الغاز (ناقلات-)

غاز (ناقلات)

Gas carriers - Transporteurs du gaz

الغاز (ناقلات ـ)

ناقلات الغاز الطبيعي المسال liquefied natural gas carriers مراكب بحرية معدة لنقل الغاز الطبيعي المضغوط (بروبان، بوتان، ميتان وغيره) في صهاريج تحت ضغط يراوح بين 1 و1.8 ميغانيوتن/م² (10ـ 18كغ/سم³) مع التبريد الشديد.

طرائق نقل الغاز

نتيجة للتطور الهائل الذي طرأ على تقانات النقل المختلفة، وطرائق الفصل والمعالجة المطبقة على الغازات الطبيعة، بهدف الحصول على الغازات المسالة (المميَّعة)، تنقل الغازات الطبيعية بطريقتين:

1ـ عن طريق خطوط الأنابيب[ر] pipelines: التي تربط بين مناطق الإنتاج وأماكن الاستهلاك، وهي الطريقة الأمثل اقتصادياً لنقل الغاز.

2ـ عن طريق ناقلات الغاز methane carriers: وتستلزم وسيلة النقل هذه إسالة الغاز الطبيعي liquefaction of natural gas، عند الضغط الجوي ودرجة حرارة سالبة تعادل -161.49 ْم. وتمتاز بتقليص حجم غاز الميتان في الحال السائلة إلى درجة كبيرة.

يحتل الغاز الطبيعي المسال liquefied natural gas مكانة مهمة جداً في تلبية الزيادات الكبيرة في استهلاك الغاز الطبيعي سواء في العمليات المنزلية أو مادة أولية في الصناعات البتروكيمياوية.

ولدى تعريض الغاز الطبيعي لدرجات حرارة منخفضة جداً وعند الضغط الجوي يتكثف متحولاً إلى الطور السائل، وينخفض حجمه نحو 600 مرة مقارنة مع الحيز الذي يمكن أن يشغله فيما لو بقي بحاله الغازية، فيسمح بنقل كميات كبيرة جداً من الغاز المسال وتخزينها.

إن الغازات الطبيعية المسالة هي سوائل نظيفة غير سامة ولارائحة لها، وأخف من الهواء وترتفع إلى الأعلى دوماًَ وهذا ما يجعلها أقل خطراً من أنواع الوقود الأخرى مثل غازي البروبان أو البوتان الأثقل من الهواء، التي تميل إلى الاستقرار قرب من سطح الأرض.

تشتمل عمليات نقل الغاز الطبيعي المسال على الخطوات الرئيسية الآتية (الشكل 1):

 أ ـ فصل الغاز الطبيعي ومعالجته ونقله بخطوط الأنابيب إلى وحدات الإسالة أو التمييع.

ب ـ معالجة الغاز الطبيعي المنتج قبل دخوله إلى وحدات الإسالة، لتوفير الشروط أو المواصفات اللازمة لعملية الإسالة liquefaction specifications.

ت ـ إسالة الغاز، وتترافق في أغلب الأحيان مع عملية التكسير fractionation.

ث ـ تخزين الغاز الطبيعي المسال وتحميله.

ج ـ النقل بناقلات الغاز.

ح ـ الاستقبال والتخزين الطويل الأمد.

خ ـ تحويل الغاز المسال إلى الطور الغازي regasification.

لمحة تاريخية

بدأت تجارة الغازات الطبيعية المسالة عام 1964 في الجزائر، حيث بلغت عام 1994 (n87.75.10⁹ m³_N) أي نحو 65 ميغا طن/سنة. وهي اليوم نحو 24.2% من قيمة التجارة العالمية للغاز الطبيعي.

ومن أهم الدول المصدرة للغازات الطبيعية المسالة: إندونيسيا والجزائر وماليزيا وبروني والإمارات العربية المتحدة وليبيا، وأستراليا. وتعد اليابان البلد المستورد الأول، حيث استهلكت عام 1994 نحو 65% من الغازات الطبيعية المسالة المتوافرة في الأسواق العالمية، ويليها كوريا الجنوبية وفرنسا وإسبانيا وبلجيكا والولايات المتحدة الأمريكية. يوضح الجدول (1) أن الطاقة الإنتاجية لوحدات الإسالة حالياً في العالم تبلغ 73.5 ميغاطن/السنة. وهي قادرة على تغطية احتياجات السوق العالمية.

ومن المتوقع أن يزداد الطلب على الغاز المسال إلى حد كبير في عام2010.

أنواع ناقلات الغازات الطبيعية المسالة وكيفية تصميمها

بدأت عملية نقل الغازات الطبيعية المسالة باستخدام الناقلات في عام 1960 ومن ثم تطورت بسرعة في عام 1970، إذ تزايدت الطاقة التحميلية لهذه الناقلات من عام إلى آخر وبلغت في الآونة الأخيرة نحو (125000م³).

تصنع السفن المستخدمة في نقل الغاز الطبيعي المسال وفق مواصفات محددة، وتجهز بهيكل مضاعف double hull، إذ يكون الهيكل الداخلي inner hull وقاية إضافية من الاصطدام، في حين يملأ الحيز void space الفاصل بين الهيكل الداخلي والخارجي بماء موازن ballast water.

وقد طُبقت تقانتان رئيستان في عملية تصميم الناقلات:

أ ـ الخزانات المتكاملة integrated tanks technology: وفيها تُرسل القوى المتولدة عن شحن الغاز المسال بوساطة غشاء معدني metallic membrane إلى الهيكل الداخلي للسفينة.

تُصنَّع الخزانات وفق هذه التقانة من غشاء مرن من الفولاذ غير القابل للصدأ flexible stainless steel membrane ويستند إلى الهيكل بعازل insulator وحاجز ثانوي secondary barrier مصمم لمنع أي تسرب قد يطرأ على شحنة الغاز المسال. وغالباً ما يُصنَّع هذا الغشاء من أنواع خاصة من الفولاذ القادر على تحمل درجات الحرارة المنخفضة جدأ.

تتألف هذه الخزانات كما هو موضح بالشكل 2 من ثلاثة أقسام رئيسية وهي:

1) الحاجز الأولي primary barrier: ويتكوَّن من غشاء مجوف waffled membrane مُصنَّع بصفائح مسطحة من الفولاذ غير القابل للصدأ ملحومة مع صفائح مضلعة متعامدة مع الصفائح السابقة وذلك للحد من الإجهادات الحرارية thermal stresses الناتجة من تغيرات درجة الحرارة، وتساعد منظومات التضليع المضاعف على التخفيف من إجهادات الانحناء bending stresses التي تتعرض لها الصفائح المضلعة وتقليص إجهادات الشد tensile stresses التي تمتصها الأجزاء المسطحة.

وتجدر الإشارة إلى أن قدرة الغشاء الكبيرة على مقاومة تغيرات درجة الحرارة وقصورها الحراري المنخفض low thermal inertia تسمح بتبريد الخزان بسرعة في أثناء عملية شحن الغاز المسال، وهذا ما يمكِّن الناقلات من العودة من أماكن تفريغها من دون الحاجة إلى المحافظة على برودة خزاناتها، وبمعنى آخر لا يبقى في الخزانات إلا السائل الذي لايمكن تفريغه باستخدام المضخات الرئيسية.

2) الطبقة العازلة: في بادئ الأمر كانت عملية العزل تتم بخمس طبقات من خشب البلزا balsa (خشب استوائي خفيف الوزن) أما في التصاميم الحديثة فقد استبدل به طبقات البلزا طبقات من الخشب المعاكس plywood والليف الزجاجي fiber glass المدعَّم بالبولي أوريتان polyurethane.

3) الحاجز الثانوي secondary barrier: يتكوَّن من صفيحة من الألمنيوم محصورة بين طبقتين من الليف الزجاجي.

