تولید روغن پایه با استفاده از فرآیندهای نوین کاتالیستی بخش اول:
در سالهای اخیر فرآیندهای جدید برپایه هیدروژنه کردن کاتالیستی جایگزین برخی فرآیندهای پالایش که برپایه استفاده از حلال میباشند، شده است و به عنوان یک روش متفاوت در حذف ترکیبات نامناسب از روغن پایه معرفی شدهاند. روغن پایهای که در فرآیندهای کاتالیستی تولید میشوند کیفیت بالاتری نسبت به روغن تولیدی براساس روشهای استفاده از حلال دارند.
انواع واکنشهایی که در فرآیندهای کاتالیستی هیدروژناسیون رخ میدهند عبارتند از:
- هیدروژنه کردن آروماتیکها و دیگر مولکولهای غیر اشباع
- باز کردن حلقهها به خصوص ترکیبات چند حلقه
- شکستن مولکولهای سنگین و تولید مولکولهایی با وزن مولکولی کمتر
- ایزومریزاسیون آلکانها و زنجیرههای جانبی آلکیلی
- گوگرد زدایی
- اکسیژن زدایی
- نیتروژن زدایی
شدت هر یک از این واکنشها به وسیلهی انواع کاتالیزورهای استفاده شده و شرایط فرآیند و ترکیبات خوراک تعیین میشود. روغنهای پایهای که با به کارگیری هیدروژن به دست میآیند معمولا دارای سطح کیفیت روغنهای گروه II و III در تقسیم بندی API هستند.
تحت شرایط سخت، هیدروژنه کردن آروماتیکها و واکنشهایی که منجر به گشوده شدن حلقه میشوند، باعث کاهش ترکیبات آروماتیک موجود در روغن پایه میشوند. البته، واکنشها تنها به هیدروژنه کردن و گشودن حلقه محدود نمیشود. واکنشهای هیدرو کراکینگ که منجر به کاهش وزن مولکولی میشوند نیز در این فرآیند بسیار مهم هستند. ریشه تولید روغن پایه با استفاده از هیدروژن به تلاشهای قبلی برای به مایع تبدیل کردن زغال سنگ با استفاده از فشارهای بالای عیدروژن برمیگردد. طبق نتایج به دست آمده توسط برگیاس[1] اولین واحد عملیاتی فعالیت خود را در آلمان آغاز کرده است. در ادامه به دنبال قرارداد کلیدی که بین شرکت IG آلمان و شرکت استاندارد نفتی امریکایی بسته شد منجر به ساخت واحدهای بزرگ هیدروژناسیون در لوئیزیانا و نیویورک برای تولید روغن پایه شد اما استفاده از فرآیند هیدروژناسیون و هیدروکراکینگ برای تولید روغن پایه در دههی 70 قرن نوزدهم میلادی متداول گردید.
در تهیه روغن پایه با استفاده از روش سنتی استخراج با حلال با استفاده از جداسازی مواد نامطلوب از محصولات تقطیر خلأ روغن پایه تولید میشود در حالی که در روش تولید با استفاده از فرآیندهای هیدروژناسیون و هیدروکراکینگ در ساختار شیمیایی روغنها تغییر ایجاد میشود. از یک طرف ترکیبات ناپایدار (گوگرد، نیتروژن، اکسیژن) طی فرآیند شیمیایی به ترکیبات پایدار تبدیل میشوند و از طرف دیگر با واکنشهایی همچون اشباع ترکیبات آروماتیکی، باز شدن حلقه ترکیبات نفتنیک و همچنین ایزومریزاسیون ترکیباتی تولید میگردد که باعث بهبود کیفیت روغن پایه تولیدی میگردد.