من المرجح أن يشهد قطاع استخدام الفحم في الصين ظهور عدد لا يحصى من “جوائز نوبل”!
Thread Content
"بما أن البشر قادرون على تحويل النفط ذو الجزيئات الكبيرة إلى زيوت خفيفة ذات جزيئات صغيرة، باستخدام طرق معتدلة مثل التقطير تحت الضغط العادي والتحلل الحفزي، ثم معالجتها بشكل أعمق لإنتاج آلاف المواد الكيميائية مثل الأوليفينات والأروماتيكات والسيكلوهيدروكربونات والكحولات، فمن الناحية النظرية، ينبغي أن يكون من الممكن أيضًا معالجة الفحم، الذي يتشابه في عملية تكوينه وتركيبه العنصري مع النفط، بطرق معتدلة. للأسف، سواء في عملية الاحتراق المعزز بالأكسجين أو عملية التحويل الكيميائي بالأكسجين، فإنه يتم استخدام طرق عنيفة لتفكيك روابط جزيئات الفحم، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات صغيرة مثل أول أكسيد الكربون والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. وهذا بدوره يؤدي إلى استهلاك كميات كبيرة من الطاقة والمياه خلال عملية تحويل الفحم، بالإضافة إلى انبعاث كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون والمياه الملوثة، مما يسبب مجموعة من المشاكل البيئية. الاتجاه البحثي التالي لفريقي هو تطوير محفز خاص، يسمح بتحويل الفحم دون الحاجة إلى حرقه أو إضافة الأكسجين إليه، وذلك عن طريق فتح البنية الجزيئية الكبيرة للفحم بطريقة لطيفة، لتحويله إلى زيوت ومواد كيميائية مباشرة، تمامًا مثل النفط. لا يوجد شيء صعب في الحياة، طالما أنك مستعد للتسلق. " حوار رفيع المستوى | باو شينهه، عضو الأكاديمية الصينية للعلوم: في المستقبل، سيتم معالجة الفحم تمامًا كما يتم تكرير النفط (3) مركز أخبار شبكة بولاريس للطاقة المصدر: شبكة الصناعات الكيميائية للفحم الكاتب: تشن جيجون تاريخ النشر: 26 مايو 2016، الساعة 9:02:26 أرغب في إرسال مساهمة القناة التي تنتمي إليها: توليد الطاقة الحرارية الكلمات المفتاحية: الصناعات الكيميائية للفحم، تحويل الفحم إلى غاز طبيعي، تحويل الفحم إلى زيت تدريب بيع الكهرباء – تفسير سياسات بيع الكهرباء وفهم سوق بيع الكهرباء (دورة تدريبية متخصصة حول بيع الكهرباء من جامعة هوابي للطاقة الكهربائية وشبكة بولاريس للطاقة). في منتصف التسعينيات من القرن الماضي، طرح باحثون من معهد داليان للكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم مفهوم "التنشيط بدون أكسجين" لتحويل الميثان دون استخدام الأكسجين. في عام 1995، بدأت أنا وفريقي العمل على تحقيق إنجاز في مجال “التنشيط بدون أكسجين”. استنادًا إلى المفهوم الجديد لـ “التحفيز في البيئات النانوية المحدودة”， قام فريقي بابتكار محفز حديدي ذو مركز واحد داخل شبكة من السيليكيدات، مما أدى إلى تطوير طريقة جديدة لتفعيل الغاز الميثان بشكل انتقائي في ظروف خالية من الأكسجين، وإنتاج الإيثيلين والهيدروكربونات الأروماتية والهيدروجين وغيرها من المواد ذات القيمة العالية في خطوة واحدة، وهي تقنية تحويل الغاز الميثان إلى هيدروكربونات أروماتية في ظروف خالية من الأكسجين. في 9 مايو 2014، عندما نُشرت هذه النتائج في مجلة “ساينس” الأمريكية، أثار ذلك اهتمامًا كبيرًا في الوسط العلمي. قال أليكسيس بيل، أستاذ في جامعة كاليفورنيا في بيركلي: إن هذا الإنجاز يمثل خطوة جديدة إلى الأمام في مجال تحويل الميثان مباشرة، وقد يصبح محور اهتمام الصناعة في المستقبل. في نهاية عام 2015، اكتملت التجارب المخبرية التي استمرت مئة ساعة