بومی‌سازی دانش تولید کاتالیست FCC با حذف آلاینده‌های خوراک و افزایش امنیت انرژی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، محمدحسن فغانی، الناز محمدی پور و سارا طریقی با هدایت و راهنمایی دکتر سجاد حبیب زاده از اعضا هیات علمی دانشگاه امیرکبیر طرحی را با عنوان "تولید و اصلاح کاتالیست فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال (FCC) با هدف حذف آلاینده ‎های خوراک" اجرایی کردند.

فغانی دانش آموخته این دانشگاه در این باره گفت: فرآیند تولید بنزین در کشور به‌طور مستقیم به کاتالیست‌های استراتژیک مورد استفاده در واحد FCC وابسته است. این در حالی است که تا پیش از این، وابستگی چشمگیری به نمونه‌های خارجی این کاتالیست‌ها وجود داشت.

 وی کاتالیست‌های FCC را از پیچیده‌ترین کاتالیست‌های مورد استفاده در صنایع پالایشگاهی دانست که از چهار جز اصلی زئولیت، ماتریس، پرکن و بایندر تشکیل شده‌اند و ادامه داد: غیر فعال‌شدن زودهنگام این کاتالیست‌ها می‌تواند خسارات سنگینی به پالایشگاه‌ها وارد کرده و امنیت انرژی کشور را با تهدید مواجه سازد.کند.

پژوهشگر این طرح خاطر نشان کرد: در طول فرآیند احیا، ساختار کاتالیست در معرض سه عامل مخرب شامل دمای بالا، بخار آب و حضور سموم فلزی مانند وانادیم قرار می‌گیرد؛ عواملی که منجر به تخریب و فروپاشی ساختار آن می‌شوند. بر همین اساس، این طرح با هدف افزایش مقاومت و پایداری کاتالیست در برابر آلاینده‌ها، بر توسعه تله‌های فلزی انتخاب‌پذیر برای جذب وانادیم تمرکز کرده است.

اجرای موفق پروژه در همکاری با صنعت این طرح پژوهشی با مشارکت دانشگاه صنعتی امیرکبیر و شرکت دانش‌بنیان شیمیایی بهداش، نخستین تولیدکننده کاتالیست FCC در خاورمیانه، به اجرا درآمده است. نتایج این پروژه هم‌اکنون در کاتالیست‌های تولیدی این شرکت که در واحد FCC/RFCC پالایشگاه شازند اراک مورد استفاده قرار می‌گیرند، به‌کار گرفته شده و موجب بهبود قابل‌توجهی در پایداری این کاتالیست‌ها در مقیاس صنعتی شده است.

افزون بر افزایش پایداری در برابر شرایط سخت احیا، استفاده از این فناوری جدید موجب کاهش هزینه تمام‌شده تولید کاتالیست و کاهش مصرف فلزات کمیاب خاکی نیز شده است؛ موضوعی که نقش مهمی در کاهش ارزبری کشور ایفا می‌کند.

الناز محمدی‌پور از پژوهشگران این طرح گفت: در فاز نخست، مطالعات جامع مبتنی بر مقالات علمی و پتنت‌ها برای شناسایی مکانیزم تخریب کاتالیست انجام سپس با بهره‌گیری از ساختار جدیدی بر پایه پروسکایت، ماده‌ای برای جذب انتخاب‌پذیر وانادیم طراحی و سنتز شد. این ماده در آزمایشگاه‌های شرکت دانش بنیان و دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر توسعه یافت و پس از بهینه‌سازی، در ترکیب کاتالیست FCC قرار گرفت.

وی با بیان اینکه عملکرد کاتالیست جدید در شرایط شبیه‌سازی‌شده با محیط صنعتی مورد ارزیابی قرار گرفت، اظهار کرد: نتایج حاصل، بهبود قابل توجهی نسبت به نمونه‌های قبلی نشان داد. یافته‌های این تحقیق در ژورنال معتبر Fuel (رتبه Q ۱ و ضریب تأثیر ۶.۷) منتشر شده است.

محمدی‌پور یکی از پیچیده‌ترین بخش‌های این پروژه را بهینه‌سازی فرمولاسیون و کنترل خواص نهایی کاتالیست بیان کرد و ادامه داد: همچنین هزینه بالای تست‌های عملکردی، از چالش‌های اقتصادی این طرح محسوب می‌شد که با حمایت مالی شرکت دانش‌بنیان شیمیایی بهداش ممکن شد.

 وی از جمله مزیت‌های رقابتی این طرح را افزایش قابل توجه پایداری، فعالیت و گزینش‌پذیری کاتالیست، ظرفیت بالا در جذب آلاینده وانادیم و افزایش بازده تولید بنزین تا ۱۰ درصد دانست و یاداور شد: نتایج این تحقیق در صنعت پالایش نفت، به‌ویژه در تولید بنزین باکیفیت قابل بهره‌برداری است. همچنین، با توجه به موفقیت ساختار پروسکایت در افزایش پایداری کاتالیست، فاز بعدی پروژه کاهش میزان فلزات کمیاب خاکی در فرمولاسیون کاتالیست خواهد بود.

محمدی‌‍ پور اضافه کرد: این پروژه که در مدت زمان دوساله به انجام رسیده، نمونه مشابه داخلی نداشته و دانش فنی تولید آن در حال حاضر تنها در اختیار شرکت‌های صاحب نام، چون BASF و Grace در سطح جهانی است.

به گفته وی طرح "تولید و اصلاح کاتالیست FCC با هدف حذف آلاینده‌های خوراک" نه‌تنها گامی مهم در بومی‌سازی فناوری پیشرفته کاتالیستی کشور بوده، بلکه می‌تواند مسیر تولید سایر کاتالیست‌های استراتژیک پالایشگاهی را هموار سازد و به صرفه‌جویی ارزی و ارتقای فناوری بومی کمک شایانی کند.