ورود فعال صنعت نفت به حوزه غشاها
مشعل «دانش فنی ساخت غشا و ماژول غشایی اولترافیلتراسیون بومی شد»، «ساخت غشا های پلیمری در پژوهشگاه صنعت نفت»، «امکان کنترل رسوبات آسفالتین در میادین نفتی با تزریق غشاهای پلیمری»، «تصفیه گاز طبیعی با استفاده از فناوری غشای پلیمری امکان پذیر شد»، «دستیابی به دانش فنی و ساخت دستگاه تولید غشاهای هالوفایبر» اینها تنها نمونه هایی از خبرهای موفقیت آمیز در زمینه ساخت انواع غشاهاست که بخش زیادی از آنها از سوی پژوهشگاه صنعت نفت انجام شده است. این فناوری که نتیجه سال ها کوشش نیروهای دانشگاهی است، تحولی چشمگیر را برای صنعت نفت و صنایع وابسته به آن رقم زده است.
غشا به معنای پوسته است که ماهیتی نفوذناپذیر برای مواد ایجاد می کند و می تواند مانند یک سد عمل کند. غشاها در حوزه های مختلف پزشکی، میکروبیولوژی، فیزیولوژی یاخته ای و زیست شیمی و پلیمری و شیمیایی کاربرد دارد. غشاهای پلیمری (آلی) با توجه به گستره وسیع ساختاری، می توانند در انواع فرآیندهای جداسازی و خالص سازی به کار گرفته شوند. مواردی مثل جداسازی مخلوط گازها و بخار، مایعات امتزاج پذیر، استخراج حلال از یک محلول در صنایع مختلف کاربرد دارد.
کاربردهای مختلف غشاها تحت کنترل پژوهشگاه صنعت نفت
پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان یکی از بازوهای پژوهشی صنعت نفت در این سال های تحریم و فشارهای اقتصادی بر صنایع نفت و گاز کشور، نقطه اتکای جدی بوده و بخش قابل توجهی از نیازهای صنعت نفت به فناوری را با تلاش برای داخلی سازی تامین کرده است. موضوع غشاها نیز به عنوان یکی از حوزه های تخصصی در پژوهشگاه صنعت نفت مورد بررسی بوده و در این زمینه تاکنون پروژه های متعددی انجام و تجاری سازی شده است. از سال های گذشته تاکنون غشاهاي پليمري با اهداف و زمینه های مختلف پروژه ها در پژوهشگاه صنعت نفت ساخته شده است. فناوري غشا يکي از روزآمدترين فناوری ها در جهان و يکي از بهترين روش هایی است که براي تصفيه آب و پساب در صنايع مختلف و کارخانه های توليدکننده پساب های صنعتي استفاده می شود. ساخت غشا در پژوهشکده توسعه فناوری هاي شيميايي، پليمري و پتروشيمي در حال انجام است که هماهنگ با شرکت ها و نیازهای آنها پروژه های مختلفی را تعریف می کنند. برای نمونه یکی از زمینه های کاربردی غشاها، در تصفيه آب است و از جمله می توان به ميکروفيلتراسيون، اولترافيلتراسيون، نانوفيلتراسيون و اسمز معکوس اشاره کرد که پژوهشگاه روي غشاهاي ميکروفيلتراسيون و اولترافيلتراسيون و اسمز معکوس در حال فعاليت است. یکی از زمینه ها و الزام های مهم در به کارگیری انواع غشاها ، الزام های زیست محیطی در حوزه آب است که کارخانه ها و شرکت ها را ملزم به رعایت و استفاده از این غشاها می کند. برای دستیابی به این نوع از غشاها روش های مختلف و جدیدی وجود دارد، اما روش های جديد غشا در زمينه تصفيه آب، بازده بالاتري دارد و از آنجا که در روش های غشايي از مواد شيميايي استفاده نمی شود، در تصفیه خانه ها می تواند جايگزين واحدهاي تصفیه کننده شود و پساب ها را به آب های پاک تبديل کند. در حال حاضر پژوهشگاه صنعت نفت آمادگی تولید غشاهاي مورد نظر صنعت در مقياس صنعتي را دارد و پروژه های موفق سال های اخیر گویای این توانمندی است.
