 كاتاليست‌هاي دوفلزي ..، تفكيك اندازه گيري ضريب انتقال ...، كاتاليست هاي دوفلزي ...
1385/07/03 18:04
  كاتاليست‌هاي دوفلزي فرايند ريفورمينگ كاتاليستي ساخته شد  كاتاليست هاي دوفلزي فرايند ريفورمينگ كاتاليستي براي استفاده در پالايشگاههاي كشورتوسط مركز تحقيقات كاتاليست پژوهشگاه صنعت نفت با مشاركت مديريت بازرگاني شركت مديريت بازرگاني شركت ملي پالايش و پخش فرآورده هاي نفتي ايران ساخته شد.  به گزارش گروه دريافت خبر ايسنا، ريفورمينگ كاتاليستي در صنعت پالايش نفت فرايند كاملا شناخته شده‌اي براي بهبود كيفيت اكتان بنزين، تهيه آروماتيك‌ها براي صنايع پتروشيمي و توليد هيدروژن به عنوان محصول جانبي براي مصارف صنعتي است. اين فرايند به دليل انعطاف پذيري زياد در توليد مواد با عدد اكتان مختلف نقش كليدي در عمليات پالايشگاهي ايفا مي‌كند.  بر اساس اين گزارش كاتاليست هاي اين فرايند، كاتاليسـت دو فلزي است. ميزان مصرف ساليانه اين كاتاليست ها در صنايع نفت نزديك به 100 تن مي باشد كه مقادير قابل توجهي (حدود 80 تن در سال) از اين كاتاليست ها در پالايشگاههاي تهران ، اراك، بندرعباس، كرمانشاه، و بالغ بر 15 تن در سال در مجتمع هاي پتروشيمي مورد استفاده قرار مي گيرد.  مهندس معصومه آقابابايي - مسئول اين پروژه ساخت اين نوع كاتاليست - در اين زمينه گفت: با توسعه مراكز پتروشيمي بوعلي سينا و برزويه ميزان مصرف اين كاتاليست ها به 148 تن در سال خواهد رسيد. در حال حاضر خريد اين كاتاليست ها در صنايع نفتي، از شركت هاي سازنده خارجي بالغ بر 6 ميليون دلار هزينه ارزي در بر دارد و به همين دليل مركز تحقيقات كاتاليست پژوهشگاه صنعت نفت براي صرفه‌جويي ارزي با مشاركت مديريت بازرگاني شركت ملي پالايش و پخش فرآورده‌هاي نفتي ايران ، طرح ساخت اين كاتاليستها را با پيشرفته ترين روشهاي مطرح شده در دنيا به انجام رساند و بر روي كاتاليستهاي ساخته شده بررسيهاي فيزيكي - شيميايي ، تست راكتوري و طول عمر مطابق با شرايط صنعتي پالايشگاههاي ايران انجام گرفته و با كاتاليستهاي تجارتي مورد استفاده در پالايشگاههاي ايران مقايسه شد.  بر همين اساس نتايج حاصل از اين آزمايش ها نشان مي دهد كه اين كاتاليستها با كاتاليستهاي تجارتي به خوبي رقابت مي‌كنند. همه مراحل ساخت اين كاتاليستها و محصولات توليد شده فرايند با استانداردهاي فني صنعت نفت و استانداردهاي جهاني مديريت كيفيت، ايمني و زيست محيطي انطباق دارد.  وي افزود: براي برطرف ساختن مشكلات زيست محيطي دفع كاتاليستهاي مستعمل و صرفه جويي اقتصادي در يك طرح ديگر، دانش فني بازيافت فلزات با ارزش پلاتين رنيم از كاتاليستهاي مستعمل ريفورمينگ نيز به دست آمده است. به طوري كه انجام اين طرح، راهگشاي توليد اين نوع كاتاليست با ظرفيت 150 تن در سال براي استفاده در پالايشگاههاي ايران خواهد بود. بديهي است راه اندازي واحد صنعتي توليد اين كاتاليست ها ، گاهي مهم در جهت كارآفريني و اشتغال زايي در ايران خواهد بود .   تفكيك اندازه گيري ضريب انتقال حرارت در راكتورهاي دوغابي  مطالعات تحقيقاتي براي دستيابي به تكنولوژي فرايندGTL ، بررسي انتقال حرارت در راكتورهاي فيشر – تروپش به دليل نياز اساسي به سيستم هاي خنك كننده توسط پژوهشكده گاز به تحقق رسيده است.  