بیستم اردیبهشت 1404، از جدیدترین تکنولوژی تبدیل مستقیم نفتا به سوخت باارزش (متافورمینگ)، رونمایی شد. در این رونمایی که روز سوم بیست‌ونهمین نمایشگاه بین‌المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی، برگزار شد، شرکت طراحی و ساختمان نفت، میزبان دانشگاهیان، فعالان و متخصصان صنعت نفت و پالایشگاه‌ها بود. معرفی این فناوری مهم، نتیجه تفاهم‌نامه مشترک ODCC و شرکت مدیریت پژوهش و فناوری پتروشیمی (MPCRT) بود. چشم‌انداز اصلی این فناوری، تولید محصولی سازگار با استانداردهای محیط زیستی، کاهش مراحل چندگانه سنتی در فرایند تولید و به‌تبع آن، کاهش هزینه‌های ساخت و افزایش کیفیت محصول است.

روابط عمومی شرکت طراحی و ساختمان نفت، به‌منظور بررسی جنبه‌های فنی، اقتصادی و بازاری پروژه، همچنین چالش‌های توسعه در کشور و فرصت‌های بین‌المللی، با علی پالیزدار، گفت‌وگویی داشته که در ادامه می‌خوانید. پالیزدار، دکترای مهندسی شیمی دارد و در پروژه متافورمینگ، مدیرپروژه، و کارشناس ارشد واحد تحقیق و توسعه است.

 نفتا چیست و چه فرایندی برای تبدیل به بنزین طی می‌کند؟ 
نفتا یکی از برش‌های سبک حاصل از تقطیر نفت خام است؛ در واقع همان ترکیباتی است که در فرایند تقطیر نفت خام، بین برش‌های گازی و نفت سفید قرار می‌گیرند. از نظر خواص سوختی، هیدروکربن‌های موجود در نفتا معمولاً عدد اکتان پایینی دارند؛ بنابراین برای تبدیل آن به بنزین باکیفیت، لازم است ترکیباتش به هیدروکربن‌هایی با عدد اکتان بالاتر ارتقا پیدا کنند. در واحدهای بنزین‌سازی متداول در جهان، ارتقای عدد اکتان از طریق فرایندی به نام «ریفورمینگ کاتالیستی» انجام می‌شود؛ در این فرایند نفتا به هیدروکربن‌هایی با اکتان بالا تبدیل شده و سپس به‌عنوان پایه‌ بنزین مصرف می‌شوند. در دهه‌های اخیر فناوری ریفرمینگ، (Reforming) پیشرفت کرده و روش‌هایی مانند ریفرمینگ با احیای مداوم کاتالیزور به‌طور گسترده در پالایشگاه‌ها به کار می‌رود. در داخل کشور نیز این فناوری توسعه یافته و چند شرکت ازجمله ODCC، چندین واحد ریفرمینگ در پالایشگاه‌های مختلف راه‌اندازی کرده‌اند که همین واحدها از مهم‌ترین منابع تولید بنزین در کشور به شمار می‌روند.

 با توجه به اینکه فناوری‌های توسعه‌یافته در راستای تولید بنزین، پیش‌ازاین هم در کشور مورد استفاده بود، چه ضرورتی برای آغاز پروژه تحقیقاتی متافورمینگ وجود داشت؟ 
در دهه‌های گذشته، تبدیل نفتا به بنزین با فناوری‌های مختلف انجام شده و فناوری‌های جدیدتر برای بهبود کیفیت و کارایی توسعه یافته‌اند. برخی فرایندها همچنان اصلی‌ترین روش تولید به شمار می‌روند، اما به‌طورکلی هر فناوری یک «دوره بلوغ» دارد و پس از آن معمولاً تکنولوژی‌های مؤثرتر جایگزین می‌شوند. شرکت‌های بزرگ در سراسر جهان، پیوسته به‌دنبال روش‌های کارآمدتر برای افزایش بازدهی و ارتقای کیفیت محصولات هستند.

