کاربرد نانوکاتالیست‌ها در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی

امروزه با افزایش تقاضای انرژی در نتیجه صنعتی شدن کشورها و رشد جمعیت، مصرف منابع نفت و گاز شدت یافته است. از سوی دیگر، روزبه‌روز از تعداد میادین نفت و گازی که به دست بشر کشف می‌شوند، کاسته می‌شود و در کنار آن، روش‌های متداول و سنتی تولید ذخایر، دیگر مانند گذشته پاسخگوی کامل این نیازها نیست. از این‌رو، لزوم استفاده از فناوری‌های جدید در صنایع بالادستی و پایین‌دستی نفت و گاز احساس می‌شود. ایران نیز با توجه به کاربردهای روزافزون فناوری نانو در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی به دنبال استفاده از این فناوری در صنایع ذکر شده است. یکی از مواردی که در صنایع پایین‌دستی نفت و گاز با ورود فناوری نانو پیشرفت چشم‌گیری کرده است کاتالیست‌ها هستند. کاتالیست‌ها در اکثر صنایع شیمیایی و در تمام پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها به‌عنوان یک ماده حیاتی برای سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. پیشرفت‌های صنعت کاتالیست بیشتر مربوط به بهینه کردن کارایی آن‌ها است تا کشف یک کاتالیست با خواص و عملکرد بهتر. با ورود فناوری نانو به این صنعت و تولید نانوکاتالیست‌ها تحولی عظیم در کارایی آن‌ها به‌وجود آمده است. سطح فعال و گزینش‌پذیری بالا در نانوکاتالیست‌ها موجب افزایش تولید و کاهش انرژی مصرفی می‌شود. شرکت‌های داخلی متعددی وجود دارند که توانایی تولید انواع نانوکاتالیست‌ها را برای انواع واکنش‌های پالایشگاهی و پتروشیمی دارا هستند.

ستاد ویژه توسعه فناوری نانو با هدف برطرف کردن نیازها و حل مشکلات صنایع با تکیه بر توان داخل، سعی می‌کند تا از طریق حمایت‌های مالی و معنوی خود مسیر رسوخ و انتقال فناوری‌های مبتنی بر فناوری نانو را در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی هرچه بیشتر تسهیل کند.

مقدمه

فناوری نانو به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، رفتار جدیدی در خواص، پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی از خود نشان می‌دهند. در حقیقت، فناوری نانو علم تغییر و دست‌کاری خواص مواد در ابعاد کنترلی نانو و محصول آن تولید مواد نانوذره‌ای (ذراتی که یک یا بیشتر از یک بعد آن‌ها کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد) با خواص دلخواه و کاربردی موردنظر است. لذا می‌توان با استفاده از این پدیده نوظهور به نتایج بسیار درخشانی در حوزه صنعت نفت و صنایع مرتبط که به‌عنوان راهبردی‌ترین صنعت فعلی کشور است، دست یافت. فناوری نانو می‌تواند مواد را در حد مولکول و با خلوص متفاوت و چینش‌های نظام یافته و هوشمند تولید کند و ذرات را به نظام خاص و موردنظر درآورد که باعث بروز خواص و قابلیت‌های جدیدی از مواد می‌شود و می‌تواند تحولی عظیم را در زندگی بشریت ایجاد کند. فناوری نانو علم نوینی است که تأثیر انقلابی و فراوانی در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی، نظامی، هوافضا و غیره داشته است. صنعت نفت نیز به‌عنوان اولین صنعت تأمین‌کننده انرژی جهان از این قاعده مستثنی نیست. هرچند این صنعت در ابتدای راه این تحولات علمی قرار دارد (به‌ویژه در بخش بالادستی)، اما در گروه صنایعی به حساب می‌آید که پتانسیل و تأثیر موفقیت‌آمیز کاربرد فناوری نانو در بخش‌های مختلف آن (حتی در بعد میدانی) به اثبات رسیده است.

