کاتالیست ماده‌ای است که سرعت واکنش‌های شیمیایی را از طریق کاهش انرژی فعال‌سازی افزایش می‌دهد، بدون اینکه خود در آنها دخیل باشد. کاتالیست‌ها به علت ویژگی‌های سطحی و با تغییر مسیر واکنش شیمیایی روی سرعت واکنش نیز تاثیر می‌گذارند و سرعت رسیدن به حالت تعادل در یک واکنش را افزایش می‌دهند، ولی نمی‌توانند، شرایط تعادل را تغییر دهند.
به گزارش اختصاصی پایگاه خبری تحلیلی نفت آرا، هرچه کاتالیستی واکنشی بیشتر جهت تولید محصولات ایجاد کند، «کاتالیست سلکتیوتر» خواهد بود. به این ترتیب، عمل کاتالیزور بیدار کردن خاصیت ترکیبی نهفته در واکنش دهنده‌ها است. بر این اساس، کاتالیزورها را می‌توان به کاتالیست‌های هموژن، کاتالیست‌های هتروژن و بیوکاتالیست‌ها طبقه‌بندی کرد.
تکنولوژی نانو به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری رفتار جدیدی در خواص و پدیده‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی ایجاد می‌کند، بنابراین با استفاده از نانو می‌توان به تحولات بزرگی در صنعت پتروشیمی دست یافت.
یکی از شاخه‌های نانوتکنولوژی، نانوکاتالیست‌ها هستند که با داشتن سایت‌های فعال و ایجاد حفره‌هایی در اطراف سایت‌های فعال می‌توانند، بسیاری از مشکلات کاتالیست‌ها را بر طرف کنند، از این حیث کاتالیست مناسب، کاتالیستی است که بتواند سطح فعال زیاد داشته و احیاپذیر باشد. فناوری نانو می‌تواند، سطح فعال بسیار زیادی را برای کاتالیست فراهم آورد و کیفیت کاتالیست را ارتقا دهد.
بازده بالا، استفاده بهینه از مواد شیمیایی اولیه، مصرف انرژی پایین و صرفه اقتصادی از مزایای نانوکاتالیست‌ها است.
افزایش بازدهی محصولات پتروشیمی به وسیله نانوکاتالیست‌ها
نانوکاتالیست‌ها با توجه به ساختارشان توانسته‌اند، تاثیر زیادی در بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها داشته باشند. اگر ساختار کاتالیست نانویی نباشد، نمی‌توان کارایی آن را بالا برد. بنابراین هرچه کاتالیستی به ابعاد نانو نزدیک‌تر و پایه ریزدانه‌تر باشد، می‌تواند با شرایط منسجم‌تر و کم هزینه‌تر کار کرد.
نانوکاتالیست‌ها علاوه بر تاثیر زیاد در افزایش بازدهی و کاهش هزینه‌های عملیاتی، در حوزه محیط زیست نیز کاربردهای مهمی دارند، از جمله میزان قابل توجهی از گازهای سمی را بی‌اثر می‌کنند و در کاهش آلودگی هوا موثر هستند و این باعث کاهش هزینه‌های زیست‌محیطی می‌شود.
کاربردهای نانوکاتالیست‌ها در صنعت پتروشیمی
یک: افزایش عدد اکتان و کاهش ترکیبات الفینی
فرآیند FCC یکی از مهمترین فرآیندهاست. استفاده از نانوکاتالیست‌ها در فرآیند FCC خواص چشمگیری از جمله باعث فعالیت و پایداری زیاد می‌شود که در نانوکاتالیست‌های 3/SiO2 به چشم می‌خورد و می‌توان آنها را به کمک بخار آب حاوی آمونیاک در دمای بالا و ترکیب با اکسیدهای فلزات قلیایی خاکی کمیاب فعال‌تر کرد و از آنها برای کاهش الفین در فرآیند FCC استفاده کرد، به این ترتیب می‌توان به تعداد اکتان بالاتری برای بنزین نهایی دست یافت.
