“أي من مجالي "البرودة والحرارة" في الكيماويات يشهد ارتفاعًا؟

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة liaifeng في تاريخ 18/8/2018 الساعة 10:09. حاليًا، يشهد قطاع الكيماويات القائمة على الفحم حالة من التباين بين الانخفاض والارتفاع. تراجعت بشكل تدريجي مشاريع إنتاج الأوليفينات من الفحم، وإنتاج الزيت من الفحم، وإنتاج الغاز من الفحم، والتي كانت محل اهتمام كبير في السابق. ووفقًا للبيانات التي نشرتها رابطة الصناعات البتروكيماوية الصينية في أغسطس 2011، فإن الطاقة الإنتاجية المخطط لبنائها تبلغ 28 مليون طن، و40 مليون طن، و150 مليار متر مكعب على التوالي. لكن وفقًا لما علمه الصحفيون، فإنه بناءً على الأعمال التحضيرية الجارية والمشاريع قيد الإنشاء حاليًا، من المستبعد أن تتجاوز القدرات الإنتاجية الفعلية لإنتاج الأوليفينات من الفحم والزيوت من الفحم والغاز من الفحم 15 مليون طن، و20 مليون طن، و68 مليار متر مكعب على التوالي بحلول نهاية الخطة الخمسية الثالثة عشرة، أي أن هذه القدرات ستنخفض بمقدار النصف مقارنة بالتوقعات. لكن على النقيض التام من ذلك، شهد استخدام الفحم بطرق متخصصة، والذي لم يكن يحظى بأهمية سابقًا ويعتمد بشكل أساسي على تحلل الفحم حراريًا، نموًا كبيرًا بهدوء. ووفقًا لما علمه الصحفيون، فإن القدرة الإنتاجية لتحليل الفحم في البلاد، سواء تلك التي تم بناؤها بالفعل أو التي يجري بناؤها حاليًا أو التي من المخطط بناؤها، تتجاوز 180 مليون طن. من بينها، فإن قدرة مشروع هيدراتة قطران الفحم المتوسط والمنخفض الحرارة الذي تم تشغيله هذا العام وحده تبلغ 2 مليون طن، بينما تزيد قدرة عملية التحلل الحراري عن 20 مليون طن. في عام 2016، تم أيضًا تحرير قدرة إنتاج تبلغ 1.6 مليون طن من راتنج الفحم المعالج بالهيدروجين في درجات حرارة متوسطة ومنخفضة، بالإضافة إلى أكثر من 16 مليون طن من إنتاج الفحم عبر عملية التحلل الحراري. يجب على الناس ألا يسألوا فقط لماذا أصبح استخدام الفحم بطرق متخصصة أمرًا ممكنًا؟ تم التغلب على نقاط الاختناق واحدة تلو الأخرى. في 12 يوليو، تمت الموافقة في بكين على تقنية التحويل إلى غاز وتحلل الفحم من الدرجة المنخفضة المشتركة بين معهد شانشي لتكنولوجيا الفحم والكيماويات المحدود، وشركة بكين كولينزدا لتطوير التكنولوجيا المحدودة، وذلك من خلال تقييم الإنجازات العلمية والتكنولوجية الذي نظمته الجمعية الصينية لصناعة النفط والكيماويات. اعتبرت لجنة التقييم المكونة من 9 خبراء، ومن بينهم أعضاء في الأكاديمية الصينية للهندسة مثل شيه كه تشانغ وني وي دو وجين يونغ، أن هذه التقنية تعتمد على دمج تقنيات التحلل الحراري مع تقنيات تحويل الفحم إلى غاز، حيث يتم استخدام الغاز الساخن الناتج عن تحويل مسحوق الفحم إلى غاز كوسيلة لنقل الحرارة، مما يسمح بالاستفادة الفعالة من الطاقة الحرارية الناتجة عن الغاز الساخن، بالإضافة إلى تحقيق تحلل حراري فعال للفحم من الدرجة المنخفضة. إن عملية التشغيل لجهاز الاختبار الصناعي ذي الطاقة الإنتاجية العالية، بالإضافة إلى نظام التحكم الأوتوماتيكي فيه، متقدم ومنطقي، مما يسهل عملية التشغيل ويضمن استقرار الأداء. لقد ساهمت هذه المجموعة الكاملة من التقنيات في تسريع عملية تطوير تقنيات إنتاج القطران والغاز عالي الجودة من الفحم ذو الدرجة المنخفضة عن طريق التحلل الحراري الموجه، وهو أمر فريد على المستوى الدولي ويعتبر رائدًا في هذا المجال. هذه هي تقنية التحلل الحراري للفحم المتقدمة الأخرى التي ظهرت في بلادنا، وذلك بعد أقل من 20 يومًا فقط. في 25 يونيو، نجحت تقنية تحويل الفحم المسحوق من الدرجة المنخفضة إلى فحم خالٍ من الدخان، والتي