غاز حمضي

من اليسار إلى اليمين: الزنك، الحديد، الألومنيوم، النحاس؛ مغمورة في حمض الخليك. يوضح الشكل أعلاه التفاعل الكيميائي الأولي، بينما يوضح الشكل أدناه النتائج بعد 24 ساعة، مع احتواء القوارير على غاز حمضي.

الغاز الحمضي هو نوع خاص من الغاز الطبيعي أو أي خليط غازي آخر يحتوي على كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين (H₂S ) أو ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) أو غازات حمضية مماثلة . يُحدد ما إذا كان الغاز حمضيًا أم لا بعد مزجه بالماء. يتراوح مقياس الرقم الهيدروجيني (pH) من 0 إلى 14، حيث يُعتبر أي رقم أعلى من 7 قاعديًا، بينما يُعتبر أي رقم أقل من 7 حمضيًا. الماء متعادل (pH = 7)، لذا عند مزج الغاز بالماء، إذا كان الرقم الهيدروجيني للخليط الناتج أقل من 7، فهذا يعني أنه غاز حمضي؛ أما إذا كان الرقم الهيدروجيني أعلى من 7، فهذا يعني أنه غاز قلوي. [ 1 ]

كثيراً ما يُساء فهم مصطلحي " الغاز الحمضي " و " الغاز الحامض" ويُعتبران مترادفين. وبالمعنى الدقيق، الغاز الحامض هو أي غاز يحتوي تحديداً على كبريتيد الهيدروجين بكميات كبيرة؛ أما الغاز الحمضي فهو أي غاز يحتوي على كميات كبيرة من الغازات الحمضية مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) أو كبريتيد الهيدروجين. وبالتالي، فإن ثاني أكسيد الكربون وحده يُعتبر غازاً حمضياً، ولكنه ليس غازاً حامضاً.

مخاطر الغاز الحمضي

عندما تحرق عملية ما غازًا يحتوي على خليط حمضي، ينطلق هذا الغاز الحمضي إلى الغلاف الجوي. وهذا يُسبب أحد أخطر آثار التصنيع على البيئة، ألا وهو المطر الحمضي . يمكن للغازات الحمضية المنبعثة من محطة توليد الطاقة أن تنتقل لمئات الأميال بعد اختلاطها بجزيئات الماء في الغلاف الجوي. ثم تسقط هذه المركبات على الأرض مجددًا على شكل هطولات مختلفة (المطر الحمضي)، وقد تُسبب مشاكل صحية تنفسية للإنسان، وتقتل النباتات والحيوانات البرية، وتُؤدي إلى تآكل المباني والمنشآت، وتُلوث مصادر المياه. [ 2 ]

تُعدّ الغازات الحمضية خطرة أيضاً لأسباب أخرى غير تلويث البيئة. فهي شديدة الاشتعال والانفجار تحت الضغط، لذا يجب إبعادها عن الحرارة والشرر واللهب المكشوف . [ 3 ]

يُعدّ كبريتيد الهيدروجين غازًا سامًا ، إذ يُمكن أن يُسبب مشاكل في التنفس والاختناق والوفاة. كما أنه شديد التآكل للمعادن [ 3 ] ، مما يُقيّد المواد التي يُمكن استخدامها في الأنابيب والمعدات الأخرى المُخصصة للتعامل مع الغاز الحامض، نظرًا لحساسية العديد من المعادن لتشقق الإجهاد الناتج عن الكبريتيد .

يُسبب ثاني أكسيد الكربون بتركيزات تتراوح بين 7% و10.1% الدوخة والصداع واضطرابات الرؤية والسمع وفقدان الوعي في غضون دقائق إلى ساعة. أما التركيزات التي تزيد عن 17% فهي قاتلة عند التعرض لها لأكثر من دقيقة واحدة. [ 4 ]

المعالجة والسلامة

قبل استخدام الغاز الطبيعي الخام المحتوي على كبريتيد الهيدروجين و/أو ثاني أكسيد الكربون، يجب معالجته لتقليل الشوائب إلى مستويات مقبولة، ويتم ذلك عادةً باستخدام عملية معالجة الغاز بالأمينات . [ 5 ] [ 6 ] توجد عمليات امتصاص فيزيائية وكيميائية لإزالة الخصائص السامة لهذه الغازات، وكلاهما يتضمن غسل الغاز التخليقي بمذيب مخفف في جهاز امتصاص لإزالة كبريتيد الهيدروجين. [ 7 ] بمجرد خروج الغاز السام من أسفل جهاز الامتصاص، يُرسل إلى وحدة تجديد حيث يُزال الكبريت منه بالبخار تحت ضغوط منخفضة للغاية . [ 8 ] غالبًا ما يُحوّل كبريتيد الهيدروجين المُزال لاحقًا إلى كبريت عنصري كمنتج ثانوي في عملية كلاوس ، أو يُحوّل بدلاً من ذلك إلى حمض الكبريتيك القيّم في وحدة معالجة WSA .

تُعرف العمليات التي تتم داخل مصافي النفط أو مصانع معالجة الغاز الطبيعي والتي تزيل المركابتانات و/أو كبريتيد الهيدروجين عادةً باسم عمليات "التحلية" لأنها تؤدي إلى منتجات لم تعد تحتوي على الروائح الحامضة والكريهة للمركابتانات وكبريتيد الهيدروجين.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "أمثلة وقائمة الغازات الحمضية | الأحماض الغازية" .
  2. "المطر الحمضي | مجلس أديرونداك" .
  3. 1 2 "صحيفة بيانات السلامة: غاز وايتينغ الحمضي" (ملف PDF) . وايتينغ . مؤرشفة (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 21-05-2022 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 31-10-2022 .
  4. وكالة حماية البيئة الأمريكية : "ثاني أكسيد الكربون كمادة لإخماد الحرائق: دراسة المخاطر"
  5. صفحة موقع NaturalGas.org مؤرشفة بتاريخ 1 يناير 2011 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - معالجة الغاز الطبيعي
  6. صفحة موقع وكالة معلومات الطاقة، مؤرشفة بتاريخ 4 مارس 2011 على موقع Wayback Machine، معالجة الغاز الطبيعي: الرابط الحاسم بين إنتاج الغاز الطبيعي ونقله إلى السوق
  7. "6.2.1. إزالة الغازات الحمضية (AGR)" .
  8. "6.2.1. إزالة الغازات الحمضية (AGR)" .