أنظمة تعبئة صهاريج الإيثانول

يكتسب الماء وتوافق المواد أهمية حاسمة في تعبئة الإيثانول، لأن الإيثانول كحول يمتص الرطوبة من الهواء ومن المعدات ويمتزج بالماء بأي نسبة. فالماء الذي يدخل سلسلة التعبئة يبقى ذائبًا في المنتج، وقد يؤدي لاحقًا إلى انفصال الطور عند خلط الإيثانول بالبنزين. كما أن بعض المعادن والمطاطيات واللدائن التي تعمل جيدًا مع الوقود الهيدروكربوني قد تنتفخ أو تتصلب أو تتآكل عند ملامستها للإيثانول. لذلك يُصمَّم نظام تعبئة صهاريج الإيثانول بحيث يحافظ على المنتج جافًا ونظيفًا، لا لمجرد نقله من الخزان إلى الصهريج.

أما السلسلة العامة المؤلفة من المضخة والعدّاد وصمام التحكم وذراع التعبئة، وملف التعبئة على مرحلتين وإشارات السماح، فقد شُرحت في صفحة أنظمة تعبئة الصهاريج. وتركّز هذه الصفحة على ما يغيّره الإيثانول تحديدًا: منع دخول الماء، واختيار مواد الأجزاء الملامسة للسائل، ومراعاة قابلية الأبخرة للاشتعال، وإيصال المنتج سليمًا إلى نقطة الخلط.

ما الذي يُعبّأ وإلى أين يذهب؟

يُحوَّل إيثانول الوقود في مصنع الإنتاج إلى إيثانول مُغيَّر الطبيعة بإضافة نحو 2 % من الهيدروكربونات، غالبًا من البنزين الطبيعي، مع إضافة مثبط للتآكل قبل الشحن. ثم يُنقل بالسكك الحديدية أو الصهاريج أو المراكب إلى محطة التوزيع، حيث يُخزَّن مكوّن البنزين والإيثانول والإضافات في خزانات منفصلة. وتظهر تعبئة الصهاريج في موضعين: شحن الإيثانول الصافي من المصنع أو من مستودع وسيط إلى محطة الخلط، وتعبئة البنزين المخلوط بالإيثانول في صهاريج التوزيع على رصيف المحطة. وفي الحالة الثانية يُضاف الإيثانول عادةً بنسبة محددة أثناء التعبئة، وهو ما تتناوله صفحة أنظمة خلط الوقود الحيوي.

إبقاء الماء خارج سلسلة التعبئة

تصف أدلة المناولة الإيثانول بأنه شديد الاسترطاب، وتوصي بإبعاد الماء قدر الإمكان عن معدات مناولته وتخزينه وتوزيعه. ففي الوقود الهيدروكربوني يترسب الماء الحر طبقةً منفصلة في قاع الخزان ويمكن تصريفه، أما في الإيثانول فيذوب في المنتج ولا يمكن سحبه بسهولة. ومن مصادر دخول الماء النموذجية والإجراءات المقابلة لها:

·         تنفّس الخزان: الهواء الرطب الداخل عند تفريغ الخزان يلامس المنتج، ويُقيَّم استخدام فتحات تهوية مجففة أو غطاء من غاز جاف وفق مناخ الموقع.

·         مياه الاختبار الهيدروستاتيكي والغسيل: تجفيف الخطوط وأجسام العدادات والخراطيم الجديدة أو الخارجة من الصيانة قبل التشغيل، مع توفير نقاط تصريف منخفضة.

·         حجرات الصهريج: التحقق من خلوّها من الماء وبقايا الحمولة السابقة قبل التعبئة وتسجيل ذلك.

·         نقطة السحب من الخزان: إبقاء سحب المضخة بعيدًا عن منطقة الماء والرواسب في القاع ومراقبة القاع بانتظام.

