ساخت کاتالیست تصفیه هیدروژنی کاربردی در صنایع پالایش و پتروشیمی

فرهاد کیوانی مهر، دانشآموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «اصلاح کاتالیست فرآیند تصفیه هیدروژنی با استفاده از مخلوط اکسیدهای فلزی» گفت: نفت خام و مشتقات نفتی مانند مازوت، نفتا و بنزین پیرولیز علاوه بر هیدروکربنها شامل ناخالصیهایی مانند ترکیبات گوگرددار، نیتروژن دار، اکسیژندار و فلزات هستند.

وی با بیان اینکه وجود این ترکیبات سبب بروز مشکلات محیط زیستی شدیدی خواهد شد که کشور ما هم این روزها بسیار با این آلایندهها خصوصاً در سوخت نیروگاهها و خودروها به دلیل تشکیل ترکیبات SOx و NOx که عامل اصلی آلودگی هوا هستند، مواجه است، گفت: این آلایندهها اگر وارد جو شوند با رطوبت هوا واکنش داده و به صورت باران اسیدی به سطح زمین باز میگردند که سبب فرسایش خاک و از بین رفتن نمای ساختمانها میشوند.

به گفته کیوانی مهر، این آلایندهها در مجتمعهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی موجب مسمومیت کاتالیستهای فرآیندهای پاییندستی، کاهش کیفیت محصول، مشکلات عملیاتی مانند خوردگی در تجهیزات و لولههای انتقال و رسوب فلزات در توربینها خواهند شد و حتی مشکلات عدیدهای در عملکرد موتور خودروها از دیگر اثرات این ترکیبات آلاینده به شمار میرود.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمیایی برای جداسازی این ناخالصیها از فرایندی کاتالیستی به نام تصفیه هیدروژنی استفاده میشود. در استانداردهای روز دنیا نظیر یورو ۵ و یورو ۶ وجود ترکیبات گوگرددار و نیتروژن دار در سوخت خودروها و شناورها به شدت محدود شده است، بنابراین برای دستیابی به استانداردهای جهانی نیاز است از کاتالیستهایی در این فرایند تصفیه هیدروژنی استفاده کرد که درصد بیشتری از این ترکیبات را کاهش دهد و سوخت پاکی را تولید کند.

وی ادامه داد: کاتالیستهای واحدهای تصفیه هیدروژنی عموماً وارداتی بوده و کشورهای آمریکا و فرانسه تولید کننده عمده این کاتالیستها هستند و اکثر دانش فنی واحدهای تصفیه کشور نیز مربوط به این کشورهاست.

وی ادامه داد: در سالهای اخیر تا حدی تلاشهایی برای بومیسازی این کاتالیستهای استراتژیک در کشور انجام شده است؛ اما یکی از مشکلات فرآیند تصفیه هیدروژنی کاهش کیفیت محصول پس از فرآیند تصفیه است، به گونهای که مقداری از ترکیبات با ارزش نظیر آروماتیکها به مواد با ارزش پایینتر تبدیل میشود که سبب کاهش قیمت محصولات میشود.

وی عنوان کرد: در این پژوهش ما توانستیم کاتالیستهایی برای فرایند تصفیه هیدروژنی تولید کنیم که علاوه بر این که سبب حذف عمیق ترکیبات آلاینده میشود کیفیت و ارزش محصول را افزایش میدهد، بنابراین هم میتوان استانداردهای محیط زیستی را دریافت کرد و هم بر خلاف کاتالیستهای تجاری رایج که سبب کاهش کیفیت محصول میشود، ارزش و کیفیت محصول خروجی را ارتقا دهیم.

به گفته فارغالتحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر، با توجه به بحران آلودگی در شهرهای بزرگ و تأمین سوخت پاک برای خودروها، نیروگاههای کشور و شناورهای دریایی کسب دانش فنی ساخت کاتالیستهای تصفیه هیدروژنی را امری مهم دیدیم و به منظور تجاریسازی نمونههای ساخته شده از همان ابتدای کار با رویکرد تجاریسازی محصول پیش رفتیم و نمونهها را به صورتی که قابل بارگذاری در راکتورهای صنعتی باشند، تولید کردهایم که یکی دیگر از مزایای این طرح است.

به نقل از دانشگاه امیرکبیر، وی افزود: این طرح از همان ابتدا جزء طرحها و پایاننامههای صنعتی بوده که با همکاری شرکت پتروشیمی بوعلی سینا واقع در منطقه ویژه اقتصادی ماهشهر انجام شده است؛ ایده ابتدایی کار که در نهایت منتهی به ثبت اختراع شد، در آزمایشگاه مهندسی واکنشهای سطحی و نانو مواد انرژی پیشرفته دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر تحت سرپرستی دکتر سجاد حبیب زاده شکل گرفت و در ادامه با همکاری واحد پژوهش و توسعه شرکت پتروشیمی بوعلی سینا و مهندس پرویزی ریاست وقت واحد، نمونهی اولیه ساخته و تستهای عملکرد روی آن انجام شد، در طول کار اصلاحات زیادی با توجه به نتایج عملکرد کاتالیست انجام گرفت تا در نهایت به محصول مورد نظر که هدفهای پژوهش ما را پوشش دهد، دست یافتیم.