بر اساس تحقيقات انجام شده و براي دستيابي به اين تكنيك راكتوري با اندازه مناسب براي دستيابي به رژيم جرياني مشابه با واحد صنعتي و همچنين پروب حرارتي مخصوصي، طراحي و ساخته شد كه اندازه گيري ضريب انتقال حرارت موضعي را در نقاط مختلف راكتور امكان پذير كرد اين پروژه به وسيله مهندس انسيه گنجي باباخاني هدايت مي شد.  همچنين از بررسي انتقال حرارت در راكتور دوغابي، نتايج بسيار ارزنده اي براي طراحي سيستم هاي حرارتي حاصل گرديده است.  مهندس گنجي گفت: در ادامه تحقيقات مشخص شد بررسي پديده انتقال حرارت در سيستم هاي دو و سه فازي هم از طريق تخمين ضرايب انتقال حرارت از بستر به ديوار و هم از طريق تخمين ضرايب انتقال حرارت از قطعه گرم شونده غوطه ور به بستر امكان پذير مي باشد.  لذا اندازه گيري ضرايب انتقال حرارت عموماً به يك منبع حرارتي و اندازه گيري دماهاي سطح منبع حرارتي و توده بستر نياز دارد و براي اندازه گيري ضريب انتقال حرارت موضعي براي سيستم انتقال حرارت از جسم گرم شده به بستر، اختلاف دماي بين سطح غلاف منبع حرارتي و توده سيال و شار حرارتي متناظر آن بايد اندازه گيري شود.  وي افزود : همچنين بر اساس تحقيقات انجام شده جنس محفظه اصلي غلاف, تفلون انتخاب شد. تفلون كه براي ساخت محصولاتي با قابليت كاركردن در دماي عملياتي بالاتري نسبت به ساير ترموپلاستيك ها به كار مي روند زيرا تركيبي از خواص مناسب شيميايي, الكتريكي, مكانيكي و گرمايي را به خود اختصاص داده و اين ماده از آنجايي انتخاب شد كه عايق حرارتي و الكتريكي مناسبي مي باشد و علاوه برخواص مكانيكي و ماشين كاري مناسب، جزو كارهاي تجربه شده توسط خدمات فني پژوهشگاه و كارگاه تراشكاري بوده است.  مسئول اين پروژه افزود :منبع تغذيه برق مستقيم پس از يك سو نمودن و تبديل برق متناوب شهري آن را به مقاومت الكتريكي منبع حرارتي منتقل مي كند و در ضمن يك نشانگر اختلاف پتانسيل الكتريكي به صورت موازي و يك نشانگر جريان الكتريكي به صورت سري در مسير جريان قرار مي گيرند. بدين ترتيب با پيچاندن پيچ تنظيم ولتاژ منبع تغذيه اختلاف پتانسيل قابل تغيير خواهد بود و با توجه به ثابت بودن مقاومت الكتريكي مسير، جريان الكتريكي متناظر با هر اختلاف پتانسيل تغيير خواهد كرد. بدين ترتيب ميزان توان مصرفي مورد نظر تامين خواهد شد.  از طرف ديگر سه ترموكوپل روي غلاف منبع حرارتي نصب شده است كه يكي از آنها دماي سيال درون راكتور سه فازي ودو تاي ديگر دماي دو نقطه از سطح منبع حرارتي را اندازه گيري مي كنند كه متوسط آن دو دما معادل دماي سطح منبع حرارتي خواهد بود.  همچنين با استفاده از اين تجهيزات، ضريب انتقال حرارت در يك راكتور با شرايط راكتور صنعتي فرآيند GTL و روابط مربوطه تعيين شد كه اطلاعات به دست آمده به طور مستقيم در طراحي سيستم خنك كننده و مدلسازي اين فرآيند مهم به كار خواهد رفت.  توسط مركز تحقيقات پژوهشگاه صنعت نفت صورت گرفت:  كاربرد بيوكاتاليست ها در ارتقا كيفيت نفت خام  به منظور كاربرد بيوكاتاليست ها در ارتقاء كيفيت نفت خام و ميكروارگانيسم هاي داراي قابليت انجام واكنش هاي حذف نيتروژن و نيكل و واناديوم از نفت و دانش فني فرايندهاي مورد بحث، برنامه تحقيقاتي در پژوهشگاه صنعت نفت در اين زمينه تدوين و اجرا شد.  مهندس مريم مشايخي - مسئول اجراي اين پروژه - درباره اين پروژه گفت: با توجه به جذابيت استفاده از روشهاي بيولوژيك در فرآيندهاي پالايش نفت، ايده حذف ساير آلاينده هاي نفت از عناصر نيتروژن و فلزات سنگين كه عمدتاً واناديوم و نيكل مطرح مي باشد مورد بررسي قرار گرفت ، لازم به ذكر است كه در زمينه حذف نيتروژن، تحقيقاتي در سطح دنيا صورت گرفته است ولي تاكنون به شكل صنعتي يا نيمه صنعتي اجرا نشده است. همچنين در حوزة حذف فلزات نيز تحقيقات صورت گرفته بسيار محدود بوده و به دليل وجود فلزات در برشهاي سنگين نفتي توجه زيادي به اين موضوع نشده است. لذا به منظور دستيابي به ميكروارگانيسمهاي داراي قابليت انجام واكنشهاي حذف نيتروژن و نيكل و واناديوم از نفت و دانش فني فرايندهاي مورد بحث، برنامه تحقيقاتي در پژوهشگاه صنعت نفت در اين زمينه تدوين و اجرا شد.  مشايخي افزود: بدين منظور ابتدا آزمايشگاهي براي تحقيقات بيوكاتاليستي در مركز تحقيقات كاتاليست تجهيز شد و پس از آن براي جداسازي باكتريهايي با قابليتهاي مذكور، نمونه برداري از خاك، آب و لجن آلوده به نفت و تركيبات نفتي در مناطق مختلف كه عمدتاً مناطق نفت خيز جنوب كشور بود، صورت گرفت.  وي تاكيد كرد: انتخاب محل نمونه ها به گونه اي بود كه احتمال حضور باكتريهايي كه توانايي مصرف و تحمل تركيبات نفتي را دارند، بيشتر باشد. در نتيجه مناطقي كه نفت استخراجي موجود، ميزان بيشتري از اين آلاينده ها را به همراه دارد و خاك و آب آنها مدت زمان زيادي در معرض آلودگي نفتي با مقادير بالاتر آلاينده ها قرار دارند انتخاب شدند كه بدين ترتيب احتمال يافتن باكتريهاي مناسب در اين شرايط بيشتر است.  مشايخي همچنين تصريح كرد: بدين ترتيب 80 نمونه خاك، آب و لجن آلوده به نفت جمع آوري و به آزمايشگاه منتقل و سپس باكتريهاي موجود در آنها رشد داده شد و در شرايط خاص هر فرآيند كشت ثانويه انجام شد تا باكتريهاي برتر جدا شود. در جداسازي باكتريها با توانايي حذف نيتروژنِ تركيبات نفتي، از تركيب آلي كه مشابه تركيبات موجود در نفت باشد به عنوان نماينده تركيبات نيتروژنه نفت انتخاب و به عنوان تنها منبع نيتروژن محيط، به محيط كشت افزوده شد. همين عمل براي جداسازي باكتريهايي با توانايي حذف فلزات صورت گرفت. نهايتاً اين باكتريها را به نفت اضافه كرد و زمان 20 روز را به عنوان زمان ماند در نظر گرفتيم و نتايج اندازه گيري ميزان نيتروژن نفت قبل و بعد از اين عمل نشان داد كه باكتري در محيط حاوي %5نفت ، حدود25% كاهش نيتروژن را نشان مي دهد.  او گفت : در آزمايشات حذف فلزات مجموعه هاي ميكروبي فلزات باكتريهاي به دست آمده، توانايي حذف تركيب مدل واناديوم و نيكل را به ترتيب 35% و 30% در محيط حاوي اين تركيب داشته اند.  مشايخي افزود: استفاده از روش هاي نوين بيوتكنولوژي در پژوهشگاه، موفقيت هايي در زمينه مطالعات علمي و عمليات آزمايشگاهي را نشان مي دهد كه اميدواريم همگام با ديگر مراكز تحقيقاتي جهان به توسعه اين فناوري بپردازيم  تكنولوژي انتگراسيون حرارتي براي تحليل ترموديناميكي فرآيندهاي شيميايي  امروزه به دليل وجود بحران انرژي و همچنين اهميت كاهش نشر آلاينده‌ها، كليه فعاليت‌هايي كه منجر به كاهش مصرف انرژي شود، مورد توجه خاص صاحبان صنايع قرار گرفته است؛ چرا كه در دنياي امروز فعاليت‌هاي صنعتي پايدار بدين مفهوم هستند كه مصرف انرژي را از دو ديدگاه عملكردي و هزينه هاي مربوطه در حداقل ممكن قرار دهند.  در اين راستا يكي از مهمترين تكنيك هايي كه در جهت تعيين فرصتها و پتانسيلهاي مصرف انرژي در اكثر پالايشگاه هاي دنيا بكار گرفته مي شود تكنولوژي انتگراسيون حرارتي است كه بدليل پايه هاي مستحكم و نيز ساده و قابل اجرا بودن آن، بعنوان ابزاري قوي جهت تحليل ترموديناميكي فرآيندهاي شيميايي و تاسيسات جانبي وابسته به آنها كاربرد گسترده اي دارد. هدف از اين نوع مطالعات شناسايي فرصتهاي صرفه جويي انرژي از طريق تحليل شرايط عملياتي كنوني واحـدها بوده است که با تحليل بر روي مصارف غير كارآي انرژي و ارائه راهكارهاي مناسب جهت استفاده بهينه از انرژي بر مبناي تحليل پينچ به انجام رسيده است.  تعيين بهينه ترين و اقتصادي ترين وضعيت مصرف انرژي در شبكه مبدلهاي حرارتي، برجهاي جدا كننده و كوره هاي حرارتي، تعيين انواع پتانسيلهاي صرفه جويي انرژي از قبيل توليد بخار و برق در فرآيندها، توزيع مناسب و بهينه انواع منابع انرژي گرم و سرد در هر يك از واحدهاي پالايشگاه و نهايتا دستيابي به توزيع مناسبي از كل منابع انرژي مورد نياز در پالايشگاه با استفاده از يك منبع انرژي مركزي توسط تكنيك Total Site Integration، از جمله نتايج و موارد مورد بررسي در اين قبيل پروژه ها مي باشد. در راستاي دستيابي به اين هدف مركز تحقيقات انرژي پژوهشگاه صنعت نفت پروژه "بررسي و امكان‌سنجي انتگراسيون حرارتي واحدهاي آيزوماكس پالايشگاه تهران" را تعريف و اجرا نموده است كه به شرح ذيل مي باشد.  پروژه بررسي و امكان‌سنجي انتگراسيون حرارتي واحدهاي آيزوماكس پالايشگاه تهران  در اين پروژه که نخستين پروژه از نوع خود در ايران بشمار مي‌رود، امکان بازيافت حرارت در واحدهاي آيزوماکس شمالي و جنوبي پالايشگاه تهران بر مبناي تحليل گلوگاهي (پينچ) يا انتگراسيون حرارتي، و با در نظر گرفتن تکنولوژيهاي موجود بازيافت انرژي در صنايع، توسط مرکز تحقيقات انرژي پژوهشگاه صنعت نفت و با همکاري و نظارت کارشناسان باتجربه شرکت پالايـش نفـت تهـران در خلال سالهاي 1382 و 1383مورد مطالعه و امکان‌سنجي قرار گرفت.  نكته حائز اهميت در اين تحليل، روش بكار گرفته شده مي‌باشد كه علاوه بر آناليز پينچ، برپايه الگو برداري از پالايشگاه هاي موجود در داخل و خارج از كشور نيز استوار بوده‌است. با ارزيابي و مقايسه واحد آيزوماكس پالايشگاه تهران با واحدهاي مشابه و همچنين بهره گيري از تکنولوژي هاي جديد نظير آناليز پينچ كه هدف آنها كاهش مصرف سرويس هاي جانبي (مانند: سوخت، بخار، برق) با استفاده بهينه از پتانسيل هاي موجود همچون پيش گرم کردن خوراک بوسيله محصول گرم نهايي و قرار دادن سطوح تبادل حرارت جديد مي باشد، به بررسي و برآورد سطوح حرارتي بهينه پرداخته شده‌است.  پروژه فوق شامل دو فاز بوده که در فاز اول واحد آيزوماکس شمالي و سپس در فاز دوم واحد آيزوماکس جنوبي مورد بررسي و تحليل قرار گرفت. در مرحله نخست پروژه، گردآوري، تکميل و بررسي کيفيت و سازگاري داده‌هاي واقعي عملياتي انجام گرفت. در مرحله دوم پروژه، فعاليتهاي شبيه‌سازي، مطالعات پينچ و امکانسنجي ايده هاي اوليه صورت پذيرفت. در مرحله سوم نيز، پتانسيل هاي عمده صرفه جويي در هر يک از واحدها بصورت کمي مشخص شدند. نتايج حاصل از اين پروژه نشان مي دهد كه در اين واحدها پتانسيلي حدود 2 ميليون دلار در سال جهت كاهش مصرف انرژي وجود دارد. علاوه بر آن با ارائه آرايش جديد مبدلهاي حرارتي در قسمتهاي تعويض دستگاههاي قديمي نيز امكان كاهش هزينه سرمايه گذاري به ميزان 5/5 ميليون دلار وجود دارد.   