اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت: باز

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: ۱۴۰۰/۰۵/۰۳

  مهلت ارسال پیشنهاد: ۱۴۰۰/۰۵/۱۱

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir/grant

ضرورت مسئله

استایرن مایعی بی‌رنگ با گرانروی بالا و نقطه‌جوش ۱۴۵ درجه‌ی سانتی‌گراد است و یکی از مونومرهای تولیدی در صنعت پتروشیمی مدرن به‌حساب می‌آید. از استایرن برای تهیه پلی‌استایرن، سایر پلاستیک‌ها و در ساخت اسباب‌بازی‌ها، ظروف یک‌بارمصرف، کف‌پوش‌ها و غیره استفاده می‌شود.

هم‌اکنون پتروشیمی‌های تبریز و پارس بزرگ‌ترین تولیدکننده استایرن در کشور هستند. فرآیند تولید استایرن در این دو پتروشیمی با هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزن در حضور کاتالیست صورت می‌گیرد و بیش از ۹۵ درصد استایرن تولیدی دنیا با همین روش به‌دست می‌آید که معادل 106×25 تن اسـتایرن در سال است. پتروشیمی‌های تبریز و پارس هر دو سال یک‌بار 620 تن کاتالیست مصرف می‌کنند که در حال حاضر کاتالیست مورد استفاده در این فرآیند از شرکت BASF آلمان به کشور وارد و باعث خروج مقدار زیادی ارز به دلیل قیمت بالای آن می‌شود، بنابراین بومی‌سازی دانش فنی تولید کاتالیست موردنظر نقش مهمی در ارتقای این صنایع ایفا می‌کند.

در این پروژه تحقیقاتی انتظار می‌رود تیم مجری به دانش فنی تولید کاتالیست ارتقاءیافته اکسید آهنی در فرآیند هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزین به‌منظور تولید استایرن متناسب با نمونه‌های وارداتی شرکت BASF دست یابد.

مشروح مسئله تحقیقاتی

در حال حاضر تولید استایرن با یکی از روش‌های هیدروژن‌زدایی اتیل بنزن یا استفاده از فرایند پراکسیداسیون اکسید پروپن انجام می‌شود که در صنعت پتروشیمی از روش اول به این منظور استفاده می‌شود که در شکل زیر فرآیند تولید استایرن با روش واکنش کاتالیستی هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزن نشان داده شده است.

 فرآیند تولید کاتالیست استایرن در شکل 2 نشان داد شده است. در این کاتالیست از پایه Fe₂O₃ استفاده می‌شود و پنتا اکسید وانادیوم، کروم، مولیبدن و سریم به‌صورت اکسید یا کربنات به این پایه اضافه می‌گردند و بعد از مخلوط‌شدن متناسب فلزات، طی مدت 3 ساعت با پایه، خمیر رئولوژی متناسب وارد سالن شکل‌دهی می‌شود. پس از شکل‌دهی خشک و در طی دمای 600 درجه سانتی‌گراد کلسینه و بسته‌بندی می‌شود.

همان‌طور که ذکر شد در تولید این کاتالیست، پارامترهای مختلفی مانند افزایش کروم، سریم، منگنز، کلسیم، مولیبدن و نوع اکسید آهنی مورد استفاده اثرگذار است که میزان بهینه هرکدام از این ارتقادهنده‌ها در کارایی و اثربخشی کاتالیست تولیدی مهم است. هم‌چنین زمان و دمای فرآیند کلسیناسیون و نسبت مولی آهن به پتاسیم از عوامل مؤثر دیگر در طول این فرآیند است؛ بنابراین انتظار می‌رود تیم مجری روش سنتز بهینه کاتالیست ارتقاءیافته آهنی (با مواد صنعتی) به‌عنوان کاتالیست هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزن برای تولید استایرن را ارائه و نوع و میزان ارتقاءدهنده‌ها را در ساختار کاتالیست پیشنهادی مشخص نماید.

