محققان کشور حلالی برای جداسازی متداول در صنعت نفت و پتروشیمی ارائه کردند که از مواد طبیعی استفاده شده و برای صنعت نفت، گاز و پتروشیمی به صرفه است.
به گزارش خط رند ۹۱۲ به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، حامد صداقت زادگان اصفهانی دانش اموخته مقطع کارشناسی ارشد مهندسی شیمی گرایش پروسه های 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 اضافه کرد: بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن (به اختصار BTX ها) با اهمیت 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: زمانیکه در مخلوط هیدروکربنی مواد و اجزا تشکیل دهنده دارای نقطه جوش نزدیک بهم باشند اصطلاحا گفته می شود که مخلوط داری 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 کند که روشهای 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 روشهای معمول و مطلوب جداسازی برای جداسازی ترکیبات آزئوتروپ دار در صنایع نفت و پتروشیمی است که سبب صرفه جویی بسیار زیادی در انرژی و منابع مالی نسبت به فرایندهای مرسوم نظیر تقطیر می شود
وی افزود: در این پروسه جداسازی عامل استخراج باید برای ماده مورد نظر )جز استخراج شونده( نسبت به سایر اجزاء موجود در مخلوط حلالیت بیشتری داشته باشد بنابراین، تعیین یک عامل استخراج مناسب، کلیدی برای یک پروسه جداسازی صددرصدی و کامل خواهد بود.
این محقق 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 موجب تبخیر سریع آنها به جو میشود که از دیدگاه زیست محیطی بسیار نامطلوب است.
وی ضمن اشاره به مشکل دیگر جداسازی ها اظهار داشت: از جانب 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 موجب بروز مشکلات زیست محیطی فراوانی خواهند شد.
وی با اشاره به اینکه در پروسه های استخراج با حلال های آلی به علت وجود حلالیت نسبی نسبت به هر دو جز موجب می شود که در مرحله بازیابی حلال تعداد مراحل بیشتری نیز باشد که این خود نیازمند به تامین تجهیزات فرآیندی بیشتر و به تبع 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 خاصیت هایی نظیر فشار بخار ناچیزی در بیشتر شرایط عملیاتی، امکان بازیابی آسان ضروریست.
وی ضمن اشاره به سایر مزایای این حلال اظهار داشت: از دیگر مزایای این حلال کاربردی درصنعت نفتریال گاز و پتروشیمی دارای توجیه اقتصادی هزینه های فرآیندی، دارای حلالیت بالای 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 به حساب می آید.
به گفته وی، 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 مختلف با حالت های مایع و جامد مانند انواع قند ها، 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 سبب آن فراریت بسیار ناچیز، سنتز با مواد خوراکی، عدم سمی و عدم آتش گیر بودن، نگهداری بسیار آسان بدون نیاز 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 پروسه های جداسازی و خالص سازی استفاده شوند.
وی 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، الکترونیک قابل استفاده می باشد.
صداقت زادگان ضمن اشاره به خاصیت های طرح اظهار داشت: تولید حلالی از مواد طبیعی و خوراکی که برخلاف حلال های آلی رایج و مایعات یونی بسیار ارزانتز و بدلیل عدم داشتن پارامتر هایی نظیر فراریت بالا، سمی، آتشگیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.
به گفته این محقق، این محلول دارای حلالیت بالایی نسبت به هیدروکربن های آروماتیک و عدم حلالیت یا حلالیت بسیار ناچیز نسبت به هیدروکربن های آلیفاتیک که موجب 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 بدلیل کاهش مراحل بازیابی حلال و دستیابی به ترکیب درصد های با خلوص بالاتر در تعداد مراحل کمتر، حذف مشکلات زیست محیطی حلال های آلی، کاهش قسمتی از هزینه های سنگین رعایت پروتکلهای ایمنی در واحد های صنعتی بدلیل ماهیت ساختاری حلال ها همچون مزایای این طرح به شمار می روند.
به گفته وی نتایج این پروژه در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، محیط زیست، پلیمر و الکترونیک کاربرد دارد.
به گزارش خط رند ۹۱۲ به نقل از مهر، 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. همین طور نتایج این پژوهش در ژورنال های علمی Molecular liquids journal، Journal of Separation Science and Engineering انتشار یافته است.
