افتتاح رسمی مرکز پیشرو فناوری¬های غشاء دریچه¬ای جدید به سوی فناوری¬های نوین در صنعت پتروشیمی

همانگونه که در اواخر سال قبل گزارش شد خبرهای خوش راه­اندازی رسمی مرکز پیشرو فناوری­­های غشاء و زیرساخت‌های مرتبط را وعده داده بودیم. امروز مفتخریم با کمال مسرت اعلام نماییم با حضور مهندس قاسمی وزیر نفت، جمعی از معاونین وزیر و مدیران عالی صنعت نفت و پتروشیمی این مرکز پیشرو فناوری، در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی به صورت رسمی افتتاح شد.این مرکز پیشرو فناوری شامل زیرساختهای بی­نظیری از جمله مرکز فناوری غشاء و فرآیندهای غشایی، اولین ست‌آپ و پایلوت الکترولیز غشایی (ست‌آپ و پایلوت کلر- آلکالی)، اولین خط تولید بومی غشاءهای تجاری تخت و الیاف توخالی، اولین ست‌آپ و پایلوت بومی بیوراکتور غشایی، اولین ست‌آپ و پایلوت بومی تراوش تبخیری، پایلوت جداسازی غشایی گاز، ست‌آپ و پایلوت چندمنظوره میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون، و اسمز معکوس و راه‌اندازی مرکز زیست‌فناوری مختص صنایع پتروشیمیایی می­باشد.گروه پژوهشی فناوری‌های نوین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی در طی یک بازه زمانی فشرده و با تلاش و همت مضاعف، حماسه­ای آفریدند و موفق به ایجاد زیرساخت‌های لازم جهت خلق فناوری و اجرای پروژه­ها و طرح­های مرتبط با فناوری غشاء و فرآیندهای غشایی و نیز زیست‌فناوری شده است. زیرساختهایی که در نوع خود در منطقه و دنیا بی­همتا است و در معدود کشورهایی که این تجهیزات موجود است با صرف هزینه­های صدها برابر و مدت زمان بسیار طولانی­تر این امر محقق شده است. به همین دلیل این اقدامات، در نوع خود در کشور و منطقه بی‌نظیر است.امروزه، صنایع مختلف به‌ویژه صنعت پتروشیمی علاوه بر این که لازم است استانداردهای سخت‌گیرانه محیط زیستی را پشت سر بگذارند، می‌بایست هزینه‌های تولید محصول را نیز کاهش دهند. در صنعت عظیم پتروشیمی، طراحی‌های خلاقانه و روش‌های توسعه فرآیند با هدف کاهش اندازه تجهیزات، مصرف کمتر مواد اولیه و انرژی، و تولید پسماند حداقلی بایستی مد نظر قرار گیرند. همچنین، در حال حاضر کشور ما و دنیا در برهه زمانی خاصی از لحاظ بهینه‌سازی فرآیندهای استفاده از منابع انرژی، پیشگیری از هدررفت این منابع و حفظ آن برای نسل‌های آینده، و تامین منابع انرژی جدید، مقرون به‌صرفه و پاک قرار دارد. تامین آب سالم، مشکل گرم شدن اتمسفر زمین و نیاز به تامین منابع انرژی پاک و ارزان‌قیمت از جمله زمینه‌های نو و بنیادی در دنیا و کشور محسوب می‌شوند. یکی از موثرترین روش‌ها برای نیل به این اهداف، استفاده از فرآیندهای مدرن غشایی است. فرآیندهای غشایی دارای مزیت‌های فراوانی نسبت به بسیاری از روش‌های مرسوم جداسازی (نظیر تقطیر، استخراج، جذب، و جذب سطحی) می‌باشند. در فرآیندهای غشایی هیچگونه تغییر فازی، که معمولاً بسیار انرژی‌بر هستند، رخ نمی‌دهد، از جاذب‌های گران‌قیمت استفاده نمی‌شود، و لزوم استفاده از حلال‌هایی که کار کردن با آنها آسان نیست نیز وجود ندارد. این در حالی است که این فرآیندها بسیار فشرده بوده و به‌راحتی قابلیت افزایش مقیاس دارند، کاملاً خودکار بوده و دارای هیچ جز متحرکی نمی‌باشند. در همین راستا و با توجه به اهمیت فرآیندهای جداسازی به روش‌های غشایی و نیاز مبرم کشور به استفاده از این فناوری به‌روز و راهبردی، و همچنین مشکلات موجود در زمینه تامین این فناوری‌ها از خارج از کشور، یکی از اهداف اصلی بلندمدت شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی و گروه پژوهشی فناوری‌های نوین این شرکت دستیابی به