لتقنيتنا الخاصة بإنتاج الأوليفينات والأروماتيكات والهيدروجين من الميثان في ظروف خالية من الأكسجين، وقد أثبتت هذه التجارب استقرار المحفزات. كما تم تقديم طلبات للحصول على براءات اختراع في الصين والولايات المتحدة واليابان وأوروبا والشرق الأوسط وغيرها من المناطق. حول عيد الربيع هذا العام، أكملنا أيضًا اختبار تقييم عمر المحفز لمدة 1000 ساعة. في 22 مارس 2016، وقع معهد داليان للكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، بالتعاون مع شركة البترول الوطنية الصينية وشركة سابك، مذكرة تفاهم حول تطبيق تقنيات إنتاج الأوليفينات والهيدروكربونات العطرية والهيدروجين من الميثان في ظروف خالية من الأكسجين، وذلك في مرحلة التجربة العملية وتحسين العمليات الإنتاجية وتطبيق هذه التقنيات على نطاق صناعي. وسيعمل الأطراف الثلاثة معًا لدفع عجلة تطوير هذه التقنية الجديدة على المستوى الصناعي. الصحفي: من المستغرب أنك وفريقك تعملون في صمت ومع ذلك حققتم إنجازات كبيرة. كلا الإنجازين اللذين قدمتموهما قد يؤديان إلى ثورة صناعية. ما هي الخطوات التالية التي تتخيلها أنت وفريقك؟ باو شينهي: هذا أيضًا تقدم تم تحقيقه على أساس العمل الكبير الذي قام به الأسلاف. في السنوات القادمة، بالإضافة إلى مواصلة البحث الأساسي في مجال المحفزات، سنركز أيضًا على تعزيز التطبيقات الصناعية للتقنيات الحالية، مثل تحويل الغاز المُسال إلى الأوليفينات، وتحويل الميثان إلى الأوليفينات في ظروف خالية من الأكسجين، بالإضافة إلى تحويل المركبات الأروماتية والهيدروجين إلى منتجات صناعية، وذلك لتحويل إنجازاتنا إلى منتجات صناعية في أقرب وقت ممكن. في الوقت نفسه، سنقوم بإجراء أبحاث نظرية نشطة حول تحليل الفحم بطريقة معتدلة لإنتاج منتجات سائلة ومنتجات هيدروكربونية. هدفنا هو أن نتمكن في المستقبل من معالجة الفحم لإنتاج وقود سائل ومنتجات ذات قيمة مضافة عالية مثل الأوليفينات، تمامًا كما نفعل مع النفط. الصحفي: هل يمكن معالجة الفحم بنفس الطريقة التي يتم بها معالجة النفط؟ هل هذا ممكن فعلاً؟ باو شينهي: نحن نعتقد أن ذلك ممكن. يتكون الفحم والنفط بشكل أساسي من عنصري الكربون والهيدروجين، وكلاهما نتج عن ترسب وتطور مواد كربونية وهيدروكربونية على مدى فترة طويلة تحت تأثير الكائنات الدقيقة، ولديهما العديد من التشابهات في الخصائص. بما أن البشر قادرون على تحويل النفط ذو الجزيئات الكبيرة إلى زيوت خفيفة ذات جزيئات صغيرة، باستخدام طرق معتدلة مثل التقطير تحت الضغط العادي والتحلل الحفزي، ثم معالجتها بشكل أعمق لإنتاج آلاف المواد الكيميائية مثل الأوليفينات والأروماتيكات والسيكلوهيدروكربونات والكحولات، فمن الناحية النظرية، ينبغي أن يكون من الممكن أيضًا معالجة الفحم، الذي يتشابه في عملية تكوينه وتركيبه العنصري مع النفط، بطرق معتدلة. للأسف، سواء في عملية الاحتراق المعزز بالأكسجين أو عملية التحويل الكيميائي بالأكسجين، فإنه يتم استخدام طرق عنيفة لتفكيك روابط جزيئات الفحم، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات صغيرة مثل أول أكسيد الكربون والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. وهذا بدوره يؤدي إلى استهلاك كميات كبيرة من الطاقة والمياه خلال عملية تحويل الفحم، بالإضافة إلى انبعاث كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون والمياه الملوثة، مما يسبب مجموعة من المشاكل البيئية. الاتجاه البحثي