طريقة صينية جديدة لتكرير النفط قد تخفض استهلاك الطاقة 90%

طوّر باحثون صينيون تقنية جديدة لتكرير النفط تعتمد على فصل مكونات الخام على المستوى الجزيئي، بدلاً من الطريقة التقليدية القائمة على التسخين والتقطير، في ابتكار قد يغيّر واحدة من أكثر مراحل صناعة التكرير استهلاكاً للطاقة.

وطوّر التقنية فريق من معهد داليان للفيزياء الكيميائية، حيث استخدم أغشية كيميائية دقيقة قادرة على فرز الجزيئات وفق حجمها وخصائصها، من دون الحاجة إلى تسخين النفط الخام إلى درجات مرتفعة ثم تبخير مكوناته وتكثيفها.

وتعتمد المصافي التقليدية على التقطير لفصل مكونات النفط وفق اختلاف درجات غليانها، وهي عملية تتطلب كميات كبيرة من الطاقة، خصوصاً عندما تكون الفروق بين بعض المركبات محدودة للغاية.

أما التقنية الجديدة فتستخدم أغشية من نوع MOFs، أو الأطر المعدنية العضوية، تعمل كمناخل فائقة الدقة تسمح بمرور جزيئات معينة وحجز أخرى، ما يتيح فصل مكونات النفط بطريقة أكثر انتقائية.

وفي المرحلة الأولى، يجري الفصل وفق حجم الجزيئات، حيث يمكن التمييز بين مركبات تختلف في أقطارها بنحو 0.1 نانومتر فقط، وهو ما يسمح بفصل بعض أنواع الألكانات التي تدخل في إنتاج مواد مثل الإيثيلين.

وفي المرحلة الثانية، يصبح الفرق بين أحجام الجزيئات أقل من 0.01 نانومتر، لذلك يعتمد الباحثون على الخصائص الكيميائية لسطح الغشاء لفصل المركبات العطرية المستخدمة في صناعات البلاستيك والراتنجات والألياف عن مركبات أخرى تدخل في إنتاج البنزين.

واستخدم الفريق تقنية تعتمد على الحفر الدقيق بحمض التانيك لضبط حجم المسام وخصائص السطح في الأغشية، بحيث يصبح كل غشاء مناسباً لمرحلة محددة من عملية الفصل.

وأظهرت التجارب أن النظام الجديد احتاج إلى طاقة أقل بنحو 90% مقارنة بعملية التقطير التقليدية، نتيجة الاستغناء عن دورات التسخين والتبخير والتكثيف المتكررة.

ويرى الباحثون أن هذه التقنية قد تفتح الباب أمام مصافٍ أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، مع قدرة أفضل على فصل المركبات ذات القيمة العالية من النفط الخام، لكن الانتقال من النموذج التجريبي إلى الاستخدام الصناعي واسع النطاق سيظل بحاجة إلى مزيد من الاختبارات والتطوير.