مقدمه

در فناوری نانو خواص فيزيكي مواد نانوابعاد در حوزه اي بين اثرات کوانتومي و خواص توده قرار مي گيرد . علوم و فنون نانو محصول مطالعات دانشمندان در رشته هاي مختلف بوده است ، که با راه حل ها و روش هاي گوناگون و خلاقانه به صورت مجموعه اي از فنون علمي کارامد درآمده است. در اين نوشتار، ضمن بررسي فرايند تصفيۀ هيدروژني ، انواع کاتاليست هاي مورد استفاده در اين فرايند و تاثير فناوري نانو برآنها بررسي گرديده است.

پالايش نفت با تقطير جزء به جزء نفت خام به گرو ه هاي هيدروکربني شروع شده و خواص محصولات ، مستقيماً متناسب با نحوه انجام فرآيند تبديل نفت مي باشد. فرآيندها و عمليات پالايش نفت به پنج بخش اصلي تقسيم مي شود :

الف) تفكيك (تقطير)

ب) فرآيندهاي تبديلي آه اندازه و ساختار مولكو لي هيدروکربن ها را تغيير مي دهند اين فرآيندها شامل:

1) تجزيه (تقسيم)

2) همسا نسازي(ترآيب)

3) جايگزيني(نوآرائي) ميباشند.

ج) فرآيندهاي عم لآوري

د) فرآيندهاي تنظيم و اختلاط

فرايند تجزيه که از زير شاخه هاي فرايندهاي تبديلي محسوب مي شود، شامل هيدروکراکينگ، شكست کاتاليستي و شكست گرمايي ميشود.

تصفيه هيدروژني/ هيدروتريتينگ کاتاليستي

هيدروتريتينگ کاتاليستي يك فرآيند هيدروژناسيون است که براي خارج کردن حدود 90 درصد مواد آلوده کننده

نيتروژني، سولفوري، اکسيژن دار و فلزات از برش هاي نفتي مايع مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مواد آلاينده در صورتي که از سيالات نفتي جدا نشوند، مادامي که از درون لوله هاي واحدهاي پالايش مي گذرند، مي توانند اثرات مخربي روي تجهيزات، کاتاليست ها و کيفيت محصولات نهايي داشته باشند.

هيدروتريتينگ معمولا پيش از فرآيندهاي بازآرايي کاتاليستي (Catalytic Reforming) انجام مي شود به نحوي کهآاتاليستها با مواد اوليه تصفيه نشده ، تماس پيدا نكنند.

هيدروتريتينگ را همچنين مي توان پيش از شكست کاتاليستي انجام داد تا ميزان گوگرد آاسته شود و بازده محصولات بيشتر شود و برشهاي نفتي ميان تقطيري (Middle – distillate) بهبود يابند و به آروزون، سوخت ديزل و نفتن ها تبديل شوند .

 به علاوه، هيدروترتينگ اولفين ها و آروماتيك ها را به انواع اشباع شده تبديل مي کند.

فرآيندهاي گوگردزدايي با هيدروژناسيون کاتاليستي

هيدروتريتينگ/ تصفيه هيدروژني براي خارج کردن سولفور، هيدرودي سولفوريزاسيون(گوگردزدايي با هيدروژناسيون) خوانده مي شود. در يك واحد گوگردزدايي با هيدروژناسيون کاتاليستي ابتدا هوا از ناخالصي هاي اوليه خارج مي شود و با هيدروژن مخلوط مي شود و آنگاه در يك کوره با دماي 600 تا 800 درجة فارنهايت پيش گرم مي شو.د

 در راکتور، ترکيبات سولفور و نيتروژندار در مواد اوليه تبديل به H2S و3  NH  مي شود . محصولات واکنش از راکتور خارج شده و پس از سرد شدن تا دماي پايين به يك جداساز گاز و مايع داخل مي شوند.

گاز غني از هيدروژن از جداساز فشار بالا براي مخلوط شدن با مواد اوليه بازگردانده مي شود و جريان گاز فشا ر پايين که غني از H2S است به واحد تصفيه گاز فرستاده مي شود تا H2S خارج شود. سپس گاز تميز براي سوخت آوره هاي پالايشگاه مفيد است.

 جريان مايع محصول هيدروتريتينگ / تصفيه هيدروژني است که معمولا به ستون استريپينگ براي جدايش H2S و ساير محصولات نامطلوب فرستاده مي شود.

در مواردي که بخار براي استريپينگ استفاده مي شود، محصول به يك خشك آن خلاء فرستاده مي شود تا آب از آن خارج شود. محصولات هيدرودي سولفوريزاسيون شده يا مخلوط مي شوند يا به عنوان مواد اوليه بازآرايي کاتاليستي استفاده مي شود.

ساير فرايندهاي هيدروتريتينگ/ تصفيه هيدروژني

فرآيندهاي هيدروتريتينگ / تصفيه هيدروژني بسته به مواد اوليه حاضر وکاتاليست هاي به کاررفته متفاوت هستند. ازهيدروتريتينگ/ تصفيه هيدروژني مي توان براي ارتقاي مشخصات سوختن مواد تقطيرشده مانند آروزن استفاده کرد. هيدروتريتمنت/ تصفيه هيدروژني برش کروزن مي تواند آروماتيكها را به نفتن ها تبديل کند که ترکيبات تميزتري هستند.

هيدروتريتينگ/ تصفيه هيدروژني روغن هاي روان ساز، از تصفية کاتاليستي نفت با هيدروژن جهت ارتقاي کيفيت محصولات استفاده مي کند .

 اهداف هيدروترتيتينگ / تصفيه هيدروژني معمولي روغن ها، شا مل اشباع اولفين ها و بهبود در رنگ ، بو و طيف اسيدي روغن است. هيدروتريتينگ/ تصفيه هيدروژني معمولي روغن ها مي توانند پس از فرآيند انحلال انجام شود . دماهايي که در آن اين فرايند هيدروتريتينگ انجام مي شود معمولا زیر 600 درجة فارنهايت و فشار معمولا پايين تر از  Psi 800 می باشد . هيدروتريتينگ روغن در دماهايي در بازه 600 تا 750 درجه فارنهايت و فشارهيدروژن پايين تر از Psi 3000 انجام می شود و قابليت اشباع سازی حلقه هاي آروماتيكي به همراه خارج سازي سولفور و نيتروژن وجود دارد تا اينكه خواص ويژه اي که در شرايط معمولي بدست نيامده است حاصل شود.