ورود فناوری نانو به صنعت نفت

زمانی که «ریچارد فاینمن» در سخنرانی معروف خود هنگام دریافت جایزه نوبل با هدف بررسی بعد رشدنیافته علم مواد با اشاره به جمله‌ای با عنوان این که «آن پایین فضای بسیار زیادی وجود دارد» توجه همه را به دیگر ابعاد مواد جلب کرد، اما از ابتدای دهه هشتم قرن بیستم آزمایش‌ها و تحقیقات جدی در حوزه نانوفناوری آغاز شد تا این که امروز ویژگی‌ها و خواص مواد در ابعاد نانو و تاثیر باورنکردنی این فناوری به عنوان اولویت مهم تحقیقاتی در کشورهای مختلف مورد توجه قرار گرفته است. صنعت نفت نیز از جمله حوزه‌هایی است که از این قاعده مستثنی نبوده است و ردپایی از فناوری نانو در بخش‌های مختلف این صنعت دیده می‌شود. در سال‌های اخیر با هدف استفاده از فناوری نانو در حوزه صنایع مختلف در صنعت نفت گام‌های مهمی از سوی محققان برداشته شده که بعضی از آنها از مرحله پژوهش خارج شده و به بهره‌برداری رسیده است.

صنعت نفت از پیشگامان نانوفناوری است

نخستین تلاش‌ها برای بهره‌گیری از مزیت‌ها و کاربردهای فناوری نانو در حوزه صنعت نفت ده سال پیش برداشته شد. سال 83 مرکز نانو با هدف گسترش کاربرد نانوفناوری به عنوان ابزار و روشی جدید برای کاربردهای متنوع در حوزه صنعت نفت و به​دنبال آن ایجاد ارزش افزوده و تجاری‌ و بومی‌سازی فناوری‌های مرتبط با این صنعت در پژوهشگاه صنعت نفت تاسیس و راه‌اندازی شد.

به گفته دکتر علیمراد رشیدی، رئیس گروه توسعه فناور‌​ی نانو و کربن پژوهشگاه صنعت نفت، بهره‌گیری از فناوری‌های جدید دنیا مانند نانوفناوری مستلزم بومی‌سازی و فناوری‌های خارجی و دستیابی به دانش‌های فنی روز دنیاست. دکتر رشیدی با تاکید بر این که پژوهشگاه صنعت نفت از پیشگامان حوزه نانوفناوری در کشور است، می‌گوید: پیش از این که فناوری نانو در حوزه‌های مختلف در سطح کشور کاربردی شود این پژوهشگاه فعالیت در حوزه نانو را در دستور کار خود قرار داد و به همین دلیل می‌توان گفت این پژوهشگاه تا به امروز با هدف گسترش کاربرد فناوری‌های مرتبط با نانوفناوری در صنعت نفت فعالیت‌های خوبی انجام داده است.

رئیس گروه توسعه فناوری‌های نانو و کربن با اشاره به اولویت‌بندی کاربردهای نانو در صنعت نفت از ده سال پیش می‌گوید: بر اساس فناوری‌هایی که در این صنعت وجود دارد درختی با عنوان فناوری‌های نانو طراحی و ایجاد شده است. در این درخت ده طرح ملی در صنعت نفت برای ایجاد زیرساخت‌های لازم برای توسعه کاربردهای ملی فناوری نانو با حمایت شرکت ملی نفت تعریف شده است.

درخت نانوفناوری

وی در ادامه می‌گوید: شبکه فناوری نانو نیز با هدف اجرایی‌کردن طرح‌ها تعریف شده و مجموعه درخت فناوری از دو سال پیش با مسئولیت پژوهشگاه در وزارت نفت راه‌اندازی شده است. قرار بر این بوده در این شبکه فعالیت‌ها به طور خاص و با هدف کاربردی‌شدن دنبال ‌شود.

دکتر رشیدی در پاسخ به این پرسش که طرح‌های انتخابی شبکه فناوری نانو بر اساس چه محوری طراحی​شده‌ این​طور توضیح می‌دهد: بیش از 30 طرح در این شبکه انتخاب شده و هدف ما این بوده است که بتوانیم در یک برنامه پنج ساله به هدف نهایی این طرح‌ها دست پیدا کنیم. این عضو هیات علمی پژوهشگاه صنعت نفت اظهار امیدواری می‌کند با حمایت شرکت‌های ملی نفت، گاز، پالایش و پخش بتوان هر شش ماه یکی از فناوری‌های مورد نیاز صنعت را که از چند سال پیش در قالب یک طرح مورد توجه قرار گرفته عرضه کرد.

