کاتالیست تصفیه هیدروژنی برای تولید سوخت پاک بومی‌سازی شد

رهاد کیوانی مهر دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «اصلاح کاتالیست فرآیند تصفیه هیدروژنی با استفاده از مخلوط اکسیدهای فلزی» با اشاره به اینکه، 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، افزود:وجود این ترکیبات سبب بروز مشکلات محیط زیستی شدیدی می شود.

وی گفت: ایران نیز این روزها بسیار با این آلاینده‌ها به خصوص در سوخت نیروگاه‌ها و خودروها به دلیل تشکیل ترکیبات SOx و NOx بعنوان عامل اصلی آلودگی هوا مواجه است.

این محقق اظهارکرد: 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 می رود.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود:در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمیایی برای جداسازی این ناخالصی‌ها از فرایندی کاتالیستی به نام تصفیه هیدروژنی استفاده می‌شود.

وی ادامه داد: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.

مجری طرح «اصلاح کاتالیست فرآیند تصفیه هیدروژنی با استفاده از مخلوط اکسیدهای فلزی» اظهارکرد:کاتالیست‌های واحدهای تصفیه هیدروژنی عموماً وارداتی بوده و کشورهای آمریکا و فرانسه تولید کننده عمده این کاتالیست ها 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.

کیوانی مهر 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، لذا 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 وی،  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 است و ما 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 می‌باشد.

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.

این محقق؛ در خصوص ایدهابتدایی کار که در نهایت منتهی به ثبت اختراع شد نیز گفت:این ایده 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 به ریاست دکتر پرویزی  نمونه‌ی اولیه ساخته و تست‌های عملکرد روی آن انجام شد.

وی ادامه داد: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.

وی با اشاره به نتایج حاصل شده از پژوهش گفت: نتیجه این پژوهش در رفع چالش گوگردزدایی مازوت نیروگاه‌ها و شناورها و همچنین صنعت پالایش و پتروشیمی از نفت خام و مشتقات نفتی کاربرد دارد. کاتالیست ساخته شده برای خوراک‌های مختلف مانند مازوت، نفتا و بنزین پیرولیز آزمایش شده و برای همه برش‌ها نتایج مطلوبی حتی بهتر از نمونه‌های خارجی حاصل شده است.

وی افزود:بنابراین کاتالیست این پژوهش برای طیف وسیعی از خوراک‌ها از بنزین تا مازوت قابل استفاده است. بومی سازی دانش فنی ساخت کاتالیست‌های تصفیه هیدروژنی و ساخت نمونه های تجاری که امکان بارگذاری در رآکتورهای صنعتی را دارد اولین گام این پروژه بوده است.

این فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: در ادامه درصدد هستیم دانش فنی ساخت کاتالیست را در اختیار شرکت های داخلی کاتالیست سازی قرار دهیم تا با تولید انبوه آن، زمینه ورود نسل جدیدی از کاتالیست‌های بومی تصفیه هیدروژنی را در داخل میسر کنند.

وی افزود:این کاتالیست یک کاتالیست تجاری برای تصفیه عمیق مشتقات نفتی بوده که دانش فنی آن را بدست آورده ایم و کاربرد وسیعی در برش‌های نفتی (از برش‌های سبک تا برش‌های سنگین) دارد.

به گفته دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «اصلاح کاتالیست فرآیند تصفیه هیدروژنی با استفاده از مخلوط اکسیدهای فلزی»، هزینه ساخت این محصول تا یک‌سوم نسبت به نمونه‌های آمریکایی و فرانسوی است و قیمت آن از مزیتهای بارز این پروژه است.

وی خاطر نشان کرد: فرایند تصفیه هیدروژنی از دهه ۵۰ تاکنون به طور گسترده در صنایع پالایشی و پتروشیمی مورد استفاده قرار گرفته است. کاتالیست‌های مورد استفاده در این فرآیند نیز به مرور زمان تغییر کرده و بهینه شده است، اما همچنان سبب کاهش کیفیت محصول پس از تصفیه می‌شوند.

کیوانی مهر ادامه داد: کاتالیست این پژوهش علاوه بر تصفیه عمیق مشتقات نفتی، سبب افزایش کیفیت محصول نیز می‌شوند که به نوبه خود کار منحصر به فردی است و نمونه ی آن در کاتالیست‌های خارجی و داخلی وجود ندارد.

کیوانی مهر به اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: بومی‌سازی دانش فنی ساخت کاتالیست استراتژیک تصفیه هیدروژنی، افزایش کیفیت و ارزش محصول پس از فرآیند تصفیه، هزینه پایین ساخت تا یک‌سوم نسبت به نمونه‌های خارجی از مزیت های رقابتی پروژه محسوب می شوند.

وی، تولید سوخت پاک برای خودروها، نیروگاه‌ها و شناورها مطابق با استانداردهای یورو ۵ و یورو ۶، تصفیه ناخالصی های برش‌های مختلف نفت خام جهت استفاده در فرآیندهای پتروشیمیایی افزایش کیفیت و ارزش محصول در فرآیندهای تبدیلی، هیدروژناسیون ترکیبات الفینی جهت جلوگیری از مسمومیت کاتالیست ها در فرآیندهای پایین‌دستی، بومی سازی دانش فنی و امکان ساخت کاتالیست استراتژیک تصفیه هیدروژنی از ویژگی های این طرح برشمرد.

بر اساس روز دوشنبه ایرنا از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، استاد راهنمای این پروژه دکتر سجاد حبیب زاده عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است.