استفاده از حلال‌های سبز برای جداسازی نفتی در امیرکبیر

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر با استفاده از حلال‌های سبز و غیرسمی، روشی نوین برای جداسازی ترکیبات آروماتیکی نفتی ارائه کرده‌اند که می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های پرهزینه و محدودکننده تقطیر باشد.

به گزارش سیناپرس، روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اعلام کرد محققان این دانشگاه با بهره‌گیری از حلال‌های سبز و غیرسمی، راهکاری نوآورانه برای شکستن آزئوتروپ‌ها و جداسازی ترکیبات آروماتیکی نفتی ارائه کرده اند که به گفته آنها این دستاورد می‌تواند محدودیت‌های روش‌های متداول تقطیر را برطرف کرده و زمینه‌ساز توسعه فناوری‌های پاک در صنعت نفت شود.

کیوان طریقتی، دانش آموخته و مجری طرح با هدایت و راهنمایی دکتر عباس نادری فر و دکتر غلامرضا پازوکی از اعضای هیات علمی دانشگاه امیرکبیر، طرح پژوهشی را با عنوان «جدا سازی ترکیب‌های آزئوتروپدار نفتی به کمک حلال‌های سبز» را اجرایی کردند.

طریقتی محقق این طرح، درباره دلیل انتخاب موضوع گفت: در صنعت نفت و پتروشیمی، جداسازی ترکیبات آروماتیکی مانند بنزن و تولوئن از مخلوط‌های نفتی با نقاط جوش نزدیک، با مشکلات جدی همراه است؛ چرا که وجود آزئوتروپ‌ها موجب می‌شود که این ترکیبات با روش‌های معمول مانند تقطیر قابل جداسازی نباشند و این مسئله نیازمند استفاده از روش‌های نوین مانند استخراج مایع-مایع با حلال‌های خاص است.

وی تصریح کرد: هدف اصلی این تحقیق، توسعه یک روش سبز و مؤثر برای شکستن آزئوتروپ‌ها و جداسازی ترکیبات آروماتیکی با استفاده از حلال‌های سازگار با محیط‌ زیست بوده است. این حلال‌ها نه‌ تنها اشتعال ‌پذیری ندارند، بلکه سمیت کمتری داشته و موجب کاهش مصرف انرژی و هزینه در فرآیندهای صنعتی می‌شوند.

طریقتی در ادامه گفت: این پژوهش به بهبود فرآیندهای جداسازی در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی کمک کرده و ضمن کاهش اثرات زیست‌محیطی، موجب افزایش عملکرد جداسازی نیز شده است. نتایج این تحقیق منجر به کسب فناوری ساخت حلال‌های جدید سبز از مواد طبیعی و خوراکی شده که با مشکلات زیست‌محیطی حلال‌های سنتی تفاوت چشمگیری دارند.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در این طرح، از حلال‌های نوینی با عنوان شکننده‌های آزئوتروپ (Deep Eutectic Solvents) استفاده شد تا با شکستن نقاط جوش مشابه، ترکیبات نفتی به طور مؤثر جداسازی شوند.

وی ادامه داد: این حلال‌ها از لحاظ اقتصادی نیز مقرون به صرفه بوده و باعث کاهش مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های فرآیند بازگشت حلال می‌شوند.

وی تأکید کرد: این فناوری با انتشار مقالات علمی در مجلات معتبر بین‌المللی مانند Journal of Chemical & Engineering Data به ارتقای مرزهای دانش در زمینه مهندسی شیمی کمک کرده و دانش فنی مهمی را در اختیار صنایع نفت، گاز و پتروشیمی قرار داده است.

طریقتی درباره روش اجرای کار گفت: ابتدا جداسازی ترکیبات نفتی از مخلوط‌های آزئوتروپ دار مورد بررسی قرار گرفت و سپس حلال‌هایی با ترکیبات مختلف مانند اوره-گلیسرول، کلراید کولین، پروپیلن گلیکول و … انتخاب و در آزمایشگاه آزمایش شدند.

وی توضیح داد: این داده‌ها تحت مدل‌های ترمودینامیکی نظیر NRTL قرار گرفتند تا تأثیر ساختار حلال و شرایط فرآیند بر کارایی استخراج ارزیابی شود.

محقق این طرح اظهار کرد: از چالش‌های اصلی طرح، انتخاب ترکیب مناسب حلال با کارایی بالا و پایداری زیست‌محیطی بوده که نیاز به تخصص، دقت بالا و زمان زیادی داشته است. وی اضافه کرد: داده‌های به‌دست‌آمده شامل فشار، دما، نسبت فازی، و تعادل فاز بوده‌اند که در انتخاب مدل‌های دقیق و کاربردی کمک شایانی کردند.

وی با اشاره به اهمیت کاربردی این طرح گفت: این فناوری در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی نقش کلیدی در بهبود فرآیندهای تولید، کاهش هزینه‌ها و حفاظت از محیط‌زیست دارد. استفاده از حلال‌های سبز نه‌تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، بلکه باعث کاهش خطرات زیست‌محیطی و حذف خوردگی در تجهیزات می‌شود.

طریقتی در پاسخ به سوالی درباره ثبت دستاوردهای علمی گفت: نتایج این تحقیق در ژورنال‌های علمی معتبر داخلی و خارجی منتشر شده است. داده‌های استخراجی برای ترکیب‌هایی مانند بنزن/هپتان و بنزن/استونیتریل که پیش از این گزارشی از آن‌ها وجود نداشت، ثبت شده‌اند.

وی درباره ادامه مسیر این پژوهش گفت: مرحله بعدی شامل توسعه واحدهای صنعتی پایلوت، ارزیابی عملکرد صنعتی، انجام تحلیل چرخه عمر (LCA) و تحلیل اقتصادی خواهد بود. در صورت موفقیت این مراحل، می‌توان این فناوری را در مقیاس صنعتی پیاده‌سازی کرد.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت: این فناوری علاوه بر صنعت نفت و گاز، در صنایع دارویی، غذایی، پوشش‌های الکترونیکی و دیگر حوزه‌ها نیز کاربرد بالقوه دارد. این طرح به عنوان یک نمونه سبز، نوآور و رقابتی، توانسته با کاهش چشمگیر هزینه‌ها و مراحل فرآیند، جایگاه قابل توجهی در صنایع پیدا کند.

وی افزود: این طرح نمونه داخلی و خارجی مشابه دارد، اما ویژگی‌های متمایزی از جمله استفاده از حلال‌های غیرسمی،غیرقابل اشتعال و زیست‌تجزیه‌پذیر را داراست که آن را نسبت به نمونه‌های خارجی برتر و متمایز می‌کند.

طریقتی گفت: هزینه اجرای طرح طی چند سال و با صرف زمان برای طراحی حلال، انجام آزمایش‌ها، مدل‌سازی ترمودینامیکی و اعتبارسنجی داده‌ها صورت گرفته است. نتایج طرح در حال حاضر در سطح ملی و بین‌المللی قابل رقابت و ارائه است.