تولید نسل جدید حلال های کاربردی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
به گزارش گل چرم محققان دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر حلالی برای جداسازی متداول در صنعت نفت و پتروشیمی عرضه کردند که از مواد طبیعی استفاده شده و برای این صنعت به صرفه است.
به گزارش گل چرم به نقل از ایسنا، حامد صداقت زادگان اصفهانی، دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش فرآیندهای جداسازی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «استفاده از حلال های اتکتیک عمیق بعنوان شکننده آزئوتروپ برای جداسازی مخلوط های آروماتیک – آلیفاتیک» اظهار داشت: هیدروکربن های آروماتیک بعنوان ماده اولیه مورد استفاده در صنایع نفت و پتروشیمی بسیار با ارزش هستند.
وی ادامه داد:. بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن (به اختصار BTX ها) مهم ترین مواد آروماتیکی هستند که بعنوان ماده خام اولیه برای تولید خیلی از مواد و محصولات پتروشیمی همچون استایرن، آنیلین، فنل، مواد روان کننده، شوینده ها، مواد دارویی و پاک کننده ها مورد استفاده قرار می گیرند.
صداقت زادگان اصفهانی با تکیه بر این که استخراج آروماتیک ها از محصولات پالایش مانند نفتا، نفت سفید و سوخت جت از لحاظ اقتصادی در صنعت پالایش نفت بسیار حائز اهمیت می باشد، تصریح کرد: از طرفی جداسازی هیدروکربن های آروماتیک (بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن) از مخلوط هیدروکربن های آلیفاتیک به دلیل دارا بودن نقاط جوش نزدیک به هم و تشکیل آزئوتروپ ترکیبات آنها به یکی از بزرگترین چالشهای صنعت نفت تبدیل گشته است.
محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: زمانی که در مخلوط هیدروکربنی مواد و اجزای تشکیل دهنده دارای نقطه جوش نزدیک بهم باشند، اصطلاحا گفته می شود که مخلوط دارای نقطه آزئوتروپ است؛ در مخلوط های دارای آزئوتوپ امکان جداسازی به وسیله برج های تقطیر امکان پذیر نخواهد بود و می بایست از روش های جایگزین نظیر جداسازی مایع-مایع بهره برد.
وی افزود: جداسازی و خالص سازی مواد و محصولات در قسمت های مختلف صنایع نفت و گاز و پتروشیمی نقش مهمی ایفا می کند که روش های مختلفی برای جداسازی مانند تقطیر جزء به جزء، استخراج با حلال، استخراج با حلال فوق بحرانی و نظایر آن وجود دارد.
فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: استخراج مایع- مایع یکی از روش های معمول و مطلوب جداسازی برای جداسازی ترکیبات آزئوتروپ دار در صنایع نفت و پتروشیمی است که باعث صرفه جویی بسیار زیادی در انرژی و منابع مالی نسبت به فرایندهای مرسوم نظیر تقطیر می شود.
وی افزود: در این فرآیند جداسازی عامل استخراج باید برای ماده مورد نظر (جزء استخراج شونده) نسبت به سایر اجزای موجود در مخلوط حلالیت بیشتری داشته باشد، بنابراین، تعیین یک عامل استخراج مناسب، کلیدی برای یک فرایند جداسازی صددرصدی و کامل خواهد بود.
صداقت زادگان اصفهانی افزود: در صنعت حلال های مختلفی برای جداسازی آروماتیک ها مانند سولفولان، نرمال فرمیل مورفولین، نرمال متیل ایمیدازول یا نرمال اتیل ایمیدازول، گلایکول ها یا ترکیب این حلال ها برای افزایش ظرفیت آنها مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر اینکه سمی بودن و آتش گیر بودن این حلال ها همچون معایب اصلی آنها به حساب می آید، فراریت بسیار بالای این مواد شیمیایی سبب تبخیر سریع آنها به جو می شود که از دیدگاه زیست محیطی بسیار نامطلوب است.
وی ضمن اشاره به مشکل دیگر جداسازی ها اظهار داشت: از سوی دیگر، کاربرد این حلال های آلی شامل یک مرحله تقطیر اضافی برای جداسازی حلال از دو فاز غنی و فقیر از حلال است و خالص سازی حلال متعاقباً به تجهیزات اضافی و مصرف انرژی بالاتری نیاز خواهد داشت.
صداقت زادگان اصفهانی تصریح کرد: فورفورال و سولفولان رایج ترین حلال های مورد استفاده در جداسازی هستند که با عنایت به ماهیت ساختاری و بالا بودن فشار بخار آنها در دمای محیط بسیار سمی و فرار بوده و سبب بروز مشکلات زیست محیطی فراوانی خواهند شد.
