رونمایی از دو کاتالیست کلیدی در صنعت نفت و گاز

به گزارش پایگاه خبری پژوهندگان عصر، صبح امروز در شرکت دانش بنیان توسعه صنایع نفت و گاز سرو، از دو محصول کلیدی در حوزه نفت، گاز و پتروشیمی با نام‌های «کاتالیست شیفت دما بالای بدون کروم» و «کاتالیست شیفت دما متوسط» رونمایی شد. این دو محصول به منظور پاسخگویی به یکی از نیازهای اساسی صنعت گاز و فرآیندهای تولید هیدروژن و گاز سنتز توسعه یافته‌اند؛ جایی که کاتالیست به طور مستقیم در تبدیل مونوکسیدکربن و تنظیم ترکیب گاز برای مراحل بعدی فرآیند نقش دارد. در فرآیند Water-Gas Shift، مونوکسیدکربن موجود در گاز با بخار آب واکنش داده و به هیدروژن و دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌شود. به این ترتیب، علاوه بر کاهش CO، مقدار هیدروژن مورد نیاز فرآیند نیز افزایش می‌یابد. کاتالیست‌های شیفت دما بالا و متوسط، بسته به طراحی فرآیند و شرایط عملیاتی، در واحدهای تولید هیدروژن، آمونیاک، متانول، گاز سنتز و برخی فرآیندهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی به کار می‌روند. بنابراین، کیفیت و عملکرد این کاتالیست‌ها تنها یک موضوع آزمایشگاهی نیست؛ بلکه به طور مستقیم با راندمان فرآیند، مصرف انرژی، کیفیت گاز خروجی، پایداری عملیاتی و هزینه نهایی محصول ارتباط دارد.

اهمیت کاتالیست شیفت دمای بالای بدون کروم یکی از ویژگی‌های بارز محصول اول، حذف کروم از فرمولاسیون کاتالیست شیفت دما بالا است. در نسل‌های متداول کاتالیست‌های HTS، ترکیبات مبتنی بر آهن و اکسیدهای تقویت‌کننده به کار می‌روند و در برخی فرمولاسیون‌های سنتی، کروم نیز به عنوان پروموتر وجود دارد. توسعه یک کاتالیست HTS بدون کروم از دیدگاه فناوری کاتالیست اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا این امر امکان حرکت به سمت فرمولاسیون‌هایی با ریسک زیست‌محیطی کمتر، مدیریت ساده‌تر مواد مصرفی و کاهش وابستگی به ترکیبات کروم‌دار را فراهم می‌کند. البته ارزیابی نهایی هر کاتالیست باید بر اساس داده‌های عملکردی واقعی شامل فعالیت، پایداری، افت فشار، مقاومت مکانیکی، رفتار حرارتی و عملکرد در شرایط صنعتی صورت گیرد.

دستاورد دوم؛ کاتالیست شیفت دما متوسط محصول دوم، کاتالیست شیفت دما متوسط است که برای شرایطی طراحی شده که کنترل دقیق میزان CO و افزایش راندمان تبدیل در محدوده دمایی میانی اهمیت دارد. توسعه همزمان این دو کاتالیست به صنعت اجازه می‌دهد تا بخشی از زنجیره فناوری کاتالیستی واحدهای تولید گاز سنتز و هیدروژن را با اتکا به دانش و توان ساخت داخلی تأمین کند.

صرفه‌جویی ارزی؛ فراتر از جایگزینی یک محصول وارداتی اهمیت اقتصادی این دستاورد تنها به قیمت خرید خود کاتالیست محدود نمی‌شود. هر واحد صنعتی که از یک کاتالیست بومی با عملکرد قابل قبول استفاده می‌کند، علاوه بر کاهش نیاز به واردات، می‌تواند از مزایایی همچون کاهش هزینه‌های تأمین، کوتاه شدن زنجیره تأمین، کاهش ریسک تحریم و محدودیت‌های وارداتی، دسترسی سریع‌تر به خدمات فنی و امکان تأمین قطعات و شارژهای جایگزین بهره‌مند شود. از سوی دیگر، در کاتالیست‌هایی که در مقیاس چندین تن در واحدهای صنعتی مصرف می‌شوند، بومی‌سازی می‌تواند در طول عمر واحد، ارزش اقتصادی قابل توجهی ایجاد کند. بنابراین این پروژه را باید بخشی از یک زنجیره بزرگ‌تر یعنی بومی‌سازی دانش، مواد اولیه، فرآیند ساخت، کنترل کیفیت و خدمات فنی کاتالیست دانست.

