7.12.1402
امضای تفاهم‌نامه همکاری بین پژوهشگاه مواد و انرژی و مرکز نوآوری رادیناس
1403-01-14
مرداد 14, 1402

شیمی بافت

۱٫ صنعت تولید MBTE :

سوخت برای احتراق جهت تولید انرژی چه برای نیروگاه و چه برای خودرو در سراسر جهان استفاده می شود. احتراق ناقص سوخت مهم­ترین انتشار گازهای گلخانه ای و ذرات معلق است. روش های مختلفی برای کاهش انتشارات مضر از احتراق بنزین در موتور احتراق داخلی نوع جرقه ای استفاده می شود. این نوع موتور دارای کاربردهای متنوعی مانند قایق، خودرو، هواپیما و غیره می­بشد. برای افزایش اکتان، اکسیژن به بنزین اضافه می شود. سوخت با عدد اکتان بالا باعث افزایش عملکرد موتور و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود. بنزین حاوی اکسیژن، مونوکسید کربن و دوده ایجاد شده در هنگام سوختن سوخت را کاهش می دهد. آنها اصلاح کننده های موثری برای بهبود شتاب موتور هستند و به تمیز نگه داشتن موتورها و بالا بردن عملکرد آنها کمک می­کنند.

بر اساس ترکیب، بازار اکسیژنات های سوخت را می توان به الکل ها و اترها تقسیم کرد. الکل شامل متانول، اتانول، الکل سوم بوتیل (TBA) و  n- بوتانول در حالی که اترها شامل متیل سوم بوتیل اتر(MTBE)، دی ایزوپروپیل اتر (DIPE)، اتیل سوم بوتیل اتر (ETBE) و سومین آمیل متیل اتر (TAME) می­شود. به­دلیل مسائل مربوط به آلودگی آب های زیرزمینی ناشی از مصرف MTBE،  تا حدی از استفاده به عنوان یک اکتان­افزا در ایالات متحده ممنوع شد. MTBE  هنوز هم می تواند در کاربردهای ویژه سوخت در ایالات متحده آمریکا و سایر نقاط جهان به عنوان یک افزودنی بنزین استفاده شود.

محرک اصلی بازار برای بازار جهانی اکسیژن سوخت، افزایش تقاضا برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای است. در سراسر جهان. چندین کشور قوانین و مقرراتی را تدوین کرده اند که ترکیب آن را الزامی می کند مقدار اتانول در بنزین محدودیت اصلی بازار برای بازار جهانی اکسیژن سوخت، تأثیر نامطلوب بر محیط زیست به دلیل استفاده از آن است برخی از اکسیژن ها مانند MTBE. اکثر اکسیژن ها از منابع انرژی معمولی مانند گاز طبیعی یا زغال سنگ توسعه و استقرار خودروهای الکتریکی نیز اثرات نامطلوبی بر بازار اکسیژن سوخت دارد.

متیل ترت بوتیل اتر (MTBE) توسط واکنش شیمیایی متانول و ایزوبوتن برای استفاده اولیه در بنزین تولید می شودMTBE یک جزء مشترک در سوخت های فرموله شده است که برای کاهش مه دود توسعه یافته است. این ماده یکی از مواد شیمیایی است که معمولاً به عنوان “اکسیژنات” شناخته می شوند، زیرا محتوای اکسیژن بنزین را افزایش می دهند. در دمای اتاق، MTBE یک مایع فرار، قابل اشتعال و بی رنگ است که به راحتی در آب حل می شود. اکسیژن به سوخت کاملتر بنزین کمک می کند و انتشار گازهای گلخانه ای مضر از وسایل نقلیه موتوری را کاهش می دهد. از یک جهت، اکسیژن اجزای بنزین مانند مواد آروماتیک (مانند بنزن) و گوگرد را رقیق یا جابجا می کند. همچنین اکسیژن، اکسیداسیون را در طی احتراق بهینه می کند. بیشتر پالایشگاه ها استفاده از MTBE را به دلیل ویژگی های ترکیبی آن و دلایل اقتصادی  به جای سایر اکسیژنات ها ترجیح داده اند.

MTBE در مقادیر بسیار زیاد برای استفاده به عنوان یک افزودنی بنزین از حدود سال ۱۹۷۹ تولید شده است. حداکثر تولید MTBE را می توان با استفاده از فرآیند تقطیر واکنشی(RD)  که در شرایط عملیاتی بهینه و پیکربندی ستون عمل می کند، به دست آورد.

۲٫ سایر تولیدکنندگان جهانی:

سابیک:

ظرفیت تولید : ۲ میلیون تن در سال
MTBE 
Bio MTBEحاوی ۰٫۳۶۳۵٪ متانول زیستی است که از مواد اولیه پیشرفته تولید می شود

 شرکت افزودنی­های سوختی قطر(QAFAC):

QAFAC که در سال ۱۹۹۱ تأسیس شد، یک سرمایه گذاری مشترک بین صنایع قطر، OPIC Middle East    Corporation ،  International Octane LLC و  LCY Middle East Corpاست که در سال ۱۹۹۹ فعالیت خود را آغاز کرد. ظرفیت تولید MTBE این شرکت ۶۱۰۰۰۰ تن در سال می­باشد.

۳٫ بازار:

متیل ترشری بوتیل اتر (MTBE ) به طور گسترده به عنوان یک عامل ضد ضربه و یک تقویت کننده اکتان در سوخت موتورهای بنزینی استفاده می شود. هزینه کمتر و کارایی بیشتر  MTBE آن را به دومین نوع افزودنی بنزینی در سطح جهان تبدیل کرده است. علاوه بر این، MTBE یک جایگزین مقرون به صرفه برای اجزای سمی سوخت  مانند الفین ها، سرب، بنزن و گوگرد است.

بر اساس گزارش اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده(EIA)، مصرف بنزین در جهان در ژانویه ۲۰۲۲، ۹۹ میلیون بشکه در روز برآورد شده است که نسبت به ژانویه ۲۰۲۱، ۶٫۶ میلیون بشکه در روز افزایش یافته است. تقاضا برای MTBE به دلیل افزایش تقاضا برای بنزین به­دنبال رشد صنعت خودرو افزایش یافته است. بر اساس داده های OICA، تولید جهانی خودرو حدود ۱۰ درصد افزایش یافته است. در نه ماهه اول سال ۲۰۲۱ به ۵۷٫۲۶ میلیون دستگاه در مقایسه با ۵۲٫۱۵ میلیون دستگاه در مدت مشابه در سال ۲۰۲۰ رسید، بنابراین بازار مورد مطالعه در دوره پیش بینی را به حرکت درمی­آورد و طبق محاسبات تا سال ۲۰۲۷ رشد تقریبی ۶% را تجربه خواهد کرد. . علاوه بر این، مقررات سختگیرانه و وجود جایگزین‌های با ویژگی سمی بودن کمتر و یا سازگار با محیط زیست بر رشد بازار MTBE در سطح جهانی تأثیر گذاشته است. از این رو، پیش بینی می شود که عوامل فوق به نوبه خود بر رشد بازار در سال های آینده تأثیر بگذارد. در شکل زیر نسبت مصرف MTBE براساس کاربردهای آن نشان داده شده است.

۴٫ فرآیند تولید:

در طی این فرآیند MTBE از مسیر رایج واکنشی اِتریفیکیشن ایزوبوتیلن و متانول تولید می شود. مسیر فرآیندی نیز تشکیل شده از یک راکتور دو مرحله ای بستر ثابت و سپس یک برج تقطیر کاتالیستی است. در راکتور دو مرحله ای از یک کاتالیست رزینی اسیدی برای تبادل یون استفاده شده و در برج تقطیر نیز مایع ورودی با پس از انجام واکنش، با دریافت گرمای حاصل از آن بخار شده و برج را ترک می کند. برای کنترل دمای برج نیز از روش های هدایتی یا همرفتی برای خنک سازی استفاده می شود. شمای کلی فرآیند در شکل-۱ قابل رؤیت است.

خوراک این فرآیند ترکیبات ۴C می باشد که می بایست ۲۵% آن را ایزوبوتیلن تشکیل بدهد. به میزان ۱۵% وزنی ۴C   ورودی به فرآیند، می بایست متانول وارد مدار شود. پس از انجام واکنش ها، میزان MTBE تولید شده برابر ۳۵% وزنی مواد اولیه ورودی است. مابقی محصولات را نیز ۴C رافینیت تشکیل می دهد.

۵٫ شیمی­بافت

شرکت پتروشیمی شیمی بافت ابتدا در سال ۱۳۷۳ در منطقه­ی ویژه­ی اقتصادی بندرماهشهر تأسیس شد، سپس با هدف تولید محصول استراتژیک MTBE در سال ۱۳۷۸ فعالیت رسمی خود را آغاز کرد و بعنوان دومین شرکت تولیدکننده این محصول در کشور با ظرفیت ۴۵هزار تن در سال ۱۳۸۱ به بهره برداری رسید. واحد دوم نیز با همان ظرفیت در سال ۱۳۸۵ به تولید رسید. خوراک ورودی به این مجتمع شامل برش چهارکربنه (رافینیت ۱) و متانول و محصولات آن شامل متیل ترشیری بوتیل اتر (MTBE)  به‌عنوان محصول اصلی و  برش چهار کربنه (رافینیت ۲) به عنوان محصول جانبی است. این شرکت دومین تولیدکننده MTBE در و تنها تولید کننده­ی رافینیت۲ در ایران و همچنین تنها تولیدکننه­ی MEK درخاورمیانه می­باشد.

