نوآوری ایرانی در سولفورزدایی؛ جای خالی گاز هیدروژن در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها با نانو پر شد

به گزارش انرژی و نیرو به نقل از ایسنا، در دل آزمایشگاهی کوچک، اما پرتلاش، جایی میان بو‌های خاص مواد شیمیایی و صدای آرام دستگاه‌های راکتور، ایده‌ای بزرگ متولد شد؛ ایده‌ای برای پالایش پاک، بی‌خطر و بومی. مهندسان جوانی که به جای تکرار مسیر‌های قدیمی، راهی تازه از دل نانوذرات، زئولیت‌ها و مهندسی حفره‌ای گشودند؛ راهی که به تولید کاتالیستی ختم شد که می‌تواند بدون هیاهوی گاز هیدروژن و فشار‌های بالا، گوگرد را از سوخت‌های فسیلی حذف کند.

داستان پیش رو، داستان جسارت یک شرکت فناور ایرانی است؛ تیمی که با بهره‌گیری از نانوفناوری و دانش بومی، محصولی ساختند که نه‌تنها توان رقابت با نمونه‌های خارجی را دارد، بلکه می‌تواند آینده‌ای پاک‌تر و ایمن‌تر برای صنعت پتروشیمی کشور رقم بزند.

«نیلوفر نخودیان» مدیر عامل این شرکت زمینه تحقیقاتی این شرکت را تولید کاتالیست‌ها و جاذب‌های مولکولی در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی عنوان کرد و ادامه داد: محصولات کاتالیستی ما شامل کالیست سولفورزدایی، کراکینگ و کاتالیست‌های تبدیل متانول به اولفین‌ها و آروماتیک‌ها است.

وی گفت: مجموعه فعالیت‌های ما در زمینه خالص‌سازی و فرآیند‌های سولفورزدایی از میعانات گازی، مشتقات نفتی و نفتا است. در این فرآیندها، سیستم‌های پایلوتی ایجاد می‌کنیم. زمینه دیگر فعالیت این شرکت، ساخت تجهیزات شیمیایی، ارائه مشاوره در زمینه طراحی و ساخت تجهیزات و راه‌اندازی فرآیند‌های شیمیایی است.

نخودیان با اشاره به کاتالیست‌های تولید شده در این شرکت، اظهار کرد: در حال حاضر کاتالیست‌های مختلفی را به تولید رساندیم که کاتالیست کراکینگ یکی از محصولات ما به شمار می‌رود. این کاتالیست نقش مؤثری در تسریع فرآیند کراکینگ در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی ایفا می‌کند.

مدیر عامل این شرکت، کاتالیست کراکینگ این شرکت را یکی از جدیدترین کاتالیست‌های تولید شده در این حوزه دانست که به اسم USY در صنایع شناخته می‌شود.

وی جدید بودن آن را به این علت دانست که نظیر سایر کاتالیست‌ها مانند ZSN۵ فرآیند راحت‌تر و مقرون به صرفه‌تری دارد و یادآور شد: در طراحی آن از فناوری نانو، زئولیت و مهندسی ساختار‌های حفره‌ای بهره گرفته‌ایم. ترکیب این فناوری‌ها در کنار استفاده از فلزات و نانومواد باعث شده تا این کاتالیست عملکرد بالایی در تسریع فرآیند کراکینگ داشته باشد.

نخودیان، کاتالیست تولیدی دیگر این شرکت را کاتالیستی مورد استفاده در فرآیند سولفورزدایی دانست و گفت: این کاتالیست فرآیند سولفورزدایی را هم در دما‌ها و فشار اتمسفری پایین و هم در دما‌ها و فشار‌های بالاتر به طریق جذبی انجام می‌دهد و سولفور را از مشتقات نفتی جدا می‌کند. این کاتالیست موجب جذب تیوفن‌ها در بنزوتیوفن‌ها و مشتقات سولفوره شد.

مدیر عامل این شرکت خاطر نشان کرد: این کاتالیست که به تازگی به بازار معرفی کردیم، یک نوع کاتالیست نوظهور به شمار می‌رود که می‌تواند بسیاری از مشکلات صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی را تا حد قابل توجهی حل کند.