التالي لفريقي هو تطوير محفز خاص، يسمح بتحويل الفحم دون الحاجة إلى حرقه أو إضافة الأكسجين إليه، وذلك عن طريق فتح البنية الجزيئية الكبيرة للفحم بطريقة لطيفة، لتحويله إلى زيوت ومواد كيميائية مباشرة، تمامًا مثل النفط. لا يوجد شيء صعب في الحياة، طالما أنك مستعد للتسلق. لقد حققنا بالفعل بعض التقدم في الأبحاث في هذا المجال، ونعتقد أنه مع مرور الوقت، سيتحقق هذا الهدف! عندها، ستكون عمليات تحويل الفحم إلى منتجات نظيفة هي الطريقة الصحيحة للإنتاج، حيث لن تكون هذه العمليات مرتبطة فقط بصناعة البتروكيماويات والغاز الطبيعي والكيماويات القائمة على الكتلة الحيوية، بل يمكنها أيضًا المنافسة بشكل عادل في مجالات مثل الكفاءة الاقتصادية وحماية البيئة وخفض الانبعاثات. بحلول ذلك الوقت، لن يعود الفحم رمزًا للطاقة عالية الكربون، بل سيصبح موردًا كربونيًا ثمينًا ونظيفًا للغاية. يمكن القول إن هذا هو “حلم الصين” لدينا أيضًا. الصحفي: شكرًا لكم على الموافقة على إجراء المقابلة! نتمنى أن تتحقق تقنية تحويل الغاز المُصنع إلى الأوليفينات في الصناعة في أقرب وقت ممكن! نتطلع إلى أن يطور فريقكم تقنيات جديدة لتحويل الفحم بطريقة فعالة. باو شينهي: سنبذل قصارى جهدنا! (باو شينهي، وُلد في أغسطس 1959 في مدينة يانغتشونغ بمقاطعة جيانغسو، عضو في الأكاديمية الصينية للعلوم، نائب رئيس جامعة فودان؛ حصل على درجة الدكتوراه من جامعة فودان عام 1987، ومن عام 1989 إلى عام 1995 عمل كباحث زائر في معهد فريتز هابر التابع للأكاديمية الألمانية للعلوم؛ عاد إلى الصين عام 1995، وشغل مناصب مختلفة مثل رئيس معهد داليان للكيمياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، ورئيس قسم الفيزياء الكيميائية في جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، ورئيس فرع شنيانغ التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، كما كان أول عالم يشارك في مشروع البحث الأساسي المتعلق بتحسين استخدام الغاز الطبيعي وغاز الفحم ضمن خطة البحث الأساسي (973)، وعضو في مجلس إدارة المجلس الدولي لتحويل الغاز الطبيعي، وعضو في مجموعة الخبراء المستشارين في خطة البحث الأساسي (973)، ورئيس المجموعة البحثية المشتركة بين الأكاديمية الصينية للعلوم والأكاديمية الألمانية للعلوم في مجال الكاتاليز النانوي، وكان أيضًا المسؤول الأول عن مشروع الطاقة النظيفة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم وشركة BP؛ حصل على جوائز عديدة منها جائزة العلوم الطبيعية من وزارة التعليم، ومنحة هومبولت الألمانية، وجائزة “قويشي” لأفضل الشباب الباحثين، والجائزة الثانية في مجال العلوم الطبيعية، والجائزة الأولى في مجال العلوم الطبيعية في مقاطعة لياونينغ، وجائزة هي ليانغ هي لي للتقدم العلمي والتكنولوجي، وجائزة أفضل عشرة باحثين في الصين، وجائزة الإنجازات العلمية والتكنولوجية المتميزة من الأكاديمية الصينية للعلوم لعام 2015، بالإضافة إلى جائزة تشو جوانغشياو في مجال العلوم الأساسية؛ قاد فريقه في تطوير تقنيات متقدمة أدت إلى إنتاج الإيثيلين والهيدروكربونات العطرية والهيدروجين بكفاءة عالية في ظروف خالية من الأكسجين، بالإضافة إلى تحويل الغاز المُصنع إلى الأوليفينات بكفاءة عالية، وهي تقنيات أثارت إعجاب الدوائر الكيميائية والصناعية في العالم أجمع). )
تقارير حديثة، "تقنية جديدة لتحويل الميثان دون تدوير"، تقنيات هوافو الجديدة لمجموعة شينوو.
