملية ضرورية لإنتاج:

الزيوت البيضاء الطبية
الزيوت الغذائية
الزيوت التجميلية

بشكل عام، كلما زادت شدة المعالجة الهيدروجينية، ارتفع مستوى النقاء وتحسنت الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيت، مما ينعكس مباشرة على تصنيفه ضمن مجموعات API الأعلى.

حجم السوق والاتجاهات

· يُقدر حجم السوق العالمي للزيوت المعدنية بحوالي 6.4 مليار دولار أمريكي في عام 2024، مع تنوع في التقديرات بناءً على النطاق (مثل الزيوت البيضاء أو التقنية) ومن المتوقع أن يصل إلى 8.3 مليار دولار بحلول عام 2030، مع معدل نمو سنوي مركب (CAGR) يتراوح بين 3.7% و4.6%، مدفوعاً بالطلب في الصناعات مثل السيارات، التجميل، والأدوية.

· المناطق الرئيسية: آسيا والمحيط الهادئ تتصدر، تليها أمريكا الشمالية، مع نمو سريع في الهند والصين بسبب التوسع الصناعي.

تُعد الزيوت المعدنية مكونًا حيويًا في العديد من الصناعات بفضل خصائصها المتنوعة وتكلفتها الفعالة. تتراوح أنواعها من البارافينية والنافثينية إلى العطرية، وتُستخدم في تطبيقات تتطلب زيوت تشحيم، وسوائل عازلة، ومكونات صيدلانية وتجميلية، وحتى في الصناعات الغذائية. تضمن اختبارات الجودة الصارمة والالتزام بالمعايير الدولية (مثل ASTM و ISO و USP) سلامة وفعالية هذه المنتجات. مع استمرار النمو الصناعي والتطور التكنولوجي، من المتوقع أن يحافظ سوق الزيوت المعدنية على مساره التصاعدي في السنوات القادمة.

تابعونا على فيسبوك ولينكدإن للاطلاع على أحدث الأخبار والمستجدات.
كما يمكنكم زيارة صفحة خدماتنا للاطلاع على كل ما نقدمه.