نقش جداکنندگی غشاها و ورود به میدان های خارجی ها
غشا و فرآیندهای غشایی نقش گسترده ای در بسیاری از صنایع مختلف به عنوان وسیله ای برای جداسازی، تغلیظ، خالص سازی و یا فرآوری نهایی فرآورده تولیدی دارند. سامانه های غشایی دارای ویژگی های بارزی چون گزینش گری بالا، مصرف پایین انرژی، هزینه راه اندازی پایین، هزینه عملیاتی اندک و امکان ایجاد سطح فراوان در حجم اندک هستند. فرآیندهای جداسازی گاز(GS)، میکروفیلتراسیون(MF)، اولترافیلتراسیون (UF)، اسمز معکوس (RO) و تراوش تبخیری (PV) را می توان از جمله شناخته شده ترین حوزه های غشایی معرفی کرد. غشاها یکی از پرمصرف ترین نیازها در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت هستند که بخش زیادی از فناوری تولید آنها تاکنون در اختیار شرکت های خارجی بوده است، اما در سال های تحریمی اخیر پژوهشگاه صنعت نفت و محققان آن تلاش کرده اند تا وارد این حوزه پر چالش و انحصاری شوند. بخش قابل توجهی از این غشاهای مورد نیاز در همه مجتمع های پتروشیمی و نیز پالایشگاه های نفت و گاز کشور، امکان به کارگیری و استفاده را دارند و حالا چند سالی است که تعدادی از این موارد مورد نیاز با حداقل هزینه تولید و در زمانی کمتر در داخل کشور و با همکاری پژوهشگاه صنعت نفت تولید و عرضه می شود. می توان گفت که استفاده از فناوری غشایی در صنعت نفت کشور در حوزه های مختلف تنوع دارد و جزو اهداف راهبردی به شمار می رود، زیرا فرآیندهای غشایی به انرژی کمتری نیاز دارند و در مقایسه با فرآیندهای رایج برای جداسازی گازها مانند فرآیندهای جذب و تقطیر، انرژی بسیار ناچیزی مصرف می شود. به این ترتیب دنیای آینده صنعت نفت نیاز جدی به غشاها دارد و بهتر است در این حوزه پیشگام باشیم. این سرمایه گذاری از هر دو منظر اقتصادی و بهینه سازی مصرف انرژی اهمیت دارد. از سوی دیگر، فناوری غشایی به طور کلی در مقایسه با فرآیندهای دیگر کاملا دوست دار محیط زیست به شمار می رود، چون هیچ گونه حلال و آلاینده ای در این فناوری استفاده نمی شود. مساله مهم دیگر در این زمینه عدم وابستگی صنایع نفت و گاز کشور به شرکت های خارجی و آزمایشگاه های بین المللی است. با دستیابی به این فناوری ها در ساخت غشا شرکت ها زمان کمتری را معطل تهیه این محصول می مانند و ارز کمتری از کشور خارج می شود.
سهم دانش بنیان ها و نخبه های صنعت نفت برای تحول در غشاها
فرایندهای جداسازی توسط غشاها بسته به نوع جداسازی مورد نظر، انواع متنوعی دارد، اما در همه آنها وجه مشترک وجود غشایی است که عامل جلوگیری از مخلوط شدن دو فاز با یکدیگر است. هزینه های بالای انرژی و مشکلات زیست محیطی باعث شده شرکت های داخلی در سال های اخیر به دنبال روش های جایگزین باشند و فناوری های نوین در این مسیر کمک کننده هستند. خوشبختانه در سال های اخیر شرکت های فناور و دانش بنیان زیادی در این حوزه وارد شده اند. پژوهشگاه صنعت نفت ، دانشگاه های مختلف صنعتی و زیرمجموعه های علمی و فناوری به دلیل آنکه مستقیما نمی توانند وارد حوزه اجرایی و تجاری سازی محصولات خود شوند، اقدام به راه اندازی شرکت های دانش بنیان و فناور با همکاری بخش خصوصی کرده اند تا از این طریق علاوه بر کاهش وابستگی و تحقق و اجرایی کردن مطالعات، درآمد ارزی و ریالی قابل توجهی را نصیب کشور کنند و خط بطلانی بر انتظار آمدن و همکاری خارجی ها بکشند.
اما نکته قابل توجه در مورد غشاها در حوزه های مختلف این است که باید زمینه های لازم برای تکمیل مطالعات و تجاری سازی محصولاتی که در شرکت های دانش بنیان و فعال به دست می آید، فراهم شود. بسیاری از این شرکت ها ممکن است در فرایند تولید محصول خود با بن بست روبه رو شوند؛ به همین دلیل پژوهشگاه صنعت نفت و سایر دانشگاه ها و مراکز پژوهشی تلاش می کنند همکاری و ارتباط نزدیکی را با این مجموعه ها ایجاد کنند و نقش تسهیل گری به خوبی اجرا شود.