امروزه لزوم استفاده از فناوری‌های نوین در صنایع مختلف احساس می‌شود، یکی از مواردی که با بهره‌گیری از فناوری‌های جدید پیشرفت زیادی کرده، کاتالیست‌ها هستند، کاتالیست‌ها در بیشتر صنایع شیمیایی و در تمام پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها به‌عنوان یک ماده حیاتی برای سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. با ورود فناوری نانو به این صنعت و تولید نانوکاتالیست‌ها تحولی عظیم در کارایی آن‌ها به‌وجود آمده است.
ورود فناوری نانو به صنایع استراتژیک و حیاتی کشور
با توجه به اهمیت این محصول صنعتی، شرکت دانش‌بنیان گسترش فناوری خوارزمی توانسته کاتالیست‌های صنعتی با استفاده از فناوری نانو را به تولید برساند.
کاتالیست شیفت گاز ـ آب دما پایین
یکی از کاتالیست‌های تولیدی این شرکت، کاتالیست شیفت گاز ـ آب دما پایین (Low Temperature Water Gas Shift) است که درون راکتورهای شیفت گاز ـ آب دما پایین جهت تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن و هیدروژن مورداستفاده قرار می‌گیرد.این محصول به صورت قرص‌های کوچک تولید شده و درون راکتورهای صنعتی بارگذاری و مورداستفاده قرار می‌گیرد.
دستیابی به ریزساختار نانو در این محصول سطح فعال بیشتر برای محصول و به دنبال آن اکتیویته بیشتری را به همراه خواهد داشت.
روش کلی سنتز شامل تزریق هم‌زمان محلول اسیدی (خوراک) حاوی یون‌های فلزی مس، روی و آلومینیوم از یک‌سو و محلول قلیایی تنظیم‌کننده pH (در اینجا کربنات سدیم) از طرف دیگر ـ به طوری که pH در یک مقدار مطلوب در تمام طول تزریق (ترسیب) ثابت بماند ـ است.
با توجه به تعداد واحدهای فعلی و برنامه آتی توسعه تولید آمونیاک در ایران (مجموعاً ۱۴ واحد) تولید کاتالیست واحد LTS حائز اهمیت فراوان است. از این رو لازم است تا نیازهای اساسی و استراتژیک این صنعت (کاتالیست) در داخل کشور تأمین و تولید شود.
میزان مصرف سالیانه کاتالیست شیفت دما پایین یا LTS در کشور ۳۵۰ تن در سال است و با احتساب قیمت خرید این کاتالیست از منابع خارجی که در حدود ۲۰ یورو به ازای هر کیلوگرم است، بومی‌سازی تولید این محصول می‌تواند علاوه بر افزودن دانش فنی تولید یک محصول استراتژیک صنعتی به توانمندی‌های کشور، سالیانه از ارزبری معادل ۷ میلیون یورو جلوگیری کند.
جاذب سولفورزدای اکسیدروی
گاز سنتز از تبدیل یا ریفرم گاز طبیعی (عمدتاً متان) به دست می‌آید. فرآیند متداول ریفرمینگ گاز طبیعی توسط واکنش گاز طبیعی با بخارآب با کمک کاتالیست‌هایی انجام می‌شود. گاز طبیعی حاوی مقدار قابل توجهی از H2S (سولفور) است. وجود سولفور باعث مسمومیت کاتالیست‌های پایین دستی خصوصاً کاتالیست‌های حاوی نیکل و مس شده و در نتیجه منجر به کاهش راندمان واحدهای تولیدی می‌شود؛ بنابراین لازم است که از ورود سولفور به بستر کاتالیستی‌های پایین دستی جلوگیری شود.
اکسید روی پرکاربردترین و مهم‌ترین ترکیب مورداستفاده برای سولفورزدایی و حذف گوگرد از گاز طبیعی، گاز سنتز و جریان دی‌اکسید کربن در صنایع پتروشیمی و فولاد است. این کاتالیست‌ها به صورت رشته‌ای بوده و با قطر ۵ میلی‌متر و طول بین ۵ تا ۱۵ میلی‌متر ساخته می‌شود و گاز H2S با عبور از آن جذب آن شده و در خروج بستر، جریان عاری از این ماده مسموم‌کننده را خواهیم داشت.
به منظور تولید جاذب سولفورزدای اکسید روی با ساختار نانومتری به روش همرسوبی با ترکیب ۹۰% ZnO و ۱۰% Al2O3 با سطح ویژه و فعالیت بالا از شمش روی و کریستال نیترات آلومینیوم یا پودر هیدروکسید آلومینیوم برای تولید محلول نیتراتی روی-آلومینیوم استفاده می‌شود.
از رسوب هم‌زمان محلول نیتراتی روی ـ آلومینیوم به وسیله محلول قلیایی کربنات سدیم کیک هیدروکسی کربناتی روی ـ آلومینیوم به دست می‌آید. کیک حاصل خشک، کلسینه و به روش اکستروژن شکل‌دهی می‌شود تا کاتالیست به دست بیاید.
تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز در واحدهای تولیدی متانول (۱۴ میلیون تن در سال ۹۴ در ایران)، اوره آمونیاک (۸ میلیون تن در سال) و واحدهای احیاء مستقیم سنگ آهن انجام می‌گیرد.
گاز طبیعی موجود در ایران دارای میزان قابل ملاحظه‌ای از ترکیبات سولفوردار است. به عنوان مثال واحد تولید گاز خانگیران دارای بیشتر از 10,000 ppm و زاگرس جنوبی دارای 16,000 ppm سولفید هیدروژن است؛ بنابراین سولفورزدایی از گاز طبیعی به منظور حفاظت از کاتالیست‌های بر پایه نیکل برای تولید گاز سنتز امری حیاتی است و در صورت نبودن جاذب‌های مناسب برای سولفورزدایی تولید متانول و اوره آمونیاک از تولیدات کلیدی در صنعت پتروشیمی در مخاطره خواهد افتاد.
تولید اقتصادی این جاذب‌ها در داخل کشور علاوه بر صرفه‌جویی قابل توجه ارزی منجر به بومی‌سازی دانش فنی این نوع جاذب‌ها در زنجیره تولید متانول، تولید اوره و آمونیاک و صنایع فولاد به روش احیاء مستقیم آهن خواهد شد.
شرکت تولیدکننده کاتالیست‌های صنعتی
شرکت دانش‌بنیان گسترش فناوری خوارزمی با بیش از ۱۵ سال سابقه پژوهش و فناوری، فعالیت خود را در جهت توسعه دانش فنی تولید کاتالیست‌های صنعتی در ایران، رسماً از سال ۱۳۸۹ آغاز کرد و در حال حاضر موفق به تولید طیف گسترده‌ای از کاتالیست‌های مورد استفاده در صنعت فولاد، پالایش و پتروشیمی شده است.
این شرکت با ایجاد اشتغال برای بیش از ۲۵۰ نفر، در بخش پژوهش و توسعه خود حدود ۷۰ نفر از نخبگان فارغ‌التحصیل شده از بهترین دانشگاه‌های کشور را مشغول به فعالیت داشته و در کنار تولید با ظرفیت کامل و توسعه مداوم خطوط تولید، محصولات استراتژیک فراوانی را در دست توسعه دارد که به زودی به سبد محصولات خود خواهد افزود. با توجه به سطح بالای فناوری تولید کاتالیست این شرکت یک R&D مجهز با امکانات آزمایشی بالا ایجاد کرده و عمده مشخصات فیزیکی ـ شیمیایی و عملکرد راکتوری کاتالیست‌های تولیدی در همین R&D تست و ارزیابی می‌شود.
انواع کاتالیست‌های ریفرمینگ احیاء مستقیم، انواع کاتالیست ریفرمینگ دارای کاربرد در پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی، کاتالیست اتوترمال، کاتالیست انتقال آب ـ گاز دما بالا، کاتالیست‌های پیش ریفرمینگ، کاتالیست‌های متاناسیون، کاتالیست‌های سنتز متانول و کاتالیست‌های هیدرودیسولفوریزاسیون از دیگر محصولات این شرکت است.
شرکت گسترش فناوری خوارزمی همچنین دارای برخی محصولات استراتژیک مانند پایه کاتالیست آلومینا، آلومینو سیلیکات و منیزیوم، نمک‌های فلزات پایه با خلوص بالا و سرامیک‌های پیشرفته و مهندسی است.
برای آشنایی بیشتر با محصولات شرکت گسترش فناوری خوارزمی به صفحه این شرکت در پایگاه اطلاع‌رسانی محصولات فناوری نانوی ایران مراجعه کنید.