محصولاتظریت اسمیخوراکمحل تامینلایسنس
MTBE90000 تنمتانولپتروشیمی فن­آورانHulse
رافینیت c4پتروشیمی های بندرامام/امیرکبیر/تبریز/شازند پاالیش نفت آبادان
رافینیت۲۶۰۰۰۰ تن Hulse

سایت دو این شرکت نیز در سایت ۲ منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی بندرماهشهر واقع گردیده که در سال ۱۳۹۲ به عنوان اولین و تنها تولید کننده متیل اتیل کتون (MEK) در ایران و خاورمیانه با ظرفیت اسمی ۵ هزارتن در سال آغاز به کار نموده است.  MEK به عنوان یک حلال صنعتی تجاری مهم ، در پالایشگاههای تولید روغن پایه موتور، صنایع رنگ و رزین، چاپ و چرم مصنوعی کاربرد گسترده ای دارد. محصول میانی سایت دو این شرکت ۲- بوتانول  (SBA) و محصول جانبی آن رافینت ۳ و الکل سنگین می باشد.

محصولاتظریت اسمیخوراکمحل تامینلایسنس
متیل اتیل كتون (MEK)5000 تنرافینیت- ۲ شركت شیمی بافتEdeleanu
اسید سولفوریك (۹۸%)شركت پتروشیمی رازی
۲ -بوتانول۲۸۰۰ ننرافینیت- ۲شركت شیمی بافتEdeleanu
اسید سولفوریك (۹۸%)شركت پتروشیمی رازی
الكل سنگین۴۰۰ تنرافینیت- ۲شركت شیمی بافتEdeleanu
اسید سولفوریك (۹۸%)شركت پتروشیمی رازی

فناوری تولید سایت اول از شرکت Hulse و سایت دوم متعلق به شرکت Edeleanu آلمان می­باشد.

۱-۵٫ سایر تولیدکنندگان داخلی:

پتروشیمی بندر امام با ظرفیت ۵۰۰ هزارتن در سال دیگر تولیدکننده­ی MTBE در کشور می­باشد.

۲-۵٫  نیازسنجی­های انجام شده شیمی بافت:

 تجهیزات  موردنیاز واحد MTBE

۱٫ لایسنس نرم افزار سیستم کنترل برند زیمنس

۲٫ تامین قطعات سخت افزاری سیستم DCS از جمله سرور و …

۳٫ تجهیزات ابزاردقیقی شامل کنترل ولوها و پوزیشنرهای

۴٫  برندهای معتبر و قطعات یدکی آنها

۵٫  قطعات یدکی پمپهای فلوسرو آمریکایی

تجهیزات  مورد نیاز MEK:

۱٫ اقلام PTFE لوله ها و اتصاالت

۲ . اقلام کنترل ولو و تجهیزات کنترلی

۳ . مبدل حرارتی E102 متریال خاص

۴٫  تامین و تعمیر مبدل گرافایتی

۵ . راکتور های واحد استر سازی

۶٫  پمپ های واحد اسید

۷٫K101 کمپرسور

در فرآیند تولید MEK/SBA ،از اسید سولفوریک به عنوان کاتالیست استفاده می گردد. به دلیل خورنده بودن آن، متریال استفاده شده بسیار خاص و تعمیر و نگهداری از آنها بسیار دشوار و هزینه بر است. همچنین اسید سولفوریک باعث بروز مشکلات زیست محیطی می شود.

۶٫ برخی شرکت­های دانش بنیان مرتبط با صنعت MTBE:

با توجه به نیازهای طرح شده شرکت­های دانش­بنیان زیر معرفی می­گردد:

–  شرکت تعاونی دانش بنیان توربین و کمپرسور سازی آراز صنعت ساری

  طراحی ومهندسی معکوس تجهیزات دوار(توربین وکمپرسور و پمپ) از فعالیتهای این شرکت می باشد و در سال ۱۳۹۱ شروع به فعالیت خود کردند.

  • آک زدا نوساز افراز آريا

فعال در زمینه پوشش­های نانو کامپوزیت شیرآلات صنعتی د صنایع نف و گاز

  • شرکت شهاب پرتوصنعت پارس اهواز

فعال در زمینه طراحی وساخت قطعات، تجهیزات ابزار دقیق، برق، الکترونیک.مکانیک مجتمع های صنعت نفت، گاز، پتروشیمی، حفاری، فولاد و پالایشگاه می باشد.

  • شرکت فنی مهندسی رویان مبدل

شرکت رویان مبدل فعالیت خود را از سال ۱۳۷۴ آغاز نموده است، این شرکت دارای پروانه فنی مهندسی در زمینه های نفت، گاز و پتروشیمی و تجهیزات حرارتی و برودتی از وزارت صنعت ، معدن و تجارت و مجوز فن آوری از شهرک علمی و تحقیقاتی می باشد و بر اساس نظر کارگروه ارزیابی و تشخیص صلاحیت شرکت ها و موسسات دانش بنیان معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری به عنوان شرکت دانش بنیان تائید صلاحیت گردیده است. این شرکت به فناوری ساخت مبدل گرافیتی دت یافته است.

  • شرکت کارافن پرداز مبتکر مانا

این شرکت در سال ۱۳۸۹ با هدف ابداع، بومی سازی و تجاری سازی فناوری های نوین و علوم روز دنیا در مصارف صنعتی مورد نیاز کشور تاسیس شد. این شرکت در زمینه ابزار دقیق و مخابرات فعالیت دارد و در پارک فناوری پردیس مستقر می­باشد.