تحدد مواصفات إيثانول الوقود حدًا أعلى لمحتوى الماء، أما طريقة إثبات الالتزام به على الرصيف، أي تواتر أخذ العينات والتحليل المخبري، فهي جزء من إجراءات الجودة في المحطة، ويوفّر نظام التعبئة نقاط أخذ العينات والسجلات التي تتطلبها تلك الإجراءات.

مواد الأجزاء الملامسة والحشوات

يُختار كل جزء ملامس للإيثانول بناءً على توافق موثّق معه، لا على العادات المتبعة في أرصفة البنزين أو الديزل. فقد أظهرت اختبارات الخلائط عالية الإيثانول أن الزنك والنحاس الأصفر والرصاص والألومنيوم حساسة للتدهور، في حين أبدى الفولاذ غير المطلي والفولاذ المقاوم للصدأ والبرونز مقاومة مقبولة. وقد تتدهور مواد غير معدنية مثل المطاط الطبيعي والبولي يوريثان وPVC وبعض أنواع النايلون، وتنتفخ بعض المطاطيات. كما أن الموصلية الكهربائية الأعلى للإيثانول مقارنة بالبنزين قد تسرّع التآكل عند وصلات المعادن المختلفة. ويشمل ذلك عمليًا الحشوات الميكانيكية للمضخات، والأجزاء الداخلية للعدادات، وحشوات الصمامات، ووصلات ذراع التعبئة الدوّارة، والخراطيم وعناصر المرشحات، مع مطالبة كل مورّد ببيانات توافق خاصة بالمنتج تشمل المادة المُغيِّرة للطبيعة والإضافات.

قابلية اشتعال الفراغ البخاري في الصهريج

يكون بخار البنزين في فراغ الخزان عادةً أغنى من أن يشتعل عند درجات الحرارة المحيطة المعتادة. أما الإيثانول المُغيَّر الطبيعة فيختلف: ففي دراسة لمختبر NREL كان بخاره قابلًا للاشتعال عند درجة حرارة الغرفة وعند جميع الدرجات حتى نحو −6 °C تقريبًا، وهو أثقل من الهواء ويتجمع في المواضع المنخفضة. ويعني ذلك أن الفراغ البخاري في حجرة الصهريج قد يحتوي خليطًا قابلًا للاشتعال أثناء التعبئة. وتُصنَّف الكحولات من الناحية الكهروستاتيكية سوائلَ عالية الموصلية تفقد الشحنة أسرع من الهيدروكربونات منخفضة الموصلية، لكن ذلك لا يلغي الحاجة إلى التأريض. لذا يبقى التحقق من تأريض الصهريج، وإشارة السماح لمنع الفيضان، والتعبئة المغمورة أو السفلية لتجنب الرشّ، وجمع الأبخرة، والمعدات الكهربائية الملائمة لتصنيف المنطقة الخطرة متطلبات أساسية، ويُجرى تصنيف المناطق لكل مشروع وفق بياناته.

مدخلات التصميم الخاصة بالإيثانول

القياس والسجلات

تختلف كثافة الإيثانول وتمدده الحراري عن الوقود الهيدروكربوني، لذلك تُستخدم طرق تصحيح خاصة بالإيثانول لتحويل الحجم المعبّأ إلى درجة الحرارة المرجعية. وتتناول صفحة وحدات قياس الإيثانول اختيار العدّاد وتفاصيل التصحيح. ويتيح حفظ بيانات المنتج والدفعة والحجرة والعينة معًا في سجل التعبئة إمكانية التتبع عند أي اعتراض لاحق على الماء أو الجودة.

دور TLY Enerji

بحسب نطاق المشروع، تقدّم TLY Enerji الدعم الهندسي في اختيار تقنيات القياس والتحكم لنقطة تعبئة الإيثانول، وتوريد العدادات والصمامات والمضخات الملائمة للإيثانول، ودمج نقطة التعبئة مع نظام أتمتة المحطة، والتركيب في الموقع والاختبار والتشغيل. وتُحدَّد قيود مواد الأجزاء الملامسة وحدود نطاق التوريد في بداية المشروع استنادًا إلى المواصفة الفنية وبيانات المنتج.

المعلومات المطلوبة لمشروع تعبئة الإيثانول

·         المنتج المعبّأ: إيثانول مُغيَّر الطبيعة صافٍ أم خليط مع البنزين، والمواصفة المعمول بها

·         نوع المادة المُغيِّرة للطبيعة والإضافات، وأي بيانات توافق متاحة

·         نوع الصهريج وعدد الحجرات وطريقة التعبئة العلوية أو السفلية

·         عدد الصهاريج يوميًا ومعدل التعبئة وحجم الدفعات

·         نطاق درجة الحرارة المحيطة وترتيب تهوية الخزانات

·         المنتجات الأخرى على الرصيف نفسه ووجود خطوط مشتركة

صفحات ذات صلة

·         وحدات قياس الإيثانول: تصحيح الحجم الخاص بالإيثانول واختيار تقنية العدّاد عند نقطة التعبئة.

·         أنظمة خلط الوقود الحيوي: إضافة الإيثانول إلى البنزين بالنسبة الصحيحة أثناء التعبئة.

·         البنية العامة لأنظمة تعبئة الصهاريج: سلسلة المضخة والعدّاد وصمام التحكم وذراع التعبئة بمعزل عن نوع السائل.

·         أنظمة التأريض ومنع الفيضان: ربط التأريض ومنع الفيضان بسلسلة إشارات السماح.

أسئلة شائعة حول تعبئة صهاريج الإيثانول

هل يمكن فصل الماء عن الإيثانول بعد التعبئة؟

في البنزين أو الديزل يترسب الماء عادةً طبقةً منفصلة يمكن تصريفها من قاع الخزان. أما الإيثانول فيمتزج بالماء، فيبقى الماء ذائبًا في المنتج ولا يُزال بالتصريف البسيط. وتظهر المشكلة غالبًا عند خلط الإيثانول بالبنزين، إذ قد ينفصل جزء البنزين عن خليط الإيثانول والماء إذا كانت كمية الماء كافية. لذا ينصبّ التركيز على منع دخول الماء إلى سلسلة التعبئة أصلًا.

هل تصلح معدات رصيف البنزين للإيثانول؟

التسلسل الميكانيكي متشابه، لكن يجب فحص الأجزاء الملامسة كلًّا على حدة. فالمكونات المحتوية على الزنك أو النحاس الأصفر أو الرصاص أو الألومنيوم، وبعض المطاطيات واللدائن، قد تتدهور مع المنتجات عالية الإيثانول. وقبل التحويل يُستحسن الحصول على بيانات التوافق من موردي حشوات المضخات وأجزاء العدادات وحشوات الصمامات ووصلات الذراع والخراطيم، وتنظيف الخطوط من الماء والرواسب.

هل خطر الكهرباء الساكنة مع الإيثانول أقل منه مع البنزين؟

تُعد الكحولات سوائل عالية الموصلية من الناحية الكهروستاتيكية، فتفقد الشحنة أسرع من الهيدروكربونات منخفضة الموصلية. غير أن بخار الإيثانول المُغيَّر الطبيعة في فراغ الصهريج قد يكون ضمن نطاق الاشتعال عند درجة حرارة الغرفة. لذلك يبقى التحقق من تأريض الصهريج وربط جميع الأجزاء الموصلة والتعبئة دون رشّ إجراءات لا غنى عنها في رصيف الإيثانول.

أين يُخلط الإيثانول بالبنزين عادةً؟

في الممارسة الشائعة يصل الإيثانول المُغيَّر الطبيعة إلى محطة التوزيع منتجًا منفصلًا، ويُخلط بالبنزين هناك غالبًا بنسبة محددة أثناء تعبئة الصهاريج. أما تعبئة الإيثانول الصافي في الصهاريج فتكون عادةً لشحنه من المصنع أو المستودع الوسيط إلى محطة الخلط. ويُعد التحكم في نسبة الخلط والتحقق منها موضوعًا هندسيًا مستقلًا تتناوله صفحة أنظمة الخلط.