1403/02/13
زاهد شمی

زاهد شمی

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 36459235300
دانشکده: دانشکده علوم پایه
نشانی: دانشگاه کردستان، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی
تلفن: 08733624133

مشخصات پژوهش

عنوان
تولید نیمه صنعتی (پایلوت) کاتالیست بر پایه اکسید آهن بمنظور استفاده در واکنش های هیدروژن زدایی مصرفی در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی با تکیه بر معادن بومی استان کردستان
نوع پژوهش
طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها
هیدروژن زدایی، کاتالیست، اکسید آهن
سال 1401
پژوهشگران زاهد شمی

چکیده

در سیاستهای کلی اقتصاد مقاومتی، توسعه پایدار صنایع پتروشیمی و پالایشی با هدف جلوگیری از ضربه پذیری اقتصاد از درآمدهای حاصل از نفت و گاز به طور ضمنی مورد تأکید قرار گرفته است. به همین دلیل توجه به بومی سازی کاتالیست ها به عنوان یک کالای استراتژیک و گلوگاه فنی که در شرایط خاص می تواند توسعه صنایع مذکور را آسیب پذیر کند، ضروری است. بررسی بازار جهانی کاتالیست نشان می دهد که در سالهای اخیر بیشترین رشد مصرف کاتالیست متعلق به کشورهایی همچون چین و منطقه خاورمیانه به واسطه افزایش ظرفیت پالایش نفت و تولید محصولات پتروشیمی در این مناطق بوده است. بعلاوه، نتایج حاصل از مطالعات معاونت پژوهش های زیربنایی و امور تولیدی دفتر مطالعات انرژی، صنعت و معدن (گروه صنعت) نشان می دهد که در ایران با توجه به ظرفیتهای نصب شده موجود و طرحهای آتی سالیانه، حدود 21 هزار تن کاتالیست به ارزش تقریبی 312 میلیون دلار در صنایع پتروشیمی و پالایشی کشور مورد نیاز است. درحال حاضر بخش عمده ای از نیاز کاتالیست صنایع مذکور از طریق واردات تأمین می شود. آسیب شناسی صنعت کاتالیست کشور نشان می دهد نبود استراتژی و فقدان نقشه راه در صنعت کاتالیست کشور سبب شده که توسعه این صنعت عمدتاً با رویکرد فشار علم و فناوری توسط نهادهای پژوهشی صورت گیرد. غفلت از ملاحظات بازار و توجه نداشتن به کشش بازار در این حوزه سبب شده که بسیاری از تولیدکنندگان کاتالیست در کشور، توان حفظ وضعیت موجود و سهم بازار را نداشته باشند. عدم توسعه و بکارگیری فناوریهای بومی در صنایع بزرگ کشور به این مشکل دامن می زند، زیرا شرکتهای خارجی دارای دانش فنی فرآیند در قالب همکاریهای بین المللی با دیگر شرکت های خارجی، خرید خدمات فناورانه از جمله کاتالیست را نیز به کشورهای خریدار دانش فنی تحمیل می کنند. علاوه بر این، شرکت های خارجی تولیدکننده کاتالیست با اقداماتی از جمله کاهش غیرواقعی قیمت محصولات خود (دامپینگ)، عرصه را برای رقابت تولیدکنندگان داخلی تنگ تر می کنند. این درحالی است که خرید کاتالیست از بنگاه های داخلی با دو مشکل عمده عدم پوشش ریسک و تضمین کیفیت همراه است. استان کردستان با تکیه بر معادن سنگ آهن در نواحی مختلف استان، پتانسیل بسیار بالایی در استخراج این فلز را دارا می باشد که از این مهم می توان به نفع تولید و تبدیل صنعتی کاتالیست واکنش های شیمیایی در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت و پتروشیمی در واحدهای هیدروژن زدایی و امکان تولید ثروت در استان کردستان را فراهم نمود. در این طرح با تکیه بر دانش فنی متخصصان دانشگاهی و تجارب صنایع و همچنین بهره مندی از ذخایر معدنی استان کردستان کاتالیست هیدروژن زدایی در مقیاس نیمه صنعتی بر پایه ی سنگ آهن مصرفی را تهیه تا در مراحل بعدی اقدام به تجاری سازی آن می نماید. این کاتالیست به طور گسترده به عنوان کاتالیست هیدروژن زدایی در صنایع نفت (hydrotreating)، در صنایع پتروشیمی (به عنوان مثال تولید استایرن از اتیل بنزن)، صنایع گاز و صنایع پلیمری استفاده خواهد شد. در این فرآیند سنگ معدن آهن خالص سازی شده به پودر نرم تبدیل شده و تحت فرآیند سینترینگ در کوره الکتریکی فعال شده و پایه کاتالیست اکسید آهن تولید می شود و سپس سطح آن در حضور نمک های معدنی فعال شده و به عنوان کاتالیست نهایی استفاده خواهد شد. مراحل تهیه کاتالیست هیدروژن زدایی بر پایه اکسید آهن شامل تهیه پودر آهن تامین شده از معادن آهن استان با اندازه در مقیاس میکرومتر، تهیه اکسید آهن از پودرآن طی فرایند حرارتی در یک کوره القایی در دمای 650 درجه سانتیگراد در حضور هوای کافی و سپس افزودن شتایدهنده پتاسیم نیترات برای بهینه سازی و افزایش کارایی کاتنالیست می باشد. کاتالیست تهیه شده در یک مقیاس نیمه صنعتی برای کاتالیست کردن واکنش هیدروژن زدایی اتیل بنزن صنعتی و تبدیل آن به مونومر استایرن که یک پیش ماده پرکاربرد برای تهیه پلی استایرن و کوپلیمرهای آن است بکار گرفته و آنالیز شد. نتایج آزمایش های مختلف مانند کرواتوگرافی گازی، طیف سنجی و ... تاییدی بر تهیه موفق کاتالیست و کارایی مناسب آن برای واکنش هیدروژن زدایی می باشد. بعلاوه، این نتایج نشان می دهد با بهینه سازی فرایند و بکارگیری تجهیزات تولیدی مناسب، تولید کاتالیست صنعتی بر پایه معادن بومی استان هم از جنبه علمی و هم از جنبه اقتصادی ممکن بوده و می تواند سودآوری و اشتغال مناسبی برای استان و کشور داشته باشد.