كيف سيكون شكل مصفاة مصغرة مثالية لتكرير الديزل المتجدد؟

تعاني الولايات المتحدة من نقص في قدرة تكرير وقود الديزل - سواء أكان يعتمد على النفط الخام أم متجددًا. يرتفع سعر الديزل بسرعة هنا خلال عام 2022 ، والنقص آخذ في الازدياد ، وهذا له آثار على سلسلة التوريد وتضخم أسعار السلع الأخرى.

وفي الوقت نفسه ، فإن حكومة الولايات المتحدة معادية للبترول كمادة وسيطة ، وقد اتخذت شركات النفط التلميح لأنها تغلق مصافي النفط الخام بالكامل أو تحولها إلى ما يسمى "بالديزل المتجدد". يتكون مفهوم الديزل المتجدد هذا في الغالب من المحاصيل الغذائية - الذرة وفول الصويا - مما يؤدي إلى منافسة بين الغذاء والوقود وتسبب في نقص كليهما.

في خضم هذه الأزمة ، لا توافق وكالة حماية البيئة والسلطات المحلية على بناء مصافي بتكرير جديدة. في الواقع ، لا أحد يحاول التقدم بطلب للحصول على هذه الموافقة.

أهداف مصفاة ديزل صغيرة متجددة

ستلبي المصفاة المصغرة المثالية للديزل جميع المتطلبات التالية:

• انتاج مليوني جالون من الوقود شهريا او اكثر
• إنتاج وقود عالي الجودة ومسؤول بيئيًا
• عدم التصريف في الهواء أو الماء أو التسبب في مشكلة بيئية جديدة
• إزالة المواد من مجرى النفايات وعدم الحاجة إلى محاصيل غذائية
• التواجد بالقرب من مصادر المواد الأولية وخدمة العملاء المحليين ، وبالتالي القضاء على تكاليف النقل بعيد المدى

منشأة إنتاج الديزل المتجدد

يمكن أن يكون الحد الأدنى للمبنى 2000 قدم مربع كافياً وما يصل إلى 5000 قدم مربع أكثر من كافٍ لمنطقة الإنتاج (1000 قدم مربع) ، والتحكم ، وورشة العمل ، والمختبر ، والمكاتب. في المناخات الجافة والدافئة ، يمكن وضع منطقة الإنتاج في الخارج تحت مظلة.

أن يكون المبنى من إطار من الصلب ولا يحتوي على أي إنشاءات خشبية بداخله. يحتاج المبنى إلى العزل والتحكم في المناخ. يجب تركيب مرشات لإخماد الحرائق.

يمكن أن يكون الموقع خارج الشبكة جزئيًا أو كليًا باستخدام الطاقة الشمسية للأضواء والكهرباء على نطاق صغير ، ومولد للطاقة الاحتياطية وطاقة الإنتاج (600 أمبير) التي قد تنفد من الوقود الخاص بالموقع ، وبئر أو نظام مياه مخزّن لتلبية الاحتياجات من الموظفين.

تشمل المعدات أجهزة الاختبار المعملية ومعدات المستودعات العادية (الرافعة الشوكية ، ورافعة المنصات ، والأدوات ، وما إلى ذلك).

إذا كانت المنشأة ستقوم بعمليات التسليم الخاصة بها باستخدام شاحنات الوقود ذات العجلات ، فستكون هناك حاجة إلى مساحة أكبر لوقوف السيارات ومتجر للصيانة والإصلاح.

موقع منشأة الديزل المتجدد

خارج المبنى ، ستحتاج المنشأة إلى ممرات لتحميل الشاحنات - اثنان على الأقل سيكونان الأفضل - ومزرعة خزان سعة 250.000 جالون أو أكثر. بالنظر إلى مساحة القدرة على المناورة بالشاحنة ، سيكون حجم فدانين بحد أدنى جيد. يمكنك البناء على مساحة من 5 إلى 20 فدانًا للتخطيط للتوسع. ميزة أخرى لطيفة هي نظام Cardlock ، حيث يمكن للمشترين المعتمدين شراء وتحميل الوقود لأنفسهم.

قد تتضمن المزيد من التحسينات في الموقع وضع الأسفلت وتأمين الممتلكات بسياج وأضواء وأجهزة إنذار.

العاملين في منشأة الديزل المتجدد

تختار بعض منشآت الوقود البديلة عمليات مؤتمتة للغاية لتقليل عدد الموظفين المتاحين وخفض التكاليف. قد تكون هذه فكرة خطيرة ، لأنه كلما زاد الاهتمام بعملية الإنتاج وكلما زاد عدد الأشخاص المتاحين لاتخاذ إجراء أثناء حالة الطوارئ ، كان ذلك أفضل.

يجب أن يشتمل المرفق المجهز بالكامل على مدير عام ، ومدير نوبة ، ومشغل من 1 إلى 2 لكل آلة إنتاج ، ومشغل يشرف على تحميل الوقود ، وفني مختبر لاختبار الوقود ، والأمن على مدار الساعة ، وسائقين لأي شاحنات توصيل. سوف يتم العثور في المكتب على مندوب مبيعات وقود أو سمسار ومحاسب لتتبع أشياء مثل أرصدة RIN.

المواد الأولية المستخدمة في صنع الوقود المتجدد

كانت المواد الأولية كعب أخيل لمشاريع الوقود المتجدد حتى الآن. شكلت أنواع الوقود التي تعتمد على الذرة وفول الصويا منافسة بين الغذاء والوقود ، مما أدى إلى ارتفاع التضخم في كلتا السلعتين. يشجع الوقود الذي يعتمد على زيت النخيل على إزالة الغابات في المناطق الاستوائية. للوقود الذي يعتمد على نفايات المحاصيل تأثير بيئي مشكوك فيه للغاية ، نظرًا لأن الطاقة الكامنة للمادة منخفضة جدًا ويجب جمع نفايات المحاصيل من عشرات أو مئات الأميال حولها. لم يتم إثبات الوقود القائم على الطحالب بنجاح خارج المختبر ، وإذا قمت بإجراء العمليات الحسابية ، فسيتعين تغطية العالم بأسره في أحواض الطحالب لتحل محل الاقتصاد البترولي.

قد يتبقى على الاقتصاد البترولي بضع مئات من السنين لكي يعمل ، ولكن يجب أن يكون أكثر كفاءة. يمكن تنظيف الوقود ونزع الكبريت منه ليحترق بشكل كامل بجزء بسيط من التلوث الحالي. يمكن جمع النفايات البتروكيماوية وإعادة تدويرها بدلاً من التخلص منها. تشمل هذه النفايات:

• زيوت المحركات والتشحيم المستعملة
• المذيبات الصناعية المستعملة
• زيت نفايات التكسير
• نفايات الزيوت من السفن
• ترانسكس (زيوت أو وقود مختلط عن طريق الخطأ)
• ديزل # 6 (قطران)

عندما تندرج بعض هذه النفايات تحت قانون النفايات الخطرة ، يجب تغيير اللوائح للسماح باستخدامها في أنواع الوقود البديلة. لا يمكن التخلص من هذا النوع من النفايات اليوم إلا عن طريق الحرق في قمائن الأسمنت ، وبالتالي تكريس حالة ملوثة في القانون ومنع الابتكار.

تشمل المواد الأولية المحتملة الأخرى للوقود في المستقبل الغاز الطبيعي المسال ، والفحم المسال ، ومياه الصرف الصحي والسماد الطبيعي ، ومخلفات الأسماك إلى جانب أنواع النفايات التي تتم معالجتها حاليًا على نطاق واسع: زيت الطهي المستخدم والدهون الحيوانية ، والتي تعتبر محدودة في العرض.

يجب أن تلتزم المواد الأولية للوقود في المستقبل ومعالجتها بهذه المبادئ:

• منخفض الكلفة
• وفيرة
• الحد من انبعاثات غازات الدفيئة
• إزالة مجرى النفايات
• لا يوجد مشكلة نفايات جديدة
• لا طعام مقابل منافسة الوقود
• إمكانات عالية للطاقة

الصفات المرغوبة لوقود الديزل المتجدد

يجب أن يتوافق الديزل المتجدد مع معايير الجودة الأكثر صرامة. يجب أن يظهر الوقود جميع الصفات التالية:

• الامتثال الكامل لمعيار البترول الديزل رقم 2 (ASTM D975) ، مما يسمح بخلط الوقود بحرية
• انخفاض نسبة الكبريت ، حتى أقل من معيار EPA الحالي 15 جزء في المليون في المصفاة وأقل بكثير من المستوى الفعال 40 إلى 75 جزء في المليون الموجود في المضخة حيث يلتقط الوقود الكبريت من خلال عملية التوزيع
• انخفاض أكاسيد النيتروجين والملوثات الأخرى المسببة للضباب الدخاني
• رماد منخفض
• محتوى مائي منخفض أو معدوم
• تشحيم جيد للمحركات
• تحمل الطقس البارد (انخفاض CFPP أو نقطة انسداد المرشح البارد)
• وقت تخزين طويل دون تدهور

سوق غير مستوف لوقود الديزل المتجدد

تلبي صناعات الديزل الحيوي والديزل المتجدد الحالية جزءًا صغيرًا فقط من طلب السوق المحتمل. يتم إعاقة وقود الديزل الحيوي بسبب حد المزج ، لأنه يستهدف معيار وقود أكثر مرونة وأوساخًا من ASTM D975 (الديزل البترولي # 2). الديزل المتجدد الذي يعتمد على زيت الطهي المستخدم والدهون الحيوانية محدود بسبب نقص المعروض وارتفاع تكاليف جمع هذه النفايات. يتنافس النمط الجديد للديزل المتجدد المعتمد على زيوت الذرة والصويا مع سوق المواد الغذائية بأسعار السوق. كل ما سبق يتم دعمه فقط من خلال الدعم الحكومي.

مشتري الديزل الضخمون الذين قد يرغبون في استخدام وقود متجدد أقل تلويثًا لا يجدون مثل هذا الوقود بأسعار معقولة. يشمل هؤلاء المشترون موزعي الجملة ، والمراسي والموانئ ، وشركات الشحن الكبرى ، والمزارع / الألبان / المزارع ، والمقاولين ، والمناجم ، وتوليد الطاقة الاحتياطية ، ومشغلي القطارات.

سيستمتع مستخدمو زيت التدفئة المنزلية القائم على البترول بفوائد صحية من وقود متجدد وأنظف ، لكن لا أحد يصنع مثل هذا الوقود بكميات كافية لتزويد هذا السوق.

المعدات المستخدمة في صناعة الديزل المتجدد

نسمع كل عامين عن انفجار أو احتراق مصنع للبترول أو الديزل الحيوي بسبب تسرب كيميائي مروع. يجب أن تكون السلامة على رأس أولويات تصميم معدات جديدة لإنتاج الديزل المتجدد. يجب أن تكون المعدات:

• كن آمنًا للعمل بدون مواد كيميائية كاوية أو متفجرة
• لا تصريف الهواء أو الماء أو الأرض
• كن منخفض التكلفة لأوسع اعتماد
• يكون من السهل تدريب الموظفين عليها
• كن قليل الصيانة ومصمم ليدوم

الدعم الحكومي للديزل المتجدد

يتأهل الوقود المتجدد للحصول على إعانات حكومية عندما يمكنه إثبات انخفاض غاز الدفيئة مقابل الوقود القائم على البترول. يجب على المنتجين توثيق مصدر المواد الأولية ووجهة وقودهم بعناية لمنع الاحتيال في هذه البرامج. توجد ثلاثة برامج رئيسية:

• ائتمان IRS Biodiesel Blender - يُدفع إلى خلاط وقود الديزل الحيوي أو الديزل المتجدد بالوقود التقليدي القائم على البترول بمعدل دولار واحد لكل جالون من المنتج المتجدد. يأخذ الخلاط ، الذي يجب عليه إما إنتاج الوقود أو استخدامه ، الائتمان مقابل التزام ضريبة الوقود الفيدرالية.
• RIN لبرنامج معيار الوقود المتجدد - يتم إنشاء RIN من قبل منتجي الوقود المتجدد وبيعها إلى الأطراف الملزمة التي قد تشتري الوقود المتجدد للخلط أو تشتري RIN بدلاً من ذلك لتجنب الوفاء بالتزاماتها. تم تداول RIN - D6 - الأكثر تداولًا على نطاق واسع عند 1.65 دولار للغالون في السنوات الخمس الماضية ، وأدنى مستوى قدره 0.11 دولار في أعماق الوباء ، و 1.13 دولار في وقت كتابة هذا التقرير (يونيو 2022).
• LCFS في كاليفورنيا (معيار وقود منخفض الكربون) - آلية تداول وقود متجدد ينظمها مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا (CARB). يتم قياس أرصدة LCFS من حيث الأطنان المترية من أول أكسيد الكربون المخفّض من الانبعاثات في الهواء. تم تداول طن متري واحد من الكربون مؤخرًا بسعر 105 دولارات. امتصت ولاية كاليفورنيا معظم إمدادات البلاد من زيت الطهي المستعمل وتستورد الوقود المتجدد من منتجي حافة المحيط الهادئ. ومن المتوقع أن تتبنى الولايات الأخرى لوائح توسع منطقة تجارة LCFS - واشنطن وكولورادو أولاً.

يتعين على منتجي الوقود الحيوي من المحاصيل الغذائية دفع أسعار السوق لهذه السلع. يتنافس المنتجون الذين يعتمدون على زيت الطهي المستخدم أو الدهون الحيوانية على إمدادات محدودة من السلع التي يكون جمعها مكلفًا نسبيًا. هؤلاء المنتجين يعيشون على الإعانات الحكومية. تنهار نماذج أعمالهم دون دعم. نفايات البتروكيماويات هي فرصة غير مستغلة - وفيرة ورخيصة مع إمكانات كبيرة للطاقة.

لدى شركة Vegas Renewable Diesel Inc. والمخترع Timothy D. Wetzel الحل

موقع إنتاج الإطلاق الذي وضعته شركة Vegas Renewable Diesel Inc. في لاس فيجاس ، نيفادا يضع علامة على جميع مربعات حل الديزل المتجدد المثالي الذي تمت مناقشته أعلاه.

• المرفق صغير الحجم
• المعدات منخفضة التكلفة
• الجهاز يعمل بأمان بدون انبعاثات ضارة
• الوقود عالي الجودة
• يعتبر الوقود مؤهلا للتجدد عن طريق إزالة المواد من تيار نفايات البتروكيماويات
• اللقيم وفير ورخيص
• يفتح هذا المفهوم سوق الوقود المتجدد للمشترين الذين لا تتم تلبية الطلب عليهم

هذا المشروع هو تتويج لأكثر من 20 عامًا من البحث والتجريب وبناء آلات النماذج الأولية بواسطة مؤسس ومخترع VRD ، Timothy D. Wetzel. كان السيد ويتزل أول شخص حصل على براءة اختراع لعملية صنع وقود ديزل متوافق مع ASTM D975 من زيت الطهي المستخدم ، وقد قام بتحسين عملياته منذ ذلك الحين.

صرح تيم ويتزل قائلاً: "هناك حرب ضد النفط الخام. يمكن لمصافي التكرير الخاصة بي استخدام أي زيت تقريبًا. يمكن مزج مصادر مختلفة من الزيت معًا لصنع مادة وسيطة كبيرة. نحن مجرد نسخة مصغرة من أحدث نوع من وقود الديزل المتجدد وعملية التكرير التي تتجذر وتشكل طريق المستقبل. الجميع يفوز من وقود أنظف وبيئة أفضل ".

تعرف على المزيد حول VRD على:

http://www.VegasRenewableDiesel.com