به گفته نخودیان، گرچه کاتالیست‌های سولفورزدایی در بازار وجود دارند، اما اغلب مبتنی بر فرآیند‌هایی مانند HDS (هیدرودی‌سولفوریزیشن) و ODS (اکسیداتیو دی‌سولفوریزیشن) هستند که بسیار پرهزینه‌اند. علاوه بر آن، فرآیند HDS نیازمند استفاده از گاز هیدروژن در دما و فشار بالا است که خطرات قابل توجهی به همراه دارد. در حالی‌که بسیاری از پالایشگاه‌ها و واحد‌های پتروشیمی در کشور فاقد تجهیزات مناسب برای اجرای این فرآیند‌ها هستند.

وی اضافه کرد: کاتالیست ما از طریق فرآیند‌های جذبی و فرآیند‌های کاتالیستی مقرون به صرفه‌تر، فرآیند سولفورزدایی را انجام می‌دهد و این امر می‌تواند در آینده بسیار مورد توجه صنایع قرار گیرد.

مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان با تاکید بر اینکه فرآیند تولید کاتالیست سولفورزدایی مبتنی بر فناوری نانو است، خاطر نشان کرد: این محصولات در مرحله نیمه صنعتی قرار دارند، به عنوان مثال کاتالیست سولفورزدایی ما در مرحله نیمه صنعتی و در حال تجاری‌سازی است.

یکی از ویژگی‌های برجسته کاتالیست‌های تولیدی این شرکت، حذف گوگرد بدون نیاز به هیدروژن است. برخلاف فرآیند‌های سنتی مانند HDS (Hydrodesulfurization) که برای حذف گوگرد از سوخت‌های فسیلی به هیدروژن نیاز دارند، این کاتالیست‌ها از فناوری جذب و فرآیند‌های کاتالیستی برای جداسازی گوگرد از مشتقات نفتی استفاده می‌کنند. این روش‌ها به دما‌ها و فشار‌های پایین‌تر نیاز دارند و نه تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌ترند، بلکه خطرات ناشی از استفاده از هیدروژن را نیز که گازی قابل اشتعال است، از بین می‌برند.

این ویژگی به شرکت‌ها این امکان را می‌دهد که فرآیند سولفورزدایی را با هزینه‌های کمتر و ایمنی بیشتر انجام دهند، بدون اینکه نیاز به تجهیزات پیچیده و پرهزینه برای تولید و تأمین هیدروژن داشته باشند. این نوآوری می‌تواند به طور قابل توجهی در کاهش هزینه‌های پالایشگاهی و بهبود عملکرد فرآیند‌ها مؤثر واقع شود.

حذف هیدروژن از فرآیند‌های پالایشگاهی به دلایل مختلفی از جمله ایمنی، اقتصادی و زیست‌محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. هیدروژن به عنوان یک گاز قابل اشتعال و انفجارپذیر، در بسیاری از فرآیند‌های پالایشگاهی مانند HDS (Hydrodesulfurization) و دیگر فرآیند‌های مرتبط با حذف گوگرد، استفاده می‌شود. استفاده از هیدروژن در فشار و دما‌های بالا نیازمند تجهیزات خاص و تخصصی است که هزینه‌های زیادی به همراه دارد و از طرفی ریسک‌های ایمنی را افزایش می‌دهد.

از نظر اقتصادی نیز، تأمین و تولید هیدروژن هزینه‌بر است. این فرآیند‌ها معمولاً نیاز به مقدار زیادی هیدروژن دارند که بر هزینه‌های عملیاتی و مصرف انرژی تاثیر مستقیم می‌گذارد. همچنین، فرآیند‌هایی که وابسته به هیدروژن هستند، می‌توانند مشکلاتی را در تأمین پایدار آن در شرایط مختلف ایجاد کنند.

در نهایت، از نظر زیست‌محیطی، فرآیند‌های هیدروژنی معمولاً مصرف انرژی زیادی دارند که می‌تواند ردپای کربنی بالاتری به جا بگذارد. در مقابل، استفاده از روش‌های بدون هیدروژن، نظیر فرآیند‌های جذبی با کاتالیست‌های مبتنی بر نانو، نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه به محافظت از محیط‌زیست نیز کمک می‌کند. در این راستا، فناوری‌های جدید که حذف گوگرد از سوخت‌ها را بدون نیاز به هیدروژن انجام می‌دهند، در حال تبدیل شدن به یک مزیت رقابتی بزرگ در صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی هستند.

منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)