 

کاتالیست

کاتالیست، ماده‌ای است که سرعت واکنش را افزایش می‌دهد. هدف شیمیدانان، تولید کاتالیستی با فعالیت1 و بازده2 بالا، گزینش‌پذیری3 کامل، قابلیت جداسازی و بازیابی از مخلوط واکنش، مصرف انرژی کم و عمر بالا است. عملکرد کاتالیست با کنترل متغیرهایی همچون اندازه، ساختار، توزیع فضایی و الکترونی، ترکیب سطح، پایداری گرمایی و شیمیایی می‌تواند تعیین شود. با رشد صنایع، استفاده از کاتالیست‌های موثرتر در صنایع شیمیایی و محیط‌زیست برای کاهش آلودگی محیط و هزینه تولید اهمیت روزافزون یافته است. کاتالیست‌ها جزو نخستین کاربردهای فناوری نانو در مقیاس صنعتی بوده‌اند. استفاده از ذرات ریز در کاتالیزگری ناهمگن، حجم کاتالیست را کم و استفاده بهینه از جزء فعال را میسر می‌کند.

مزایای نانوکاتالیست‌ها

 

به کاتالیست‌های حاوی نانوذرات، نانوکاتالیست می‌گویند. این کاتالیست‌ها حداقل یک بعد در مقیاس نانو دارند و بعضی اوقات ساختار نانویی آن‌ها برای افزایش خواص کاتالیستی بهبود یافته است. نانوکاتالیست‌ها سطح بزرگ‌تری را برای انجام واکنش فراهم می‌کنند. کاتالیست‌ها برای افزایش یا کاهش سرعت واکنش‌های شیمیایی، بدون مصرف یا بدون تغییرات فیزیکی و شیمیایی دائمی استفاده می‌شوند. نانوکاتالیست‌ها به‌طور گسترده در انواع کاربردها مانند صنایع مواد غذایی، داروسازی، نفت و گاز، پالایش و پتروشیمی استفاده می‌شوند.

براساس خواص شیمیایی نانوکاتالیست‌ها، بازار جهانی آن‌ها می‌تواند به چهار دسته تقسیم شود: نانوذرات4، نانوتخلخل‌ها5، نانوکریستال‌ها6 و سوپرمولکول‌ها7. براساس کاربرد نهایی نانوکاتالیست‌ها، بازار آن‌ها گستره وسیعی را دربرمی‌گیرد که می‌توان از پالایشگاه، پتروشیمی، صنایع شیمیایی، داروسازی، مواد غذایی و برنامه‌های کاربردی زیست‌محیطی نام برد. صنایع پالایش در سال ۲۰۱۳ بزرگ‌ترین سهم بازار را در میان سایر کاربردها برای نانوکاتالیست به خود اختصاص داده‌اند درحالی‌که بخش محیط‌زیستی سریع‌ترین رشد را در سال ۲۰۱۳ نشان داده است [1].

همان‌طورکه اشاره شد پالایشگاه نفت بزرگ‌ترین مصرف‌کننده نانوکاتالیست‌ها است. افزایش پیوسته تقاضا برای محصولات نفتی موجب افزایش تقاضا برای نانوکاتالیست‌ها در فرآیندهای پالایش نفت شده است. مهم‌ترین عوامل برای افزایش تقاضای محصولات نفتی شامل افزایش فعالیت‌های صنعتی و رشد وسایل‌نقلیه است. پیش‌بینی می‌شود استفاده از نانوکاتالیست پلاتین در فرآیند ریفورمینگ افزایش قابل‌توجهی یابد، هم‌چنین نانوزئولیت‌ها در کراکینگ نفت سنگین نتیجه بسیار خوبی می‌دهند [2].

 

فرآیند رفرمینگ کاتالیستی نفتا8 فرآیندی شیمیایی جهت تبدیل اجزای نفتا با عدد اکتان پایین به محصولات با عدد اکتان بالا جهت تولید بنزین و تولید ترکیبات با ارزش آروماتیک به‌عنوان ماده اولیه پلاستیک‌ها و رزین‌ها است. هیدروژن از جمله محصولات جانبی مهم این فرآیند است. برای انجام صحیح و پرراندمان فرآیند و جلوگیری از کک‌سازی، معمولاً باید ساختار فرآیند و کاتالیست بهینه انتخاب شود. ساختار بهینه راکتورهای فرآیند رفرمینگ، ساختارهای رفرمینگ پیوسته9 است. در فرآیند رفرمینگ، کاتالیست نیز نقش بسیار کلیدی دارد. نانوکاتالیست پایه آلومینا (گاما) از جمله کاتالیست‌هایی است که در زمینه استفاده در فرآیند رفرمینگ کاتالیستی سابقه طولانی دارد. همچنین به‌دلیل انتخاب‌پذیری بالا برای تشکیل ترکیبات آروماتیک، برای استفاده در ساختارهای رفرمینگ پیوسته بسیار مناسب است. فعل‌وانفعالات اسیدی معمولاً در فرآیند رفرمینگ بر عهده آلومینا است. همچنین فعل‌وانفعالات هیدروژن‌زدایی توسط برخی فلزات انجام می‌شود که بروی این کاتالیست تلقیح شده‌اند؛ بنابراین نانوکاتالیست‌های پایه آلومینا، کاتالیست بسیار مناسبی برای فرآیند رفرمینگ کاتالیستی است [3].

برای صرفه‌جویی اقتصادی و استفاده بهینه از نانوکاتالیست، معمولاً آن را به‌صورت کامپوزیت می‌سازند و سطح آن را مورد اصلاح شیمیایی قرار می‌دهند. تحقیقات در حوزه نانوکاتالیست، همواره یکی از بحث‌های جذاب در نانوشیمی و شیمی سبز  بوده است. شیمی سبز به واکنش‌های شیمیایی سالم با محصولات بی‌خطر و با حداکثر بازده (حداقل مصرف ماده و انرژی) می‌پردازد و نانوکاتالیست می‌تواند ما را به‌سوی این آرمان سوق دهد.

تفاوت نانوکاتالیست‌ها با کاتالیست‌های معمولی 

کاتالیست مناسب، باید سطح فعال زیاد داشته و قابل جداسازی باشد. فناوری نانو، می‌تواند سطح فعال بسیار زیادی را برای کاتالیست فراهم آورد. با آنکه سطح فعال نانوکاتالیست‌ها بسیار بالاتر از کاتالیست‌های معمولی است، سطح فعال یک نانوکاتالیست همواره از یک کاتالیزور همگن پایین‌تر است (کاتالیزور همگن با انحلال خود در تماس کامل با محتویات واکنش قرار دارد). در مقابل، نانوذرات کاتالیستی به‌دلیل ابعاد بزرگ‌تر نسبت به ذرات کاتالیست همگن، در محلول واکنش حل نشده و به‌سادگی قابل جداسازی هستند. سطح فعال زیاد به همراه قابلیت جداسازی کاتالیست در پایان واکنش، از نانوکاتالیست‌ها پلی میان کاتالیست‌های همگن و ناهمگن ساخته است. ممکن است فرآیند پیچیده تولید برخی از نانوکاتالیست‌ها هزینه‌بر به حساب بیاید، اما از آنجا که فناوری نانو مقدار کاتالیست، انرژی و زمان موردنیاز برای انجام واکنش را تقلیل می‌دهد، این مورد قابل‌چشم‌پوشی است.

تاثیرات فناوری نانو بر روی کاتالیست‌ها [6]

به‌طورکلی ابعاد نانو، شرایطی عالی برای علم کاتالیست مهیا کرده است. سطح فعال بالا و گزینش‌پذیری عالی در نانوکاتالیست‌ها باعث افزایش سرعت و بازده واکنش می‌شود. نانوکاتالیست، محاسن کاتالیست‌های همگن (سطح بالا) و ناهمگن (قابل جداسازی) را در خود جمع کرده است. ساختارهای نانوکاتالیستی بسیار متنوع هستند؛ همچنین جداسازی و تغییر در عملکرد آن‌ها توسط اصلاح شیمیایی آسان است. تأثیر فناوری نانو بر روی کاتالیست‌ها را می‌توان به‌صورت خلاصه در شکل فوق مشاهده کرد. هرچند روند تحقیقات در زمینه سازوکار10 واکنش‌های نانوکاتالیست‌ها، کند و پراکنده بوده است، تحقیقات در سایر جنبه‌های این علم، به‌سرعت ادامه دارد و بر جذابیت آن روزبه‌روز افزوده می‌شود [4,5].

 

برخی از کاربردهای نانوکاتالیست‌ها در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی

  1. نانوکاتالیست‌های SiO2/Al2O3 برای افزایش عدد اکتان و کاهش ترکیبات الفینی

فرآیند کراکینگ بستر سیال 11(FCC) یکی از مهم‌ترین فرآیندهای موجود در پالایشگاه‌ها است. به‌کارگیری نانوکاتالیست‌ها در فرآیند  FCCخواص فوق‌العاده‌ای در کاتالیست‌ها از جمله فعالیت بسیار شدیدتر و پایداری بسیار بیشتری را به وجود می‌آورد. نانوکاتالیست‌های SiO2 و Al2O3 را می‌توان 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 فرآیندFCC  استفاده کرد که بر اثر آن به عدد اکتان بالاتری برای بنزین نهایی می‌توان دست یافت.

عملکرد نانوکاتالیست‌ها در فرآیند کراکینگ بستر سیال بدین صورت است که نانوکاتالیست‌ها باعث افزایش ترکیبات ایزوپارافینی C4-C6 و ترکیبات آروماتیکی C7-C9 شده و لذا بنزینی با عدد اکتان بالا تولید می‌شود.

از فواید این روش می‌توان به هزینه اندک، تبدیل بالا و کاهش مصرف هیدروژن اشاره کرد [6].

  1. نانوکاتالیست‌های CoMo/AL2O3 و NiMo/AL2O3 در فرآیند هیدرو دی سولفوریزاسیون

در صنعت نفت از فرآیند هیدرو دی سولفوریزاسیون) گوگردزدایی هیدروژنی( در مقیاس صنعتی برای کاهش ترکیبات گوگردی استفاده می‌کنیم. به‌طور هم‌زمان کاتالیست‌های فرآیند هیدرو دی سولفوریزاسیون از نوع ناهمگن دو فلزی هستند که به روش‌های گوناگون ساخته می‌شوند. یکی از روش‌ها استفاده از امواج التراسونیک12 به‌عنوان موج صوتی با فرکانس بالاتر از حد شنوایی انسان است. در حالت کلی ترکیبات گوگرددار موجود در مشتقات نفتی باعث تولید آلاینده‌های هوا، ایجاد خوردگی در تجهیزات فلزی و مسموم شدن کاتالیست‌های پالایشگاهی می‌شود [6].

  1. نانوکاتالیست‌های زئولیتی

زئولیت‌ها یکی از بهترین گروه‌های نانوکاتالیستی هستند زیرا ابعاد تخلخل آن به‌صورت نانومتری و به سبب ساختار کریستالی آن دارای تخلخل‌های کاملاً هم شکل است. نانولایه‌های زئولیتی گروه جدیدی از زئولیت‌ها هستند که با ورقه ورقه کردن مواد اولیه زئولیتی به‌دست می‌آیند که از آن در فرآوری مولکول‌های بزرگی که در پالایش نفت با آن روبرو هستیم و یا برای تولید مواد بسیار فعال با خلوص بالا، استفاده می‌شوند [6].

 

انواع کاتالیست‌ها

  1. کاتالیست همگن

مزایا و معایب کاتالیست همگن

 

2-کاتالیست ناهمگن

مزایا و معایب کاتالیست ناهمگن

 

نانوکاتالیست پلی بین کاتالیست همگن و ناهمگن با حفظ مزایای هر دوی آن‌ها است.

در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی نانوکاتالیست‌ها در کاربردهای گوناگونی نظیر کراکینگ نفت خام، جداسازی نفت سنگین، گوگردزدایی، تمیز کردن نفت، مایع کردن زغال‌سنگ و تولید بیودیزل و اتانول استفاده می‌شود. نانوکاتالیست‌ها هم‌چنین در فرآیند حذف آلودگی‌های موجود در نفت نظیر گوگرد، نیتروژن و دیگر فلزات و به‌طور عمده برای کاهش انتشار گازهای سمی استفاده می‌شود. استفاده از نانوکاتالیست از طرفی باعث بهبود برخی از خواص فیزیکی ضروری محصولات نفت و گاز مانند خواص اصطکاکی و پایداری دمای محصولات نفتی می‌شود. همچنین میزان اکتان و گوگرد موجود در سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد تا رد پای کربن را کم کند و ویسکوزیته محصولات نفتی افزایش یابد [1].

 

چشم‌انداز اقتصادی

صنعت جهانی چند میلیارد دلاری کاتالیست‌ها برای تولیدات صنعتی جهان ضروری است. بیش از ۹۰ درصد تمام فرآیندهای شیمیایی شامل پالایش نفت، کاهش آلودگی و تولید سوخت‌ها و مواد شیمیایی وابسته به کاتالیست هستند. ۶۰ درصد از تمام کالاهای مصرفی و صنعتی (از جمله کود، داروها، پلاستیک و باتری‌ها) با استفاده از کاتالیست‌ها ساخته می‌شوند. بازار جهانی کاتالیست درحال حاضر سالیانه بیش از ۱۶ میلیارد دلار است. به‌دلیل نیاز به سوخت پاک‌تر و فرآیندهای کارآمدتر از نظر انرژی، پیش‌بینی می‌شود که تقاضای جهانی کاتالیست‌ها در سال ۲۰۱۹ با رشد ۵.۳ درصدی در سال به ۲۱ میلیارد دلار افزایش یابد. بازار جهانی نانوکاتالیست‌ها در سال ۲۰۰۹ به ۵ میلیارد دلار در سال رسیده است و پیش‌بینی شده است که فروش نانوکاتالیست‌ها تا سال ۲۰۱۸ به ۶ میلیارد دلار خواهد رسید و نقش مهمی در کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری در تولید، ذخیره‌سازی و استفاده از انرژی ایفا خواهد کرد [7].

 

نمونه هایی از برخی محصولات مؤسسات و شرکت‌های داخلی

نام محصولات:

  1. نانوکاتالیست رفرمینگ نفتا پایه گاما آلومینا حاوی نانوذرات (نانوکاتالیست IR139)
  2. نانوکاتالیست رفرمینگ نفتا (I – 109) (تولید در مقیاس آزمایشگاهی)
  3. کلوئید نانوذرات کاهش‌دهنده مصرف سوخت و آلاینده‌های سوخت دیزل (تولید در مقیاس آزمایشگاهی)

شرکت دانش‌بنیان توسعه دانش و فناوری ایلیا از سال ۱۳۸۹ در پارک علم و فناوری پردیس مستقر است و در زمینه تولید مواد نانوساختار فعالیت دارد. این مجموعه گستره‌ای از محصولات بر پایه فناوری‌نانو تولید می‌کند که نمونه‌ای از آن به‌عنوان افزودنی سوخت دیزل و مازوت با نام تجاری IFA133، کاتالیست سوخت با نام تجاری  IFBC 313و کاتالیست پیشرفته نفتا ریفورمینگ با نام‌های تجاری IR 139،IR 138  و IR 110 است.

 

کاربرد

تبدیل اجزای نفتا با عدد اکتان پایین به محصولات با عدد اکتان بالا جهت تولید بنزین و تولید ترکیبات با ارزش آروماتیک به‌عنوان ماده اولیه پلاستیک‌ها و رزین‌ها

خصوصیات محصولات

  1. میانگین قطر حفرات۵ نانومتر
  2. سطح ویژهm2/g ۱۹۴
  3. اندازه نانوذرات پلاتین و قلع بین۳۰ تا ۵۰ نانومتر
  4. کارایی مشابه کاتالیست AR 701 شرکت Axens فرانسه

 

  • نام شرکت: شرکت نانوپارس اسپادانا

نام محصولات:

  1. نانوکاتالیست دهیدروژناسیون بر پایه گاما آلومینا نانوساختار
  2. نانوکاتالیست گوگردزدایی بر پایه گاما آلومینا نانوساختار
  3. نانوکاتالیست اکسی‌کلراسیون بر پایه گاما آلومینا نانوساختار
  4. پودر آلومینا نانوساختار با فاز غالب گاما

