أظهرت دراسة علمية في جامعة البحرين أن استخدام تقنيات التحكم المتقدمة في مصانع سوائل الغاز الطبيعي من شأنها أن تحسن الإنتاج وترفع معدلات الجودة بما ينعكس إيجاباً على الإيرادات والأرباح التي تقدّر بمليوني دولار أمريكي سنوياً.
وقدم الدراسة الطالب في برنامج ماجستير الإدارة الهندسية في كلية الهندسة بالجامعة يوسف أحمد النفيعي، استكمالاً لمتطلبات نيل درجة الماجستير، وذلك بإشراف الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكيميائية بكلية الهندسة الدكتور محمد علي بن شمس.
ووسمت أطروحة النفيعي بعنوان: "تحسين الإنتاجية والجودة في مصانع سوائل الغاز الطبيعي في مملكة البحرين باستخدام تقنيات التحكم المتقدمة" وهدفت إلى استشراف الجدوى التقنية والاقتصادية لتطبيقات تقنيات التحكم المتقدمة والأتمتة المبنية على النماذج الديناميكية لأحد مصانع سوائل الغاز الطبيعي في مملكة البحرين.
والتحكم الآلي في عمليات الإنتاج، وهو دمج لهندسة التحكم مع الهندسة الكيميائية فيما يسمى بنظم التحكم الصناعية، وذلك للحصول على مستوى عال من الإنتاج من ناحية الجودة والأمان وكذلك من الناحية الاقتصادية.
وقام الباحث بمحاكاة أحد مصانع سوائل الغاز الطبيعي في البحرين رقمياً على ثلاثة مستويات، ثم صمم نظام التحكم والأتمتة المتقدم في إطار يربط مستويات المحاكاة الثلاثة بعضها ببعض. ومن أجل ذلك تم استخدام بيانات تصميم حقيقية وتقييم استجابات النماذج للمعطيات المختلفة، ومقارنتها بالاستعانة ببيانات وسيناريوهات تشغيلية مستمدة من بيانات المصنع الفعلية.
وقال الباحث النفيعي: "تقدم تقنيات التحكم المتقدمة والأتمتة أطر تحكم مثالية يمكن من خلالها مواجهة بعض التحديات المتعلقة بالجودة والإنتاجية، التي طالما يتم التعرض لها في مصانع سوائل الغاز الطبيعي، ولهذه التقنيات المتقدمة من الخصوصية والاختلاف ما يحتم تقييم جدواها الاقتصادية لكل مصنع على حدة".
وأشار النفيعي إلى أن "ذلك يرجع لعدة أسباب أهمها نوعية الغاز الطبيعي المعالج، وتركيزاته التي تختلف من دولة الى أخرى حسب الحقول المستخرج منها الغاز، وسياسات التشغيل المتباينة بين مصانع سوائل الغاز الطبيعي في العالم".
وكانت لجنة امتحان ناقشت الطالب في أطروحته، وتكونت من: أستاذ الهندسة الكيميائية المشارك بجامعة البحرين الدكتور محمد علي بن شمس مشرفاً، وأستاذ الهندسة الكهربائية في الجامعة نفسها الأستاذ الدكتور إبراهيم عبدالله مطر ممتحناً داخلياً، وأستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة الملك فهد للبترول والمعادن الأستاذ الدكتور محمد صالح باشماخ ممتحناً خارجياً.
وانتهت الدراسة إلى تفوق أنظمة التحكم المتقدمة مقارنة بالأنظمة التقليدية المتبعة حالياً في تحقيق الأهداف الاقتصادية المختلفة لسلسلة أعمدة التقطير في مصانع سوائل الغاز الطبيعي. مقدمة تقديراً للفوائد الكمية التي يمكن تحقيقها للمصنع قيد الدراسة وتدعم أصحاب القرار في مصانع سوائل الغاز الطبيعي.
وبحسب تقديرات الدراسة فإن استخدام تقنيات التحكم المتقدمة في المصنع من شأنها أن تزيد الإيرادات بواقع مليوني دولار في السنة بفضل التحسن المتوقع في إنتاج المنتجات الرئيسية الثلاثة المعروفة لمصنع سوائل الغاز الطبيعي، وهي البروبان والبيوتان، والنافثا.