طورتها شركة شينمو تيانيوان للكيماويات التابعة لمجموعة شانشي للفحم الكيميائي، بالتعاون مع شركة هوالو للهندسة وتكنولوجيا المعلومات، في اجتياز تقييم الإنجازات العلمية والتكنولوجية الذي نظمته دائرة العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة شانشي. خلصت لجنة التقييم برئاسة الأكاديمي جين يونغ إلى أن هذه التقنية قد تغلبت على التحديات المتعلقة بالتقنيات والمعدات الضرورية لتنقية الفحم المسحوق واستخدامه بشكل فعال في درجات حرارة منخفضة، كما أن المستوى العام لهذه التقنية يعتبر متقدمًا على المستوى الدولي. إن الإنجازين التقنيين المذكورين أعلاه ليسا سوى مثال بسيط على التقدم السريع في تقنيات استخدام الفحم بشكل فعال في بلادنا. في الواقع، شهدت السنوات الأخيرة ظهور تقنيات جديدة في مجال استغلال الفحم في بلادنا، وذلك بفضل تقنية التحلل الحراري للفحم. في عام 2010، قامت شركة شينمو تيانيوان للصناعات الكيميائية بدمج التقنية المطورة من قبلها لتخفيف كثافة نفط الفحم في درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة، مع تقنية التحلل الحراري للفحم في نفس الدرجات، بالإضافة إلى تقنية تكرير نفط الفحم بشكل متأخر. ونتيجة لذلك، تم إنشاء منشأة صناعية قادرة على معالجة 1.35 مليون طن من الفحم سنويًا، بالإضافة إلى إنتاج 500 ألف طن من النفط الخام وزيوت الديزل عبر عملية هيدروجينة نفط الفحم. وقد تم التغلب على التحديات المتعلقة باستخدام تقنيات التحلل الحراري للفحم على نطاق واسع، وكذلك تقنيات إنتاج الهيدروجين من غازات الفحم، وتقنيات الهيدروجينة في الأسرّة الثابتة لنفط الفحم في درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة ； في عام 2011، نجحت مجموعة لونغتشنغ في مقاطعة خنان في تطوير تقنية التحلل الحراري باستخدام أسرّة دوارة للفحم من الدرجة المنخفضة، كما قامت ببناء مصنع بطاقة إنتاجية تبلغ 300 ألف طن سنويًا ； في 27 أبريل 2013، تم الاعتراف بالتقنية الصناعية الشاملة لهدرجة جميع مكونات قطران الفحم ذو درجة الحرارة المتوسطة/المنخفضة، والتي طورتها شركة شينمو فويو إنيرجي تكنولوجيز المحدودة التابعة لمجموعة شانمي كوكينغ، على أنها “تقنية رائدة على مستوى العالم”. وقد قاد فريق التقييم، الذي يترأسه العالم شيه كه تشانغ من أكاديمية الهندسة الصينية، عملية التقييم. وقد تم بناء محطة صناعية بطاقة 120 ألف طن سنويًا باستخدام هذه التقنية، وقد استمرت في العمل بشكل مستقر لأكثر من عامين، وأصبحت بذلك أول محطة صناعية في العالم تستخدم تقنية الهدرجة الكاملة لجميع مكونات قطران الفحم ； في يوليو 2015، تمكن مصنع هيبي شينتشييوان لتطوير تقنيات الطاقة المحدود، الذي تم بناؤه باستخدام تقنية التهيدرجة في أسرّة الغليان المخصصة لمعالجة الزيوت ذات الجودة المنخفضة والتي طورتها شركة شانغهاي شينيو لتكنولوجيا الطاقة المحدودة بالتعاون مع شركة هيبي شينتشييوان لتطوير تقنيات الطاقة المحدودة، من تشغيل معدات التهيدرجة الخاصة به بكفاءة، حيث تبلغ قدرته 150 ألف طن سنويًا، وذلك لمعالجة كافة مكونات قطران الفحم على درجات حرارة منخفضة إلى متوسطة ； في 20 أغسطس 2015، تم تشغيل أول محطة صناعية في العالم لتكسير القطران الفحمي باستخدام تقنية التكسير الهيدروجيني على سرير معلق، وذلك بفضل التعاون بين شركة يانغتشانغ للبترول والشركة الأمريكية KBR. إنها محطة يانغتشانغ آنيوان للصناعات الكيميائية، التي تستطيع معالجة 500 ألف طن سنويًا من القطران الفحمي. حاليًا، قامت مجموعة شانشي للصناعات الكيميائية وحدها بإجراء أبحاث في 6 تقنيات مختلفة لتحليل الفحم حراريًا. تم إنجاز المرحلة التجريبية لثلاثة من هذه الدراسات، بينما تحققت اختراقات تقنية رئيسية في ثلاث دراسات أخرى. ”قال هوا وي، المندوب الكبير لحزب الشعب وسكرتير لجنة الحزب في مجموعة شانشي للفحم والكيماويات، للصحفيين بفخر. وأوضح للصحفيين أن فكرة استخدام الفحم حسب جودته تم طرحها لأول مرة من قبل مجموعة شانشي للفحم والكيماويات. الفكرة العامة هي: استخدام الفحم من الدرجة المنخفضة ذو نسبة الزيت المرتفعة (أكثر من 5%)، وتحويله عبر عملية التحلل الحراري في درجات حرارة متوسطة إلى منخفضة (550–850 درجة مئوية)، لاستخلاص المكونات الخفيفة مثل القطران والغاز، وفي الوقت نفسه الحصول على مادة نظيفة ذات قيمة حرارية عالية، وهي الفحم شبه المحول. يُستخدم الغاز في إنتاج الهيدروجين أو الميثان ； يتم إنتاج النافتا وفواتح الديزل عن طريق تفكيك القطران الفحمي بواسطة الهيدروجين تحت تأثير العوامل المحفزة، بعد معالجته بإزالة المركبات الفينولية وغيرها ； الكوك النصفي الخالي من المكونات المتطايرة، يتمتع بقيمة حرارية أعلى ونقاء أكبر مقارنة بالفحم الخام. يمكن استخدامه في عملية التغويز لإنتاج غاز التوليد، ومن ثم إنتاج منتجات كيميائية، كما يمكن استخدامه كوقود عالي الجودة للاستخدام المدني وفي محطات توليد الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه بديلاً للفحم الخالي من الدخان في عملية رش الفحم في أفران صهر الحديد، مما يساهم في استخدام الفحم بطريقة فعالة ونظيفة. لقد حظي استخدام الفحم بطرق مختلفة، مع التركيز على عملية الحرق الحراري، باهتمام الدول منذ ثلاثينيات القرن الماضي. حاليًا، هناك ما يقرب من 20 تقنية لتحلل الفحم على مستوى العالم. نجحت الصين في تطوير تقنية التحلل الحراري للفحم باستخدام الأفران العمودية في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي، ولا تزال تستخدم هذه التقنية حتى اليوم. حاليًا، تجاوزت القدرة الإنتاجية لتحلل الفحم في البلاد 80 مليون طن سنويًا. لكن الأفران العمودية لها عيوب مثل اعتمادها فقط على الفحم الكتلي كمادة خام، وانخفاض محتوى المكونات الفعالة في الغاز الطبيعي وقيمته الحرارية، بالإضافة إلى صغر قدرتها الإنتاجية لكل فرن، مما يحد من انتشارها، كما يصعب عليها تحقيق الكفاءة والنظافة في استخدام الفحم بشكل متخصص. لهذا السبب، أصبحت تقنيات التحلل الحراري للفحم المسحوق أو الفحم الكامل في السنوات الأخيرة مجالًا يتنافس في تطويره العديد من الشركات والمؤسسات البحثية. من بين هذه التحديات، يُعد فصل الغبار الزيتي من الغازات ذات درجة الحرارة العالية، ومعالجة مياه النفايات الناتجة عن عملية التحلل الحراري ذات التركيز العالي (والتي تحتوي على القطران والفينول والبنزين ونيتروجين الأمونيا وCOD) وإعادة استخدامها، بالإضافة إلى زيادة حجم المعدات، من أبرز التحديات الثلاثة التي تعيق عملية التحلل الحراري للفحم المسحوق أو الفحم بشكل عام. كما أن هذه التحديات تمثل العقبات الثلاث التي يجب التغلب عليها من أجل استخدام الفحم بشكل فعال. الآن، وبفضل الجهود المتواصلة للعلماء والمهندسين، تم إيجاد حلول معقولة لكافة المشاكل الثلاث المذكورة أعلاه. من بينها، تقنية تحويل الفحم المسحوق من الدرجة المنخفضة إلى فحم خالٍ من الدخان، والتي طورتها شركة “شينمو تيانيوان” وشركة “هوالو”. تعمل هذه التقنية على تجفيف الفحم المسحوق باستخدام الغازات الساخنة، في نفس الوقت الذي يتم فيه طرد غبار الفحم ذو الحجم أقل من 0.2 ملم، مما يقلل بشكل كبير من كمية غبار الفحم في القطران الناتج عن عملية التحلل الحراري. كما تستخدم التقنية تقنية الطرد المركزي عالي السرعة لفصل القطران الذي يحتوي على كمية صغيرة من غبار الفحم بكفاءة، وبذلك تم حل مشكلة صعوبة فصل غبار الفحم في عملية التحلل الحراري للفحم المسحوق. تقنية CGPS تقوم بتصنيف الفحم ذو الحجم أقل من 25 ملم، ثم توزيعه في فرن حزامي لتكوين طبقات متعددة من الجسيمات المتحركة. ومن خلال استخدام طبقات ترشيح مكونة من جسيمات فحم مختلفة، يتم تنفيذ عملية الترشيح باستخدام مبادئ مثل الاصطدام القصوري، والترسيب بالانتشار، والترسيب بفعل الجاذبية، والاعتراض المباشر، والجذب الكهروستاتيكي. وبذلك يتم تنقية غاز التحلل الحراري بكفاءة عالية (بنسبة تنقية تزيد عن 96%)، كما ينخفض محتوى الغبار في القطران إلى أقل من 0.32 جرام لكل متر مكعب. في مجال معالجة مياه النفايات الناتجة عن عملية التحلل الحراري، استطاعت شركة شينمو تيانيوان أن تطور حلولًا فعالة لمعالجة هذه المياه، وذلك من خلال دمج تقنيات متقدمة متعددة في عملية المعالجة. بعد معالجة السائل عبر عمليات التفكيك الدهني والمعالجة بالأغشية والمعالجة الكيميائية الحيوية، يتم إعادة كل المياه الناتجة إلى النظام لإعادة استخدامها، وبذلك يتم تحقيق صفر انبعاثات من مياه النفايات الناتجة عن تحلل الفحم. وقد تم التحقق من فعالية هذا النظام باستخدام أجهزة التجربة النموذجية. تم الانتهاء من اختبارات التجميع للوحدة في المنشأة الصناعية التي يبلغ إنتاجها 120 طنًا في الساعة، والتي يجري بناؤها حاليًا، ومن المقرر بدء تشغيلها التجريبي في شهر سبتمبر. وعندئذٍ، سيتم حل مشكلة معالجة مياه العمليات الحرارية التي كانت تشكل عبئًا طويل الأمد على استخدام الفحم بطرق مختلفة. أما بالنسبة لمشكلة توسيع حجم أجهزة التحلل الحراري، فقد تم تطوير تقنية التحلل الحراري باستخدام سرير دوار للفحم منخفض الجودة من قبل مجموعة هينان لونغتشنغ، وقد تم بناء وتشغيل وحدتين صناعيتين بطاقة إنتاجية 800 ألف طن في السنة ； تصل قدرة تقنية التحلل الحراري للفحم المسحوق (أو الفحم البني) داخل الفرن الشريطي، التي طورتها شركة بكين كولينزدا، إلى 1 مليون طن سنويًا لكل فرن ； العملية المعيارية التي طورتها شركة معهد أبحاث تكنولوجيا الفحم في شنشي المحدودة، تسمح لكل وحدة من هذه الوحدات بمعالجة ما بين 3 إلى 4 ملايين طن من الفحم سنويًا… وليس هذا فحسب، فإن عدة عمليات أخرى، مثل عملية CGPS، تستخدم الغسيل بالزيت بدلاً من الغسيل بالماء، مما يقلل بشكل كبير من كمية المياه الناتجة عن عملية التحلل الحراري، كما يجعل النفايات الناتجة عن هذه العملية أكثر نظافة. علاوة على ذلك، فإن نسبة المكونات الفعالة في غاز التحلل الحراري الناتج عن هذه العمليات، مثل أول أكسيد الكربون والهيدروجين والميثان والأوليفينات، تتجاوز 80%. ويتميز هذا الغاز بقيمة حرارية عالية ونسبة عالية من المكونات الفعالة بالإضافة إلى جودته العالية. ويمكن استخدامه لإنتاج الهيدروجين، وكذلك الغاز الطبيعي المسال، بالإضافة إلى إنتاج منتجات كيميائية ذات قيمة مضافة عالية. وبذلك، يمكن استغلال جميع موارد الغاز الناتج عن التحلل الحراري بشكل كامل. تُمكّن تقنية FTH التي طورتها شركة شينمو فويو، وتقنية التهيدرجة باستخدام السرير المغلي التي طورتها شركة شانغهاي شينيو لتكنولوجيا الطاقة، بالإضافة إلى تقنية VCC التي طورتها مجموعة يانليانغ للنفط، من إجراء عملية التهيدرجة الكاملة لقطران الفحم ذو الجودة المنخفضة، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في نسبة المنتجات السائلة الناتجة عن عملية التهيدرجة، وبالتالي تحسين الأداء الاقتصادي للشركات. “المشكلة التي كان الناس يقلقون بشأنها سابقًا، وهي مصير نصف الفحم الناتج عن عملية التحلل الحراري للفحم (أو مسحوق الفحم)، أصبح لها الآن حل مثالي. ”كشف هوا وي للصحفيين.