لقد كان استخدام الفحم موجودًا منذ مئات السنين، وأصبحت عمليات الاحتراق والتكرير والتحويل إلى غاز أو سائل من أهم الطرق المستخدمة في تحويل الفحم. وكل تقنية تحتوي بدورها على مجموعة متنوعة من الأساليب التقنية والنظريات العلمية. على سبيل المثال، في مجال توليد الطاقة بالحرارة، من تنقية الفحم إلى اختيار أفران الاحتراق، ومن هياكل تبادل الحرارة إلى موادها، ومن البخار المضغوط إلى الحالة فوق الحرجة جدًا، ومن تصريف الغازات الملوثة مباشرة إلى عمليات إزالة الكبريت والنيتروجين، وغير ذلك. بالطبع، لا يمكن الاستغناء عن التطور التكنولوجي في أنظمة توليد الطاقة. كل هذا يقوم على ما يُسمى باستخدام الفحم “البربري”. تحتل عملية تحويل الفحم إلى غاز مكانة رائدة في صناعة الكيماويات القائمة على الفحم في جميع أنحاء العالم. أصبحت أسرّة التدفق الهوائي أعلى مستوى توصل إليه البشر حتى الآن في مجال تحويل الفحم إلى غاز صناعي. وعلى الرغم من وجود من يروجون لتقنية الأيونات النبضية في عملية التحويل، إلا أنه إذا نظرنا إلى جوانب أخرى من التقدم التكنولوجي لدى البشر، فإن هناك العديد من التحديات التقنية التي تحتاج إلى تحسين أو اختراق، مثل مشاكل المواد المقاومة لدرجات الحرارة العالية، ومشاكل استهلاك الطاقة، ومشاكل الغبار الدقيق، وغيرها. ومن الواضح أن ذلك يتطلب تحديثًا شاملًا للنظام بأكمله. الطريق صعب، وما زال هناك مستكشفون يعملون بـ«بربرية» في مجال الفحم دون كلل. يتم تسييل الفحم مباشرةً عن طريق فك روابط الجسر بطريقة “معتدلة”， مع استخدام الهيدروجين المنشط للحصول على جزيئات عضوية ضمن نطاق درجات حرارة الوقود. ومن بينها آلاف أنواع الجزيئات العضوية، مما يثير شغف من يعملون في مجال التخليق العضوي! لكن مشكلة الفصل تقف في وجه الجميع، فكم من الأشخاص يمكنهم أن يتحدثوا بجرأة أمام الجميع ويعلنوا أن فريقهم يسعى لاختراق تلك الحصون؟ في الحقيقة، لا يريد الناس سماع الأخبار المتعلقة بذلك؛ ففي القطران الرخيص يوجد عدد لا يحصى من الجزيئات العضوية! في الواقع، يتم تحويل الفحم إلى وقود بشكل مباشر باستخدام “طرق تكرير النفط”، ومن هذا المنظور، يصبح من الواضح أن هناك أشخاصًا يقومون بالفعل بتحويل الفحم إلى وقود بطريقة سلسة! أما بالنسبة للمواد الكيميائية، فقد ذُكر سابقًا أن الأمر يعتمد على قدرة فريقك على الفصل بينها. يجب القول مرة أخرى إن المصنع التجريبي لتحويل الفحم إلى نفط التابع لشركة شينهوا يعمل بشكل جيد، لكن محور التقدم التكنولوجي ليس في المحفزات، ففي الواقع تم دراسة هذه المحفزات في جميع أنحاء العالم عدة مرات.