ایده طرح "فناوری تبدیل مستقیم نفتا به سوخت" چگونه شکل گرفت؟ 
در واحدهای بنزین‌سازی مرسوم، تبدیل نفتا شامل چند مرحله است؛ حذف ناخالصی‌ها، تفکیک برش‌های سبک و سنگین، ریفرمینگ نفتای سنگین، ایزومریزاسیون نفتای سبک و درنهایت ترکیب آن‌ها برای تولید بنزین استاندارد. اما نتیجه تحقیقات نشان داد که می‌توان با استفاده از کاتالیست‌های زئولیتی این مراحل را طی یک فرایند واحد انجام داد. به‌دنبال این تحقیقات، از حدود 10 سال پیش، روسیه، آمریکا و چین، آزمایش‌ها را آغاز کردند و درنهایت، در سال ۲۰۱۸ به کاتالیستی رسیدند که هم‌زمان علاوه بر کاهش گوگرد، هیدروکربن‌های کم و با اکتان پایین را تبدیل می‌کند و میزان آروماتیک‌ها را در حد استاندارد نگه می‌دارد. اگرچه محصول هنوز کاملاً عاری از گوگرد نیست، اما این پیشرفت مسیر توسعه صنعتی را هموار کرد؛ هدف اصلی آن هم کاهش چرخه چهارمرحله‌ای به یک مرحله و کاهش هزینه‌های سرمایه و عملیاتی است.

از نظر فنی، بنزین تولیدشده از نفتا با فناوری متافورمینگ، چه تفاوتی با سایر فرایندهای تولید بنزین دارد؟
در بررسی شاخص‌های بنزین سه مؤلفه اصلی ناخالصی‌های گوگرد، عدد اکتان و بازده تبدیل حائز اهمیت هستند. در واحدهای بنزین‌سازی مرسوم، از هر واحد نفتا معمولاً بین ۹5–۹0٪ آن به بنزین تبدیل می‌شود؛ اما در این فناوری خاص بازده بنزین پایین‌تر است و به حدود ۷5–۷0٪ می‌رسد. مابه‌التفاوت تولید بنزین (نسبت کاهش) عملاً به‌صورت محصولاتی مثل LPG تبدیل می‌شود، بنابراین کاهش درصد بنزین به معنای هدررفت کامل خوراک نیست، بلکه تغییر ترکیب محصولات است.

این فناوری در سطح بین‌المللی چه میزان توسعه یافته؟
یکی از نکات کلیدی توسعه این فناوری، گسترش بین‌المللی آن است. یک شرکت آمریکایی لایسنس فناوری را ارتقا داده و در چین نیز پایلوت و تحقیقات انجام شده است. بازار فناوری شامل فروش لایسنس و انتقال دانش فنی، همچنین فروش محصول نهایی (بنزین و فرآورده‌ها) است. بازار عراق به‌دلیل منابع نفتا و استانداردهای سوختی انعطاف‌پذیرتر، فرصت مناسبی برای تست و به‌کارگیری فناوری فراهم کرده و سایر کشورهای منطقه نیز پتانسیل ورود به بازار دارند که نیازمند مذاکرات است. البته تاکنون این فناوری بیشتر در مرحله آزمایش و توسعه باقی مانده و هنوز صنعتی نشده است.

باتوجه‌به اینکه این فناوری منجر به هموارشدن مسیر توسعه صنعتی می‌شود، چرا هنوز در سطح بین‌المللی مورد توجه و اقبال قرار نگرفته؟ 
دو موضوع اصلی مانع صنعتی‌شدن این فناوری شده؛ از نظر فنی کاتالیست مورد استفاده زئولیت است که برای اولین‌بار توسط شرکت موبیل در دهه ۱۹۷۰ در فرایند تبدیل «متانول به بنزین» معرفی شد، در مقیاس صنعتی موفق نبود و کنترل گوگرد را به سطح مطلوب نرساند؛ البته ایده آن مسیر توسعه‌های بعدی در علم کاتالیز را هموار کرد. موضوع دوم هم بحث اقتصادی است. گزارش‌ها نشان می‌دهند که کاتالیست‌های مشابه قادر به کاهش حدود ۹۰٪ گوگرد خوراک هستند، اما برای خوراک‌های با گوگرد بالا ممکن است کافی نباشد و در عمل محصول با سایر جریان‌ها در «حوضچه هیدروکربنی بنزین» ترکیب می‌شود تا استاندارد نهایی حاصل شود. بنابراین این فناوری، هرچند که بسیار نتیجه‌بخش خواهد بود، اما مسیر صنعتی‌سازی آن به‌دلیل ملاحظات اقتصادی و فنی، یعنی همان حذف کامل گوگرد، پیچیده شده است.