ب ـ تقانة الخزانات ذاتية الدعم :self- supporting tanks technology تُبنى هذه الخزانات على أساس أن تقاوم جميع الإجهادات المتولدة عن وزن شحنة الغاز المسال فيها. وكانت شركة Moss Rosenberg النرويجية أول من أدخل مفهوم الخزانات الكروية ذاتية الدعم.

في مثل هذه الحال تحمل ناقلات الغاز المسال أربعة إلى ستة خزانات كروية، كما هو موضح بالشكل 4. وتُعزل الخزانات الكروية مع ترك فراغ بينها وبين الطبقة العازلة، يملأ بالهواء الجاف أو بغاز خامل (الآزوت).

يستند كل خزان كروي إلى قاعدة أسطوانية cylindrical skirt ترتكز على قاعدة الناقلة، في حين يوضع حاجز أمان ثان عند قاعدة الخزانات لحماية هيكل السفينة من أي تسرب.

ومهما كان تصميم الحاملة أو نوعية الطبقة العازلة المستعملة، يمكن أن يحدث فقدان لكمية يسيرة من الحرارة بين داخل الخزان وخارجه مما يسبب تبخر كمية من الغاز المسال وتحولها إلى غاز. يستعمل هذا الغاز وقوداً لتغذية نظام الدفع التوربيني المحرك للناقلة. ففي السفن الحديثة يمثل البخر نحو 0.1% يومياَ من شحنة الغاز المسال الكلية، إذ تعتمد نسبة البخر أساساً على نوعية العزل وعلى نتائج الدراسات الاقتصادية والفنية. وتراوح حمولة الناقلات عادة بين بضع عشرات الأطنان و25ـ 35 ألف طن. وقد يصل الحجم إلى 70 ألف متر مكعب أو أكثر.

تحضير الغازات لعملية النقل:

عند وصول الناقلة إلى محطة التسليم receiving terminal تُفرغ شحنتها من الغاز المسال. ومن ثم تُبخر لتحويلها إلى غاز، باستخدام إحدى الوحدات الآتية:

1) وحدات الحامل المفتوح open rack units: وفيها يُبَخر الغاز المسال داخل أنابيب عمودية عن طريق التبادل الحراري مع المياه النازلة طبقة رقيقة خارج الأنابيب، مثل هذه الوحدات غالية الثمن نسبياً كما تتطلب كميات كبيرة من المياه، ولكن كلفة تشغيلها رخيصة.

2) وحدات الحرق المغمورة submerged combustion units: وفيها يُبَخر الغاز المسال بوساطة ملف مغمور في حمام مائي ساخن، وهذه الوحدات رخيصة الثمن نسبياً ولكن كلفة تشغيلها مرتفعة.

وبعد ذلك يُحول الغاز الناتج إلى محطات القياس والتنظيم ومنها إلى شبكات التوزيع أو إلى حقول التخزين.

جان سعد

الغاز (خطوط نقل ـ) ـ النفط ـ النفط والغاز (خزن ـ).

- BARRY ROGLIANO SALLES, Survey of the World LNG Fleet: Ships Age/ Availability-LNG Projects and Newbuilding Needs, Ed. (Barry Rogliano Salles, Paris, FRA 1995).

- J.A. DE KRAA & A.R. PUNT, Advances in LNG Technology (conf. liquefied Nat. Gas-LNG 10, Kuala Lumpur, MYS 1992).

- W.L. LOM, Liquefied Natural Gas (Applied Science Published, London 1974).

- A. MARKS, Liquefied natural gas storage, in Petroleum Storage Principles (PennWell Book, PennWell Publishing Co., Tulsa, okla 1983).

- P.J.A. TIJM,, E. STANTON & R.K., NAGELVOORT, Liquefied Natural Gas: reducing costs (Shell International Petroleum Company Ltd, London 1995).

التصنيف : الصناعة

المجلد: المجلد الثالث عشر

رقم الصفحة ضمن المجلد : 712

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية