تكتسب عمليات إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا زخماً في قطاع البتروكيماويات

١. التحديات المرتبطة بإزالة الكبريت في المصانع البتروكيماوية

تعمل المجمعات البتروكيماوية في ظل أشد ظروف غازات العادم تطلبًا في القطاع الصناعي. وعلى عكس محطات الطاقة التقليدية، تتكون منشآت البتروكيماويات من مصادر انبعاث متعددة ، ومن بينها المسخنات والأفران والغلايات ووحدات استرداد الكبريت (SRU) ووحدات إنتاج الهيدروجين وأنظمة الغازات الجانبية المتنوعة. وتُنتج كل وحدة غاز عادم يتميّز بـ درجات حرارة مختلفة، وتركيزات متفاوتة من الكبريت، ومستويات رطوبة متفاوتة، وملامح متنوعة من الشوائب .

ومن أبرز التحديات التي تواجه مشغِّلي المنشآت البتروكيماوية ما يلي:

• تقلبات تركيز ثاني أكسيد الكبريت ناتجةً عن تغير جودة المواد الخام

• ارتفاع نسبة الرطوبة والمكونات المسببة للتآكل في غازات العادم

• المساحة المحدودة المتاحة لمشاريع التحديث والتطوير

• القيود الصارمة المفروضة على الانبعاثات نتيجة للأنظمة البيئية والالتزامات المتعلقة بالاستدامة والحكم المؤسسي والمسؤولية الاجتماعية (ESG)

• توقّعات عالية لاستقرار التشغيل على المدى الطويل

التقنيات التقليدية لإزالة الكبريت، مثل تقنية إزالة الكبريت الرطبة باستخدام الحجر الجيري-الجبس أو الأنظمة القائمة على الصوديوم، يمكنها من الناحية الفنية الوفاء بمعايير الانبعاثات، لكنها غالبًا ما تواجه صعوبات في ارتفاع تكاليف التشغيل، ومشكلات الترسبات (التكلس)، وإدارة النواتج الثانوية الناتجة عن العمليات عند تطبيقها في بيئات البتروكيميائيات المعقدة.

ونتيجةً لذلك، فإن شركات البتروكيميائيات تُجري تقييمًا متزايدًا لـ تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم القائمة على الأمونيا (Ammonia FGD) باعتبارها حلاً أكثر مرونة واستدامة اقتصادية.

---

٢. لماذا تتطلب غازات العادم البتروكيميائية نهجًا مختلفًا لإزالة الكبريت

تختلف غازات العادم البتروكيميائية جوهريًّا عن غازات العادم الناتجة عن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم في عدة جوانب:

1. محتوى كبريت منخفض ولكنه متغير للغاية

2. متطلبات أعلى لتكامل العمليات

3. حساسية أكبر لانخفاض الضغط وانقطاع تشغيل النظام

تعمل العديد من الوحدات البتروكيماوية بشكل مستمر، بل وإن أقصر فترات الإيقاف قد تؤدي إلى خسائر إنتاجية كبيرة. ولذلك، يجب أن يوفّر أي نظام لإزالة الكبريت ما يلي:

• استجابة سريعة لتغيرات الحمل

• أداء مستقر في ظل ظروف التشغيل المتقلبة

• أدنى قدر ممكن من التداخل مع وحدات العمليات القائمة

يحقّق إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا هذه المتطلبات من خلال تفاعلات في الطور السائل بكفاءة عالية في انتقال الكتلة مما يمكّن من امتصاص الكبريت بسرعة حتى في ظل ظروف الغاز المتغيرة.

---

٣. كيفية عمل عملية إزالة الكبريت القائمة على الأمونيا في التطبيقات البتروكيماوية

في نظام إزالة الكبريت القائم على الأمونيا، يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) الموجود في غاز العادم مع محلول الأمونيا لتكوين كبريتات الأمونيوم وكبريتات الأمونيوم الثنائية. كبريتات الأمونيوم عالية النقاء كبريتات الأمونيوم، وهي سماد نيتروجيني يستخدم على نطاق واسع.

ومن أبرز مزايا التفاعل الكيميائي ما يلي:

• سرعة عالية لمعدل التفاعل الكيميائي

• كفاءة عالية في إزالة الكبريت حتى عند تركيزات منخفضة جدًا من ثاني أكسيد الكبريت

• أداء مستقر عبر نطاق واسع من درجات الحرارة

في مصانع البتروكيماويات، غالبًا ما يكون الأمونيا متاحة بسهولة متاحًا بالفعل كجزء من العمليات أو أنظمة اللوجستيات القائمة، مما يجعل دمجه نسبيًّا سهلًا.

---

٤. المزايا الرئيسية لتقنيات إزالة الكبريت بالأمونيا في مصانع البتروكيماويات

٤.١ كفاءة عالية في إزالة الكبريت مع انبعاثات منخفضة جدًا

يمكن للأنظمة الحديثة القائمة على الأمونيا تحقيق كفاءات إزالة ثاني أكسيد الكبريت تفوق ٩٨٪ ، مما يسمح بتركيزات خارجة أقل بكثير من الحدود الدولية المسموح بها للانبعاثات. ويجعل هذا نظام إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا مناسبًا ليس فقط للامتثال للمتطلبات الحالية، بل أيضًا لـ تشديد اللوائح البيئية في المستقبل .

٤.٢ عدم وجود عبء متعلق بالتخلص من النفايات الصلبة

وخلافًا للأنظمة القائمة على الحجر الجيري التي تُنتج كمّيات كبيرة من الجبس والتي تتطلب التخلص منها أو بيعها خارج الموقع، فإن نظام إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا يُنتج كبريتات الأمونيوم القابلة للتسويق وهذا يحوّل عملية إزالة الكبريت من مركز تكلفة إلى عملية استرداد الموارد .

ولمشغِّلي المصانع البتروكيماوية الذين يركّزون على مبادئ الاقتصاد الدائري، تكتسب هذه الميزة جاذبيةً خاصة.

---

٤.٣ تكاليف تشغيل أقل على مدى دورة حياة المشروع

ورغم أن الأنظمة القائمة على الأمونيا قد تتطلب تصميمًا وتحكمًا دقيقين، فإن التكلفة الإجمالية على مدى دورة الحياة غالبًا ما تكون أقل من البدائل التقليدية بسبب ما يلي:

• انخفاض استهلاك الكواشف

• حدوث الترسبات والتكلّس والتآكل بشكل ضئيل جدًّا

• تكرار الصيانة أقل

• العائد المالي الناتج عن بيع المنتجات الثانوية

وفي المجمعات البتروكيماوية الكبيرة، تزداد هذه الوفورات أهميةً بشكل متزايد مع استمرار التشغيل على المدى الطويل.

---

٤.٤ قدرة تكيُّف قوية مع ظروف غاز العادم المعقدة

قد يحتوي غاز عادم البتروكيماويات على:

• هيدروكربونات في تركيزات ضئيلة

• المكونات الحمضية

• الجسيمات الدقيقة

تتضمن أنظمة الأمونيا المتطورة فصل الغاز عن السائل وتنقيته على مراحل متعددة ، مما يضمن تشغيلًا مستقرًا دون تلوث ثانوي مثل تكوُّن الأيروسولات أو مشاكل السحابة المرئية.

---

٥. معالجة المخاوف التقليدية المتعلقة بإزالة الكبريت باستخدام الأمونيا

وفي الماضي، ترددت بعض شركات البتروكيماويات في اعتماد تقنية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا بسبب المخاوف التالية:

• تسرب الأمونيا

• تكوين الأيروسولات

• : مخاطر التآكل

ومع ذلك، فقد حَلَّت الحلول الهندسية الحديثة هذه المشكلات إلى حدٍ كبير.

الأنظمة المتقدمة تستخدم:

• التحكم الدقيق في حقن الأمونيا

• مُزيلات الضباب متعددة المراحل

• تحسين عملية الأكسدة وإدارة درجة الحموضة

وبالتالي، يمكن التحكم في تسرب الأمونيا عند مستوى أقل من ١ ملغ/م³ ، بينما يتم قمع تشكُّل الهباء الجوي بكفاءة.

---

٦. التكامل مع البنية التحتية البتروكيميائية القائمة

واحدة من أبرز مزايا نظام إزالة غازات العادم باستخدام الأمونيا (FGD) هي توافقه مع الأنظمة البتروكيميائية القائمة .

ويمكن دمجه مع:

• وحدات استعادة حرارة المخلفات

• أنظمة معالجة الغازات النهائية

• مرافق معالجة غازات العادم المركزية

إن انخفاض فرق الضغط نسبيًّا في أجهزة الامتصاص القائمة على الأمونيا يضمن تأثيرًا ضئيلًا جدًّا على وحدات العمليات المُقدِّمة، وهي عاملٌ بالغ الأهمية في الإنتاج البتروكيماوي المستمر.

---

٧. الفوائد البيئية وفوائد الحوكمة البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات (ESG)

من منظور الحوكمة البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات (ESG)، تدعم عملية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا تحقيقَ عدة أهدافٍ مرتبطة بالاستدامة:

• تخفيضٌ كبيرٌ في انبعاثات الكبريت

• تحويل الملوثات إلى منتجات ذات قيمة

• خفضٌ في كمية النفايات الصلبة الناتجة

• تحسين الكفاءة الشاملة لاستخدام الموارد

تساعد هذه الفوائد شركات البتروكيماويات على تعزيز مصداقيتها البيئية مع الحفاظ على قدرتها التنافسية التشغيلية.

---

٨. حل طويل الأجل لصناعة البتروكيماويات

وبما أن مصانع البتروكيماويات تواجه ضغوطًا متزايدةً للحد من الانبعاثات دون التأثير على الإنتاجية، فإن إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا توفر حلاً متوازنًا يجمع بين الأداء البيئي والجدوى الاقتصادية والموثوقية التشغيلية.

وبفضل التحسينات التكنولوجية المستمرة، لم تعد تقنية إزالة الكبريت باستخدام الأمونيا خيارًا تجريبيًّا— بل هي تقنية ناضجة ومُثبتة مناسبة للتطبيقات البتروكيماوية واسعة النطاق في جميع أنحاء العالم.