فناوری‌های ساخت انواع مختلف غشاءها، فناوری‌های مربوط به مدول کردن این غشاءها، و توسعه فرآیندهای مختلف غشایی در کشور بوده و می‌باشد. یکی از این زمینه­ها فرآیندهای غشایی جداسازی گاز است که نسبت به سایر فرآیندهای رقیب نظیر تقطیر حرارتی یا تبریدی و جداسازی جذبی یا غربالی که دارای سهم عمده‌ای در بین فرآیندهای جداسازی گاز هستند از ارجحیت بالاتری برخوردار می‌باشند. کم حجم بودن فرآیندهای غشایی، سهل بودن عملیات راهبری، عدم نیاز به تمیزکاری و شستشوی شیمیایی و از همه مهمتر نیاز به سرمایه‌گذاری اندک با قابلیت بازگشت سریع‌تر سرمایه از مهمترین دلایل این امر به‌شمار می‌آیند. در سال‌های اخیر در کشور ما نیز تمایلات زیادی به استفاده از سامانه‌های غشایی جداسازی گاز در صنایع مختلف کشور به‌خصوص در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی بوجود آمده است. وجود ترکیبات با ارزش در جریان گازهای زائد مجتمع‌های پتروشیمیایی و یا نیاز به جلوگیری از ورود برخی ترکیبات گازی در فرآیندهای پتروشیمیایی از مهمترین دلایل ایجاد این انگیزش می‌باشند. از این‌رو در یکسال گذشته شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی با تلاش و همت پژوهشگران و کارشناسان فعال در این شرکت در یک بازه زمانی بسیار کوتاه و با اقدامات بسیار فشرده، زیرساخت‌های لازم برای طراحی، ساخت و ارزیابی غشاءهای جداساز گاز را در کشور فراهم آورده است. یکی از مهمترین دستاوردهای این شرکت در حوزه مورد اشاره، طراحی، ساخت و راه‌اندازی موفقیت‌آمیز پایلوت چندمنظوره و تمام‌اتوماتیک غشایی جداسازی گاز می‌باشد. وجود قابلیت‌های فرآیندی، کنترلی و ایمنی فراوان، این پایلوت را در سطح کشور، منطقه و حتی در سطح جهانی منحصر به‌فرد نموده است.امروزه با توجه به پیشرفت‌های فناوری در زمینه‌های مختلف، فناوری‌های تصفیه آب و پساب نیز پیشرفت‌های قابل توجهی داشته است. یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های روز دنیا، فناوری تصفیه پساب با استفاده از روش بیوراکتور غشایی می­باشد. در این روش که در واقع روش اصلاح‌شده روش لجن فعال متعارف می‌باشد نقش حوض ته‌نشینی ثانویه برای جداسازی پساب و باکتری‌ها به غشاءهای میکروفیلتراسیون و یا اولترافیلتراسیون سپرده می­شود و به این ترتیب کیفیت جداسازی پساب و باکتری‌ها مستقل از خصوصیات ته‌نشینی باکتری‌ها می‌شود. از جمله مهمترین مزایای سامانه‌های بیوراکتور غشایی می‌توان به راندمان بسیار بالای حذف آلاینده‌ها، اشغال فضای بسیار کم، کیفیت خروجی بسیار بالا، شوک‌پذیری بسیار بالا و تولید لجن مازاد بسیار کم اشاره کرد. لازم به‌ذکر است که کیفیت آب خروجی از این نوع سامانه‌ها به‌گونه‌ای است که می‌توان آن را در مصارف کشاورزی و صنعتی استفاده نمود. همچنین آب خروجی از بیوراکتورهای غشایی را می‌توان به‌عنوان خوراک واحدهای اسمز معکوس استفاده نموده و از آن با هزینه‌ بسیار کمتر آب فرآیندی تولید کرد. در ارتباط با این فناوری، براساس فعالیت‌های بسیار فشرده و مستمر، در یکسال گذشته شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی موفق به دستیابی به دانش فنی بومی در رابطه با طراحی و ساخت سامانه‌های بیوراکتور غشایی شده است. پایلوت بیوراکتور غشایی طراحی و ساخته‌شده توسط گروه پژوهشی فناوری‌های نوین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی نیز اولین پایلوت بیوراکتور غشایی کاملاً بومی کشور می‌باشد که دارای ظرفیت 2000 لیتر در روز بوده و همانند ست‌آپ بیوراکتور غشایی مورد اشاره، قابلیت حذف همزمان COD ، مواد نیتروژن‌دار و مواد فسفردار را داراست.

سامانه آزمایشگاهی و پایلوت نیمه‌صنعتی تراوش تبخیری برای اولین‌بار در کشور توسط گروه پژوهشی فناوری‌های نوین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی طراحی و اجرا شده و مراحل راه‌اندازی و بهره‌برداری از آن با موفقیت صورت پذیرفت. امروزه فرآیندهای غشایی به‌صورت بسیار گسترده‌ای برای جداسازی محدوده وسیعی از ترکیبات مختلف مورد استفاده قرار گرفته و به‌صورت کاملاً موفقیت‌آمیزی توانایی رقابت با فرآیندهای سنتی را دارا می‌باشند. پایلوت نیمه‌صنعتی فرآیند تراوش تبخیری برای اولین بار در کشور در مقیاس 3000 لیتر در روز توسط این شرکت طراحی و مورد بهره‌برداری قرار گرفته است. این پایلوت به‌صورت کاملاً متحرک (Portable ) طراحی شده و قابلیت ارسال به تمامی نقاط کشور برای ارزیابی عملکرد فرآیندهای تراوش تبخیری را در محل دارا می‌باشد. با توجه به نیاز فراوان واحدهای پتروشیمیایی و سایر مجموعه‌های تولیدی وزارت نفت به این دسته از فرآیندهای جداسازی غشایی، پروژه‌ها و طرح‌های بسیار متنوعی در زمینه طراحی و ساخت انواع غشاءهای تجاری و نیز مدول‌های غشایی مناسب برای به‌کارگیری در فرآیندهای تراوش تبخیری در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی آغاز شده است. در این ارتباط تولید غشاهای تجاری و عملیات مدول‌سازی آنها بر اساس نتایج به‌دست‌آمده در مقیاس آزمایشگاهی در دستور کار این شرکت قرار دارد.همچنین سامانه آزمایشگاهی و پایلوت نیمه‌صنعتی تراوش تبخیری برای اولین‌بار در کشور توسط گروه پژوهشی فناوری‌های نوین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی طراحی و اجرا شده و مراحل راه‌اندازی و بهره‌برداری از آن با موفقیت صورت پذیرفت. سامانه آزمایشگاهی تراوش تبخیری مورد نظر قابلیت به‌کارگیری در تمامی حالات و شرایط عملیاتی فرآیند، نظیر جریان‌های موازی و یا سری در دو مدول آزمایشگاهی متفاوت به‌صورت همزمان را دارا می‌باشد. همچنین جریان خوراک در مدول‌های مورد اشاره می‌تواند به هر دو صورت جریان موازی و یا عمود با سطح غشاء (در مورد غشاءهای تخت) اعمال شود. لازم به‌ذکر است که این سامانه آزمایشگاهی توانایی ارزیابی کارآیی تمامی انواع غشاءهای موجود را در مقیاس آزمایشگاهی دارا می‌باشد. محدوده دمایی در این ست‌آپ صفر تا 150 درجه سانتی‌گراد و شدت جریان خوراک نیز در محدوده صفر تا 10 لیتر در دقیقه قابل تنظیم می‌باشد. همچنین پایلوت نیمه‌صنعتی فرآیند تراوش تبخیری نیز برای اولین بار در کشور در مقیاس 3000 لیتر در دقیقه توسط این شرکت طراحی و مورد بهره‌برداری قرار گرفته است. این پایلوت به‌صورت کاملاً متحرک (Portable ) طراحی شده و قابلیت ارسال به تمامی نقاط کشور برای ارزیابی عملکرد فرآیندهای تراوش تبخیری را در محل دارا می‌باشد. این پایلوت قابلیت ارزیابی کارآیی دو مدول غشایی در مقیاس تجاری را به‌صورت همزمان و در حالات فرآیندی متفاوت (سری و موازی) دارا می‌باشد. لازم به‌ذکر است که تعداد این مدول‌ها بسته به ظرفیت مورد نظر، به‌راحتی قابل افزایش می‌باشد ضمن آنکه امکان به‌کارگیری انواع مختلف مدول‌های غشایی (شامل مدول‌های الیاف توخالی، پیچشی و قاب و صفحه‌ای) در این پایلوت میسر می‌باشد. تمامی اتصالات و تجهیزات به‌کار رفته در سامانه آزمایشگاهی و پایلوت تراوش تبخیری طوری انتخاب شده‌اند که توانایی کار در تمامی محیط‌های شیمیایی را بدون هیچگونه محدودیتی دارا می‌باشند.با توجه به نیاز فراوان واحدهای پتروشیمیایی و سایر مجموعه‌های تولیدی وزارت نفت به این دسته از فرآیندهای جداسازی غشایی، پروژه‌ها و طرح‌های بسیار متنوعی در زمینه طراحی و ساخت انواع غشاءهای تجاری و نیز مدول‌های غشایی مناسب برای به‌کارگیری در فرآیندهای تراوش تبخیری در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی آغاز شده است و این امر با توجه به زیرساخت‌های بی‌نظیر موجود در مرکز غشاء و فرآیندهای غشایی شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی در آینده نزدیک محقق خواهد شد. در حال حاضر نمونه‌های غشایی مختلفی برای به‌کارگیری در حوزه‌های مختلف به‌ویژه برای آبزدایی از متانول و اتیلن‌گلایکول در مقیاس آزمایشگاهی توسط پژوهشگران این شرکت با همکاری مراکز دانشگاهی کشور طراحی و ساخته شده و با موفقیت بر روی ست‌آپ آزمایشگاهی موجود مورد ارزیابی دقیق قرار گرفته‌اند. در این ارتباط تولید غشاءهای تجاری و عملیات مدول‌سازی آنها بر اساس نتایج به‌دست‌آمده در مقیاس آزمایشگاهی در دستور کار این شرکت قرار دارد.با توجه به زیر ساخت‌های موجود در مرکز فناوری غشاء و فرآیندهای غشایی شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، عملیات تولید غشاءهای تخت در مقیاس تجاری و مدول‌سازی آنها برای به‌کارگیری در واحدهای تجاری بیوراکتور غشایی در دستور کار این شرکت قرار داشته و در چند ماه آینده نهایی خواهد شد. بدین ترتیب با تولید غشاءها و مدول‌های تجاری برای فرآیندهای بیوراکتور غشایی، نیاز کشور به این نوع غشاءها تامین شده و از خروج میلیون‌ها دلار ارز از کشور جلوگیری خواهد شد ضمن آنکه دستیابی به دانش‌فنی تولید غشاءها، مدول‌ها و نیز طراحی و اجرای واحدهای صنعتی بیوراکتور غشایی توسط شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، موجبات ایجاد فرصت­های شغلی بسیار زیادی در این زمینه در کشور را در طول سال­های آتی به‌دنبال خواهد داشت.