 

شرکت نانوپارس اسپادانا در سال ۱۳۸۲ با هدف تولید نانواکسیدهای فلزی شروع به‌کار کرد و تاکنون ۴ محصول نانو گاما آلومینا، نانوکاتالیست اکسی‌کلراسیون، نانوکاتالیست گوگردزدا و نانوکاتالیست هیدروژن‌زدای این شرکت موفق به اخذ تأییدیه مقیاس نانو شده است. شرکت نانوپارس اسپادانا با بهره‌گیری از دانش روز جهان درصدد است بازار خود را گسترش داده و ضمن بی‌نیاز کردن کشور از واردات پایه کاتالیست، اقدام به صادرات آن به کشورهای منطقه نیز کند.

  • نانوکاتالیست دهیدروژناسیون

کاتالیست‌های دهیدروژناسیون در صنایع نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی کاربرد فراوانی دارند. برای حداکثر کردن کارایی این کاتالیست‌ها لازم است که بیشترین سطح فعالیت کاتالیستی را داشته باشند. لذا ضروری است تا مواد فعال کاتالیست در حفرات نانویی پایه کاتالیست به خوبی توزیع شده باشند. یکی از انواع فرآیندهای دهیدروژناسیون که در صنایع نفت و گاز صورت می‌گیرد تبدیل بوتانول درجه ۲ یا Secbutyl Alcohol  به Methyl Ethyl Ketone است.

کاربرد

کاتالیست‌های صنایع نفت و پتروشیمی

خصوصیات محصول

  1. سطح ویژه m2/g ۲۷۵
  2. میانگین اندازه حفرات حدود۱۰ نانومتر
  3. توزیع مناسب رسوبات در کاتالیست

 

  • نانوکاتالیست گوگردزدا

از مهم‌ترین آلاینده‌های هوا که از عامل‌های ایجاد باران‌های اسیدی نیز هستند، می‌توان اکسیدهای گوگرد و اکسیدهای نیتروژن را نام برد. وجود بیش از حد مجاز گوگرد در انواع سوخت و برش‌های نفتی همچون نفتا، افزون بر ایجاد آلاینده‌های هوا باعث خوردگی مخازن، راکتورهـا، لوله‌هـا و اتصال‌های فلـزی می‌شود. درحال حاضر حذف گوگرد از ترکیب‌های نفتی با استفاده از کاتالیست‌های گوگردزدایی و در مجاورت هیدروژن انجام می‌شود، بدین ترتیب که اتم گوگرد در دما، فشار و نسبت معینی از هیدروژن، به هیدروژن سولفید تبدیل می‌شود. کاتالیست‌های بر پایه گاما آلومینا از جمله کاتالیست‌هایی هستند که برای گوگردزدایی استفاده می‌شوند.

کاربرد

  1. کاتالیست پالایشگاهی و شیمیایی
  2. کنترل آلودگی

خصوصیات محصول

  1. سطح ویژه m2/g ۲۷۵
  2. میانگین اندازه حفرات حدود ۱۰نانومتر
  3. توزیع مناسب رسوبات در کاتالیست نهایی

 

 

  • نانوکاتالیست اکسی‌کلراسیون

کاتالیست پایه گاما آلومینای مزومتخلخل تلقیح شده با ترکیب کلریدی مس، یک کاتالیست برای تولید اتیلن دی‌کلراید11 در فرآیند اکسی‌کلراسیون است. کلرید مس به‌عنوان کاتالیزور در واکنش اکسی‌کلراسیون هیدروکربن‌ها استفاده می‌شود.

فرآیند اکسی کلراسیون اتیلن شامل سه مرحله است. مرحله اول احیا کلرید مس، مرحله دوم اکسیداسیون مجدد با استفاده از O2 و مرحله سوم کلراسیون کلرید مس با استفاده از HCl است.

آلومینای گامای مزومتخلخل یکی از فازهای تشکیل‌شده حین فرآیند تولید آلومینا است که دارای قطر تخلخل بین ۲ تا ۵۰ نانومتر است که به‌علت سطح ویژه بالا، تخلخل بالا، پایداری حرارتی مناسب و توزیع مناسب اندازه تخلخل‌ها، به‌عنوان متداول‌ترین پایه کاتالیست در واکنش‌های غیرهمگن مورداستفاده است.

 

کاربرد

در راکتورهای تولید EDC صنایع پتروشیمی جهت تبدیل اتیلن به اتیلن دی‌کلراید و تهیه خوراک اولیه  PVC

 

خصوصیات محصول

  1. سطح ویژه m2/g 275
  2. میانگین اندازه حفرات حدود ۱۰ نانومتر
  3. توزیع مناسب رسوبات روی پایه کاتالیست

 

  • پودر آلومینا نانوساختار با فاز غالب گاما

این محصول اکسید آلومینیوم متخلخل با فاز غالب گاما است که با روش هیدروکسیژل‌سازی تولیدشده و به‌طور گسترده به‌عنوان پایه کاتالیست استفاده می‌شود. نانوآلومینای فاز گاما دارای ساختار کریستالی فشرده، استحکام مکانیکی بالا و پایداری حرارتی و شیمیایی بالا است. این ماده کاربردهای مختلفی در الکترونیک، اپتوالکترونیک، صنایع نسوز و صنایع نفت و پتروشیمی به‌عنوان کاتالیست و پایه کاتالیست دارد.

کاربرد

پایه کاتالیست

خصوصیات محصول

  1. سطح ویژه حدود ۲۰۰ مترمربع بر گرم دارای تخلخل منظم کنترل‌شده
  2. فاز غالب گاما
  3. دارای ساختاری متشکل از ذرات به هم چسبیده با ابعادی کمتر از ۳۰ نانومتر

 

محصولات شرکت‌های خارجی

  • نام شرکت: QuantumSphere

کشور: ایالات‌متحده آمریکا

شرکت QuantumSphere یک راه برای افزایش سطح و فعالیت کاتالیست‌های تجاری موجود ایجاد کرده است. این کاتالیست‌ها برای آسان کردن و سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی در داخل راکتور در صنایع شیمیایی ضروری است. آن‌ها فرآیند اختصاصی خود را برای ایجاد نانوکاتالیست‌های بسیار فعال که می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی کارایی و میزان تولید را بهبود بخشند، توسعه داده‌اند و تجاری‌سازی کرده‌اند.

 

نام محصولات:

  1. QSI-Nano® Iron
  2. QSI-Nano® Silver
  3. QSI-Nano® Copper
  4. QSI-Nano® Nickel
  5. QSI-Nano® Manganese

ویژگی محصولات:

  1. سطح تماس بالا
  2. بازده بالای تولید محصول
  3. انتخاب‌پذیری بالا
  4. فعالیت بالا در دما و فشار پایین
  5. پراکندگی خیلی خوب

وب‌سایت: http://qsinano.com

 

پی‌نوشت

  1. Activity
  2. Yield
  3. Selectivity
  4. nanoparticulate
  5. nanoporous
  6. nanocrystalline
  7. supramolecular
  8. Naphtha Reforming
  9. Continuous Catalytic Reforming
  10. Mechanism
  11. Fluid catalytic cracking
  12. ultrasonic
  13. ethylene dichloride C2H4Cl2

مراجع

  1. http://www.persistencemarketresearch.com/market-research/nanocatalysts-market.asp
  2. http://www.strategyr.com/pressMCP-1480.asp
  3. http://www.nanoproduct.ir//product/2804
  4. http://edu.nano.ir/paper/59
  5. https://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%DA%A9%D8%A7%D8%AA%D8%A7%D9%84%DB%8C%D8%B3%D8%AA
  6. بررسی کاربرد نانوکاتالیست‌ها در صنایع نفت و پتروشیمی، سجاد خاکپور، سید محمدرضا قوام، محمدرضا خوش‌چهره، امید رمضانی، اردیبهشت ۹۰
  7. http://qsinano.com/products/
  8. https://www.slideshare.net/GerardBHawkins/nanocatalysts-in-refining-petrochemical-processes

 

=================================================================

برای دسترسی به فایل PDF کلیه گزارشات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید.