أكاسيد الغبار الأسود: تأثيرها ومكافحتها

أكاسيد , الأسود , الغبار , تأثيرها , ومكافحتها

في مجال صناعة الغاز، مصطلح «أكاسيد الغبار الأسود» مصطلح فضفاض يستعمل لوصف مادة تميل إلى السواد يتم جمعها من داخل الأنابيب الناقلة لغاز الطاقة. تبيّن أن لهذه المادة تأثيرات عكسية كبيرة على العملاء، إذ قد تؤدي إلى تلوث خط إنتاج الغاز الذي قد يسبب بدوره تعطّل أعمال إنتاج الشركات التي تعتمد في صناعاتها على الغاز كمادة أولية، و/أو تدني مستوى جودة منتجاتها. كما تؤدي أيضاً إلى ضعف تدفق الغاز وإلى تآكل الأنبوب وصمامات التحكم. والأهم من ذلك أن أكاسيد الغبار الأسود يمكن أن تتسبب في كارثة بيئية صحية خطيرة، وهذا يعود إلى أن بعضاً منها يكون مختلط بالزئبق وبمواد نشطة إشعاعياً طبيعية المصدر. وحتى يتم التخلص من هذه المركبات السامة توجب القيام بإجراءات خاصة للتخلص من كميات هذا الغبار.
يمكن أن يحتوي هذا الغبار الأسود على أنواع متعددة من كبريتيد الحديد، واوكسيد الحديد، وكربونات الحديد، متحدة آلياً أو كيميائياً مع عدد من المواد الأخرى مثل الأملاح، والرمل، وسوائل هيدروكربونية، وقطع معدنية.
تتفاوت التقارير الصادرة عن مشغلي خطوط أنابيب الغاز عن مكوّنات هذا الغبار بين مشغّل وآخر، إذ يفيد بعضهم إلى أنه في معظمه عبارة عن كبريتيد الحديد، في حين يؤكد آخرون على انعدام كبريتيد الحديد نهائياً، لكنهم يشيرون في الوقت نفسه إلى وجود أكاسيد وهايدروكسيدات الحديد. بينما يشير آخرون إلى ظهور خليط من المركبات جميعها (كبريتيد الحديد، كربونات الحديد، اكاسيد الحديد). ومع ذلك فإن القاسم المشترك بين كل أنواع هذا الغبار الأسود هو في نشوئه عن التآكل الكيميائي للجدران الداخلية لأنابيب الغاز.
الصورة الشائعة في الأذهان أن غاز الطاقة عادة جاف، وبالتالي لا يمكن توقع تكثف المياه في الأنابيب الناقلة له، ومن ثم لا يتوقع المشغلون والمهندسون حدوث تآكل داخلي، ولكن التخلص الكلي من تكثّف المياه أمرٌ شبه مستحيل. والسبب في هذا أن بخار الماء قد يتكثّف على الجدران الداخلية لخط الأنابيب نظراً إلى وجود أملاح تضاعف من نسبة درجات الندى، إضافة إلى أن الماء يمكن أن يتسرب إلى خط الأنابيب من خلال اعتلالات دورية أثناء عملية معالجة الغاز تتسبب في ترشح رطوبة بداخل خط الأنابيب. وذلك مخالف للمعايير العالمية الصارمة التي تنص على عدم تجاوز نسبة الرطوبة في الغاز الحد الأقصى.
تذوب الغازات المسببة للتآكل مثل ثاني اكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، والأكسجين، الموجودة بالغاز وربما بمقادير ضئيلة، في طبقة الماء المرشحة لتتحول إلى محلول حمضي، مما يتسبب في حدوث التآكل الداخلي للحديد وتشكيل الغبار الأسود.
يوجد عديد من طرق المعالجة والوقاية متوافرة لدى مشغلي الغاز التي تهدف إلى تخفيف ظهور الغبار الأسود وتقويض تأثيره السلبي. في الواقع، ليس هناك حل نموذجي منفرد لهذه المشكلة، لذلك كان لابد من اتّباع مجموعة أساليب مرتبطة ببعضها يجب أن تبدأ من مكافحة الرطوبة أولاً، ثم اتّباع طرق إزاحة كاستعمال المصافي. على صعيد آخر، في حالة كانت خطوط الأنابيب جديدة، فإن طبقات من الطلاء الداخلي يمكن أن تصبح وسيلة معالجة ناجعة وغير مكلفة.
المنحى الذي تتبعه أرامكو السعودية في معالجة الغبار الأسود يعدّ فريداً من نوعه ورائداً بالنسبة لمن يعملون في هذا المجال من الصناعة، حيث تسعى إلى تقييم وتنفيذ مختلف أساليب الإزاحة، كالتنظيف الآلي والكيميائي: استعمال تقنية التصفية، ومواد عالية المقاومة للتآكل في صمامات التحكم، علاوة على القيام بالكثير من المشاريع البحثية المتعددة الجوانب لفهم آليات تشكل الغبار الأسود حتى تتمكن من تجنب تكوينه.
الأنشطة البحثية التي قام بها مركز البحوث والتطوير في شركة أرامكو السعودية على مدى ثمانية أعوام الماضية وضع أرامكو السعودية في موقع القيادة بلا منازع على مستوى العالم في هذا المجال.
جدير بالذكر أن مركز البحوث والتطوير تم ترشيحه من قبل الدول الأعضاء في مجموعة شركات النفط الوطنية (NOCs) لتسلم مهام مشروع الغبار الأسود (6 من شركات النفط الوطنية بالعالم هم أعضاء في هذا المشروع الذي يضم 9 موضوعات بحثية). أقيمت أول ورشة عمل عام 2008 تحت رئاسة وتنظيم مركز البحوث والتطوير بأرامكو السعودية، لتقدم 26 متحدثاً من 5 شركات نفط وطنية. إلى جانب إصدار المركز للعديد من المطبوعات الدولية المختلفة. جميع هذه الأنشطة خير شاهد على تزعم أرامكو دور الريادة العالمية.




د. عبدالمنعم الشريك
باحث متخصص في علوم وهندسة تآكل المواد،
مركز البحوث والتطوير، أرامكو السعودية

المصدر: ملتقى شذرات