مضخة البطاخ

تقنية التكسير الهيدروجيني الفقاعي هي عملية تكرير بترول متقدمة، مصممة خصيصًا للمعالجة العميقة للنفط الثقيل والمنتجات البترولية الصلبة. مع تناقص موارد النفط الخام التقليدية عالميًا تدريجيًا، وتزايد التوجه نحو النفط الخام الأثقل، تلعب تقنية التكسير الهيدروجيني الفقاعي دورًا حاسمًا في قطاع الطاقة. تُعالج هذه التقنية التحدي المزدوج المتمثل في نقص الطاقة العالمي والحاجة إلى تحسين كفاءة الطاقة، لا سيما في ظل النمو الاقتصادي السريع في الدول النامية وما ينتج عنه من زيادة في الطلب على الطاقة. فيما يلي شرح مفصل لعملية التكسير الهيدروجيني الفقاعي، ومعداتها الرئيسية، وتطبيقاتها الصناعية.1. مبدأ عمل تقنية فقاعات التكسير الهيدروجينيتعتمد تقنية التكسير الهيدروجيني على تفاعلات التكسير الهيدروجيني التي تهدف إلى تفكيك المركبات العضوية الجزيئية الكبيرة في النفط الثقيل والمنتجات البترولية الصلبة إلى هيدروكربونات أصغر وأخف وزنًا من خلال التفاعل المشترك للمحفزات والهيدروجين. تُحسّن هذه العملية جودة الزيت، وتُقلل شوائب الكبريت والنيتروجين والأكسجين، وتُعزز سيولة المنتج النهائي وخصائص احتراقه. يكمن جوهر التكسير الهيدروجيني في استخدام الهيدروجين في ظروف درجات حرارة وضغط عاليين لتفتيت الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر، مما يُنتج في النهاية منتجات نفطية خفيفة عالية الجودة.في مفاعل فقاعات، يُحقن الهيدروجين في القاع، ويختلط بالزيت الثقيل والمحفز لتكوين حالة سائلة فقاعية. بفضل زمن التلامس الطويل بين المحفز والمادة الخام في هذا النظام ثلاثي الأطوار، الغازي-السائل-الصلب، يُمكن حدوث تفاعلات تكسير هيدروجيني فعّالة. تُعد هذه التقنية فعّالة بشكل خاص في معالجة المواد الخام عالية الكبريت والنيتروجين، وغيرها من المواد الخام المحملة بالشوائب، مع تحسين الإنتاجية والأداء الاقتصادي بشكل ملحوظ.2. دور مضخات الدورة الدموية (مضخات النفخ)مضخات الدورة الدمويةتُعدّ المضخات الفوارة، المعروفة أيضًا باسم مضخات الفقاعات، مكونات أساسية في نظام فقاعات التكسير الهيدروجيني. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في ضمان استمرار دوران المواد الخام والمحفز داخل المفاعل، مع الحفاظ على توزيع موحد لدرجة الحرارة وبيئة تفاعل مستقرة. ومن خلال دوران المواد الخام، تضمن المضخة اتصالًا تامًا بين الزيت والمحفز، مما يُحسّن كفاءة التفاعل ويمنع ارتفاع درجة الحرارة الموضعي أو تعطيل المحفز.بالإضافة إلى ذلك، تساعد مضخات الدوران على التحكم في ضغط المفاعل وتدفقه، مما يضمن استمرار تدفق الزيت المغذي. ونظرًا لظروف التشغيل القاسية في التكسير الهيدروجيني (درجات حرارة عالية، ضغوط عالية، ووجود جسيمات صلبة)، يجب تصميم هذه المضخات بمقاومة عالية للتآكل والتآكل والإجهاد الحراري. كما يجب أن تتحمل التعرض لفترات طويلة للظروف القاسية مع ضمان استقرار النظام وكفاءته.3. مزايا العملية ومجالات التطبيقبالمقارنة مع عمليات التكسير الحفزي التقليدية، توفر تقنية فقاعات التكسير الهيدروجيني العديد من المزايا البارزة:مجموعة واسعة من المواد الخام:تتمتع هذه التقنية بالقدرة على معالجة مجموعة متنوعة من المواد الخام منخفضة الجودة مثل النفط الثقيل والزيت المتبقي والكيروسين ومنتجات البترول المحتوية على مواد صلبة، مما يوفر قدرة قوية على التكيف.إنتاجية عالية للمنتج:تعمل عملية التكسير الهيدروجيني على تفتيت الجزيئات الثقيلة بكفاءة، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج المنتجات النفطية الخفيفة ويؤدي إلى إنتاج إجمالي أعلى من الطرق التقليدية.الفوائد البيئية:تعمل عملية التكسير الهيدروجيني على إزالة الشوائب الضارة مثل الكبريت والنيتروجين بشكل فعال، مما يقلل من محتوى الملوثات في المنتج النهائي ويلبي اللوائح البيئية الأكثر صرامة.تحسين كفاءة الطاقة:من خلال تحويل المكونات الثقيلة إلى منتجات نفطية خفيفة قابلة للاشتعال، تعمل عملية التكسير الهيدروجيني على تعزيز كفاءة استخدام الطاقة بشكل كبير. ظروف استخدام مضخات غليان الهدرجة معقدة، إذ تصل درجة حرارة الوسط إلى 500 درجة مئوية، وضغط المدخل 30 ميجا باسكال، والوسط شديد التآكل. حاليًا، لا تتقن تقنية هذا المنتج إلا عدد قليل من الدول، ونادرًا ما تنتجه مصانع قليلة، كما أنه باهظ الثمن. لحسن الحظ، تُعد شركة هوا شنج من المصانع القليلة التي تنتج هذه المضخة.في عام ٢٠١٨، نفذت شركة هواشنغ للمضخات والصمامات مشروع "بحث وتطوير مضخة غلي هدرجة الزيوت المتبقية"، وهو مشروع رئيسي لتوطين المعدات في المقر الرئيسي لشركة سينوبك. تعتمد الشركة على معايير تشغيل وحدة هدرجة الديزل السائل التابعة لشركة سينوبك، والتي تبلغ طاقتها الإنتاجية مليوني طن سنويًا، في البحث والتطوير. يبلغ معدل التدفق المُقدر للوحدة ٨٣٥ مترًا مكعبًا/ساعة، وارتفاعها ٧٩ مترًا، ودرجة حرارتها ٤١٠ درجات مئوية، وقوة محركها الرطب ٢٥٠ كيلوواط. استغرق المشروع ٤ سنوات، وتم تسليم المنتج في عام ٢٠٢٢، وهو يعمل حاليًا بكفاءة عالية. مكّن نجاح المشروع الصين من كسر الاحتكار الأجنبي لتكنولوجيا مضخات غلي هدرجة الزيوت، وخفض التكاليف.مع تحول هياكل الطاقة العالمية وتشديد المتطلبات البيئية، تُمثل تقنية التكسير الهيدروجيني الفقاعي إمكانات نمو كبيرة. وتشمل أهم اتجاهات التطوير المستقبلية ما يلي:محفزات أكثر كفاءة:إن البحث والتطوير للحصول على محفزات أكثر كفاءة وأطول عمراً من شأنه أن يعمل على تحسين كفاءة التفاعل وإنتاج المنتج بشكل أكبر.أنظمة التحكم الذكية:إن تطبيق تقنيات الأتمتة وتحليل البيانات المتقدمة من شأنه أن يحسن عملية التفاعل ويقلل من استهلاك الطاقة ويعزز استقرار النظام.نطاق تطبيق موسع:مع التقدم التكنولوجي المستمر، من المتوقع أن تمتد تكنولوجيا فقاعات التكسير الهيدروجيني إلى مجالات أخرى لمعالجة الموارد غير التقليدية، مثل تحويل الفحم إلى سوائل واستخراج الرمال النفطية.يُوفر تطوير وتطبيق تقنية التكسير الهيدروجيني الفقاعي حلاً فعالاً لاستغلال النفط الثقيل والمنتجات البترولية الصلبة. تُتيح هذه التقنية مساراً عملياً لمعالجة استنزاف موارد النفط التقليدية مع تلبية الطلب المتزايد على الطاقة. تلعب مضخات الدوران، باعتبارها عنصراً أساسياً في العملية، دوراً محورياً في ضمان نجاح العملية بأكملها. وبالنظر إلى المستقبل، ومع استمرار تطور هذه التقنية، ستظل تقنية التكسير الهيدروجيني الفقاعي عاملاً رئيسياً في إنتاج الطاقة وتكريره عالمياً، مما يُسهم في التنمية المستدامة لقطاع الطاقة.