باسم مهندسي العراق
اتقدم بدعوى للحكومه العراقيه لاعادة انتاج الفحم النفطي ذو الشكل الابري من مخلفات معامل تكرير النفط الخام من مصافي المنطقة الشماليه وتحديدا في محافظة نينوى حيث كان هنالك موقع لذلك سابقا فهو باب واسع لعمليات صناعية واسعه لاستغلال مخلفات النفط لفتح الباب لصناعات لاحصر لها ومجال واسع لتشغيل الاف الشباب في هذا المجال الصناعي التكنلوجي المتطور .وادناة مقاله متواضعه عن بعض ملامح التصنيع والمواصفات :
تصنيع الفحم النفطي من بقايا النفط الخام ودوره في إنتاج الأقطاب الجرافيتية
مقدمة
الفحم النفطي، المعروف باسم الكوك النفطي (Petroleum Coke)، هو منتج ثانوي مهم يُستخلص من عمليات تكرير النفط الخام. يتميز هذا الفحم بمحتواه العالي من الكربون ونقاوته، ما يجعله مادة خام أساسية في العديد من الصناعات، خاصة في تصنيع أقطاب الجرافيت المستخدمة في أفران القوس الكهربائي، وصناعة البطاريات والالكترونيات. للحصول على أقطاب جرافيتية عالية الجودة، يجب أن تكون المواد الخام، بما فيها الفحم النفطي، ذات مواصفات محددة.
كيفية تصنيع الفحم النفطي من بقايا النفط الخام
1. المواد الخام: بقايا النفط الخام
تبدأ عملية تصنيع الفحم النفطي باستخدام البقايا الثقيلة الناتجة عن عمليات تكرير النفط الخام، مثل:
- الزيت الوقودي الثقيل (Heavy Fuel Oil).
- المخلفات الفراغية (Vacuum Residue): وهي البقايا المتبقية بعد التقطير الفراغي.
- الأسفلت (Asphaltenes): يحتوي على كميات كبيرة من الكربون.
2. العمليات الحرارية (التكسير الحراري)
يتم تحويل البقايا الثقيلة إلى الفحم النفطي باستخدام عملية التكسير الحراري، والتي تُعرف باسم عملية التكويك (Coking Process) اعتقد اذا نتفق على تسميتها بالطبخ افضل . هناك نوعان رئيسيان لهذه العملية:
- التكويك أو الطبخ المؤجل (Delayed Coking):
- تُسخن بقايا النفط الخام إلى درجات حرارة تتراوح بين 480-520 درجة مئوية في وحدات خاصة.
- تُحافظ على المادة تحت ضغط منخفض لفترة محددة، ما يؤدي إلى تكوين مواد صلبة (الكوك النفطي) ومنتجات جانبية مثل الغازات الهيدروكربونية والسوائل.
- يتم نقل الكوك الناتج إلى وحدات تبريد وغربلة لفصله إلى أحجام مختلفة.
- التكويك أو الطبخ المتقدم أو الفوري (Fluid Coking):
- تُسخن المادة في نظام ديناميكي يتضمن حركة مستمرة للجزيئات.
- هذه الطريقة أسرع ولكنها تُنتج كوكًا أقل كثافة من الطريقة المؤجلة.
3. التكليس أفضل تسمينها بعملية الكلسنه (Calcination)
يُعد الفحم النفطي الخام الناتج عن عملية التكويك مادة منخفضة الكثافة تحتوي على شوائب ورطوبة. لتحسين خصائصه، يتم معالجته حراريًا في أفران خاصة عند درجات حرارة تتراوح بين 1200-1400 درجة مئوية.
تُعرف هذه العملية بـ"التكليس" (الكلسنه )، وتؤدي إلى:
- إزالة المواد المتطايرة (مثل الكبريت والرماد).
- زيادة كثافة الفحم النفطي.
- تحسين نسبة الكربون الثابت إلى حوالي 98-99%.
مواصفات النفط الخام لإنتاج الفحم النفطي
لإنتاج الفحم النفطي المستخدم في صناعة الأقطاب الجرافيتية، يجب أن يتمتع النفط الخام بالمواصفات التالية:
- محتوى كربوني مرتفع: للحصول على كوك عالي النقاء.
- نسبة منخفضة من الكبريت: الكبريت الزائد يؤدي إلى مشاكل بيئية وتقليل جودة المنتج.
- وجود بقايا ثقيلة: كلما زادت نسبة الأسفلتين والبقايا الثقيلة، زادت كمية الكوك المنتج.
- محتوى منخفض من المعادن الثقيلة: مثل الفاناديوم والنيكل، التي يمكن أن تؤثر سلبًا على جودة الأقطاب.
مواصفات الفحم النفطي المنتج للأقطاب الجرافيتية
لإنتاج أقطاب جرافيتية عالية الجودة، يجب أن يتمتع الفحم النفطي المكلسن بالمواصفات التالية:
الخصائص الفيزيائية:
- كثافة عالية: تزيد عن 2.0 غم/سم³ لتقليل المسامية.
- مسامية منخفضة: لضمان تحمل الأقطاب للضغوط الحرارية والكهربائية.
- حجم جسيمات متجانس: لسهولة الخلط والتشكيل أثناء التصنيع.
الخصائص الكيميائية:
- نسبة كربون ثابت مرتفعة: بين 98-99% للحصول على جرافيت عالي النقاء.
- محتوى منخفض من الكبريت: أقل من 0.5% لتجنب الانبعاثات الضارة.
- نسبة رماد منخفضة: أقل من 0.3% لتقليل الشوائب غير الكربونية.
- محتوى منخفض من المعادن الثقيلة: خصوصًا الفاناديوم (أقل من 500 جزء في المليون) والنيكل (أقل من 300 جزء في المليون).
استخدام الفحم النفطي المكلسن في تصنيع أقطاب الجرافيت
1. اختيار المواد الخام:
الفحم النفطي المكلسن هو المكون الأساسي في صناعة الأقطاب الجرافيتية. يتم مزجه مع مواد رابطة مثل القار البترولي لتحسين الترابط بين الجسيمات.
2. التشكيل والضغط:
يُخلط الفحم المكلسن مع المادة الرابطة ويتم تشكيله باستخدام عمليات الضغط الهيدروليكي أو البثق للحصول على الشكل المطلوب.
3. التكليس والكربنة:
تُسخن الأقطاب في أفران خاصة عند درجات حرارة تتجاوز 2500 درجة مئوية، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب الكربون في بنية بلورية على شكل الجرافيت.
4. المعالجة النهائية:
تشمل الخطوات النهائية التشذيب وإضافة الوصلات المعدنية للأقطاب.
التحديات البيئية والاقتصادية
- التأثير البيئي: عملية التكويك وإنتاج الفحم النفطي قد تُنتج انبعاثات ضارة مثل ثاني أكسيد الكبريت. تُستخدم تقنيات معالجة الغازات لتقليل التأثيرات البيئية.
- كفاءة المواد الخام: جودة النفط الخام تؤثر مباشرة على جودة الفحم النفطي المنتج.
- التكاليف: تتطلب العملية استثمارات كبيرة في المعدات الحرارية وتقنيات المعالجة.
الخلاصة
تصنيع الفحم النفطي من بقايا النفط الخام هو عملية تقنية تُحول المخلفات إلى منتج ذي قيمة صناعية عالية. يتميز الفحم النفطي المكلسن بخصائصه الفيزيائية والكيميائية التي تجعله مثاليًا لتصنيع أقطاب الجرافيت. لتحقيق أقصى كفاءة وجودة، يجب الانتباه إلى مواصفات النفط الخام والفحم النفطي المنتج، مع الالتزام بالتقنيات الحديثة للحد من التأثيرات البيئية.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق