أي مسار في الصناعة الكيميائية للفحم الحديثة يتمتع بآفاق أفضل؟

Thread Content

أي مسار في الصناعة الكيميائية للفحم الحديثة يتمتع بآفاق أفضل؟ اسمعوا ما يقوله العالم ليو جونغمين، أحد كبار العلماء في DMTO. المؤلف/المصدر: تاريخ النشر: 2016-05-04، عدد المشاهدات: 37. لقد قام العديد من الخبراء والمتخصصين بتقديم توقعات وتقييمات حول الجدوى الاقتصادية وآفاق صناعة الكيماويات القائمة على الفحم في الوقت الحالي، لكن معظم هذه التوقعات كانت مبنية على أسعار النفط المرتفعة، كما أن الاستنتاجات التي توصل إليها الخبراء اختلفت كثيرًا. في ظل انخفاض أسعار النفط، أي من مسارات الصناعة الكيميائية القائمة على الفحم هو الأكثر تنافسية؟ وما هو اتجاه التطور؟ مؤخرًا، قام ليو جونغمين، عضو أكاديمية الهندسة الصينية وأحد رواد تقنية DMTO، بتحليل القضايا المتعلقة بمسارات الصناعة الكيميائية القائمة على الفحم، والتي تشمل استخدام الفحم في إنتاج DMTO، وإنتاج الزيت من الفحم، وإنتاج الإيثيلين جلايكول من الفحم، وإنتاج الغاز الطبيعي من الفحم، وإنتاج المركبات العطرية من الفحم، بالإضافة إلى استخدام الفحم في إنتاج مواد مختلفة عبر عملية التحلل الحراري. 　　لا يزال هناك مجال كبير للتطوير في تقنية DMTO المستخلصة من الفحم. ويقول ليو زونغمين إنه بعد انخفاض أسعار النفط، أصبحت الفروق في التكلفة والجدوى الاقتصادية والقدرة التنافسية بين تقنيات استخلاص DMTO من الفحم، وإنتاج النفط من الفحم، وإنتاج الإيثيلين جلايكول من الفحم، وإنتاج الغاز الطبيعي من الفحم، وإنتاج المركبات العطرية من الفحم، بالإضافة إلى استخدام الفحم بطرق مختلفة مثل عملية الحرق الكيميائي، واضحة للغاية. من خلال أداء المنشآت المختلفة في عام 2015، يبدو أن تقنية DMTO القائمة على الفحم لا تزال تتمتع بقدرة تنافسية كبيرة. نظرًا لأن انخفاض أسعار البوليبروبيلين/البوليإيثيلين لم يكن متزامنًا مع انخفاض أسعار النفط، ولأن نسبة انخفاض أسعار النفط كانت كبيرة بينما كانت نسبة انخفاض أسعار البوليمرات أقل، فقد حققت الغالبية العظمى من مشاريع DMTO عوائد جيدة. نظراً لوجود عجز كبير في إنتاج الأوليفينات في الصين، واستمرار الطلب في النمو بشكل قوي، فإن لدى تقنية DMTO مجالاً كبيراً للتطور. 　　حتى الآن، تم منح تراخيص لتقنية DMTO لـ 20 وحدة إنتاجية، بإجمالي طاقة إنتاجية تبلغ 11.26 مليون طن سنويًا؛ كما تم تشغيل 9 وحدات إنتاجية بالفعل، بإجمالي طاقة إنتاجية تبلغ 5.2 مليون طن سنويًا. أحدثت جميع هذه المشاريع فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة. وبشكل خاص في عام 2015، حيث استمر انخفاض أسعار النفط العالمية، وتقلصت أرباح العديد من مشاريع الكيماويات القائمة على الفحم بشكل كبير أو حتى تكبدت خسائر، فقد حقق مشروع DMTO أرباحًا جيدة رغم ذلك. وتتجاوز الأرباح الصافية لبعض مصانع إنتاج الأوليفينات من الفحم 1 مليار يوان سنويًا. أثبت السوق التنافسية القوية لتقنية DMTO ومعداتها الصناعية، بالإضافة إلى آفاقها المستقبلية الجيدة. 　　الكفاءة الاقتصادية هي أهم وأكثر المتطلبات واقعية لنجاح أي تقنية. إن الفائدة الحقيقية والقيمة الكامنة لتقنية DMTO لا تكمن فقط في جانبها الاقتصادي، بل أيضًا في أنها توفر مسارًا غير نفطي لإنتاج الأوليفينات في المناطق الغنية بالفحم، كما تسمح بتنويع مصادر مواد إنتاج الأوليفينات. وبذلك، يمكن لصناعة الأوليفينات، التي كانت في السابق مقيدة بنقص الموارد، أن تشهد تحولًا كبيرًا في تطورها، مما يساعد على تطوير الصناعات الكيميائية المتخصصة. لهذا السبب، عندما ظهرت تقنية DMTO، لفتت انتباه دول أوروبا وأمريكا واليابان بشكل كبير، لأنهم أدركوا أن استخدام تقنيات التكرير الحديثة للفحم في الصين سيغير من مستوى اعتماد الصين على موارد النفط، بل قد يؤدي أيضًا إلى تغيير في علاقة العرض والطلب على المنتجات الناتجة. نظراً لحقيقة أن موارد الفحم العالمية أكثر وفرة بكثير من موارد النفط وأسعارها أقل، فإذا قامت مناطق أخرى ذات احتياطيات كبيرة من الفحم أو الغاز باستخدام الفحم أو الغاز كمواد خام لإنتاج المنتجات البتروكيماوية والمنتجات النهائية، فإن هيكل الطاقة في تلك المناطق سيتغير، وقد يؤثر ذلك أيضاً على النظام الطاقي العالمي. 　　إيثانول المُنتج من الفحم: آفاقه لا تقل عن تقنية DMTO
أكد ليو جونغمين أن آفاق وأهمية تقنية إنتاج الإيثانول من الفحم، بشكل موضوعي، لا تقل عن تقنية DMTO. من ناحية، هناك طلب كبير في السوق على الإيثانول كوقود للمركبات النظيفة. يحتوي الإيثانول ليس فقط على نسبة عالية من الأكسجين، مما يساعد على رفع قيمة الأوكتان في البنزين وتحسين كفاءة الاحتراق، بل إنه يقلل أيضًا من انبعاثات الملوثات مثل أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات. كما أنه غير سام وغير ضار، ولا يسبب تلوثًا في المياه الجوفية، ولذلك فقد تم استخدامه على نطاق واسع في الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والبرازيل وغيرها كوقود للسيارات أو كمادة مضافة للبنزين. بدأت بلادنا في استخدام البنزين المحتوي على الإيثانول في بعض المقاطعات والمدن منذ عام 2005، وحاليًا هناك 11 مقاطعة ومدينة تستخدم هذا النوع من البنزين بشكل كامل. يبلغ الاستهلاك السنوي للبنزين في بلادنا أكثر من 100 مليون طن، وإذا تم استخدام البنزين المخلوط بالإيثانول، فلن يتم توفير النفط فحسب، بل سيتم أيضًا تقليل التأثير الناتج عن غازات عوادم السيارات على البيئة الجوية. 　　يوجد حاليًا ثلاث طرق رئيسية لإنتاج الإيثانول في الداخل والخارج، وهي: تحويل الغاز إلى غاز سيانيد ثم استخدامه مباشرة في إنتاج الإيثانول؛ أو تحويل الغاز إلى ميثانول أولاً، ثم إنتاج الأسيتيك أسيد، وبعد ذلك يتم تحويل الأسيتيك أسيد إلى إيثانول عن طريق الهدرجة؛ أو تحويل الأسيتات إلى إيثانول عن طريق الهدرجة أيضًا. لكن حتى الآن، لم يتم اختبار هذه العمليات الثلاث في معدات صناعية كبيرة. حاليًا، تعمل مختبر داهوا مع مجموعة يانليانغ للنفط على استخدام التقنية الجديدة المتعلقة بتحويل الفحم إلى إيثانول عبر الميثانول، من أجل بناء أول مصنع تجاري في الصين لإنتاج الإيثانول من الفحم، بطاقة إنتاجية 100 ألف طن سنويًا، في مدينة شينغبينغ بمقاطعة شانشي. ومن المتوقع أن يتم افتتاح هذا المصنع في أكتوبر من هذا العام. 　　علاوة على ذلك، مقارنة بالميثانول، فإن طرق المعالجة المتقدمة للإيثانول أكثر تنوعًا، كما أن القيمة المضافة لمشتقاته أعلى. فهو لا يمكن استخدامه في إنتاج الإيثيلين والإيثيل بنزين فحسب، بل يمكن أيضًا استخدامه في إنتاج الإيثرات والأسترات وغيرها من المواد الكيميائية الأساسية والمنتجات الكيميائية الدقيقة، مما يجعل له آفاقًا تطبيقية واسعة جدًا. وبشكل خاص، إذا أمكن تطبيق تقنية إنتاج الإيثيلين من الإيثانول بالاستعانة بتقنية إنتاج الإيثانول من الفحم ذات التكلفة المنخفضة، فإن استهلاك الطاقة في هذا المشروع سيكون أقل، كما سيكون مسار العملية أقصر، ومعدل التحويل لكل دورة أعلى، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة الاقتصادية والقدرة التنافسية. وبسبب التفاؤل بالآفاق الواعدة لإنتاج الإيثانول من الفحم، فقد ركزت بعض الدول المتقدمة على هذا المجال التقني على مدى سنوات، على أمل أن تحقق بلادنا الريادة في تحقيق اختراقات تقنية في هذا المجال. 　　إيثيلين جلايكول المصنوع من الفحم: عوائق صناعية كبيرة يجب التغلب عليها
من الناحية النظرية، فإن تحويل الغازات إلى إيثيلين جلايكول هو الطريقة الأكثر ملاءمة، وله آفاق تطور واسعة. وقد سبقت بلادنا الآخرين في تحقيق الصناعة في هذا المجال. لكن لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من الإنجازات التقنية، وخاصة تجاوز عائق التقنيات الصناعية الكبيرة في أسرع وقت ممكن. في الوقت الحالي، لا تزال قدرة وحدة التفاعل الخاصة بإنتاج إيثيلين جلايكول من الفحم غير كافية، وهناك فارق بينها وبين مفهوم الصناعات الكيميائية الكبيرة والفوائد المرتبطة بالتوسع الصناعي، وهو ما يعيق إلى حد ما تنافسية إيثيلين جلايكول المنتج من الفحم. إذا تم تطوير تقنيات ومعدات صناعية قادرة على إنتاج 500 ألف طن سنويًا من الإيثيلين جلايكول المصنوع من الفحم، فسوف يتسع نطاق تطوير هذه المادة بشكل حقيقي. 　　بالإضافة إلى ذلك، من الناحية التقنية، لا يزال هناك حاجة إلى تحسين المحفزات، وخاصة فيما يتعلق بتطوير المحفزات غير الثمينة، بالإضافة إلى تعزيز قدرة المحفزات على تحمل أول أكسيد الكربون أو الهيدروجين. 　　الهيدروكربونات العطرية المصنوعة من الفحم: طريقة التحلل الحراري للفحم أكثر كفاءة من الناحية الاقتصادية. وبسبب قيود المواد الخام مثل النافتا، فإن إنتاج الهيدروكربونات العطرية في بلادنا غير كافٍ. يوافق ليو زونغمين على استخدام الفحم في إنتاج الهيدروكربونات العطرية، لكنه يؤيد استخدام عملية التحلل الحراري للفحم للحصول على هذه الهيدروكربونات. وأوضح أن الفحم يحتوي بالفعل على كميات كبيرة من المركبات ذات الهياكل الأروماتية. يمكن فصلها بعد عملية الحرق الحراري، ومن المفترض أن تكون مادة خام جيدة لإنتاج الهيدروكربونات العطرية؛ فهذا يسمح باستخدام الفحم بطريقة أكثر كفاءة، كما يقلل من تكلفة إنتاج الهيدروكربونات العطرية. ومن الناحية الاقتصادية، سواء من حيث الكفاءة الذرية أو التكلفة الاستثمارية، فإن ذلك يعتبر خيارًا مجديًا. 　　أعرب ليو جونغمين عن عدم موافقته على استخدام الميثانول في إنتاج الهيدروكربونات العطرية. أكد أن السبب الرئيسي يعود إلى مشكلة التوازن بين الكربون والهيدروجين في المواد الخام والمنتجات، مما يجعل من الصعب زيادة كفاءة إنتاج الهيدروكربونات العطرية. وبما أن المنتجات عبارة عن هيدروكربونات عطرية مختلطة، فإن تحويلها إلى منتجات ذات قيمة مضافة عالية مثل الباراكسيلين يتطلب مزيدًا من المعالجة وعمليات فصل وتنقية معقدة، وهو ما يثير مخاوف بشأن الجدوى الاقتصادية. بالطبع، كمسار تقني جديد، يستحق الاستكشاف، كما أن الجدوى الاقتصادية تتطلب تصنيعًا واسع النطاق واختبارات في السوق. إن تحويل الغاز المركب مباشرة إلى الهيدروكربونات العطرية يُعد المسار التقني الأمثل. 　　النفط والغاز المُنتجان من الفحم: أهمية الاحتياطيات التقنية كبيرة جدًا. وفيما يتعلق بإنتاج النفط والغاز من الفحم، قال ليو زونغمين إنه من ناحية أمن الطاقة، فإن وجود احتياطيات تقنية ضرورية بالإضافة إلى تطبيقات تجريبية على نطاق صناعي أمر مفيد للغاية بالنسبة لبلادنا. لكن المحطات القليلة الموجودة حاليًا وتلك قيد الإنشاء لتحويل الفحم إلى غاز طبيعي، تستخدم جميعها تقنيات أجنبية، ولا يوجد فيها أي اختراقات أو ابتكارات تقنية حقيقية، لذا من الأفضل عدم اتباع نفس الطريق القديم المتمثل في استيراد التقنيات واستيعابها. 　　في مجال تحويل الفحم إلى نفط، تتصدر بلادنا التقنيات المستخدمة في هذا المجال. لكن، عندما تكون أسعار النفط منخفضة، من المرجح ألا يكون هناك تنافسية اقتصادية. بالطبع، إذا استطاعت عملية تحويل الفحم إلى نفط أن تكون مكملة لصناعة تكرير النفط والصناعات البتروكيماوية، من خلال التركيز على إنتاج الشموع ذات النقاء العالي، والشموع الصلبة ذات البنية الجزيئية الكبيرة، بالإضافة إلى الزيوت ذات الكثافة العالية المستخدمة في صناعة الطيران، أو الزيوت الأساسية للمواد التشحيم عالية الجودة التي تعاني من نقص في بلادنا، فإن ذلك سيساعد في سد النقص في الصناعات البتروكيماوية، وبالتالي سيكون المستقبل واعدًا. 　　الاستخدام المتميز للفحم: يجب التركيز على الاستخدام المتدرج لزيوت التحلل الحراري. يعتقد ليو زونغمين أن فكرة الاستخدام المتميز للفحم فكرة رائعة، وهي أيضًا طريقة فعالة لاستخدام الفحم بشكل تدريجي وبطريقة نظيفة وفعالة. لكن بسبب صعوبة عملية التحلل الحراري، ركزت المؤسسات البحثية والشركات المحلية جهودها الرئيسية على هذا المجال، متجاهلة استخدام زيوت التحلل الحراري بطرق أكثر دقة وتخصيصًا. في الوقت الحالي، تستخدم معظم الشركات طرقًا بدائية لمعالجة زيت التحلل الحراري: حيث يتم هيدروجينة القطران الغني بالهيدروكربونات الأروماتية، سواء كان خفيفًا أو ثقيلًا، مما يؤدي إلى تحويل الهيدروكربونات الأروماتية الثمينة الموجودة في البنزين إلى نافتا ذات قيمة منخفضة، أثناء إنتاج الديزل. 　　اقترح أنه، على أساس توسيع حجم المنشآت وزيادة كفاءتها، يمكن إنتاج الديزل في نفس الوقت الذي يتم فيه إنتاج البنزين ذو الأوكتان العالي أو المركبات الأروماتية. هذا أمر علمي ومعقول سواء من ناحية الاستخدام الرشيد للموارد أو من ناحية جدوى الاستثمار.