الرئيسية » جديد العلوم بالعربية » تحويل عملية استخراج النفط إلى عملية صديقة للبيئة باستخدام تقنية النانو

تحويل عملية استخراج النفط إلى عملية صديقة للبيئة باستخدام تقنية النانو

تحويل عملية استخراج النفط إلى عملية صديقة للبيئة باستخدام تقنية النانو

إنّ الطلب المتزايد على استخدام الطاقة في جميع أنحاء العالم يأتي نتيجة النمو المستمر في عدد السكان، والتطور التكنولوجي والصناعي والمستوى المعيشي. هذه الاحتياجات المتسارعة والمتزايدة على الطاقة دفعت صناع القرار وشركات الطاقة العالمية للبحث والاستثمار في مصادر غير تقليدية للطاقة.

وبناءً على ذلك جاء الاهتمام الكبير بموارد النفط الخام الثقيل لتلبية الطلب العالمي المتصاعد على الطاقة، على الرغم من أن النفط الخام الثقيل يحتوي على كمية كبيرة من المواد الهيدروكربونية القطبية عالية الوزن الجزئي مثل الأسفلت، والتي تسبب اللزوجة العالية والكثافة المنخفضة (Low API) الأمر الذي يؤثر كثيرًا على عمليات الإنتاج والنقل والتكرير.

وفي الوقت نفسه، فإن عملية استخراج النفط الثقيل من الزيت الصخري أو الرمال النفطية، كما هو الحال في كندا مثلًا، له تأثير كبير على البيئة. يؤدي استخراج برميل واحد من النفط حاليًا إلى إنتاج 3-4 براميل من المياه العادمة التي يتم تخزينها في أحواض خاصة(tailing ponds). في كندا، تحتوي هذه الأحواض على أكثر من 720 مليون متر مكعب من المياه العادمة، وتغطي مساحة 130 كيلو مترًا مربعًا.  لهذا، ومن أجل الحفاظ على عمليات استخراج النفط بأقل تكلفة وأقل ضرر للبيئة، لا بد من إزالة المواد العضوية من هذه المياه وإعادة تدويرها.

من هنا تعمل مجموعة الدكتور نشأت نصار لأبحاث النانوتكنولوجي جاهدة من أجل الحد من الأثر البيئي لاستخراج النفط الخام عالميًا. وهي مجموعة بحثية تأسست عام 2014 بقيادة الدكتور نشأت نصار في قسم الهندسة الكيميائية والبترول في جامعة كالجري في كندا(University of Calgary). وتضم أكثر من 20 باحثًا من طلبة الماجستير والدكتوراة والباحثين المتخصصين في مجال الطاقة والبيئة من مختلف الجنسيات ومنها الفلسطينية.

الباحث أمجد القنّي ومشرفه د. نشأت نصّار يبحثان آلية مبتكرة لمعالجة المياه العادمة الناتجة من عملية استخراج النفط. (المصدر: Riley Brandt, University of Calgary)

الباحث أمجد القنّي ومشرفه د. نشأت نصّار يبحثان آلية مبتكرة لمعالجة المياه العادمة الناتجة من عملية استخراج النفط. (المصدر: Riley Brandt, University of Calgary)

وترى المجموعة أن تكنولوجيا النانو لا تساعد فقط على تحفيز وتسريع عمليات الإنتاج، بل توفر كذلك حلولًا صديقة للبيئة من شأنها أن تقلل من تشكيل مخلفات ثانوية قد تضر بالبيئة، الأمر الذي يؤدي إلى تحسن البصمة البيئية لعمليات استخراج النفط الحالية والمستقبلية.

في هذا الإطار، حصلت المجموعة مؤخرًا على جائزة تمنح لطالبَين فقط على مستوى كندا وهي جائزة Werner Graupe  International fellowship. وحصل عليها الباحث أمجد القنّي طالب الدكتوراة في فريق الدكتور نصار البحثي بناءً على ما تقدم به من أبحاث حول تحويل عملية معالجة المياه العادمة الناتجة عن استخراج النفط من عملية تستهلك طاقة إلى عملية منتجة للطاقة وصديقة للبيئة في الوقت نفسه. حيث عملت المجموعة على تطوير منتج (nanosorbcats)، وهو عبارة عن مادة نانوية لها خاصية الامتصاص والتحفيز (صورة رقم 1)، ليتم استخدامها في تحقيق ذلك الهدف من خلال:

1- اعتماد استخدام الجسيمات النانوية (nanosorbcats) لتطوير وزيادة استخراج النفط في الموقع إذ يتم إزالة مادة الاسفلت عن طريق الادمصاص أو الالتصاق على الجسيمات النانونية. حيث أن المعروف بالعادة هو أن النفط الخفيف يرتفع إلى السطح بينما تبقى المادة الاسفلتية وجميع الجزيئات الثقيلة والمعادن تحت الارض.

