إن عملية صقل النفط هي حجر الزاوية في صناعة الطاقة العالمية، وتجهيز النفط الخام إلى البنزين، والديزل، ووقود الطائرات، وآلاف المواد الوسيطة البتروكيميائية، ومع ذلك فإن العمليات التي تولد هذه المنتجات الأساسية تولد أيضاً كميات كبيرة من النفايات، والحمأة النفطية، والحفازات المستنفدة، والمياه الملوثة، والمواد غير المستقرة التي تُعالج في إطار العقد والتي تُستخدم في إنتاج المواد الهيدروجينية، والمركبات العضوية المتقلبة.

ما هو تقييم النفايات؟

إن عملية تهوية النفايات هي عملية تحويل المواد الصناعية والنفايات إلى منتجات مفيدة - طاقة أو وقود أو مواد كيميائية أو مواد - غير مجرد التخلص منها، وفي سياق تكرير النفط، تستهدف عملية تزييف النفايات كل ناتج ليس المنتج المحسن الأول، وتشمل هذه المواد المخلفات الثقيلة من المواد الحفازة في الغلاف الجوي والفراغ، والحمأة البصمة من قيم القاع والمواسير المفرغة.

ويستمد هذا المفهوم من الاقتصاد الدائري الأوسع نطاقا، الذي يهدف إلى القضاء على النفايات عن طريق الاحتفاظ بالموارد المستخدمة إلى أقصى حد ممكن، ويعني هذا بالنسبة للمصافي معالجة كل منتج ثانوي كنموذج متجدد لعملية المتابعة، ويمكن أن يتخذ التقييم أشكالا كثيرة: التحلل الحراري لإنتاج الخام التركيبي، والارتقاء الحفاز باستعادة المواد التراكمية العالية القيمة، والحفر البيولوجي لتوليد النفايات.

ومن المهم أن تهوية النفايات تختلف عن معالجة النفايات التقليدية، التي تركز في كثير من الأحيان على تحقيق الاستقرار وخفض الحجم قبل التخلص منها، وتهدف القيمة إلى إعادة الاستخدام المفيد، وتحافظ على القيمة الاقتصادية للمضمون، وتمثل هذه التحول بالنسبة لمصافي النفط فرصة استراتيجية لا للامتثال للولايات البيئية الأكثر صرامة فحسب، بل أيضا لتنويع مسارات الإيرادات وتحسين غلة المصفاة العامة، حيث أن تحليل كبير من جانب الوكالة الدولية للطاقة().

التطورات التكنولوجية الأخيرة

العمليات الحرارية والحفازة

وقد استخدمت المعالجة الحرارية منذ وقت طويل لمعالجة مخلفات المصافحة الثقيلة، ولكن الابتكارات الحديثة قد حسنت كثيرا من كفاءتها ونوعية المنتجات، وزادت من سرعة التشقق الحراري تحت درجة حرارة شديدة وضغط يمكن أن تكسر سلاسل الهيدروكربون الطويلة في المخلفات المكنسة وكميات الفولط في أخف، وقطع قيمة أكبر مثل نافث، والديزل، وزيت الغاز.

كما أن العمليات غير المؤثرة في إنتاج المواد البلاستيكية قد شهدت تطورات أكثر تأثيراً. ] والحفازات المتخصصة من شركات مثل شركة هونويل أووب (FLT:1]، تتيح الآن التحويل الانتقائي للمخلفات الثقيلة إلى مصانع الفولط، والوقود النظيف ذات القدرة الانتقائية العالية، ومدخلات الطاقة الأقل.

(أ) [ملحوظة خامية مبشرة بالخير بشكل خاص] هي مادة هيدروليكية متطورة في مادة HT: [FLT:] (HTL)، وهي مادة تُعدّ مضامين مائية مبلورة في إطارها، وتُثبت وجودها في إطارها عوامل مفاعلة في الماء، مثل ظروف المياه غير الحرجة (250-380 °س، 5-25 ميغاواط)

النُهج التكنولوجية الأحيائية

:: توفر التكنولوجيا الأحيائية مساراً أقل حرارة، وأكثر حميدة بيئياً في كثير من الأحيان لتصريف نفايات المصفاة، ولا سيما مجرىات الصمامات والحمأة العضوية، والفكرة الأساسية هي تسخير الكائنات المجهرية - البكتيريا، والأرخاء، أو الفطريات، أو إنزيماتها - لتوليد الهيدروكربونات وتحويلها إلى منتجات مفيدة.

