به گزارش ایران اکونومیست، گزارش صنعتی با موضوع "تأثیر استفاده از فناوری نانو در عملکرد کاتالیست‌های پایه آلومینا و کاهش هزینه‌های ناشی از آن" منتشر شد و در آن جزئیات مربوط به تاثیر استفاده از فناوری نانو بر روی عملکرد کاتالیست‌های پایه آلومینا بررسی شده است.
برای به وقوع پیوستن بسیاری از واکنش‌های شیمیایی معمولا نیاز به مقداری انرژی است که منجر به شروع واکنش شود.از معروف‌ترین این واکنش‌ها می‌توان به سوختن اشاره کرد که برای شروع واکنش نیاز است که به آن انرژی حرارتی اعمال شود و پس از آن، واکنش ادامه پیدا خواهد کرد.
عمده کاری که کاتالیست‌ها در این فرآیند انجام می‌دهند این است که انرژی لازم برای انجام واکنش را کاهش می‌دهند و در نتیجه آن، واکنش با سرعت بیشتری انجام خواهد شد.
از آنجایی که ایران یک کشــور نفتی اســت، نیاز به کاتالیست‌ها در پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها بیشتر احساس می‌شود.یکی از مهمترین موارد مصرف کاتالیست‌ها در صنایع پتروشیمی است و با توجه به وضعیت ایران، کاتالیست به نوعی یک کالای استراتژیک برای این ما به شمار می‌رود.
از سوی دیگر کاتالیست‌ها بعد از مدتی آلوده شده و عملکرد خود را از دست خواهند داد به همین دلیل نیا به تعویض کاتالیست است از این جهت است که کاتالیست‌ها، مواد مصرفی در صنایع است.
در میان کاتالیست‌ها، کاتالیست‌های پایه آلومینا در صنایع پالایشگاهی، پتروشیمی و خودرویی کاربردهای زیادی دارند.
آلومینا یا اکسید آلومینیوم (AL۲O۳)، یک سرامیک بسیار پایدار است و به دلیل پایداری بسیار بالای آن در صنایع پتروشیمی کاربردهای وسیعی یافته است. همچنین آلومینا یکی از مهمترین مواد مورد استفاده در ساخت بسیاری از کاتالیست‌های صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، دارو سازی و خودرو سازی است.
این ماده به دو صورت در ساخت کاتالیست‌ها کاربرد دارد یکی اینکه خود آلومینا نقش ماده فعال کاتالیست را دارد و دیگر اینکه نقشه پایه کاتالیست را بازی می‌کند. اهمیت پایه کاتالیست به حدی است که حدود ۹۰ درصد ارزش کانالیست‌ها مربوط به پایه آن است.
نتایج تحقیقات نشان می‌دهد هرچه این ماده ساختاری متخلخل‌تری داشته باشند، بستر مناسب‌تری برای انجام واکنش و همچنین مولکول‌های فعال را فراهم می‌کند.
بر این اساس سطح ویژه، حجم تخلخل‌ها، ابعاد توزیع تخلخل‌ها و خصوصیات بازی و اسیدی از ویژگی‌های عملکرد کاتالیست آلومینا به شمار می‌رود.
چند عامل بر روی عملکرد کاتالیست‌ها موثر است که مهمترین آنها سطح قابل دسترس آن برای واکنش دهنده‌ها و همچنین دما است و در این بین فناوری نانو می‌تواند در زمینه بهبود عملکرد کاتالیست‌ها و بهبود عملکرد آنها موثر است؛ چرا که با کاهش ابعاد ذرات و در نتیجه افزایش نسبت سطح به حجم باعث افزایش سطح دسترسی و در نتیجه افزایش بیشتر سرعت واکنش شود.
در زمینه پایه کاتالیست‌های آلومینا می‌توان گفت که آلومینا دارای ساختار متخلخل است که با قرار گیری کاتالیست فعال بر روی آن، سطح زیادی را برای انجام واکنش در اختیار واکنش دهنده‌ها و کاتالیست قرار خواهد داد. آلومینای گامای نانو ساختار به دلیل داشتن تخلخل بسیار بالا، می‌تواند سطح بیشتری را برای انجام واکنش‌های شیمیایی فراهم کند که در نتیجه آن بازدهی این پایه کاتالیست‌ها به مقدار بیشتری را برای انجام واکنش‌های شیمیایی فراهم کند و در نتیجه بازدهی بسیار بالاتری دارد.
