به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، یکی از مهم‌ترین وظایف صنعت پالایش، حذف عنصر گوگرد از نفت خام است. این عملیات به فرایند گوگردزدایی موسوم است. مصرف نفت خام حاوی درصد بالایی از گوگرد، موجب تولید گازهای اکسیدی عنصر گوگرد می شود.
این ترکیبات اکسیدی، ماده اولیه باران‌های اسیدی بشمار می‌روند، بنابراین در بسیاری از کشورهای جهان قوانینی مبنی بر کاهش درصد گوگرد موجود در سوخت تا یک حد مشخص وضع شده است. در این راستا معرفی کاتالیست‌های ارزان قیمت که سرعت فرایند گوگردزدایی را به میزان زیادی افزایش می‌دهند، مورد توجه قرار گرفته است.
محمد یاسر معصومی، مجری طرح، با تأکید بر لزوم استفاده از کاتالیست‌ها به‌منظور افزایش سرعت و بازدهی فرایند گوگردزدایی اظهار داشت: سنتز چارچوب‌های فلز-آلی حاوی نانوحفرات به عنوان کاتالیست، جهت افزایش مؤثر سرعت واکنش گوگرد زدایی نفت خام، هدف اصلی اجرای این طرح پژوهشی بوده است.
وی در ادامه هزینه پایین تهیه این چارچوب‌ها و همچنین جداسازی آسان این مواد از مخلوط واکنش در انتهای فرایند گوگرد زدایی را از مزایای عمده‌ی این کاتالیست‌ها عنوان کرد.
وی با بیان اینکه گوگرد زدایی اکسایشی یک فرایند با بازدهی بالاست که به شرایط خاص دمایی و فشاری نیاز ندارد، گفت: با استفاده از این فناوری، ترکیبات آلی گوگرددار نفت خام به مواد قطبی اکسید می‌شوند و سپس می‌توان این اکسیدهای قطبی را به آسانی از فاز غیر قطبی نفت جدا کرد.
به گفته معصومی، چارچوب‌های فلز- آلی را می‌توان به‌عنوان کاتالیست مؤثر در فرایند گوگرد زدایی اکسایشی مورد استفاده قرار داد؛ ویژگی‌های چشمگیر این ترکیبات از قبیل مساحت سطح بالا، دارا بودن گروه‌های عاملی، قابلیت طراحی با توجه به نیاز، نوید بخش آینده روشنی برای صنعت پالایش نفت و گاز خواهد بود.
معصومی در رابطه با نحوه سنتز و چگونگی عملکرد این کاتالیست‌ها گفت: در این پژوهش تحقیقاتی، دو چارچوب فلز- آلی (MOF) جدید به روش سولوترمال سنتز شدند.
وی ادامه داد: هر دو ترکیب نسبت به جذب گاز نیتروژن به‌صورت غیر متخلخل عمل کردند درحالی‌که نسبت به جذب گاز کربن دی‌اکسید به‌صورت متخلخل عمل شد. پس از بررسی خواص جذب گاز در این دو چارچوب فلز- آلی، به‌عنوان کاتالست های فرایند گوگرد زدایی اکسایشی مورد استفاده قرار گرفتند. یکی از ترکیبات، فعالیت کاتالیستی بیشتری از خود بروز داد که ناشی از مراکز فلزی کبالت و همچنین وجود فضای خالی ناشی از حضور نانوحفرات بود.
معصومی افزود: فرایند گوگرد زدایی تحت شرایط بهینه، ظرف مدت شش ساعت تقریبا کامل شد؛ جذب محصول اصلی در اکسیداسیون دی بنزوتیوفن بر روی دیواره‌ی نانو حفرات چارچوب فلزی- آلی در حقیقت یک مرحله‌ی کامل‌کننده در حذف گوگرد از مدل نفتی مورد استفاده در این طرح است.
وی گفت: این کاتالیست فلزی- آلی نانوساختار، از فعالیت کاتالیزوری بالایی نسبت به نمونه‌های مشابه برخوردار است. این مواد که در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده‌اند، در صنایع حساسی نظیر صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد خواهند داشت.
نتایج این تحقیقات در مجله Inorganic Chemistry (جلد ۵۴، شماره‌ی ۲۳، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۱۲۶۹ تا ۱۱۲۷۵) به چاپ رسیده است و حاصل تلاش‌های دکتر محمد یاسر معصومی و دکتر مینو باقری، محققان دوره‌ی فرا دکترای دانشگاه تربیت مدرس و دکتر علی مرسلی، عضو هیات علمی این دانشگاه است.
نظر شما