تُعد العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات الجسر الحيوي الذي يربط بين النفط الخام والغاز الطبيعي وبين آلاف المنتجات التي نستخدمها يومياً، من خلال 5 مراحل تقنية تدعم عدد من الصناعات الاخري مثل البلاستيك والألياف الصناعية إلى الأدوية والمنظفات. تعتمد هذه الصناعة على مجموعة من العمليات التحويلية المعقدة التي تهدف إلى تكسير الجزيئات الهيدروكربونية الكبيرة أو إعادة تشكيلها لإنتاج “اللّبنات الأساسية” (Building Blocks).
إليك مقال مفصل يستعرض أبرز العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات وتقنياتها الحديثة التي تدخل عدة مجالات استراتيجية أخري تدعم الاقتصاد الوطني .
جدول المحتويات
أبرز العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات
1. التكسير الحراري بالبخار (Steam Cracking)
العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات هي “العمود الفقري” لصناعة البتروكيماويات، وهي المسؤولة عن إنتاج الإيثيلين والبروبيلين.
-
الآلية: يتم تسخين اللقيم (مثل الإيثان، النفا، أو زيت الغاز) إلى درجات حرارة مرتفعة جداً تتراوح بين 800°C إلى 900°C في وجود البخار.
-
الهدف: كسر الروابط الكيميائية في السلاسل الهيدروكربونية الطويلة لإنتاج جزيئات أصغر وغير مشبعة.
-
المخرجات: الإيثيلين (المادة الخام للبولي إيثيلين)، البروبيلين، والبيوتادين.
2. التكسير التحفيزي للسوائل (Fluid Catalytic Cracking – FCC)
رغم أنها العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات هي عملية تكريرية في الأساس لإنتاج الجازولين، إلا أنها أصبحت مصدراً رئيسياً للمواد البتروكيماوية بفضل التطورات التقنية.
-
الآلية: استخدام “عامل حفاز” سائل (عادة ما يكون الزيوليت) لتكسير الجزيئات الثقيلة في درجات حرارة متوسطة وضغط منخفض.
-
التحول البتروكيماوي: تم تطوير وحدات High-Severity FCC لزيادة إنتاج البروبيلين والأسيتون بدلاً من التركيز فقط على وقود السيارات.
3. إصلاح العبارة التحفيزي (Catalytic Reforming)
تستهدف هذه العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات في احد مراحلها الهامة إنتاج المركبات العطرية (Aromatics) التي تُعرف بمجموعة BTX (بنزين، تولوين، زايلين).
-
الآلية: تحويل النفا الثقيلة (Heavy Naphtha) باستخدام عوامل حفارة من البلاتين والنيكل لإعادة ترتيب الجزيئات الحلقية والمشبعة إلى جزيئات عطرية.
-
الأهمية: هذه المركبات هي الأساس لإنتاج البوليستر، النايلون، والعديد من المذيبات الكيميائية.
4. تكنولوجيا تحويل الميثانول إلى أوليفينات (Methanol-to-Olefins – MTO)
تعتبر العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات من التقنيات الحديثة والمبتكرة التي تكسر القيد التقليدي بالاعتماد على النفط فقط.
-
المبدأ: تحويل الغاز الطبيعي أو الفحم إلى “غاز اصطناع” (Syngas)، ثم إلى ميثانول، وأخيراً تحويل الميثانول إلى إيثيلين وبروبيلين.
-
الميزة: تسمح للدول التي تمتلك احتياطات ضخمة من الغاز الطبيعي (مثل مصر والخليج) بدخول سوق البوليمرات بقوة دون الحاجة للاستيراد.
5. نزع الهيدروجين من الألكانات (Dehydrogenation)
مع زيادة الطلب العالمي على البروبيلين، ظهرت هذه العملية العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات كحل متخصص لإنتاج مواد بتروكيماوية بكفاءة عالية.
-
العملية الشهيرة: نزع الهيدروجين من البروبان (Propane Dehydrogenation – PDH).
-
الآلية: يتم سحب جزيئات الهيدروجين من البروبان المشبع لتحويله إلى بروبيلين غير مشبع باستخدام عوامل حفازة متطورة.
6. تقنيات الاستدامة: التكسير الكيميائي للبلاستيك (Chemical Recycling)
لا يمكن الحديث عن العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات دون الأشارة إلي “الاقتصاد الدائري”.
-
التحلل الحراري (Pyrolysis): تسخين النفايات البلاستيكية في غياب الأكسجين لتحويلها إلى “زيت التحلل الحراري”.
-
الهدف: إعادة هذا الزيت إلى وحدات التكسير بالبخار كلقيم بديل، مما يقلل الاعتماد على النفط الخام ويحل معضلة التلوث البلاستيكي.
جدول مقارنة سريع للعمليات الرئيسية
| العملية | اللقيم الرئيسي | المنتج الأساسي |
| التكسير بالبخار | إيثان / نفا | إيثيلين |
| الإصلاح التحفيزي | نفا ثقيلة | بنزين / زايلين |
| MTO | ميثانول (من غاز) | أوليفينات |
| PDH | بروبان | بروبيلين |
العمليات التحويلية: محرك الابتكار في تكنولوجيا البتروكيماويات
في الماضي، كان تكرير النفط يقتصر على فصل المكونات بناءً على درجات الغليان (التقطير). أما اليوم، وبفضل التطور التكنولوجي، أصبحت العمليات التحويلية تسمح لنا بإعادة تشكيل الجزيئات لإنتاج مواد ذات قيمة اقتصادية وعلمية أعلى.
1. تعظيم الاستفادة من المواد الخام
تساعد العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات مثل التكسير الحراري (Thermal Cracking) والتكسير الحفزي (Fluid Catalytic Cracking) في تحويل الجزيئات الهيدروكربونية الثقيلة ومنخفضة القيمة إلى جزيئات خفيفة وعالية الطلب مثل الإيثيلين والبروبيلين، وهي اللبنات الأساسية لصناعة البوليمرات.
2. تحسين جودة المنتجات والاستدامة البيئية
لم يعد التطوير التكنولوجي يهدف للإنتاج فقط، بل للإنتاج “النظيف”. تساهم عمليات مثل الهدرجة (Hydrotreating) في إزالة الشوائب مثل الكبريت والنيتروجين. هذا لا يحسن جودة المنتج النهائي فحسب، بل يقلل بشكل كبير من الانبعاثات الضارة، مما يتوافق مع المعايير البيئية العالمية الحديثة.
3. تنويع سلة المنتجات البتروكيماوية
بواسطة عمليات الألكلة (Alkylation) والأزمرة (Isomerization)، تمكنت العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات من إعادة ترتيب الروابط الكيميائية لإنتاج مركبات متخصصة تدخل في صناعات دقيقة مثل:
-
المواد اللاصقة والدهانات المتطورة.
-
المواد الخام لصناعة المنظفات والمذيبات الكيميائية.
-
المواد الوسيطة في الصناعات الدوائية.
4. كفاءة الطاقة وخفض التكاليف
التطور في الحوافز الكيميائية (Catalysts) المرافقة العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات أدت إلى تقليل الطاقة اللازمة لإتمام التفاعلات. هذا يعني إنتاجاً غزيراً بتكلفة تشغيلية أقل، مما يجعل المنتجات البتروكيماوية في متناول الأسواق العالمية ويعزز من التنافسية الاقتصادية للدول المصنعة.
ختامًا؛ التوجه الحالي لتطوير العمليات التحويلية في تكنولوجيا البتروكيماويات يركز على تحويل النفط إلى كيماويات مباشرة (Crude-to-Chemicals)، وهي تقنية ثورية تختصر الكثير من مراحل التكرير التقليدية، وتعتمد بشكل كلي على تطوير مفاعلات تحويلية أكثر ذكاءً وكفاءة.
فيديو .. نظرة عامة على معالجة البتروكيماويات. المواد الخام | العمليات
المراجع :
- البتروكيماويات تقود نجاح مبادرات الصناعات التحويلية – omandaily
- الصناعات التحويلية – tasnee
- البتروكيماويات: تحويل سوائل الغاز الطبيعي إلى منتجات يومية -fastercapital