گام‌های تحقیق

  • بررسی مقالات علمی و اختراعات ثبت‌شده و ارائه گزارش سطح فناوری
  • سنتز نمونه‌های کاتالیستی مورد نیاز با مواد اولیه صنعتی موجود در ایران
  • بررسی اثر افزودن اجزای کاتالیستی و مواد اولیه صنعتی بر شکل‌دهی، خشک‌کردن و کلسیناسیون کاتالیست سنتزشده
  • بررسی اثر افزودن اجزای کاتالیستی و مواد اولیه صنعتی بر عملکرد، گزینش‌پذیری، مقاومت و سایش کاتالیست سنتز شده
  • بهینه‌یابی عوامل عملیاتی مؤثر بر سنتز کاتالیست موردنظر
  • تعیین نوع و میزان بهینه ارتقادهنده‌‌ها در ساختار کاتالیست پیشنهادی
  • آنالیز کاتالیستهای سنتز شده و مقایسه با نمونه خارجی BASF آلمان (کد S6-38)
  • مشخصه‌یابی کاتالیست سنتزشده و ارائه آنالیزهای XRF، XRD، SEM، BET و آنالیزهای موردنیاز دیگر
  • بررسی عملکرد کاتالیستهای سنتز شده در واکنش و مقایسه با نمونه خارجی
  • طراحی پایلوت 10 کیلوگرم کاتالیست
  • تولید کاتالیست به میزان 10 کیلوگرم به کمک تجهیزات موجود در شرکت متقاضی جهت گذراندن آزمایش‌های مکانیکی و شیمیایی
  • تهیه گزارش‌ها و ساخت نمونه اولیه بهینه

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • ارائه روش سنتز بهینه کاتالیست ارتقاءیافته آهنی به‌عنوان کاتالیست هیدروژن‌زدایی از اتیل بنزن به‌منظور تولید استایرن (با مواد صنعتی موجود در کشور)
  • تعیین نوع و میزان بهینه ارتقاءدهنده‌ها در ساختار کاتالیست پیشنهادی

الزامات تحقیق

  • برتری یا برابری نمونه سنتزشده با مواد اولیه صنعتی با نمونه تجاریBASF آلمان (کد S6-38) از لحاظ فعالیت، گزینش‌پذیری، مقاومت، سایش و تست‌های مشخصه‌یابی (مطابق با جدول 1)
  • فعالیت در دمای عملکردی 540 الی 620 درجه سانتی‌گراد در بازهLHSV،5 الی 1 (h -1)
  • پایداری، طول عمر، سایش و مقاومت برابر با نمونه تجاریBASF آلمان (کد S6-38)
  • ارائه کاتالیست سنتر شده بهصورت fixed bed

جدول-1: مشخصات مورد انتظار کاتالیست سنتزشده

Shape

Extrudate, Cylindrical

Diameter (mm)

3

Length (mm)

5.0-8.0

Bulk density (g/ml)

1.35-1.50

Anti-crush Strength (N/mm)

>20

SSa (m2/gr)

>20

Service Cycle (Month)

24-36

Steam/Ethylbenzene (wt)

1.30-2.0

Ethylbenzene Inversion Rate

>65%

Styrene Selectivity

>97.0

 

معیارهای ارزیابی و انتخاب مجری

  • تحصیلات و سوابق تیم تحقیقاتی و تناسب آن با مسئله
  • رویکرد فنی تیم تحقیقاتی به مسئله
  • دسترسی به تجهیزات آزمایشگاهی، مواد اولیه و سایر الزامات اجرای تحقیق

زمان و هزینه اجرای تحقیق

تسهیم مالکیت فکری

  • مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست ‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
  • مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌ و کار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری تماماً متعلق به شرکت متقاضی بوده و مجری صرفاً حق‌الزحمه اجرای پروژه تحقیقاتی را دریافت خواهد کرد.

روش ارسال پیشنهاد

پروپوزال‌ها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 11/05/1400 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir/grant ارسال شوند. پروپوزال‌هایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روش‌های دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.