امروز کاتالیست‌ها از مهم‌ترین اجزای راهبردی صنایع نفت، گاز و پتروشیمی به شمار می‌آیند. توقف یا محدودیت تأمین یک کاتالیست خاص می‌تواند در برخی واحدها به کاهش ظرفیت تولید یا افزایش هزینه‌های عملیاتی منجر شود. بنابراین توسعه کاتالیست‌های داخلی تنها یک پروژه تحقیقاتی نیست؛ بلکه بخشی از امنیت زنجیره تأمین صنعت محسوب می‌شود. در این پروژه تلاش شده تا دانش طراحی و ساخت کاتالیست از مرحله آزمایشگاهی به سمت محصول صنعتی قابل اتکا حرکت داده شود؛ محصولی که بتواند در کنار تأمین نیاز داخلی، در آینده ظرفیت حضور در بازارهای منطقه‌ای را نیز داشته باشد.

بهبود عملکرد فرآیند و کاهش اثرات زیست‌محیطی توسعه کاتالیست‌های جدید باید همزمان دو هدف را دنبال کند: بهبود عملکرد فرآیند و کاهش اثرات زیست‌محیطی. کاهش یا حذف ترکیبات کروم‌دار در کاتالیست HTS می‌تواند از منظر مدیریت مواد اولیه، تولید، حمل‌ونقل و در نهایت مدیریت کاتالیست مصرف‌شده، یک گام مثبت باشد. از سوی دیگر، افزایش راندمان واکنش شیفت می‌تواند به بهینه‌تر شدن فرآیند تولید هیدروژن و گاز سنتز کمک کند و در صورت دستیابی به عملکرد مطلوب صنعتی، زمینه کاهش مصرف انرژی و کاهش شدت انتشار آلاینده‌ها به ازای واحد محصول را فراهم کند.

بومی‌سازی کاتالیست‌ها و تقویت اقتصاد ملی شاید در نگاه اول کاتالیست یک محصول کاملاً صنعتی به نظر برسد و ارتباط آن با زندگی مردم چندان آشکار نباشد؛ اما واقعیت این است که بسیاری از محصولات مورد استفاده مردم، از زنجیره‌های صنعتی وابسته به کاتالیست عبور می‌کنند. هیدروژن، آمونیاک، متانول و بسیاری از مواد شیمیایی پایه، در زنجیره تولید صنایع مختلف حضور دارند. بنابراین هر اقدامی که باعث کاهش هزینه تولید، افزایش پایداری واحدهای صنعتی، کاهش وابستگی خارجی و افزایش امنیت تأمین محصولات راهبردی شود، در نهایت می‌تواند به تقویت اقتصاد ملی و کاهش هزینه‌های زنجیره تولید منجر شود. کاتالیست شاید در حجم یک واحد صنعتی سهم کوچکی داشته باشد، اما در عملکرد همان واحد، نقشی بسیار بزرگ ایفا می‌کند.

امروز با رونمایی از کاتالیست شیفت دما بالای بدون کروم و کاتالیست شیفت دما متوسط، یک گام دیگر در مسیر خودکفایی فناورانه، کاهش وابستگی ارزی، ارتقای بهره‌وری و توسعه فناوری‌های پاک‌تر در صنعت کشور برداشته شده است. این محصولات را می‌توان نمونه‌ای از پیوند موفق دانش تخصصی، تحقیق و توسعه و نیاز واقعی صنعت دانست؛ مسیری که ادامه آن می‌تواند کشور را در حوزه کاتالیست‌های پیشرفته، نه تنها خودکفا، بلکه در آینده به یک بازیگر منطقه‌ای تبدیل کند.