علاوه بر این موانع جهانی، مهم‌ترین چالش توسعه فناوری متافورمینگ در داخل کشور چیست و چه عواملی می‌تواند بر موفقیت آن در بازار تأثیرگذار باشد؟  
مهم‌ترین چالش فعلی در کشور ما هم، همان جنبه فنی است. از طرفی برای توسعه فناوری، باید توجه هم‌زمان به بازار هم داشت. فناوری باید از نظر علمی پایه‌ای قوی داشته باشد و امکان ساخت واحد پایلوت فراهم شود، هم‌زمان بازار هم باید آماده پذیرش محصول و مدل تأمین آن باشد. در بحث بازار، دو موضوع مهم ظرفیت خوراک نفت و تقاضای محصول مورد بحث است؛ ظرفیت بنزین‌سازی بسیاری از پالایشگاه‌ها کمتر از خوراک آن‌هاست و باید مازاد تولید را به انرژی آزاد تبدیل می‌کنند. خریدار اصلی پروژه‌های پالایشگاهی نیز شرکت ملی مهندسی و ساختمان نفت ایران است، بنابراین پذیرش آن‌ها برای تجاری‌سازی حیاتی است. به‌هرحال، در بحث توسعه فنی بیشتر، نتایج آزمایشگاهی مثبت بوده و تیم تحقیق و توسعه در تلاش است فناوری به‌زودی به مرحله صنعتی قابل اعتماد و مورد پذیرش بازار برسد.

نتایج آزمایشگاهی چه بوده و چه مدت طول می‌کشد تا این فناوری به مرحله صنعتی برسد؟
نتایج تست‌های آزمایشگاهی امیدوارکننده و مثبت بوده‌اند، ولی تبدیل این دستاوردها به فناوری صنعتی، زمان‌بر است. تیم ما تمام تلاش خود را می‌کند تا زمان توسعه را کاهش دهد؛ بااین‌حال، زمان معمول توسعه یک پروژه فناوری از مرحله آزمایشگاهی تا نمونه پایلوت، معمولاً حدود دو سال طول می‌کشد.

معرفی این فناوری مهم، نتیجه تفاهم‌نامه مشترک ODCC و شرکت مدیریت پژوهش و فناوری پتروشیمی (MPCRT) بود. پتروشیمی‌ها چه نقشی در مطالعه و توسعه متافورمینگ دارند؟
بازار این فناوری سه ضلع اصلی دارد؛ بخش دولتی به‌عنوان متولی پروژه‌های پالایشی؛ بخش خصوصی با امکان سرمایه‌گذاری کم‌هزینه و بازده اقتصادی؛ و پتروشیمی‌ها که نفتا را برای تولید آروماتیک مصرف می‌کنند. اگرچه هدف فرایند پتروشیمی‌ها متفاوت است، اما ماهیت مشابه خوراک و استفاده از کاتالیست‌های مشابه در فناوری پیشنهادی ما، امکان به‌کارگیری آن را در پتروشیمی‌ها فراهم و پذیرش سریع‌تر بازار و تجاری‌سازی را تسهیل می‌کند.

پروژه پس از عملیاتی و صنعتی ‌شدن، تا چه میزان هزینه‌ها را کاهش می‌دهد؟ 
آنچه اهمیت اساسی دارد، این است که پس از تکمیل و اثبات فنی فناوری، هزینه‌های سرمایه‌ای و عملیاتی آن به‌طور قابل‌توجهی کاهش خواهد یافت. برخی منابع ادعا می‌کنند هزینه‌ها تا یک‌سوم کاهش می‌یابد؛ هرچند نمی‌توان آن عدد را تأیید کرد، اما با اطمینان می‌گوییم که کاهش هزینه‌ها۵۰٪ خواهد بود، یعنی هزینه‌ها به‌طور معناداری پایین‌تر از وضعیت فعلی خواهند آمد. نکته مهم این است که برآورد نهایی بستگی به عوامل متعددی از جمله مقیاس واحد، وضعیت خوراک، نیاز به پیش‌فرآوری، و الزامات انتگرال‌سازی در پالایشگاه دارد. برای اثبات ادعا لازم است مطالعات اقتصادی تفصیلی و آزمایش‌های پایلوت انجام شود.

آیا در این فناوری الزامات زیست‌محیطی و سازگاری با استانداردها، رعایت شده؟
افزایش عدد اکتان باعث احتراق بهتر و کاهش انتشار آلاینده‌ها می‌شود و در بلندمدت بازده سوخت و کاهش دی‌اکسیدکربن را بهبود می‌بخشد. همچنین، تاکنون حدود ۹۰٪ ناخالصی‌های گوگرد کاهش یافته که هم با استانداردهای زیست‌محیطی سازگار است و هم از کاتالیست‌ها محافظت می‌کند. ترکیب این دو عامل نشان‌دهنده سازگاری فناوری با الزامات محیط زیستی است.