تولید کاتالیست‌های آلومینا در ایران
درحال حاضر آلومینای گاما نانو ساختار از سوی چند شرکت ایرانی در کشور به تولید رسیده است و با توجه به تحریم‌ها و قیمت بالای نمونه‌های خارجی، گزینه‌ای مناسب برای صنایع داخل هستند.
یکی از این شرکت‌ها پودر آلومینا نانوساختار را با فاز غالب گاما برای تامین نیاز بازار داخل کشور تولید کرده است. این شرکت این پودر را به صورت خالص به فروش می‌رساند و هم با استفاده از آن کاتالیست‌های مختلفی را تولید و ورانه بازار کرده است.
از دیگر تولیدات کاتالیستی این شرکت می‌توان به نانو کاتالیست دهیدروژناسیون نانو کاتالیست اکسی کلراسیون و نانو کاتالیست گوگردزدا بر پایه آلومینا اشاره کرد.
کاتالیست‌های گوگرد زدای این شرکت در حذف گوگرد از بسیاری از برش‌های نفتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که در نهایت منجر به بهبود کیفیت مواد پالایش شده خروجی خواهند شد؛ چرا که گوگرد زمینه خوردگی بوبه‌ها و مخازن پالایشگاهی و پتروشیمی را به همراه دارد.
یکی دیگر از شرکت‌ها در زمینه ساخت سرامیک‌های آلومینایی فعالیت دارد تولید آلومینای فعال با ویژگی سطح ویژه از محصولات این محققان است. کاتالیست‌های تولید شده در این شرکت در جذب رطوبت و روغن و جذب مواد زاید (فیلتراسیون) کاربرد دارد.
از دیگر محصولات این شرکت کاتالیست‌های بازیابی گوگرد است که در پالایشگاه‌های نفت و گاز در فرآیند گوگردزدایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گوگرد یا سولفور یکی از موادی است که در نفت و گاز خام یافت می‌شود و هر چه غلظت آن بالاتر باشد، موجب خوردگی تجهیزات می‌شود از این رو گوگردزدایی در پالایشگاه‌ها از اولین اقداماتی است که بر روی نفت خام صورت می‌گیرد ولی از سوی دیگر عمده گوگرد مورد نیاز جهان از طریق گوگرد زدایی از نفت ترش حاصل می‌شود.
فرصت‌های شغلی
از آنجایی که بخش عمدهای از این کاتالیست‌ها از خارج ایران و با هزینه‌های گزاف وارد می‌شوند، وجود واحدهای صنعتی تولید کننده این مواد در داخل کشور می‌تواند اشتغال زایی کند و از سوی دیگر به دلیل اعمال تحریم‌ها، امکان واردات برخی از این کاتالیست‌ها نباشد از این رو این مواد به کالاهای استراتژیک برای پالایشگاه‌ها و پتروشیمی تبدیل کرده است.
از طرفی با افزایش بازدهی این کاتالیست‌ها، کیفیت محصولات خروجی پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها افزایش خواهد یافت و هزینه‌های ناشی از خوردگی تجهیزات آنها و نگهداری نیز کاهش پیدا خواهد کرد که در نهایت می‌توان گفت تولید داخلی کاتالیست‌های با کیفیت منجر به صرفه جویی ارزی بسیار بالا خواهد شد.
در این راستا شرکت‌های تولیدکننده کاتالیست‌های پایه آلومینایی آمادگی خود را برای تولیدات بیشتر این نوع کاتالیست‌ها اعلام کرده‌اند و در صورتی که دیگر واحدهای صنعتی نیز به محصولات ایرانی اعتماد کند، ظرفیت بالایی برای این تولیدات در داخل کشور ایجاد خواهد شد.
آمارها نشان می‌دهد که یکی از شرکت‌های تولید کننده در شرایط کرونایی و در ۴ ماه اول سال ۹۹ تنها ۱۰۰ تن پودر آلومینا تولید کرده در حالی که این شرکت توان تولید ۵۰۰ تن در ماده را نیز دارد.
همچنین در سال ۹۸ به میزان ۵تن کاتالیست تبدیل ناکس به ازت از سوی یکی از شرکت‌ها تولید و برای تست به پتروشیمی کارون ارائه شد و با توجه به نتایج خوب به دست آمده، این پتروشیمی با همکاری این شرکت، اقدام به تولید این کاتالیست کرده است.
