أربعون عامًا من الجهد لصنع سيف واحد، هكذا تم تطوير تقنيات الهيدروكربونات المتكاملة المستقلة في بلادنا!

Thread Content

　　في مجال البتروكيماويات في الصين، هناك تقنية تعكس مستوى صناعة المعدات في الصين، وهي تقنية المركبات الأروماتية التي طورها العلماء والمهندسون في مجال البتروكيماويات الصينيون على مدى أربعين عامًا، وهي تقنية تمتلك حقوق ملكية فكرية مستقلة. لقد لاقت هذه التقنية اهتمام إحدى الشركات النفطية العالمية الشهيرة مؤخرًا، وهي على وشك الخروج إلى الأسواق الدولية، لتصبح منتجًا مرغوبًا فيه في إطار مبادرات “الخروج إلى الخارج” ومبادرة “الحزام والطريق”. أربعون عامًا لصنع سيف واحد. الهيدروكربونات العطرية، مثل التولوين والبارا-تولوين (PX)، تُعد مواد خام أساسية في الصناعة الكيميائية. لا يمكن الاستغناء عن مساهمته في جميع جوانب حياتنا، مثل الملابس التي نرتديها، والسيارات التي نستخدمها، وتغليف الأطعمة والأدوية والمشروبات، بالإضافة إلى أنواع البلاستيك المختلفة التي نستخدمها؛ كل ذلك مرتبط بالهيدروكربونات العطرية. قال وو وي، نائب كبير المهندسين في معهد الصين للعلوم البترولية والكيميائية، للصحفيين إن المواد الخام الأساسية في صناعة البتروكيماويات تنقسم إلى فئتين رئيسيتين: الأولى هي الأوليفينات، والثانية هي الأروماتيكات. هناك العديد من أنواع المنتجات المشتقة من الهيدروكربونات العطرية، ومن بين أكثر من 8 ملايين مركب عضوي معروف، تشكل المركبات الهيدروكربونية العطرية حوالي 30% منها. 　　تُعد تقنيات الهيدروكربونات المعطرة تقنيات متقدمة ذات بنية معقدة وكثيفة التقنية، وهي تمثل **المؤشر الرئيسي لمستوى تطور صناعة البتروكيماويات. في السابق، كانت هناك شركتان أجنبيتان مشهورتان فقط في العالم تمتلكان التقنيات الكاملة المتعلقة بالهيدروكربونات العطرية، مما أدى إلى احتكار فعلي للسوق التقني. 　　ووفقًا لوو وي، فإن تقنيات الهيدروكربونات العطرية تواجه حواجز تقنية عالية بسبب درجة التكامل العالية للأنظمة وصعوبة تطويرها، كما أن تكاليف الترخيص التقني والمواد الماصة المتخصصة والمحفزات مرتفعة للغاية. في عام 1975، استورد بلدي تقنية مصانع إنتاج PX بطاقة 27 ألف طن سنويًا، وبلغت تكلفة هذه التقنية ملايين الدولارات؛ أما في عام 2007، فقد بلغت تكلفة التقنية الخاصة بمصانع إنتاج PX بطاقة 600 ألف طن سنويًا مئات الملايين من الدولارات. 　　وقال كونغ ده جين، نائب كبير المهندسين في معهد شانغهاي للبتروكيماويات التابع لشركة الصين للبتروكيماويات، إنه من أجل التغلب على التحديات المتعلقة بتقنيات الهيدروكربونات الأروماتية، بذلت صناعة البتروكيماويات والجامعات ومعاهد البحوث جهودًا على مدى أكثر من 40 عامًا، بدءًا من سبعينيات القرن الماضي، وأخيرًا أصبحت الصين ثالث دولة بعد الولايات المتحدة وفرنسا تمتلك تقنيات كاملة في مجال الهيدروكربونات الأروماتية. تمتلك بلادنا حقوق الملكية الفكرية لجميع التقنيات المستخدمة في هذا المشروع، ولديها أكثر من مائة براءة اختراع مُمنوحة محليًا ودوليًا. 　　أعرب ستة من الأكاديميين، ومن بينهم مين إنزه، عن تقديرهم الكبير لهذا المشروع، واعتبروا أن نجاح تطوير تقنيات الهيدروكربونات يُعد “معلمًا بارزًا” في تقنيات البتروكيماويات. حقق هذا المشروع العديد من الابتكارات والإنجازات الكبيرة في مجالات التقنيات، ومعدات الهندسة، وأساليب وأنظمة التحكم، بالإضافة إلى مواد الامتصاص والمواد الحفازة، وهو يتصدر المستوى الدولي بشكل عام، مما يمنحه قيمة كبيرة من حيث التطبيق والانتشار. 　السيطرة على آخر حصن: يعتقد هونغ دينغيي، أحد أعضاء مجلس إدارة الجمعية الصينية للكيمياء، أن التقنيات المعقدة والتي تتطلب استثمارات كبيرة ومخاطر عالية، مثل تقنيات الهيدروكربونات العطرية، استطاعت أن تنتقل من المختبرات إلى المنشآت الصناعية في الصين، وذلك بفضل الدعم على المستوى الحكومي، والتعاون الوثيق بين القطاعات الأكاديمية والصناعية، بالإضافة إلى التكامل العالي في أنشطة البحث والتصميم والبناء والإنتاج في قطاع البتروكيماويات الصيني. 　　ابتداءً من سبعينيات القرن الماضي، طورت مؤسسات مثل معهد الصين لعلوم البتروكيماويات ومعهد شانغهاي للبتروكيماويات تقنيات إنتاج وحدات الأروماتيكات مثل استخلاص الأروماتيكات، والتحول الإيزومري للكسين، وتفكك التولوين، ونقل المجموعات الألكيلية. لكن، لم يتم التغلب على تقنية الامتصاص والفصل باستخدام PX حتى الآن، وهي تظل الحصن الأخير لتقنيات الهيدروكربونات العطرية. وبسبب هذا النقص، يضطر بلدنا إلى استيراد ملايين الأطنان من منتجات PX سنويًا، مما يكلف مليارات الدولارات من العملة الأجنبية. 　　قال وو وي للصحفيين إنه من أجل كسر احتكار التقنيات الخاصة بعملية الامتصاص والفصل في الخارج، بدأت شركة البتروكيماويات الصينية في أوائل التسعينيات من القرن الماضي في استكشاف تقنيات الامتصاص والفصل المستخدمة في مادة PX. وقد تم تطوير مادة امتصاص محلية باسم RAX-2000A، وتم اختبارها صناعيًا في فرع شركة قيلو في عام 2004، حيث تم تحقيق مستويات مماثلة أو أفضل من المستويات المتوفرة في المواد المستوردة، كما كان سعر هذه المادة أقل بثلث مقارنة بالمواد المستوردة في ذلك الوقت. 　　في عام 2009، وسعيًا لكسر احتكار الشركات الأجنبية لتقنيات عمليات الامتصاص والفصل لمادة PX، أنشأت شركة البتروكيماويات الصينية فريقًا قياديًا لتطوير تقنيات الهيدروكربونات العطرية برئاسة نائب الرئيس التنفيذي داي هو ليانغ. وقد قام الفريق بالعمل على تطوير تقنية الامتصاص والفصل لمادة PX، وهي آخر حاجز في مجال تقنيات الهيدروكربونات العطرية، بهدف إكمال النظام التقني الخاص بها، مستعينًا بكل الوسائل الممكنة لتجاوز هذه التحديات الصعبة. في نفس العام، دخلت تقنية الفصل بالامتصاص لمادة PX ضمن مشروع “العشرة تحديات الكبرى” التابع لشركة البتروكيماويات الصينية، مما أدى إلى بدء مرحلة تطوير تقنيات الفصل بالامتصاص لمادة PX بشكل مستقل. 　　في عام 2011، استخدمت شركة الصين للبتروكيماويات تقنية الامتزاز والفصل المطورة محليًا لمادة PX، وقد أنشأت أول محطة صناعية بهذه التقنية في مصنع يانغزي للبتروكيماويات، بطاقة إنتاجية تبلغ 30 ألف طن سنويًا. وقد تم استخدام مادة الامتزاز المحلية من نوع RAX-3000 في هذه المحطة، مما أكد موثوقية تقنية الامتزاز والفصل المطورة محليًا لمادة PX. ومنذ ذلك الحين، نجحت شركة البتروكيماويات الصينية في التغلب على آخر عقبة في تقنيات إنتاج الأروماتيكات المستقلة، وهي تقنية الفصل بالامتصاص، مما مكّنها من امتلاك مجموعة كاملة من التقنيات اللازمة لإنتاج الأروماتيكات. 　　اعتمدت شركة البتروكيماويات الصينية على تقنياتها المستقلة في مجال الأروماتيكس، وقامت ببناء منشأة كبيرة لإنتاج مادة PX بطاقة إنتاجية تبلغ 600 ألف طن سنويًا في مصفاة هاينان. وقد تم تشغيل هذه المنشأة بنجاح في 27 ديسمبر 2013. 　　القفز الثلاثي المبتكر: قال هونغ دينغي للصحفيين إن تقنية الهيدروكربونات العطرية في بلادنا مرت على مدى أكثر من 40 عامًا بثلاث مراحل، وهي المحاكاة، والسير جنبًا إلى جنب، والريادة من خلال الابتكار. 　　تُعد تقنية PX الجزء الأساسي من مجموعة تقنيات الهيدروكربونات الأروماتية. واستشهد وو وي بتطوير تقنية الفصل بالامتصاص كمثال، حيث أوضح أن تقنية فصل PX تعتمد على عملية الفصل بالامتصاص في الأسرّة المتحركة المحاكاة، وهي عملية تجمع بين مواد الامتصاص والمعدات المتخصصة والعمليات الخاصة بالفصل بالإضافة إلى أنظمة التحكم المخصصة. وهذه العملية معقدة للغاية، مما يجعل تطوير التقنية أمرًا صعبًا للغاية. تتطلب منتجات PX درجة نقاء عالية، حيث يجب ألا تقل عن 99.7%. ومن مميزات تقنية السرير المتحرك التقليدي وجود نظام معقد من الأنابيب الخاصة بالعمليات، ويجب أن تمر هذه الأنابيب بشكل دوري بمواد مختلفة للغاية مثل المواد الخام والمنتجات. ويمكن أن يؤدي بقاء هذه المواد في الأنابيب إلى تلوث المنتجات. حتى وجود كميات ضئيلة من بقايا المواد الأخرى غير المزالة، سيؤثر على نقاء المنتج ومعدل الإنتاج. 　　من أجل التغلب على الصعوبات التقنية في أسرع وقت ممكن، تخلّى الباحثون عن أوقات العطلات وعطلات نهاية الأسبوع، وعملوا بجد طوال الوقت لإجراء التجارب، وتمكنوا من تطوير تقنية سرير التحريك المحاكي التي تمتلك حقوق ملكية فكرية خاصة بها. كما تمكنوا من حل مشكلات التحكم في نظام التحكم في عملية الامتصاص (MCS)، وطوروا بطريقة مبتكرة طريقة لغسل أنابيب طبقات السرير المستخدمة في عملية الامتصاص، وصمموا مكونات خاصة تلبي متطلبات العملية، وبذلك تم التغلب بشكل كامل على جميع الصعوبات التقنية المتعلقة بعملية الامتصاص والفصل لمادة PX. 　　بالإضافة إلى ذلك، ركز الباحثون خلال عملية البحث والتطوير على تعزيز مفهوم الاستدامة وانخفاض الانبعاثات الكربونية. مقارنةً بالمنشآت المماثلة في الداخل، فإن منشأة PX في هاينان للتكرير تستهلك طاقة أقل بنسبة 25% لإنتاج طن واحد من منتج PX، مما يسمح بتوفير مئات الملايين من اليوانات سنويًا في مجال خفض استهلاك الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، كان الباحثون سبّاقين في استخدام الطاقة الحرارية المنخفضة الحرارة المستخلصة من قمة برج التبريد لتوليد الكهرباء، مما جعل إنتاج الطاقة في هذا النظام أكبر من إجمالي استهلاكه للطاقة، وبذلك تحقق اختراق تاريخي يتمثل في قدرة النظام على توليد الكهرباء وتوريدها للخارج، حيث يمكنه توريد 65 ألف كيلوواط/ساعة يوميًا. وبذلك، أصبح مجمع PX في هاينان للتكرير المعيار الجديد عالميًا لمجمعات الأروماتيكات من حيث استهلاك الطاقة المنخفض. 　　إتقان الأساسيات
