افزایش بازدهی فرایند گوگردزدایی نفت خام در دانشگاه تربیت مدرس

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه 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 می‌گردد. این ترکیبات اکسیدی، ماده اولیه باران‌های اسیدی به شمار 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.

دکتر محمد یاسر معصومی با تأکید بر لزوم استفاده از کاتالیست‌ها به‌منظور افزایش سرعت و بازدهی فرایند گوگردزدایی گفت: «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 گوگردزدایی را از مزایای عمده این کاتالیست‌ها عنوان کرد.

گوگردزدایی اکسایشی یک فرایند با بازدهی بالاست که به شرایط خاص دمایی و فشاری نیاز ندارد. 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.

چارچوب‌های فلز- آلی را می‌توان به‌عنوان کاتالیست مؤثر در فرایند گوگردزدایی 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. هر دو ترکیب نسبت به جذب گاز نیتروژن به‌صورت غیر متخلخل عمل کردند در حالی‌ که نسبت به جذب گاز کربن دی‌اکسید به‌صورت متخلخل عمل شد. پس از بررسی خواص جذب گاز در این دو چارچوب فلز- آلی، به‌عنوان کاتالیست‌های فرایند گوگردزدایی 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».

وی در ادامه افزود: «فرایند گوگردزدایی تحت شرایط بهینه، ظرف مدت شش ساعت تقریباً کامل شد. جذب محصول اصلی در اکسیداسیون دی بنزوتیوفن روی دیواره نانو حفرات چارچوب فلزی- آلی در حقیقت یک مرحله کامل‌کننده در حذف گوگرد از مدل نفتی مورد استفاده در این طرح است».

نتایج این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر محمد یاسر معصومی و دکتر مینو باقری، محققان دوره فرادکتری دانشگاه تربیت مدرس و دکتر علی مرسلی، عضو هیئت علمی این دانشگاه است.