يقول لاو باو إن مشروع “جيانغشان” لا يزال بحاجة إلى المزيد من التطوير. التحويل المباشر للفحم إلى سائل ليس طريقة هادئة، بل هي طريقة صعبة تتطلب درجات حرارة وضغوطًا عالية جدًا. علاوة على ذلك، للتخليق العضوي جماله وروعته الخاصة؛ فحتى مع وجود آلاف المركبات الكيميائية في قطران الفحم، فإنه يظل شيئًا تافهًا أمام التخليق العضوي.
من ناحية درجة الحرارة، تتم عملية التحويل المباشر للفحم في ظروف معتدلة، ولكن بسبب عملية الهيدروجينة تحت ضغط عالٍ، تصبح الظروف التشغيلية صعبة للغاية. بالطبع، هناك في المختبرات طرق لاستخلاص الفحم باستخدام المذيبات، ويمكن تطبيقها في ظروف أكثر ملاءمة. وعلى الرغم من أن معدل الاستخلاص ليس مرتفعًا، إلا أنه يمكن استخدامه كوسيلة بحثية للحصول على بعض المعلومات حول التركيب الكيميائي للفحم. لكن ما إذا كان يمكن استخدامه في الإنتاج الصناعي أم لا، فهذا يعتمد على الفوائد الاقتصادية ومستوى الحماية البيئية. يمكننا في المختبرات استخدام طرق مختلفة لتحقيق أهداف تجريبية معينة، ومع ذلك، قد يكون هناك بعض الارتباط بين المختبرات والصناعة في بعض الأحيان، بينما يكون هناك فرق شاسع بينهما في أحيان أخرى. يمكن أن تشمل الأفكار الجريئة الخيالات العشوائية، لكن الأفكار الجريئة التي تقوم على أساس متين هي وحدها التي تكون ذات قيمة، وحينها فقط يمكن ضمان نجاحها من خلال التحقق الدقيق لاحقًا.
بالطبع، فإن كون الشخص صارمًا أو معتدلًا هو أمر نسبي. يعتقد البعض أن عملية تحويل الفحم إلى غاز، واحتراق الفحم، هما طريقتان عنيفتان وبربريتان لاستخدام الفحم، حيث تصل درجات الحرارة فيهما إلى ما بين 800 و1700 درجة مئوية. وبالمقارنة، فإن عملية التحويل المباشر إلى سائل أقل عنفًا بكثير. في صناعة تكرير النفط، يكون درجة الحرارة المستخدمة في عملية الهيدروجينة أقل من 430 درجة مئوية، بينما في عملية FCC تكون الدرجة بين 460 و500 درجة مئوية. كما أن عملية التكسير المتأخر تتم في نفس النطاق، أما عملية التكسير بالبخار فتتم عند درجة حرارة حوالي 800 درجة مئوية. يمكن المقارنة هنا مع صناعة الفحم، وسيفهم الجميع المقصد.
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة twinkler في تاريخ 2016-6-1 الساعة 22:10. في مجال صناعة الفحم الجاف، إذا كان الأمر يتعلق بمشروع، فليكن مشروعًا نزيهًا، ولا يجب القيام بأعمال غير أخلاقية； إذا كان الأمر يتعلق بالإنتاج الجاف، فيجب كتابة عدة وثائق تعهد؛ واحدة للأسرة، وواحدة للشركة، وواحدة للمجتمع، وواحدة لمكتب الأمن العام، وإلا فلن يكون من الممكن توضيح الأمور. يجب كتابة ذلك بوضوح، فصناعة الفحم تهدف إلى تلبية احتياجات الحياة، وفي حالة الوفاة، لن يكون الأمر نتيجة انتحار متعمد أو عدم الالتزام بقواعد السلامة في الشركة. وإلا، بعد الوفاة، سيقول البعض إن الشخص المتوفى خالف القوانين، لأن الميت لا يستطيع الكلام.