وقدم الدراسة الطالب في برنامج ماجستير الإدارة الهندسية في كلية الهندسة بالجامعة يوسف أحمد النفيعي، استكمالاً لمتطلبات نيل درجة الماجستير، وذلك بإشراف الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكيميائية بكلية الهندسة الدكتور محمد علي بن شمس.
ووسمت أطروحة النفيعي بعنوان: "تحسين الإنتاجية والجودة في مصانع سوائل الغاز الطبيعي في مملكة البحرين باستخدام تقنيات التحكم المتقدمة" وهدفت إلى استشراف الجدوى التقنية والاقتصادية لتطبيقات تقنيات التحكم المتقدمة والأتمتة المبنية على النماذج الديناميكية لأحد مصانع سوائل الغاز الطبيعي في مملكة البحرين.
والتحكم الآلي في عمليات الإنتاج، وهو دمج لهندسة التحكم مع الهندسة الكيميائية فيما يسمى بنظم التحكم الصناعية، وذلك للحصول على مستوى عال من الإنتاج من ناحية الجودة والأمان وكذلك من الناحية الاقتصادية.
وقام الباحث بمحاكاة أحد مصانع سوائل الغاز الطبيعي في البحرين رقمياً على ثلاثة مستويات، ثم صمم نظام التحكم والأتمتة المتقدم في إطار يربط مستويات المحاكاة الثلاثة بعضها ببعض. ومن أجل ذلك تم استخدام بيانات تصميم حقيقية وتقييم استجابات النماذج للمعطيات المختلفة، ومقارنتها بالاستعانة ببيانات وسيناريوهات تشغيلية مستمدة من بيانات المصنع الفعلية.
وقال الباحث النفيعي: "تقدم تقنيات التحكم المتقدمة والأتمتة أطر تحكم مثالية يمكن من خلالها مواجهة بعض التحديات المتعلقة بالجودة والإنتاجية، التي طالما يتم التعرض لها في مصانع سوائل الغاز الطبيعي، ولهذه التقنيات المتقدمة من الخصوصية والاختلاف ما يحتم تقييم جدواها الاقتصادية لكل مصنع على حدة".
وأشار النفيعي إلى أن "ذلك يرجع لعدة أسباب أهمها نوعية الغاز الطبيعي المعالج، وتركيزاته التي تختلف من دولة الى أخرى حسب الحقول المستخرج منها الغاز، وسياسات التشغيل المتباينة بين مصانع سوائل الغاز الطبيعي في العالم".
وكانت لجنة امتحان ناقشت الطالب في أطروحته، وتكونت من: أستاذ الهندسة الكيميائية المشارك بجامعة البحرين الدكتور محمد علي بن شمس مشرفاً، وأستاذ الهندسة الكهربائية في الجامعة نفسها الأستاذ الدكتور إبراهيم عبدالله مطر ممتحناً داخلياً، وأستاذ الهندسة الكيميائية بجامعة الملك فهد للبترول والمعادن الأستاذ الدكتور محمد صالح باشماخ ممتحناً خارجياً.
وانتهت الدراسة إلى تفوق أنظمة التحكم المتقدمة مقارنة بالأنظمة التقليدية المتبعة حالياً في تحقيق الأهداف الاقتصادية المختلفة لسلسلة أعمدة التقطير في مصانع سوائل الغاز الطبيعي. مقدمة تقديراً للفوائد الكمية التي يمكن تحقيقها للمصنع قيد الدراسة وتدعم أصحاب القرار في مصانع سوائل الغاز الطبيعي.
وبحسب تقديرات الدراسة فإن استخدام تقنيات التحكم المتقدمة في المصنع من شأنها أن تزيد الإيرادات بواقع مليوني دولار في السنة بفضل التحسن المتوقع في إنتاج المنتجات الرئيسية الثلاثة المعروفة لمصنع سوائل الغاز الطبيعي، وهي البروبان والبيوتان، والنافثا.
