الغاز الحامض

يُعد الغاز الطبيعي، وهو أنظف أنواع الوقود الأحفوري احتراقًا، عنصرًا أساسيًا في تحقيق استقلال الولايات المتحدة في مجال الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فهو أكثر أمانًا وأسهل في التخزين. إنه أكثر موثوقية في الظروف الجوية السيئة من الكهرباء، وفعال للغاية من حيث التكلفة. ومع كل ذلك، لا يخرج الغاز من مكامنه جاهزًا للاستخدام. ففي معظم الأحيان، يكون الغاز الطبيعي ملوثًا بـ "الغاز الحامض" الذي يعيق نقله واستخدامه. يتواجد الغاز الحامض عادةً في صورة ثاني أكسيد الكربون (CO2) وكبريتيد الهيدروجين (H2S). ولكي يكون الغاز الطبيعي عمليًا، يجب إزالة هذه المكونات الحامضة إلى حد كبير قبل التوزيع والاستخدام.

ما الذي يجعل الغاز حامضًا؟

كما وُصف، لا يتشكل الغاز الطبيعي في مكامنه الصخرية بمفرده. فغاز H2S – الذي يُطلق عليه أيضًا غاز المستنقعات، غاز السماد، وغاز المجاري – شديد الاشتعال وسام قاتل. ومثل الغاز الطبيعي نفسه، يتكون H2S على مدى آلاف السنين من المواد النباتية والحيوانية المتحللة التي تعرضت لحرارة وضغط شديدين. يمنع CO2 الغاز الطبيعي من الاحتراق بكفاءة وأمان. ويُطلق على هذين الغازين أيضًا اسم الغازات الحمضية. وكما يمكن للحمض أن يجعل الفاكهة حامضة، فإنه يؤدي نفس النتيجة للغاز الطبيعي. وبمجرد جمع الغاز الطبيعي الحامض، يجب أن تكون إزالة هذه المركبات هي الأولوية الأولى.

ما الضرر الذي تسببه هذه الغازات؟

يقلل ثاني أكسيد الكربون من القيمة الحرارية للغاز الطبيعي. القيمة الحرارية هي مصطلح يشير إلى كمية الحرارة الناتجة عند احتراق مادة ما. وخلاصة القول أنك ستحتاج إلى استخدام كمية أكبر منه مقارنة بالغاز ذي القيمة الأعلى. أما كبريتيد الهيدروجين فيسبب مشكلات فريدة خاصة به. فبالإضافة إلى سهولة الاشتعال، يعتبر H2S غازًا سامًا يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد، والتهاب الملتحمة في العينين، وفقدان الوعي المفاجئ. علاوة على ذلك، فإن هذا الغاز الحمضي شديد التآكل سيؤدي إلى تآكل الأنابيب التي يمر عبرها، مما يجعل النقل لمسافات طويلة مستحيلًا. وغني عن القول إن إزالته ضرورية للغاية.

هل توجد هذه المركبات الحامضة في مصادر وقود أخرى؟

تتواجد هذه المواد أيضًا في رواسب النفط الخام والفحم. وللسبب نفسه الذي يتطلب من الغاز الطبيعي ذلك، يجب أولاً تنقية البترول من H2S قبل أن تتم الشحنات العالمية والقارية لهذه السلعة السوقية. وفي السنوات الأخيرة، دعمت اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة الأمريكية (FERC) رفض أي نفط خام يحتوي على أكثر من خمسة أجزاء في المليون من H2S. كما تستضيف رواسب الفحم كبريتيد الهيدروجين. ويجعل الوجود المنتشر في أنفاق المناجم وغيرها العمل في مثل هذه الأماكن محفوفًا بالمخاطر دون بروتوكولات سلامة صارمة. وتحتوي المناجم المحفورة عبر الصخور الرسوبية على تركيزات أعلى. ومن العوامل المؤثرة الأخرى مسام طبقات الفحم ونشاط المياه الجوفية.

كيف يمكن التخفيف من الغازات الضارة؟

نظرًا للضرر الذي يمكن أن يسببه الغاز الحمضي، يجب معالجته بالقرب نسبيًا من نقطة مصدره. من موقع التجميع، يمكن للغاز أن ينتقل عبر أنابيب مزودة بمثبطات التآكل. هذا النظام التجميعي لخطوط الأنابيب مخصص للحركة من البئر إلى منشأة معالجة الغاز الحامض. الأمينات، أو الألكيل أمينات، هي مشتقات الأمونيا التي يرتبط بها H2S بشكل خاص. وهي تمتص كبريتيد الهيدروجين قبل أن يمر الغاز الطبيعي إلى مزيد من التنقية.

هل الغاز الحمضي شر محض؟ أم أنه قابل للاستخدام؟

بعد استعراض سمية وتآكل H2S، يصعب على أي شخص أن يتخيل أنه يمكن أن يكون له أي تطبيق إيجابي بأي شكل من الأشكال. ومع ذلك، إذا كانت هناك كمية كبيرة من الكبريت واضحة في معالجة الغاز الحامض، فقد يكون التنقية الإضافية تستحق الجهد. الغاز الحمضي أثقل من الأكسجين. وغاز ONI الحامض (أي الذي لا يحتوي على الأكسجين) أثقل لأنه يحتوي أيضًا على CO2. إذا كان هناك الكثير من ثاني أكسيد الكربون موجودًا في الغاز الحمضي بعد معالجة الأمينات، فإن ذلك يجعل التقاط الكبريت أصعب. وفي هذه الحالة، يتم حقن ما تبقى من غاز ONI الحامض في موقع تحت الأرض محدد مسبقًا. وهذا يحمي الغلاف الجوي من هذه المركبات الضارة.