Bioremediation] has evolved beyond simple clean-up; engineered microbial strains now produce high-value bio-surfactants that can be recovered and sold for enhanced oil recovery or industrial clean. For example, ]Pseudomonas aeruginosa strains can convert hydro

(أ) تمثل الخلايا الكهروكيميائية الكهروكيميائية نهجاً متطوراً: الكائنات المجهرية المرتبطة بمركبات الكربون الكهروفلورية المحتوية على مواد سمية عضوية في مياه الصرف الصحي، وتوليد الكهرباء مباشرة، وفي حين أن هذه النظم لا تزال على نطاق تجريبي، فإنها يمكن أن تعالج في آن واحد مياه الفضلات وأن تنتج إنتاجاً منخفضاً، مع احتمال أن تُعوض الحمولات الطفيلية في الصقل.

التحويل والتحصين الكيميائيان

وبالإضافة إلى الطرق الحرارية والبيولوجية، تكتسب تكنولوجيات التحويل الكيميائي مواسير لتبريد النفايات في تكرير النفط. ]

]Plasma gasification] takes this further by using an electrically generated plasma arc to break down almost any carbon-based waste into syngas and an inert vitrified clag. Temperatures exceed 3000 °C, destroying all organic compounds and potential pollutants. The syngas from plasmaification exceptional

(أ) استخراج السائل ] مع السوائل الفوقية - خاصة ثاني أكسيد الكربون (SC-CO2) - ظهرت كأسلوب غير طاقي لاسترداد الهيدروكربونات من الفرن دون توليد نفايات إضافية.() وتحتوي المادة الثانية على نسبة سعة الغاز وكثافة السائل التي تسمح لها باختراق وحدات النفط الصلبة.

فوائد تقييم النفايات

التحول إلى تهجير النفايات يحقق فوائد ملموسة قابلة للقياس الكمي تشمل المجالات البيئية والاقتصادية والتشغيلية، خلافاً للتعهدات الرمزية بالاستدامة، هذه المزايا تترجم مباشرة إلى خط الصقل ورخصة العمل.

  • [يُقلّصُ التلوث البيئي ]

فالتقييد يحوّل المواد الخطرة من الحرق أو الرش أو الحقن في أعماقه، وكل منها ينطوي على مخاطر تسرب المعادن الثقيلة، والانبعاثات الجوية، وتلوث المياه الجوفية، وتدمر العمليات الحرارية والبيولوجية المتقدمة الملوثات أو تفجرها مثل الهيدروكربونات المتعددة التقلبات والمعادن، وعندما تحلل الغازات الاصطناعية أو الغازات الأحيائية محل الوقود الأحفوري للتوليد الحراري الداخلي(15)

  • ] Creates additional revenue streams]

وكل برميل من الوقود أو كيلوغرامات من المواد الكيميائية المستعادة من ما تصبح تكلفة التخلص مصدراً جديداً للدخل، وتنتج المادة الحرارية المائية من الحمأة النفطية فائضاً في الطاقة الأحيائية يمكن أن يُعالج بالخام التقليدي، مما يُعطي سعراً سوقياً بالقرب من علامات قياس النفط الخام.

  • Enhances resource efficiency]

ومن خلال استخراج قيمة إضافية من كل برميل من البراميل الخام، تحسن المصافح كفاءة مواردها العامة - نسبة الناتج القيم إلى مجموع المدخلات، ويمكن أن يحقق معامل التكرير الحديث الذي يعمل بالتعبئة المتكاملة معدل تحويل فعال قدره 99 في المائة أو أعلى، مقارنة بنسبة 90-95 في المائة بالنسبة لمصنع تقليدي، مما يعني أن هناك حاجة إلى شراء أقل من النفط الخام لنفس سجل المنتجات، مما يوقف الصقل من أسعار النيكل الخام المتقلبة.

  • دعم أهداف التنمية المستدامة

إن عملية تبليغ النفايات تتوافق مباشرة مع أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة، ولا سيما الهدف 9 (الصناعة والابتكار والهياكل الأساسية)، والهدف 12 (الاستهلاك والإنتاج المتسمين بالمسؤولية)، والهدف 13 (الإجراء المناخي) وتمتثل الحكومات والهيئات التنظيمية في الاتحاد الأوروبي وكندا وأجزاء من آسيا بشكل متزايد لتحفيز الممارسات الاقتصادية التعميمية من خلال فترات الكسر الضريبية، وأرصدة الانبعاثات، وترتيب المرافق التي تظهر في وقت مبكر.

الأثر الاقتصادي والبيئي

وقد أصبحت الحالة الاقتصادية لتخليص النفايات قاهرة حتى بالأسعار الجارية الخام، ويمكن استرداد تكاليف رأس المال لقطع حراري أو وحدة للشحن العالي في الفترة من ٣ إلى ٥ سنوات من بيع الوقود الإضافي ورسوم التخلص من الغازات التي يبلغ عن أنها تتجاوز ٢٠٠ دولار للطن مقابل الحمأة الخطرة، وكثيرا ما تكون تكاليف التشغيل أقل من معالجة النفايات التقليدية لأن عمليات توليد الكهرباء تولد مرافقها الخاصة:

ويتضح من تقييم دورة الحياة أن تفرغ نفايات المصفاة يقلل من انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة تتراوح بين 30 و60 في المائة مقارنة بأساليب التخلص التقليدية، بل إن التخفيض في ارتفاع النفط الثقيل، هو أعلى من ذلك لأن المنتج المطهول يزيل الحاجة إلى إنتاج وقود مكافئ من الخام البكر، وهو ما يشمل البصمة الكربونية للاستخلاص والنقل.

بيد أن نشر هذه التكنولوجيات ليس بدون تحديات، إذ أن ارتفاع كثافة رأس المال، والحاجة إلى الاندماج في مخططات النبات القائمة، وتقلب مسارات النفايات (لا سيما من حيث محتوى المياه وعبء المعادن) يتطلب هندسة دقيقة، ويبدو أن العديد من المصافي تختار التنفيذ التدريجي، بدءاً بتيار واحد للنفايات - مثل الحمأة النفطية من تنظيف الصهاريج - قبل التوسع إلى الآخرين، رغم أن الدعم السياساتي يظل بالغ الأهمية؛ وبدون تكاليف معقولة على الكربون.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من الوعد الواضح، فإن رفع مستوى تسرب النفايات من واقع تجريبي إلى واقع تجاري يشكل عدة عقبات، ولا يزال التحلل في المواد الخام يشكل تحدياً رئيسياً، وقد يؤدي مصفاة واحدة إلى توليد عشرات من المجارير المميزة ذات الصبغة المسببة للنفايات، والمياه السائلة، والحمأة النفطية، والغرامات الحفازة، والغطاء المشتعل الذي يتطلب مساراً للتبريد، ويستلزم إجراءات متطور في المحتوى المتعدد المراحل، وكثيراً متطورة في عمليات المعالجة، كما أنه مصممة.

وثمة حاجز آخر هو عتبة الاقتصاد .].() وقد تتطلب تكنولوجيات التخزين أسعاراً حرارية تزيد على 50-60 للبرميل لتنكسر حتى وإن كانت أرباحها حساسة لأسعار الغاز الطبيعي (وبخاصة بالنسبة للعمليات التي تتطلب كثافة الهيدروجينية)()

(ب) وأخيراً، تشمل الاتجاهات المستقبلية التخصيب والتعلم الآلاتي ] لتحقيق الحد الأمثل من تزييف المواد الوسيطة وتجهيزها في الوقت الحقيقي، وتحقيق أقصى قدر من الغلة مع التقليل إلى أدنى حد من استخدام الطاقة. قد يتجمع مسارات إنتاجية مائية تستخدم الكهرباء المتجددة في توزيع المياه وزيوت النفايات الهيدروجينية في وقت واحد.

إن مستقبل تهجير النفايات في صقل النفط ليس مثالياً بعيد المنال، بل هو تحول مستمر، حيث تتطور التكنولوجيا وتتراجع التكاليف، فإن الخط بين " النفايات " و " المواد الخام " سيزيد من عدم وضوحه، فالحد من الاستثمار في هذه القدرات سيكون اليوم أكثر تجهيزاً لتطهير عملية الانتقال من الطاقة، والحفاظ على الربحية، وتلبية مطالب المجتمع الذي يتوقع بشكل متزايد عدم وجود أي نفايات أو انبعاثات منخفضة من صناعاته.

وباختصار، فإن مفهوم النفايات كمسؤولية في مجال تكرير النفط قد أصبح عتيقاً، وقد أثبتت الابتكارات الحرارية والحفازة والبيولوجية والكيميائية أنه حتى أكثر المخلفات عناداً يمكن تحويلها إلى طاقة ومواد قيمة، وإن الفوائد الناجمة عن خفض التلوث إلى توليد الدخل هي فوائد ملموسة ومتنامية، وفي حين أن التحديات لا تزال قائمة، فإن المسار واضح: إن عملية بيع النفايات أصبحت ممارسة موحدة في مجال النفط، مما يؤدي إلى زيادة التكرير.