فرآیندهای کاتالیستی تبدیل کاتالیستی (Reforming)

تبدیل کاتالیستی (Reforming)

کتایون ثالثی – کارشناس ارشد مهندسی شیمی فرآیند

تحریریه رسانه ایران کاتالیست

تبدیل کاتالیستی (Reforming) یکی از فرآیندهای مهم و حیاتی در صنعت پالایش نفت است که به‌منظور ارتقای کیفیت بنزین و تولید مواد شیمیایی پایه مانند آروماتیک‌ها (بنزن، تولوئن و زایلن) به کار می‌رود. هدف اصلی این فرآیند تبدیل نفتا به محصولات با عدد اکتان بالا و ترکیبات آروماتیک است. این فرآیند از واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌کند تا هیدروکربن‌های پارافینی را به ترکیبات شاخه‌دار و حلقوی تبدیل کند که باعث افزایش کیفیت بنزین و تولید مواد اولیه برای صنایع شیمیایی می‌شود.

انواع فرایندهای تبدیل کاتالیستی:

در حال حاضر، سه نوع فرایند مختلف برای تبدیل کاتالیستی نفتا در صنعت پالایش نفت وجود دارد که هر یک توسط شرکت‌های مختلف توسعه داده شده است:

• فرایند Semi Regenerative (نظیر تکنولوژی UOP’s Plat forming TM): این فرایند به‌طور دوره‌ای کاتالیست‌ها را تعویض یا احیا می‌کند.
• فرایند Cyclic (نظیر تکنولوژی Amoco’s Ultra forming و Exxon Mobil’s Power Forming): در این فرآیند، کاتالیست‌ها به‌طور متناوب از فعالیت خارج می‌شوند و سپس مجدداً به فرآیند باز می‌گردند.
• فرایند Fully Regenerative (نظیر تکنولوژی UOP’s CCR): این فرآیند به‌طور مداوم کاتالیست‌ها را احیا می‌کند تا بتوانند برای مدت طولانی‌تری فعال باشند و نیازی به تعویض آن‌ها نباشد.

تاریخچه و اهمیت فرآیند تبدیل کاتالیستی:

اولین واحد ریفورمینگ نفتا در دوران جنگ جهانی دوم توسط شرکت UOP طراحی و راه‌اندازی شد. از آن زمان، این فرآیند به‌طور گسترده‌ای در صنایع پالایش نفت مورد استفاده قرار گرفت و امروز ظرفیت جهانی این واحدها به حدود ۱۲ میلیون بشکه در روز رسیده است. این فرآیند یکی از مهم‌ترین فرآیندهای پتروپالایش است و مشابه با سایر فرآیندهای کراکینگ نظیر کراکینگ بخار (Steam Cracker) و کراکینگ بستر سیال (FCC) قرار می‌گیرد. به کمک این فرآیند، محصولات آروماتیکی مانند بنزن، تولوئن و زایلن تولید می‌شود که برای صنایع شیمیایی بسیار مهم هستند.

کاتالیست‌ها و فرآیندهای شیمیایی:

کاتالیست‌های استفاده‌شده در فرایندهای تبدیل کاتالیستی معمولاً دارای دو بخش پایه و ماده فعال هستند:

• بخش پایه که معمولاً از آلومینای گاما تشکیل می‌شود و به صورت اکسترود شده یا کروی تولید می‌شود.
• بخش فعال که معمولاً شامل فلزات گران‌بها مانند پلاتین به همراه فلزات دیگری چون رنیوم، قلع و ایریدیم است.

این ترکیب فلزی باعث افزایش فعالیت کاتالیستی و بهبود عملکرد فرآیند تبدیل کاتالیستی نفتا می‌شود.

میزان مصرف کاتالیست‌ها:

در سال ۲۰۱۲، بیش از ۱۳ هزار تن کاتالیست‌های تبدیل کاتالیستی در پالایشگاه‌های نفت مختلف جهان مصرف شد و پیش‌بینی می‌شود این میزان تا سال ۲۰۱۷ به حدود ۱۵ هزار تن افزایش یابد.

کاربردهای دیگر:

در ایران، برخی از پالایشگاه‌ها مانند پالایشگاه‌های بندرامام، نوری و بوعلی سینا از این فرآیند برای تولید محصولات آروماتیکی استفاده می‌کنند که نقش مهمی در صنایع پتروشیمی و تولید مواد اولیه شیمیایی ایفا می‌کنند.

نتیجه‌گیری:

فرآیند تبدیل کاتالیستی (Naphtha Reforming) با استفاده از کاتالیست‌های پیشرفته، قادر به تبدیل نفتا به محصولات با ارزش‌تر مانند بنزین با عدد اکتان بالا و محصولات آروماتیکی است. این فرآیند با استفاده از تکنولوژی‌های متنوع و پیشرفته، از جمله تکنولوژی‌های Semi Regenerative، Cyclic و Fully Regenerative، یکی از ارکان اصلی صنایع پالایش نفت و پتروشیمی محسوب می‌شود.

ویژگی‌های مهم فرآیند تبدیل کاتالیستی:

• تولید بنزین با عدد اکتان بالا و محصولات آروماتیکی.
• سه نوع فرایند مختلف: Semi Regenerative، Cyclic، Fully Regenerative.
• استفاده از کاتالیست‌های گران‌بها شامل پلاتین و رنیوم.
• پیشرفت‌های چشمگیر در ظرفیت جهانی فرآیند تبدیل کاتالیستی نفتا.
• کاربرد در پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی به‌ویژه برای تولید مواد شیمیایی پایه.

این فرآیند همچنان نقش کلیدی در تأمین انرژی و مواد شیمیایی حیاتی برای صنعت جهانی ایفا می‌کند.