به گفته دکتر رشیدی، برای ورود فناوری نانو و نانومواد به صنعت نفت باید نانومواد در مقیاس صنعتی تولید شود که برای دستیابی به این هدف تولید اکسید‌های فلزی نانوساختار و نانولوله‌های کربنی از پنج سال پیش در دستور کار پژوهشگاه قرار گرفته است.

رشیدی با اعلام خبر تولید اکسیدهای فلزی نانوساختار در این پژوهشگاه می‌افزاید: در این فناوری اکسیدهای معمولی در فرآیندی به اکسیدهایی در ابعاد نانو تبدیل می‌شود و ظرفیت‌های واحد احداث شده برای تولید اکسیدهای فلزی نانوساختار اکنون به 300 کیلوگرم در روز رسیده است. اکسیدهای فلزی برای جذب سولفید هیدروژن یا H2S کاربرد دارد. وقتی اکسیدهای فلزی معمولی به اکسیدهای فلزی نانوساختار تبدیل می‌شود ظرفیت جذب آنها 1.5 برابر افزایش پیدا می‌کند.

وی در پاسخ به این که پروژه نانو لوله‌های کربنی در چه زمینه‌ای می‌تواند کاربرد داشته باشد، می‌گوید: این طرح با ظرفیت تولید 20 تا 100 کیلوگرم در روز راه‌اندازی شده است و این محصول نه‌تنها در تولید سیمان و گل حفاری کاربرد دارد، بلکه می‌تواند در صنعت ساختمان‌سازی هم کاربرد داشته باشد. سالانه حدود 250 تا 400 تن از این محصول از سوی شرکت‌های مشابه در سطح دنیا تولید می‌شود.

نانو جاذب‌ها، هدررفت گاز را کاهش می‌دهد

ذخیره‌سازی گاز طبیعی در جاذب‌ها (ANG) نه‌تنها از هدررفت گاز طبیعی در فرآیند تعمیر زیرساخت‌ها جلوگیری می‌کند، بلکه از آنجا که حجم ذخیره‌سازی را افزایش می‌دهد، می‌تواند گزینه مناسبی به عنوان یک جایگزین مناسب برای گاز فشرده طبیعی( CNG) باشد یا به عنوان مکمل CNG مورد استفاده قرار گیرد.

به گفته دکتر رشیدی، در تعمیرات دوره‌ای ایستگاه‌های انتقال گاز به طور متوسط چهار تا پنج میلیون متر مکعب گاز طبیعی هدر می‌رود و برای ازمیان‌برداشتن این محدودیت می‌توان از مخازن مبتنی بر جاذب‌های نانو و فناوری ANG برای جمع‌آوری این گازها بهره گرفت.

رئیس گروه توسعه فناوری‌های نانو و کربن با اعلام خبر دستیابی پژوهشگاه صنعت نفت به فناوری تولید صنعتی نانوجاذب ANG می‌گوید: با هدف جلوگیری از هدررفت گاز طبیعی و انتقال آن به مناطق دوردست پروژه‌ای با همکاری شرکت انتقال گاز تعریف شده است که چنانچه تست‌های میدانی این فناوری در یکی از ایستگاه‌های تقویت فشار گاز با موفقیت همراه باشد در مراحل بعدی به‌تدریج در ایستگاه‌های دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

رشیدی در ادامه می‌افزاید: این پژوهشگاه با بخش خصوصی مذاکراتی انجام داده است تا برای ایستگاه‌های سوختگیری گاز طبیعی خانگی از این فناوری استفاده شود. آلودگی بخار بنزین در جایگاه‌ها، خودروها و مخازن ذخیره‌سازی بالاست و این مشکل می‌تواند با پیامدهایی همراه باشد.

رشیدی با اشاره به این موضوع می‌گوید: برای حل این مشکل به دانش تولید نانوجاذبی دست یافته؛ این​که با نصب آن به صورت پرتابل یا قابل حمل در پمپ‌های بنزین می‌توان بخار بنزین منتشر شده را جمع آوری کرد و از هدررفت سوخت در جایگاه‌ها جلوگیری به عمل آورد. ساخت چنین سامانه‌ای در قالب پروژه‌ای با شرکت پخش فرآورده‌های نفتی در حال انجام است. اکنون مراحل ساخت نانو جاذب مورد نیاز برای این فرآیند تکمیل شده است و پیش‌بینی می‌شود بتوان تا هشت ماه آینده این سامانه را نهایی کرد و این طرح را به اجرا درآورد.

فرانک فراهانی جم / گروه دانش