پلاستیک هایی که بوی بنزین می دهند

کسانی که به پژوهش های انجام شده در عرصه های پتروشیمی و نفت علاقه مندند، می دانند که یکی از معضلات اساسی در این صنایع ، بحث کنترل و کاهش اثرات سو زیست محیطی است؛ هر چند طی یک دهه اخیر، موضوع پسماندهای پالایشی

کد خبر: ۸۲۴۹۳

و فرآورده های سنگین هیدروکربنی به عنوان یکی از معضلات صنعت پالایشگاهی کشور مطرح بوده است.
بر این اساس تلاش محققان و نیروهای علمی صنعت نفت کشور نیز طی این مدت به تبدیل مواد سنگین هیدروکربنی به مواد سبک مانند بنزین و گازوئیل معطوف شده است.
در این خصوص یکی از پژوهشگران دانشگاه صنعت نفت موفق به اجرای طرحی شده است که براساس آن 80درصد از پسماندهای موجود در زباله های شهری ، صنعتی و پزشکی طی فرآیندی به سوخت مایع (بنزین و گازوئیل ) تبدیل می شود و به این ترتیب نه تنها به کاربرد مفید ضایعات پلیمری ، بلکه به تامین خوراک راکتورها در صنایع پتروشیمی و نفت نیز کمک می شود.
با توجه به مزیتهای طرح ابداعی فوق ، ما نیز با دکتر بهروز روزبهانی ، عضو هیات علمی دانشگاه صنعت نفت و مجری طرح تولید بنزین از پسماندهای پلاستیکی به گفتگو نشسته ایم.

بحث استفاده از پسماندهای پلاستیکی برای تولید سوخت مایع از کجا و چگونه آغاز شد؛
طی چند ساله اخیر موضوع پسماندهای پالایشی و فرآورده های سنگین هیدروکربوری به عنوان یکی ازمعضلات صنعت پالایشگاهی کشورهمواره مطرح بوده است و ما هم تلاش خود را در زمینه تبدیل مواد سنگین هیدروکربنی به مواد سبک همانند بنزین وگازوئیل آغاز کردیم.
دراین خصوص مواد سنگین مانند قیر و مازوت (نفت کوره) در فهرست اول تحقیقات ما قرار گرفت که موفق شدیم با ساخت کاتالیست مورد نیاز پس از بارها آزمایش و خطا و تغییر فرمولاسیون آن به نتیجه مطلوب برسیم.
البته مشکلی که دراین زمینه داشتیم ، وجود محصولات تولیدی بسیار بد بو به دلیل وجود مرکاپتان ها و ترکیبات گوگردی است که از بوی نامطبوعی برخوردارند که حذف این مواد مزاحم ، خود رشته دیگری از تحقیقات به حساب می آید که از عهده ما خارج است.
دراین میان به طور اتفاقی توجه ما به بسته های گرانول پلیمرهای پلی تیلن و پلی پروپیلن معطوف شد و از آنجا که ترکیب ساختمان ملکولی این مواد پلیمری شبیه قیر و مازوت است و تنها در وزن ملکولی با یکدیگر تفاوت دارند، این اندیشه در ما قوت گرفت که از پسماندهای پلاستیکی که عموما اختلاف کمی در ساختار ملکولی با یکدیگر دارند و به وفور در پسماندهای زباله های شهری ، صنعتی و پزشکی یافت می شوند، می توان به عنوان خوراک و مواد اولیه راکتور استفاده کرد.
به علاوه در صنایع پتروشیمی ، در عملیات تولید پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، پی.وی.سی و غیره مقادیر زیادی ضایعات پلیمری به وجود می آید که غیرقابل استفاده هستند.
این ضایعات نیز خوراک بسیار مناسبی برای راکتورها به منظور تبدیل به بنزین و گازوئیل هستند.

در پروژه شما، چرخه تبدیل مواد پلاستیکی به سوخت شامل چه مراحلی می شود؛
این پروژه از یک واحد شستشو، آماده سازی و خردسازی قطعات پلاستیکی و انتقال آن به راکتور تبدیل کننده تشکیل شده است.
در راکتور پس از انجام واکنش های لازم در جوار کاتالیست ، پلاستیک ها به بنزین و گازوئیل تبدیل می شوند. سپس مواد سبک نفتی تولید شده به خارج از راکتور انتقال می یابند.
در این مرحله این مواد سبک فیلتر شده و آماده بهره برداری می شوند.

پیوندهای محکم کربنی در ضایعات پلیمری چگونه و طی چه مکانیسمی ، ساختار ملکولی بنزین را تشکیل می دهند؛
پسماندهای پلاستیکی ، ضایعات پلاستیکی ، زباله های پلاستیکی و یا هر نوع مواد دیگری که به نوعی از جنس پلاستیک ها باشند، عموما پایه هیدروکربوری داشته و از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند.
این کربنها همانند حلقه های زنجیری طویل به یکدیگر متصل شده اند و به عبارتی پلاستیک ها و مواد پلیمری را تشکیل می دهند.
طول این زنجیره و چگونگی قرار گرفتن شاخه های جانبی در این زنجیرها نوع پلیمر را تعیین می کند؛ برای مثال پلی اتیلن که حدود 60درصد مواد پلیمری را تشکیل می دهد، از یک زنجیر ساده کربن بدون هیچ گونه شاخه و برگی شکل گرفته است در حالی که پلی پروپیلن همانند پلی اتیلن بوده و تنها وجه افتراق آن با پلی اتیلن در یک شاخه جانبی تک کربنی و تکرار آن در هر 3کربن است.
زباله ها و ضایعات پلاستیکی در اصل همین زنجیره های محکم کربنی هستند که از نقطه نظر شیمیایی دارای باندهای شیمیایی پایداری هستند که متاسفانه پس از مصرف تنها به خاطر از دست دادن ظاهر و رنگ روی خود به دور انداخته می شوند.
به عبارتی تنها ظواهر فیزیکی نامناسب سبب از سرویس خارج شدن این مواد شده است ، در حالی که از نظر شیمیایی تغییر آنچنانی نکرده اند و شبیه روز نخست سرویس دهی کیفیت مشابهی دارند.
به هر حال ما بدون توجه به ظاهر فیزیکی زباله ها و ضایعات پلاستیکی که بسیار پایدار است و می تواند سالها در طبیعت باقی بماند و مخاطرات زیست محیطی ایجاد کند، در یک فرآیند کاتالیستی ، ملکول های این مواد را به اصطلاح می شکنیم و به ملکول های کوچک تر تبدیل می کنیم.
به عبارت دیگر با استفاده از کاتالیست که همانند قیچی عمل می کند، زنجیره های مواد پلیمری را که از دهها هزار کربن تشکیل شده به صورت منظم و بریده از یکدیگر جدا و زنجیره های کوتاه 5الی 10کربنی ایجاد می کنیم.
این مواد تولید شده در واقع همان بنزین است که با کنترل توزیع درصد آنها در راکتور به وسیله حرارت و فشار به دست می آید.

در طرح ارائه شده، منظور از مواد سنگین هیدروکربنی چیست و کدام دسته از مواد سوختی از تبدیل آنها حاصل می شود؛
مواد سنگین هیدروکربنی شامل 2گروه اصلی یعنی گروه پتروشیمی مانند پلیمرهای نفتی ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن ، پلی واینال کلراید، PET، نایلون ها، غیره و گروه فرآورده های نفتی همچون قیر، مازوت ، روغن ها و گازوئیل سنگین می شوند که عموما در پالایشگاه تولید می شوند.
در این طرح با توجه به این که طراحی دستگاه ها در راکتور به عهده ماست و نیزکاتالیست ، نوع و درصد آن را نیز خود تعیین می کنیم ، قادر هستیم تقریبا هر نوع سوخت سبک از گاز طبیعی ، گاز مایع و حلال های سبک نفتی گرفته تا بنزین ، گازوئیل و روغن موتور را تولید کنیم.

مواد سوختی به دست آمده به چه نسبتی حاصل می شوند؛
از یک کیلو مواد پلاستیکی حدود 800 گرم سوخت مایع (80درصد)، حدود 10 گرم سوخت گازی (10درصد) و حدود 10درصد سوخت جامد (کک 100درصد) تولید می شود.
به عبارتی تقریبا این عملیات پسماندی ندارد و تمام مواد ورودی به سیستم به سوخت مایع ، جامد و گاز تبدیل می شود.

این طرح چه مزیتهایی نسبت به طرحهای مشابه دارد؛
در این طرح حدود 80درصد وزن پلاستیک به مایعات سبک نفتی از قبیل بنزین وگازوئیل تبدیل می شود، در حالی که در طرحهای مشابه حداکثر این میزان به 20درصد می رسد؛ بعلاوه مواد تولید شده در طرحهای مشابه در حد مازوت و دیگر مایعات سنگین هیدروکربنی است.
بازدهی این کار حدود 80درصد است ؛ البته 20درصد باقی مانده نیز قابل استفاده است. برای مثال 10درصد گاز براحتی به عنوان سوخت راکتور قابل استفاده است.

آیا این طرح در حال حاضر در فاز اجرایی قرار گرفته است؛
ما هم اکنون در حال ساخت یک واحد نیمه صنعتی به ظرفیت 5تن در روز هستیم که سفارش یک شرکت در بخش خصوصی است.