2- استخدام الجسيمات النانوية لإزالة الملوثات الغازية كغازات الاحتباس الحراري مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون حيث يتم استخدام هذه الجسيمات كمحفّز لتحويل هذه الغازات إلى ميثانول.

3- استخدام الجسيمات النانونية كمحفّز لفصل الماء لإنتاج الهيدروجين على درجة حرارة 250 مئوية، و من ثم استخدامه لتحسين النفط الخام.

4- استخدام الجسيمات النانونية كمحفز لتحويل المخلفات العضوية الصلبة (petroleum coke)  إلى مادة قيمة وصديقة للبيئة، كالأسمدة مثلاً(humic acid) .

5- استخدام الجسيمات النانونية في تنقية المياه العادمة الناتجة عن صناعة الأنسجة والدباغة والصناعات الكيماوية الأخرى بالإضافة إلى تنقية مياه الشرب.

6- استخدام تقنية النانو في معالجة وإعادة استخدام المياه العادمة الناتجة عن استخراج النفط. حيث يتم استخدام الجسيمات النانوية في إزالة المواد العضوية والهيدروكربونية من الماء الناتج ومن ثم إعادة تدوير المياه وتحويل هذه المواد إلى طاقة عن طريق عملية steam gasification.

صورة رقم 1: الجسيمات النانونية Nanosorbcat تعمل على تحويل المياه العادمة إلى مياه نظيفة وطاقة

صورة رقم 1: الجسيمات النانونية Nanosorbcat تعمل على تحويل المياه العادمة إلى مياه نظيفة وطاقة

وتمثل هذه الجائزة تقديرًا لجهود أمجد القني البحثية وتثبت ريادتها في هذا المجال وهي نتيجة مباشرة لعمل المجموعة كفريق واحد ودليل واضح على القيمة العلمية والعملية لأبحاث الفريق. ومن الجدير بالذكر أن المجموعة نشرت ما لا يقل عن مائة مقال وبحث علمي منقّح في أقوى المجلات العلمية والعالمية، كما وشاركت في أكثر من سبعين مؤتمرًا عالميًا وحازت على أكثر من عشرين جائزة علمية كانت هذه الجائزة آخرها.

في الحقيقة، تشكل هذه التقنية نقلة نوعية في مجال صناعة النفط والغاز. حيث أن هذه التقنية الجديدة لمعالجة المياه العادمة لا تساعد فقط في تحسين المياه وإنتاج الطاقة ولكن أيضا يمكن أن تقلل بشكل كبير القيمة التشغيلية والأموال المستخدمة في العمليات التقليدية.

إعداد: د. نشأت نصار

جامعة كالجري – كندا

المصادر والمراجع:

  1. http://www.ucalgary.ca/nassar/
  2. El-Qanni, A., Nassar, N.N., Vitale, G. and Hassan, A., 2016. Maghemite nanosorbcats for methylene blue adsorption and subsequent catalytic thermo-oxidative decomposition: Computational modeling and thermodynamics studies. Journal of colloid and interface science, 461, pp.396-408.
  3. Hassanali L. 2016. Student’s quest to generate energy from wastewater earns international fellowship. 4 May. University of Calgary. [Online]. (Accessed: 6 June 2016). Available from: http://www.ucalgary.ca/utoday/issue/2016-05-04/students-quest-generate-energy-wastewater-earns-international-fellowship?utm_source=UToday&utm_medium=Email&utm_campaign=May-4-2016&utm_term=Student%27s+quest+to+generate+energy+from+wastewater+earns+international+fellowship

تعليق واحد

  1. الى الامام .. ويعطيكم العافية

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

ăn dặm kiểu NhậtResponsive WordPress Themenhà cấp 4 nông thônthời trang trẻ emgiày cao gótshop giày nữdownload wordpress pluginsmẫu biệt thự đẹpepichouseáo sơ mi nữhouse beautiful