نانوکاتالیست علاوه بر کاهش الفین، باعث کاهش ترکیبات گوگردی ساده‌تر می‌شود که در این صورت می توان میزان گوگرد در بنزین را کاهش داد.
از فواید این روش می‌توان به هزینه کم، میزان تبدیل بالا و کاهش مصرف هیدروژن اشاره کرد.
دو: حذف آلاینده نیتروژن اکسید
نانوکاتالیست منگنز اکسید بر پایه نانولوله‌های کربنی جهت حذف آلاینده نیتروژن اکسید مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند، ایجاد گروه‌های اکسیژن‌دار بر سطح پایه به پراکندگی بیشتر اکسید فلز در پایه و در نتیجه افزایش فعالیت کاتالیستی منجر می‌شود. مقایسه دیگر ساختارهای کربنی مانند نانولوله‌های کربنی تک دیواره و کربن فعال به‌عنوان پایه کاتالیست نشان می‌دهد، کاتالیست بر پایه نانولوله‌های کربنی تک دیواره با داشتن مساحت سطح
بالا، بالاترین بازده را دارد.
سه: نانوکاتالیست‌های مورد استفاده در واحدهای کراکینگ تجاری
زئولیت‌ها یکی از بهترین گروه‌های نانوکاتالیستی هستند، چون ابعاد تخلخل آن به صورت نانومتری است. زئولیت‌ها شامل مقداری فضای خالی می‌باشند که می‌توانند کاتیون‌ها، آب و مولکول‌های دیگر را در خود جا دهند و به دلیل ساختار کریستالی دارای تخلخل‌های کاملا هم شکل هستند.
نانولایه‌های زئولیتی گروه جدیدی از زئولیت‌ها هستند که با ورقه ورقه کردن مواد اولیه زئولیتی به‌دست می‌آیند که از آن برای تولید مواد بسیار فعال با خلوص بالا استفاده می‌شود. همچنین زئولیت‌ها این قابلیت را دارند که به‌عنوان جز اصلی ترکیب کاتالیست‌های هیدروکراکینگ باشند.
چهار: افزایش بهره‌بری فرآیند تبدیل متانول به الفین‌های سبک
الفین‌های سبک از جمله اتیلن و پروپیلن از محصولات مهم صنایع پتروشیمی هستند. در میان روش‌های مختلف تولید الفین‌ها فرایند تبدیل متانول به الفین اهمیت بسیاری دارد. مهمترین مزیت این فرآیند عدم وابستگی آن به مواد اولیه نفتی است که محدودیت منابع فسیلی را پوشش می‌دهد.
در تبدیل متانول به الفین‌های سبک در کنار شرایط فرایندی، شکل ساختار و خواص اسیدی کاتالیست مورد استفاده نیز تاثیر زیادی بر انتخاب پذیری و گزینش اولفین ها دارد.
بهبود عملکرد کاتالیست نظیر افزایش میزان تبدیل متانول، گزینش‌پذیری پروپیلن و طول عمر کاتالیست با افزودن تقویت کننده به کاتالیست محقق می شود. تقویت کاتالیست‌های زئولیتی با نانوذرات آهن منجر به افزایش بهره‌بری فرایند تبدیل متانول به الفین‌ها و کاهش هزینه تولید می‌شود.
پنج: بهبود فرایند هیدروکانورژن نرمال هپتان
تبدیل کاتالیزوری از مهمترین واحدهای هر پالایشگاهی است که عمده‌ترین هدف آن افزایش عدد اکتان بنزین است. در این فرآیند خوراک به هیدروکربن‌های آلیفاتیک شاخه‌دار و آروماتیک‌ها تبدیل می‌شود. وسایل نقلیه هیدروکربن‌های سمی آزاد می‌کنند که یکی از آنها بنزن است که گفته شده، سرطان‌زاست، برای کاهش این معایب بنزین به اصلاحاتی نیاز دارد. از لحاظ درجه اکتان، آروماتیک‌ها و الفین‌ها مطلوب‌ترین اجزای بنزین هستند.
کاتالیزورهای هیدروکانورژن غالبا دو عاملی هستند و شامل یک سایت فلزی مانند پلاتین هستند که بر روی یک سایت اسیدی پراکنده می شوند.
با تعیین نسبت بهینه Ti/Si در ژل اولیه می‌توان به بالاترین کارایی کاتالیست‌های مزوحفره MSU در فرآیند هیدروکانورژن هپتان دست یافت. نتایج حاصل از آنالیزهای تعیین خصوصیات نشان می‌دهد که در نسبت های کم Ti/Si اسیدیته و فعالیت کاتالیزور بیشتر می‌شود.
نسبت Ti/Si در پایه‌های مزوحفره‌ای تعیین‌کننده خصوصیات اسیدی از جمله تعداد قدرت و نوع مکان‌های اسیدی است. در این میان خصوصیات اسیدی نقش بسیار موثری در تعیین گزینش‌پذیری نسبت به محصولات مختلف نشان می‌دهند. تولید ترکیبات ایزومری چند شاخه و همچنین عدم تشکیل بنزن از مزایای مهم کاتالیزورهای مزوحفره مذکور است.
نتایج حاصل از ارزیابی عملکرد کاتالیست‌های مزوحفره MSU حاکی از آن است که با افزایش دما، میزان تبدیل افزایش یافته و با افزایش نسبت Ti/Si زمان بیشتری طول می‌کشد تا فعالیت کاتالیست ها افت کند.
شش: تولید مواد پتروشیمی با ارزش در فرآیند ارتقاء پلاستیک
در این روش نانوکاتالیست با تکنیک هیدروترمال از جمله پروموتر بور سنتز می‌شود و سپس با پروموتر آهن از طریق روش اشباع چند مرحله‌ای اصالح می‌شود.
نتایج حاصل از تست های انجام شده فاز کریستالی بالا، مورفولوژی سطح کروی،م ساحت سطح باال ساختار مزوپور و اسیدیته به خوبی تنظیم شده را تایید کرد. نانوکاتالیست تولیدشده از این طریق به تولید مواد پتروشیمی با ارزش و کیفیت بالا کمک زیادی می‌کند.
انتهای پیام/.
تکنولوژی نانو به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری رفتار جدیدی در خواص و پدیده‌های شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی ایجاد می‌کند، بنابراین با استفاده از نانو می‌توان به تحولات بزرگی در صنعت پتروشیمی دست یافت.
یکی از شاخه‌های نانوتکنولوژی، نانوکاتالیست‌ها هستند که با داشتن سایت‌های فعال و ایجاد حفره‌هایی در اطراف سایت‌های فعال می‌توانند، بسیاری از مشکلات کاتالیست‌ها را بر طرف کنند، از این حیث کاتالیست مناسب، کاتالیستی است که بتواند سطح فعال زیاد داشته و احیاپذیر باشد. فناوری نانو می‌تواند، سطح فعال بسیار زیادی را برای کاتالیست فراهم آورد و کیفیت کاتالیست را ارتقا دهد.
بازده بالا، استفاده بهینه از مواد شیمیایی اولیه، مصرف انرژی پایین و صرفه اقتصادی از مزایای نانوکاتالیست‌ها است.
افزایش بازدهی محصولات پتروشیمی به وسیله نانوکاتالیست‌ها
نانوکاتالیست‌ها با توجه به ساختارشان توانسته‌اند، تاثیر زیادی در بهبود کارایی و کاهش هزینه‌ها داشته باشند. اگر ساختار کاتالیست نانویی نباشد، نمی‌توان کارایی آن را بالا برد. بنابراین هرچه کاتالیستی به ابعاد نانو نزدیک‌تر و پایه ریزدانه‌تر باشد، می‌تواند با شرایط منسجم‌تر و کم هزینه‌تر کار کرد.
