گسترش فناوری خوارزمی

در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، جهت کنترل خوردگی تجهیزات، و ممانعت از سمی شدن کاتالیزور در فرایندهای پایین دستی و رعایت اصول محیط زیستی، حذف اجزای اسیدی گازی حائز اهمیت است. یکی از عوامل مخرب در فعالیت کاتالیستها و در نتیجه عاملی در کاهش بازده واحدهای تولیدی، وجود سولفور در جریانات گازی مانند گاز طبیعی است. از این رو زدودن سولفور به صورت H2S از واحدهای صنعتی قبل از ورود به راکتور، مهم است. حذف سولفید هیدروژن از گاز طبیعی توسط اکسیدهای فلزی مانند اکسید روی، اکسید کلسیم، اکسید آهن، اکسید مس و اکسید منگنز میتواند انجام شود. اکسید روی به علت داشتن ثابت تعادل بالای خود، یکی از مهمترین عوامل سولفورزدا از گاز طبیعی، گاز سنتز و جریان دی اکسید کربن در صنایع پتروشیمی و فولاد است، که معمولا در دمای 370 درجه سانتی گراد به کار می رود. جاذب های نانوساختار اکسید روی به علت دارابودن سطح زیاد، واکنش پذیری بالا و یکپارچگی ساختاری، کارآیی بالائی در سولفورزدائی دارند. همچنین به منظور بهبود پایداری جاذب روی در محیط های احیائی، از پایدارکننده های مختلفی همچون اکسیدهای تیتانیم، زیرکنیم و آلومینیم استفاده می شود.

فرآیند انتقال آب-گاز یکی از قدیمی‎ترین واکنش‎های کاتالیستی ناهمگن می‌‎باشد که در صنعت برای تولید هیدروژن با خلوص بالا و کاهش کربن مونوکسید از گاز سنتز به ‌کار می‌‎رود. کاتالیست‌ها در بیشتر صنایع شیمیایی و در تمام پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها به‌عنوان یک ماده حیاتی برای سرعت بخشیدن به واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند. کاتالیست انتقال گاز ـ آب دما پایین (Low Temperature Water Gas Shift) یکی از کاتالیست‌­های پرکاربرد است که درون راکتورهای شیفت گاز ـ آب دما پایین جهت تبدیل مونوکسید کربن به هیدروژن مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاتالیست‌های دما پایین انتقال آب–گاز از لحاظ ظاهری به شکل قرص های استوانه‌ای به رنگ خاکستری تیره می‌باشند که توسط فرآیند هم رسوبی تولید می‌شوند. این کاتالیست‌ها در مجتمع های پتروشیمی تولید آمونیاک و شرکت‌های پالایش نفت به منظور خالص‌سازی هیدروژن کاربرد دارند. به طور کلی وظیفه این کاتالیست‌ها به مانند کاتالیست‎های دما بالای انتقال آب-گاز این است که میزان مونوکسید کربن موجود در جریان گازی خروجی از راکتور دما بالای انتقال آب-گاز را که تا حدود ۳ درصد مولی کاهش پیدا کرده بود را در راکتورهای بستر ثابت در واکنش با بخارآب به زیر 5/0 درصد حجمی یا مولی برساند. پایین تر بودن دمای راکتور حاوی این کاتالیست‌ها در قیاس با راکتورهای دما بالا در واقع علت نامیده شدن دما پایین بر روی آن است. فلز فعال کاتالیستی در این نوع کاتالیست‌ها مس می‌باشد که پس از احیاء کاتالیست درون راکتور و تبدیل اکسید مس به مس، خاصیت کاتالیستی پیدا می کند. برای حداکثر کارایی این کاتالیست‌ها لازم است که بیشترین سطح فعالیت کاتالیستی را داشته باشند. با ورود فناوری نانو به این صنعت و تولید نانوکاتالیست‌های با سطح فعال قابل توجه، تحولی عظیم در کارایی آن‌ها به‌وجود آمده است.