تولید سوخت تمیز و با کیفیت از نفت بی کیفیت

تحقیقات جدید ارائه شده توسط محققان دانشگاه MIT به شرکت های انرژی کمک می کند تا بتوانند بوسیله یک فرایند مشخص و بدون استفاده از هیدروژن نفت خام ، سنگین و با گوگرد زیاد را به یک نفت با ارزش و تمیزتر مانند گازوئیل تبدیل کنند. این تغییر در روش فراوری نفت خام باعث کاهش هزینه، مصرف انرژی و آلودگی کربن دی اکسید می شود. این فرایند با ترکیب آب و نفت تحت دما و فشار بسیار بالا انجام می گیرد تا آب و نفت بتوانند مولکول به مولکول با هم ترکیب شده و واکنش بدهند.
بیشتر از یک سوم انرژی مورد نیاز جهان توسط نفت برطرف می شود و استفاده ما از این منبع انرژی در دسترس به ویژه در بخش حمل و نقل تا دهه ها ادامه خواهد داشت. اما تبدیل نفت خام به سوخت سبک، تمیز و با کیفیت مناسب مانند بنزین، گازوئیل و سوخت جت سخت تر شده است. به علاوه منابع نفتی تازه کشف شده دارای میزان بیشتری از گوگرد هستند که آلودگی به حساب می آید، زیرا هنگامی که میسوزد تولید گازهایی می کند که با سیستم کنترل آلودگی در تضاد است و باعث بارش باران های اسیدی وایجاد مه های اسیدی می شود.
فرایند هایی که امروزه برای بهبود و گوگردزدایی نفت خام سنگین صورت می گیرد گران و انرژی بر هستند. این فرایندها به هیدروژن احتیاج دارند که شرکت ها معمولا آن را از گاز طبیعی تامین می کنند . فرایند گرانی که باعث مصرف منابع ارزشمند گاز می شود و میزان زیادی کربن دی اکسید تولید می کند. به همین دلیل امروزه توجه زیادی برای پیدا کردن یک روش جایگزین وجود دارد تا بتواند نفت خام را به سوخت تبدیل کند در حالی کک باقی مانده کمتری داشته باشد و گوگرد را به صورت اقتصادی، بهینه و بدون استفاده از هیدروژن حذف کند.
یکی از روش ها بیان می کند که در فرایند پالایش، برای فرایند اصلی به جای گاز طبیعی از آب به عنوان منبع هیدروژن استفاده شود. به صورت معمول نفت و آب با هم مخلوط نمی شوند بنابراین مولکول ها نمی توانند با هم در تبادل باشند و واکنش شیمیایی انجام دهند. با استفاده از آب ابربحرانی (supercritical) می توان این مشکل را حل کرد. در شرایط سخت به خصوص در فشارها و دماهای بالای 220 atm و 375℃ آب به گونه ای است که به اندازه یک مایع متراکم است ولی مانند گاز پخش می شود و جاهای خالی را پر می کند. اضافه کردن نفت به آب ابربحرانی (SCW) و مخلوط کردن آنها شرایط را برای انجام واکنش مورد نظر بدون اضافه کردن هیچ هیدروژنی از گاز طبیعی مهیا می کند.
محققان صنعتی و آکادمیک نشان داده اند که ترکیب نفت سنگین و SCW ، هیدروکربن های سبکتری را تولید می کند، گوگرد کمتری را دربر می گیرد و کک زائد کمتری تشکیل می دهد.
با ترکیب این دو نگرش محققان ابزار محاسبه ای جدیدی ایجاد کرده اند که به شرکت های انرژی کمک می کند تا از این فرایند استفاده کنند.