وی با اشاره به اینکه در فرآیندهای استخراج با حلال های آلی به علت وجود حلالیت نسبی نسبت به هر دو جز سبب می شود که در مرحله بازیابی حلال تعداد مراحل بیشتری هم باشد که این خود نیازمند به تأمین تجهیزات فرآیندی بیشتر و به طبع آن بالا رفتن هزینه های اولیه و نگهداری خواهد بود، اظهار داشت: باتوجه به مشکلات و مخاطرات حلال های آلی رایج در صنعت برای سلامت پرسنل و محیط زیست وجود حلالی با خصوصیت هایی نظیر فشار بخار ناچیزی در اغلب شرایط عملیاتی، امکان بازیابی آسان، دارای توجیه اقتصادی هزینه های فرآیندی، دارای حلالیت بالا نسبت به هیدروکربن های آروماتیک و عدم حلالیت یا حلالیت بسیار ناچیز هیدروکربن های آلیفاتیک، بالا بودن فاکتور انتخاب پذیری و ضریب توزیع پذیری، انتقال جرم سریع از فاز خوراک و ایجاد دو فاز با دانسیته متفاوت بهترین گزینه برای جایگزینی با حلال های آلی رایج است.
به نقل از ایشان، هدف از انجام این پژوهش دستیابی به ساخت حلال جدید بعنوان جایگزینی برای حلال های آلی خطرناک رایج در صنعت و سپس استفاده از آن برای جداسازی مواد آروماتیک آلیفاتیک بوده است.
وی ضمن اشاره به طرح خود در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: در این پژوهش نوع جدیدی از حلال ها سنتز شده است و تحت عنوان حلال های اتکتیک عمیق نام گذاری شده اند. این نوع جدید حلال از دو قسمت دهنده پیوند هیدورژنی و دیگری گیرنده پیوند هیرروژنی تشکیل شده اند که می توانند مخلوطی از دو یا چند ماده متعدد با حالت های مایع و جامد مانند انواع قندها، کولین کلراید، اوره، اتیلن گلایکول و غیره که با نسبت های مولی متفاوت مخلوط می شوند.
وی تصریح کرد: حلال های اتکتیک عمیق با عنایت به خواصی که از خود در شرایط فرآیندی نشان داده اند، نظیر فشار بخار بسیار عمیق به باعث آن فراریت بسیار ناچیز، سنتز با مواد خوراکی، عدم سمی و عدم آتش گیر بودن، نگهداری بسیار آسان بدون احتیاج به رعایت پروتکلهای شدید ایمنی، حلالیت بسیار بالای هیروکربن های آروماتیک، انتخاب پذیری و ضریب توزیع پذیری بالا، ایجاد دو فاز با دانسیته متفاوت بعنوان جایگزین های مناسب حلال های آلی خطرناک در فرآیندهای جداسازی و خالص سازی استفاده شوند.
محقق طرح ضمن اشاره به نتایج این پروژه اظهار داشت: پروژه ای که انجام شد، در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کارایی دارد، طبق مطالعات انجام شده مشخص شده است که این حلال برای زمینه های بالادستی صنعت نفت، محیط زیست یعنی حذف کربن دی اکسید، صنایع پوششی و الکترونیک قابل استفاده می باشد.
صداقت زادگان ضمن اشاره به خصوصیت های طرح اظهار داشت: تولید حلالی از مواد طبیعی و خوراکی که برخلاف حلال های آلی رایج و مایعات یونی بسیار ارزانتر و به علت نداشتن پارامترهایی نظیر فراریت بالا، سمی و آتشگیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
به قول این محقق، این محلول دارای حلالیت بالایی نسبت به هیدروکربن های آروماتیک و عدم حلالیت یا حلالیت بسیار ناچیز نسبت به هیدروکربن های آلیفاتیک است که سبب کم شدن مراحل بازیابی حلال و به جهت آن کم شدن هزینه های فرآیندی می شود.
وی ضمن اشاره به مزیت های رقابتی طرح اظهار داشت: سنتز حلال با صرف هزینه بسیارکم، کاهش هزینه های فرآیندی نسبت به حلال های آلی به علت کاهش مراحل بازیابی حلال و دستیابی به ترکیب درصدهای با خلوص بالاتر در تعداد مراحل کمتر، حذف مشکلات زیست محیطی حلال های آلی، کاهش بخشی از هزینه های سنگین رعایت پروتکلهای ایمنی در واحدهای صنعتی به علت ماهیت ساختاری حلال ها همچون مزایای این طرح به شمار می روند.
به قول صداقت زادگان اصفهانی نتایح این پروژه در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، محیط زیست، پلیمر و الکترونیک کاربرد دارد.
به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر غلامرضا پازوکی و دکتر علی خوش سیما اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دانشگاه حکیم سبزواری از اساتید راهنمای این پروژه بوده اند. همینطور نتایج این پژوهش در ژورنال های علمی Molecular liquids journal، Journal of Separation Science and Engineering انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب