ما هو الصخر الزيتي وما هي استخداماته؟

تعريف الصخر الزيتي

الصخر الزيتي (بالإنجليزية: Oil Shale) هو صخر رسوبي، تشكل منذ ملايين السنين من بقايا النباتات، والطحالب، وحبوب اللقاح، ومجموعة متنوعة من الكائنات الحية التي عاشت في البحيرات القديمة، والبحار، والأراضي الرطبة، فعندما ماتت هذه الكائنات وانجرفت إلى قاع البحر، دفنت تحت طبقات جديدة من النباتات، والرسوبيات، وتحت ضغط وحرارة شديدين، ولكنهما لم يكونا كافيين ليتحولا إلى نفط، بعدها تحللوا وتحولوا ببطء إلى مادة شمعية تُعرَف باسم الكيروجين (Kerogen)، والكيروجين هو المادة الغنية بالهيدروكربونات، ويُستخرَج الكيروجين من الصخور عندما تتكسر وتتعرض للحرارة، إذ يُمكن استخدام الهيدروكربونات الموجودة في الصخر الزيتي كبديل للنفط (البترول) أو الغاز الطبيعي، واللتان تُعدّان من المواد الهيدروكربونية الأكثر شيوعًا، كما يُعدّ الصخر الزيتي من الوقود الأحفوري، كما هو الحال في النفط، والغاز الطبيعي، والفحم.^[١][٢]

استخدامات الصخر الزيتي

تمّ استخدام الصخر الزيتي عبر الحضارات، وفي مختلف المجالات منها الزخارف، وتعبيد الطرق، وغيرها، وفيما يأتي أبرز استخدامات البشر للصخر الزيت:^[٣]

• تمّ استخدام الصخر الزيتي من قِبَل حضارة ما بين النهرين (بلاد الرافدين) في تعبيد الطرق، كما تمّ استخدامه كمادة مانعة لتسرب المياه في السفن، أي كان يُستخدَم لسد الشقوق في السفن.
• تمّ استخدام الصخر الزيتي من قِبَل الحضارة المنغولية عن طريق غمس السهام بالزيت الصخري، وإشعالها، ثمّ رميها على أعدائهم خلال المعارك.
• تمّ استخدام الصخر الزيتي في منطقة الشرق الأوسط كمادة لزجة في عمل اللوحات الفسيفسائية المزخرفة.
• تمّ استخدام الصخر الزيتي في القرن التاسع عشر بعد تسخينه في عمليات استخراج النفط من باطن الأرض.
• تمّ استخدام الصخر الزيتي من قِبَل دول أوروبا وأمريكا بعد حرقه، ثمّ إعادة تكريره لاستخدامه كمصدر للوقود، إذ يتمّ حرقه لتوليد الكهرباء.
• تمّ استخدام الصخر الزيتي في تصنيع عدة منتجات، منها دخوله في صنع شمع البارافين.
• يُستخدَم الصخر الزيتي في العديد من الدول، مثل: إستونيا، والصين، والبرازيل في توليد الكهرباء، كما يُستخدَم في تصنيع المواد الكيميائية.
• تُستخدَم المواد الثانوية الناتجة عن حرق الصخر الزيتي في تصنيع الأسمنت.

طرق استخلاص النفط الخام من الصخر الزيتي

هناك العديد من الطرق لاستخراج الصخر الزيتي، منها ما يأتي:^[٤]

• الطريقة الأولى: تعتمد عملية استخلاص الصخر الزيتي على عملية تعريضه للتسخين على درجات حرارة بين 325°-400° درجة مئوية، إذ تفكك الحرارة جميع الروابط الكيميائية الموجودة في المواد العضوية الصلبة التي لم تتحلل، ثمّ تبدأ الجزيئات صغيرة الحجم من الهيدروكربونات السائلة والغازية، بالإضافة إلى مركبات الأكسجين، والنيتروجين، والكبريت بالتتحرر من السوائل الهيدروكربونية والغازات التي نتجت بفعل التسخين، وتُسمّى هذه العملية التحلل الحراري (بالإنجليزية: Pyrolysis).
• الطريقة الثانية: يمكن تطبيق عملية التحلل الحراري في المختبرات، أي خارج مكان توضع الصخر الزيتي، وذلك باستخدام أداة تسمى المعوجة (بالإنجليزية: Retort)، إذ يتمّ وضع عينات صلبة من الصخر الزيتي في المعوجات، ويتمّ تعريضه للحرارة، فيتكاثف، ثمّ تدفق هذه الأبخرة عبر العنق الضيق في هذه الأداة، ثمّ تبدأ بالتجمع في وعاء تجميعي، ويشترط على إجراء هذه التجربة في بيئة خالية من الأكسجين، ويجب أن تتراوح الحرارة المطلوبة في هذه العملية بين 480°-550° درجة مئوية، والناتج من هذه التجربة هو نسب عالية من مادة الأولويفينات، والدايينات، ومنتجات هيدروكربونية، ومركبات كبريتية، وأخرى نيتروجينية.
• الطريقة الثالثة: تتمّ بعمل كبسولات أو حفر تكون مبطنة بمواد عازلة تمنع تسرب الزيت الموجود فيها، ويتمّ وضع الصخر الزيتي بداخلها، وخلال كل عملية تعبئة لهذه الكبسولات يتمّ وضع أنابيب للتسخين، وأخرى لعمليات التصريف، بالإضافة إلى وضع أجهزة استشعار، وبعد ذلك يوضع غطاء عازل يمنع نفاذ أيّة أتربة داخل هذه الكبسولات، وخلال هذه الأنابيب يجرى استخلاص بخار ناتج من عملية تدوير للغازات الناتجة من عملية التسخين، إذ تحتوي هذه الأبخرة على المنتجات المراد استخلاصها.