دانشگاه تربیت مدرس: امکان افزایش بازدهی فرایند گوگردزدایی نفت خام، به کمک کاتالیست های نانوساختار

محققان دانشگاه تربیت مدرس، کاتالیست‌هایی را سنتز کرده‌اند که می‌توان از آن‌ها در فرایند گوگرد زدایی نفت خام استفاده کرد. این کاتالیست فلزی- آلی نانوساختار، از فعالیت کاتالیزوری بالایی نسبت به نمونه‌های مشابه برخوردار است. این مواد که در مقیاس آزمایشگاهی ت

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، ماده‌ی 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.
دکتر محمد یاسر معصومی 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 هزینه‌ی پایین تهیه‌ی این چارچوب‌ها و همچنین جداسازی آسان این مواد از مخلوط واکنش در انتهای فرایند گوگرد زدایی را از مزایای عمده‌ی این کاتالیست‌ها عنوان کرد.
گوگرد زدایی 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 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 آینده‌ی روشنی برای صنعت پالایش نفت و گاز خواهد بود.
معصومی در رابطه با نحوه‌ی 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 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.»
وی در ادامه افزود: «فرایند گوگرد زدایی تحت شرایط بهینه، ظرف مدت شش ساعت تقریباً 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.»
نتایج این تحقیقات در مجله‌ی Inorganic Chemistry (جلد 54، شماره‌ی 23، سال 2015، صفحات 11269 تا 11275) 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 هیأت علمی این دانشگاه است.