في الوقت الحالي، يبلغ إجمالي استهلاك الهيدروكربونات العطرية في الصناعات الكيميائية على مستوى العالم حوالي 120 مليون طن سنويًا. ويوجد أكثر من 130 مصنعًا لإنتاج هذه المواد، وهي موزعة في الولايات المتحدة وأوروبا الغربية وكوريا الجنوبية واليابان وغيرها من الدول المتقدمة. PX هو أكثر أنواع الهيدروكربونات الأروماتية استخدامًا، وتكنولوجيا إنتاجه تعتبر الأكثر تميزًا، كما أن له سلسلة صناعية متنوعة في المراحل اللاحقة، ويُعد أساسًا مهمًا في صناعة البتروكيماويات. 　　قال وو وي للصحفيين إنه مع التطور المستمر للاقتصاد في بلادنا والزيادة المستمرة في احتياجات الشعب، فإن استهلاك مادة PX في بلادنا يزداد بسرعة، حيث تجاوز معدل النمو السنوي خلال الـ15 عامًا الماضية 20%. حتى الآن، أصبح بلدنا أكبر دولة مستهلكة لمادة PX في العالم، لكنه يعاني من نقص في الإنتاج المحلي على المدى الطويل ويعتمد على الواردات. في عام 2014، بلغت كمية الواردات حوالي 10 ملايين طن، وهو ما يمثل نصف الكمية المستهلكة تقريبًا. وكان 75% من هذه الكمية قادمًا من دول متقدمة مثل الولايات المتحدة واليابان وكوريا الجنوبية. في الوقت الذي يحتج فيه المواطنون المحليون ضد تطوير صناعة PX، قامت الولايات المتحدة واليابان وكوريا الجنوبية ببناء مصانع جديدة لإنتاج PX في السوق الصينية. 　　في مواجهة مخاوف الشعب بشأن مادة PX، يرى لو دابنغ، المتحدث الرسمي لشركة البتروكيماويات الصينية، أنه يجب تقديم الحقائق والأسباب من منظور علمي، كما يجب تحليل جذور المشكلة من منظور سياسي، حتى يدرك الشعب أن صناعة الهيدروكربونات، التي تؤثر على اقتصاد البلاد ومعيشة الشعب، يجب أن تكون تحت سيطرة الصين نفسها، ولا يجب أن تخضع لسيطرة الآخرين. 　　علاوة على ذلك، ولمواجهة الخوف الاجتماعي الناتج عن تصوير مشروع PX بأنه خطير، فقد اتخذت شركة هاينان للتكرير والكيماويات من “عدم التلوث وعدم حدوث تسربات وعدم إطلاق أي انبعاثات، بالإضافة إلى تحقيق الأمان الجوهري” كأهداف رئيسية للمشروع منذ بداية تنفيذه، وذلك لضمان “عدم وجود انبعاثات في الهواء، وعدم حدوث تسربات على الأرض، وعدم حدوث تسربات في الأرض أيضًا”. 　　لضمان السلامة الجوهرية للمنشآت، استثمرت هاينان ليانهوا أكثر من 20% في مجال السلامة وحماية البيئة. انخفض مستوى غاز SO2 في الدخان إلى 20 ملغ/نم3، وهو ما يتجاوز بكثير معايير الانبعاثات من الفئة الأولى، ويصل إلى مستوى متقدم عالميًا. كما تم تقليل انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز الاحتباس الحراري، بمقدار 12000 طن سنويًا، وهو ما يتجاوز المعايير الدولية المتقدمة. بالإضافة إلى ذلك، في وحدة تنقية المواد الخام، تم استخدام التفاعلات الحفزية بدلاً من الامتصاص الفيزيائي، مما ساعد على إطالة عمر المحفزات بشكل كبير، وخفض انبعاثات النفايات الصلبة بنسبة 98%. 　　في رأي هونغ دينغ يي، وبفضل حقوق الملكية الفكرية الكاملة لتقنيات إنتاج الهيدروكربونات في بلادنا، بالإضافة إلى المعايير المتقدمة والسعي المستمر لتحسين الأداء، “يمكننا أن ننشر تقنياتنا في مجال إنتاج الهيدروكربونات في جميع أنحاء العالم، تمامًا كما فعلنا مع تقنيات القطارات فائقة السرعة في الصين”. ”ومن المهم أيضًا أن تصل تقنيات الهيدروكربونات العطرية في بلادنا إلى السوق العالمية، لكي نحصل على حق تحديد الأسعار. فهذا سيساعد في تعزيز التطور السريع للصناعات ذات الصلة والصناعات الفرعية، كما سيساهم في تحسين جودة وكفاءة التنمية الاقتصادية في بلادنا، وتسريع عملية التحول الهيكلي.