نانوکاتالیست‌ها علاوه بر تاثیر زیاد در افزایش بازدهی و کاهش هزینه‌های عملیاتی، در حوزه محیط زیست نیز کاربردهای مهمی دارند، از جمله میزان قابل توجهی از گازهای سمی را بی‌اثر می‌کنند و در کاهش آلودگی هوا موثر هستند و این باعث کاهش هزینه‌های زیست‌محیطی می‌شود.
کاربردهای نانوکاتالیست‌ها در صنعت پتروشیمی
یک: افزایش عدد اکتان و کاهش ترکیبات الفینی
فرآیند FCC یکی از مهمترین فرآیندهاست. استفاده از نانوکاتالیست‌ها در فرآیند FCC خواص چشمگیری از جمله باعث فعالیت و پایداری زیاد می‌شود که در نانوکاتالیست‌های 3/SiO2 به چشم می‌خورد و می‌توان آنها را به کمک بخار آب حاوی آمونیاک در دمای بالا و ترکیب با اکسیدهای فلزات قلیایی خاکی کمیاب فعال‌تر کرد و از آنها برای کاهش الفین در فرآیند FCC استفاده کرد، به این ترتیب می‌توان به تعداد اکتان بالاتری برای بنزین نهایی دست یافت.
نانوکاتالیست علاوه بر کاهش الفین، باعث کاهش ترکیبات گوگردی ساده‌تر می‌شود که در این صورت می توان میزان گوگرد در بنزین را کاهش داد.
از فواید این روش می‌توان به هزینه کم، میزان تبدیل بالا و کاهش مصرف هیدروژن اشاره کرد.
دو: حذف آلاینده نیتروژن اکسید
نانوکاتالیست منگنز اکسید بر پایه نانولوله‌های کربنی جهت حذف آلاینده نیتروژن اکسید مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج آزمایشگاهی نشان می‌دهند، ایجاد گروه‌های اکسیژن‌دار بر سطح پایه به پراکندگی بیشتر اکسید فلز در پایه و در نتیجه افزایش فعالیت کاتالیستی منجر می‌شود. مقایسه دیگر ساختارهای کربنی مانند نانولوله‌های کربنی تک دیواره و کربن فعال به‌عنوان پایه کاتالیست نشان می‌دهد، کاتالیست بر پایه نانولوله‌های کربنی تک دیواره با داشتن مساحت سطح
بالا، بالاترین بازده را دارد.
سه: نانوکاتالیست‌های مورد استفاده در واحدهای کراکینگ تجاری
زئولیت‌ها یکی از بهترین گروه‌های نانوکاتالیستی هستند، چون ابعاد تخلخل آن به صورت نانومتری است. زئولیت‌ها شامل مقداری فضای خالی می‌باشند که می‌توانند کاتیون‌ها، آب و مولکول‌های دیگر را در خود جا دهند و به دلیل ساختار کریستالی دارای تخلخل‌های کاملا هم شکل هستند.
نانولایه‌های زئولیتی گروه جدیدی از زئولیت‌ها هستند که با ورقه ورقه کردن مواد اولیه زئولیتی به‌دست می‌آیند که از آن برای تولید مواد بسیار فعال با خلوص بالا استفاده می‌شود. همچنین زئولیت‌ها این قابلیت را دارند که به‌عنوان جز اصلی ترکیب کاتالیست‌های هیدروکراکینگ باشند.
چهار: افزایش بهره‌بری فرآیند تبدیل متانول به الفین‌های سبک
الفین‌های سبک از جمله اتیلن و پروپیلن از محصولات مهم صنایع پتروشیمی هستند. در میان روش‌های مختلف تولید الفین‌ها فرایند تبدیل متانول به الفین اهمیت بسیاری دارد. مهمترین مزیت این فرآیند عدم وابستگی آن به مواد اولیه نفتی است که محدودیت منابع فسیلی را پوشش می‌دهد.
در تبدیل متانول به الفین‌های سبک در کنار شرایط فرایندی، شکل ساختار و خواص اسیدی کاتالیست مورد استفاده نیز تاثیر زیادی بر انتخاب پذیری و گزینش اولفین ها دارد.
بهبود عملکرد کاتالیست نظیر افزایش میزان تبدیل متانول، گزینش‌پذیری پروپیلن و طول عمر کاتالیست با افزودن تقویت کننده به کاتالیست محقق می شود. تقویت کاتالیست‌های زئولیتی با نانوذرات آهن منجر به افزایش بهره‌بری فرایند تبدیل متانول به الفین‌ها و کاهش هزینه تولید می‌شود.
پنج: بهبود فرایند هیدروکانورژن نرمال هپتان
تبدیل کاتالیزوری از مهمترین واحدهای هر پالایشگاهی است که عمده‌ترین هدف آن افزایش عدد اکتان بنزین است. در این فرآیند خوراک به هیدروکربن‌های آلیفاتیک شاخه‌دار و آروماتیک‌ها تبدیل می‌شود. وسایل نقلیه هیدروکربن‌های سمی آزاد می‌کنند که یکی از آنها بنزن است که گفته شده، سرطان‌زاست، برای کاهش این معایب بنزین به اصلاحاتی نیاز دارد. از لحاظ درجه اکتان، آروماتیک‌ها و الفین‌ها مطلوب‌ترین اجزای بنزین هستند.
کاتالیزورهای هیدروکانورژن غالبا دو عاملی هستند و شامل یک سایت فلزی مانند پلاتین هستند که بر روی یک سایت اسیدی پراکنده می شوند.
با تعیین نسبت بهینه Ti/Si در ژل اولیه می‌توان به بالاترین کارایی کاتالیست‌های مزوحفره MSU در فرآیند هیدروکانورژن هپتان دست یافت. نتایج حاصل از آنالیزهای تعیین خصوصیات نشان می‌دهد که در نسبت های کم Ti/Si اسیدیته و فعالیت کاتالیزور بیشتر می‌شود.
نسبت Ti/Si در پایه‌های مزوحفره‌ای تعیین‌کننده خصوصیات اسیدی از جمله تعداد قدرت و نوع مکان‌های اسیدی است. در این میان خصوصیات اسیدی نقش بسیار موثری در تعیین گزینش‌پذیری نسبت به محصولات مختلف نشان می‌دهند. تولید ترکیبات ایزومری چند شاخه و همچنین عدم تشکیل بنزن از مزایای مهم کاتالیزورهای مزوحفره مذکور است.
نتایج حاصل از ارزیابی عملکرد کاتالیست‌های مزوحفره MSU حاکی از آن است که با افزایش دما، میزان تبدیل افزایش یافته و با افزایش نسبت Ti/Si زمان بیشتری طول می‌کشد تا فعالیت کاتالیست ها افت کند.
شش: تولید مواد پتروشیمی با ارزش در فرآیند ارتقاء پلاستیک
در این روش نانوکاتالیست با تکنیک هیدروترمال از جمله پروموتر بور سنتز می‌شود و سپس با پروموتر آهن از طریق روش اشباع چند مرحله‌ای اصالح می‌شود.
نتایج حاصل از تست های انجام شده فاز کریستالی بالا، مورفولوژی سطح کروی،م ساحت سطح باال ساختار مزوپور و اسیدیته به خوبی تنظیم شده را تایید کرد. نانوکاتالیست تولیدشده از این طریق به تولید مواد پتروشیمی با ارزش و کیفیت بالا کمک زیادی می‌کند.
انتهای پیام/.
https://naftara.ir/vdcd.o092yt0k5a26y.html
پربيننده ترين خبرها