الإثنين , أكتوبر 21 2019
الرئيسية / حلول مبتكرة / إبتكارات / مشروع محطة تحويل النفايات السامة إلى بنزين ومازوت

مشروع محطة تحويل النفايات السامة إلى بنزين ومازوت


بعد الثورة الصناعية في أواخر القرن التاسع عشر , أصبح تلوث بيئة الأرض مشكلة من أكبر المشاكل التي يعانها العالم, ورغم أن بعض التلوث سببه طبيعي كالانفجارات البركانية , لكن أغلبهُ يعود للنشاطات البشرية.
هنالك نوعان من المواد الملوثة وهما الملوثات القابلة للتحلل، والملوثات الغير قابلة للتحلل, وأسوء النوعين هو الأخير لأن تلك الملوثات تتكون من مواد غير قابلة للتحلل أو تتحلل في مدة زمنية طويلة, ولقد أصبح تحدياً للحضارة الإنسانية أن تجد حلا لتلك المُعضلة, إما بالتخلص منها بشكل نظيف أو بمعالجتها أو بإعادة تصنيعها.
– لمحات عن التلوث النفطي:
تعتبر كافة المواد التي يدخل النفط في تركيبها مصدر للقلق الدائم بعد استهلاكها, وذلك لصعوبة إيجاد الحل المناسب للتخلص منها. وتتبع بلاد العالم حلولا عديدة للتخلص منها بشكل نظيف إما بمعالجتها أو بإعادة تصنيعها.
ولقد سببت تلك المواد مصدراً رئيسياً للتلوث في البيئة, وذلك بسبب عدم قابليتها للتحلل بالطبيعة أو طول مدة تحللها مع مرور الزمن, بل تؤثر تركيباتها الكيميائية والسمية على محتويات التربة من أحياء نباتية وحيوانية بالإضافة إلى تحولها إلى مواد سامة للإنسان إذا ما دخلت جوفه.
وتعتبر الزيوت المستخدمة من أهم الأمثلة لتلك المواد البترولية, والتي تكون عادةً مصدرها محركات السيارات أو الشاحنات أو جميع أنواع الماكينات في مجالات الصناعية, وتطرح أغلب تلك الزيوت في المجاري الصحية والتي تصل بدورها إلى الأنهار والبحار والمحيطات, لتتحول بعد ذلك لخطر كبير على الحياة البحرية وعلى الطبيعة بشكل عام.
إن من الصعب حصر كمية تلك الزيوت الملوثة, بسبب عدم توفر المعلومات والبيانات الموثوقة, ولكن هنالك تقديرات تشير إلى أن كمية الزيوت التي تدخل البيئة البحرية تتراوح بين 600,000 إلى 30.000.000 طن كل سنة, ولقد أجمع  الباحثين حول العالم من خلال دراسات إحصائية أن ثلث التلوث النفطي للبيئة البحرية مصدره مجاري المدن.
الإطارات أيضا هي واحدة من مشاكل البيئة, حيث أن معظم الإطارات المطروحة يتم حرقها, بحجة المساعدة بتخفيف أزمة الطاقة المستمرة. ولكن الخطر يقع بعد حرق تلك الإطارات, حيث تتحلل إلى مواد خطرة، وفي ذلك الصدد أصدرت وكالة حماية البيئة الأميركية تقريرها الذي يبين أن هنالك 290 مليون من الإطارات المطروحة تم حصرها في سنة 2003، حيث أن 50% منها مازال متروكا في محط النفايات, و40% منها تم إحراقه, أما الـ10% الباقية فقد أعيد تصنيعه.
البلاستيك مثال آخر للملوثات الغير قابلة للتحلل, حيث أصبح البلاستيك من أكثر المواد استخداما في الحياة العامة وعلى نطاق واسع, وذلك بسبب رخص وسهولة تصنيعه, ويمكن أن يعيش لمدة طويلة, وللأسف بسبب تلك الميزات أصبح البلاستيك مشكلة كبيرة للتلوث بسبب عدم تحللهِ في الظروف الطبيعية, ومن جهة أخرى يحتاج إلى طاقة كبيرة من الأشعة الفوق بنفسجية لتفكيكه.
 إن كمية النفايات البلاستيكية في محيطاتنا تزداد تدريجيا, حيث تأثر على الحياة البحرية من ناحيتين: من خلال إعاقة حركة الكائنات أو من خلال التهامها من قبل بعض الكائنات.
–    هدف المشروع:
يهدف المشروع إلى
معالجة كل من المواد الكيميائية التالية:
–  النفايات الهيدوكرونية ( زيوت مستنفذة )
–  البولميرات الصناعية المستهلكة ( PET  , بولي أثلين , بلاستيك )
–  إطارات السيارات المستخدمة.
– الأسفلت (رمال قارية), السجيل الزيتي.
– النفايات النفطية.
وتحويل تلك المواد إلى مادتي البانزين , المازوت ,  بنسبة تحويل تصل إلى 60% إلى 90% من وزن المواد المحولة, و بمواصفات عالمية قياسية
– فكرة العمل:
لقد تم بذل الكثير من الجهد خلال السنوات الماضية, وذلك من خلال بحوث طويلة وتجارب علمية متأنية للوصول إلى حلول عملية لتلك المخاطر التي تحدق ببيئية الأرض.
لقد توصلنا إلى آلية عمل لتحويل كل من: المواد البلاستيكية ومشتقاتها, الزيوت المستنفذة, الإطارات المستخدمة, .. إلى مركب هيروكربوني متوازن, يمكن التحكم به ضمن مواصفات قياسية, حيث يمكن أن يكون ( بانزين , مازوت .. ) , ويتم كل ذلك بكلفة اقتصادية مدروسة, مع مصونية للكتلة أي أنه من الممكن الحصول على  مركب هيدروكربوني بنسبة تصل من 60% إلى 90% من الزيوت المستعملة ( أو أي نوع آخر من النفايات التي ذكرناها ), أما بقية الشوائب فيكن الاستفادة منها كأسمدة للتربة, والغازات الناتجة فيكن تجميعها ويستفاد منها بعملية التحويل، التي تتم مراحلها كالتالي:
يتم معالجة النفايات البترولية كالزيوت المستعملة، والإطارات، عن طريق وسيط كيميائي، ثم يتم معالجته في محطة التحويل حيث نقوم بتنفيذ مجموعة من العمليات الفيزيائية على تلك النفايات، لتكون المخرجات عبارة عن مركبات هيدروكربونية كالبنزين والمازوت.
¯ صفات المنتج :
أن المنتج الذي تم الحصول عليه, هو مادة متوازنة و لست مادة متخلخلة علميا, لأن ذرات الكربون مرتبطة مع ذرات الهيدروجين , حيث يظهر التكافؤ الرباعي للكربون, و تُبين نتائج عينات البحث أن الوقود الناتج مطابق للمواصفات العالمية و يمتاز بخلوه من الملوثات الضارة بالبيئة و من جهة أخرى يتمتع بأحتراق تام.
و يمكن ملاحظة ذلك من خلال المقارنة بين البنزين الناتج عن عملية التحويل بهذا المشروع, وبين البنزين الناتج من النفط الخام من خلال التقطير المباشر:
بنزين ناتج عن محطة التحويل   بنزين ناتج عن النفط الخام مباشرة
رقم الأوكتان      من 72 إلى 90                 60 إلى 63
نسبة البنزين        أكثر من 70%            35% من النفط الخام
من المصدر
الوزن النوعي        0.772                    0.7175
بدرجة 60مالماج 
حرارة الاشتعال    18                        7.4
حرارة الغليان        43                        45

النتائج

الطريقة

الفحوص

2 درجة

ASTM D-130

درجة تآكل النحاس , ساعتين 122 درجة فهرنهايت

0.8097

ASTM D-4052

الكثافة-15 درجة مئوية

99.1

ASTM D-2699

استقصاء وجد عدد الأوكتينات

LT10

IP – 224

 الرصاصPPb,Wt  

0.034

ASTM D-4924

الكبريت, % Wt,

سلبي

ASTM D-4952

فحص الطبيب

6

ASTM D-381

المادة الصمغية المغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

15

ASTM D-381

المادة الصمغية غير مغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

108

ASTM D-873

مادة صمغية كامنة, 8 ساعات , ملغ/ 100 ملليلتر

15.47

ASTM D-6730

إجمالي البرافين  ( C 3 – C 14 )الحجم %

37.03

ASTM D-6730

نفثين – الحجم %

15.50

ASTM D-6730

أولفينات , الحجم %

30.52

ASTM D-6730

مواد عطرية , الحجم %

1.26

ASTM D-6730

  + C14مواد غير معروفة , الحجم %

6.28

ASTM D-5191

ضغط البخار psi,(DVPE)

>480

ASTM D-525

مدى ثبات الأكسدة / 212 درجة فهرنهايت في الدقيقة

 

نتائج المركب الهيدروكربوني الناتج عن معالجة أطارات مستخدمة

النتائج

الطريقة

الفحوص

4 ب

ASTM D-130

درجة تآكل النحاس , ساعتين 122 درجة فهرنهايت

0.7388

ASTM D-4052

الكثافة-15 درجة مئوية

56.6

ASTM D-2699

استقصاء وجد عدد الأوكتينات

47

IP – 224

 الرصاصPPb,Wt  

0.101

ASTM D-4924

الكبريت, % Wt,

إيجابي

ASTM D-4952

فحص الطبيب

3

ASTM D-381

المادة الصمغية المغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

5

ASTM D-381

المادة الصمغية غير مغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

677

ASTM D-873

مادة صمغية كامنة, 8 ساعات , ملغ/ 100 ملليلتر

47.27

ASTM D-6730

إجمالي البرافين  ( C 3 – C 14 )الحجم %

7.89

ASTM D-6730

نفثين – الحجم %

25.72

ASTM D-6730

أولفينات , الحجم %

18.37

ASTM D-6730

مواد عطرية , الحجم %

0.56

ASTM D-6730

  + C14مواد غير معروفة , الحجم %

4.25

ASTM D-5191

ضغط البخار psi,(DVPE)

150

ASTM D-525

مدى ثبات الأكسدة / 212 درجة فهرنهايت في الدقيقة

 

نتائج المركب الهيدروكربوني الناتج عن معالجة زيوت مستخدمة

النتائج

الطريقة

الفحوص

3 درجة

ASTM D-130

درجة تآكل النحاس , ساعتين 122 درجة فهرنهايت

0.7298

ASTM D-4052

الكثافة-15 درجة مئوية

82.6

ASTM D-2699

استقصاء وجد عدد الأوكتينات

175

IP – 224

 الرصاصPPb,Wt  

0.213

ASTM D-4924

الكبريت, % Wt,

أيجابي

ASTM D-4952

فحص الطبيب

7

ASTM D-381

المادة الصمغية المغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

7

ASTM D-381

المادة الصمغية غير مغسولة, ملغ/ 100 ملليلتر

347

ASTM D-873

مادة صمغية كامنة, 8 ساعات , ملغ/ 100 ملليلتر

60.36

ASTM D-6730

إجمالي البرافين  ( C 3 – C 14 )الحجم %

11.73

ASTM D-6730

نفثين – الحجم %

14.18

ASTM D-6730

أولفينات , الحجم %

11.08

ASTM D-6730

مواد عطرية , الحجم %

2.53

ASTM D-6730

  + C14مواد غير معروفة , الحجم %

10.23

ASTM D-5191

ضغط البخار psi,(DVPE)

180

ASTM D-525

مدى ثبات الأكسدة / 212 درجة فهرنهايت في الدقيقة

¯  محطة التحويل :

إن المحطة المراد بناؤها والتي تنتج ما بين (10–15) ألف برميل يومياً لن تصل كلفتها عُشر قيمة مصفاة نفط عادية تنتج نفس الكمية, كما أنه يمكن أن تستهلك مساحة على الأرض بقدر عُشر المساحة التي تأخذها محطة التصفية العادية أيضا, غير أنه يمكن أن تبنى إلى جانب الآبار النفطية (لمعالجة نفايات النفط), وبقرب مكب النفايات الساحلية أو عادية.

 

لقد توصلنا إلى بحوث أثبتت أمكانية بنائها على سطح السفن , حيث يمكن تنقلها مع السفن في أرجاء البحر, وبالتالي يمكن تحويل المخلفات إلى وقود أثناء نقلها بالبحر من مكان إلى مكان آخر.

¯ المخلفات المطروحة :

إن من أهم النقاط في هذا البحث هو الشوائب الناتجة عن عملية التحول , حيث تكاد تكون محذوفه و لا تشكل أي خطر على البيئة , وتتراوح كميتها من 10% إلى 30% من المادة الأولية.

فمن جهة أولى, توصلنا إلى آلية تتم من خلالها أنتزاع الكبريت وترسيبه, وبذلك نضمن عدم أنبعاثهُ كغاز يسبب أمطارً حامضية عند وصوله للجو, وكما نتخلص من التآكل في المسخنات.

ويمكن تحويل الآزوت إلى نشادر , حيث يعدل الصفة الحمصية للوسطاء المستخدمين. أما المعادن و التي يأتي في مقدمتها الزرنيخ و الرصاص و النحاس .. يتم التخلص منها بالترسيب.

أما الماء , فيخرج مع الغاز , و يتم التخلص من تأثير الكلور بمعالجته , أما الغازات الناتجة فيكن تجميعها بآلية خاصة و يستفاد منها بعمليات الأحتراق, و يدخل ذلك في الدراسة الأقتصادية للمشروع.

 

مما يؤدي بعد كل هذا إلى الحصول على وقود بدون أي آثار ضارة على الماء و التراب و الهواء.

¯ خاتمة المشروع:

بعد كل ما ذكرناها, نجد أن هذا المشروع هو عبارة عن جهود كبيرة لتحقيقة غاية معينة تعود بالفائدة على بيئة الأرض بالعالم أجمع, ففكرة التخلص من جميع النفايات النفطية هي فكرة قديمة , كما أن الحصول على وقود بأسلوب صحي يضمن عدم تلوث البيئة هو غاية الأمم, و لقد أرتأينا أن هذا المشروع هو سبيل الخلاص لتحقيق تلك الغايات , لسلامة الأنسان و الحيوان و النبات و البيئة بشكلٍ عام .

_______________________

أحمد العظم

سوريا

الدراسة: كلية الهندسة الكهربائية بجامعة دمشق دراسة أربع سنوات ولم احصل على الشهادة الجامعية  استهوتني الكيمياء واتجهت بالبحث عن دراسة الكيمياء القديمة والحديثة.

 

البحوث

1- النفايات وتحويلها إلى طاقة

2- المعادن ومنها الذهب وعلاج السرطانات الجلدية

3- دمج الخشب مع البلاستيك بنسبة تصل 80% من الخشب و20% من البلاستيك والحصول على مادة جديدة لها خواص مميزة

4- تحويل مياه البحر المالحة  إلى مياه صالحة للشرب بتقنية جديدة

5- ترسيب الكبريت من النفط الخام أثناء عملية التحويل بالتقطير المجزأ

6- حل اللؤلؤ واستعمالاته في التجميل



شاهد أيضاً

5 أفارقة أبهروا العالم باختراعات طبية يحتاجها الواقع

5 أفارقة أبهروا العالم باختراعات طبية يحتاجها الواقع

بالتوازى مع توسع إفريقيا، وتقدمها، وتنافسها مع اقتصادات الدول الغربية، قام خمسة من أبناءها بتغيير …