يُستخدم البوهيميت الزائف حاليًا بشكل أساسي كمادة خام لتحضير الألومينا، وكمادة لاصقة للمحفزات صعبة التشكيل أو كحامل للمحفزات. تتميز الألومينا المُحضّرة بتحميص البوهيميت الزائف بمساحة سطحية عالية، وتُستخدم على نطاق واسع كمحفز وحامل للمحفزات في صناعة البتروكيماويات.
1. يستخدم للمواد الخام من الألومينا النانوية
يُعدّ أكسيد الألومنيوم أحد أهم استخدامات البوهيميت الزائف كمادة خام. ونظرًا لخصائصه المميزة من حيث مساحة السطح النوعية الكبيرة، والنشاط العالي، والقدرة العالية على امتصاص المواد الخام، فقد استُخدم في تصنيع خزفيات هيكلية عالية الحرارة، مثل خزفيات نتريد الألومنيوم. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ أكسيد الألومنيوم النانوي (Al₂O₃) مناسبًا بشكل خاص للتلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP)، حيث يمكن استخدام جزيئات الطحن الناتجة عن معجون التلميع الكيميائي الميكانيكي في الطبقة الوسطى من عملية إنتاج الدوائر المتكاملة كمواد توصيل لأشباه الموصلات، ومواد أغشية مثل التنجستن والألومنيوم والنحاس، بالإضافة إلى تلميع الزجاج البصري المتقدم، وبلورات الكوارتز، والأحجار الكريمة المختلفة.
الشكل - يمكن استخدام Al2O3 في التلميع الكيميائي الميكانيكي للجسيمات الكاشطة
2. لمحفز الهدرجة
لتحقيق متطلبات استغلال موارد البترول وإنتاج النفط النظيف، تم استخدام تقنية الهدرجة على نطاق واسع. يُعد عامل حفز الهدرجة جوهر هذه التقنية، حيث يتكون حامل غاما ألومينا المستخدم في هذه التقنية عادةً من طبقة رقيقة من الدياسبور، يتم الحصول عليها عن طريق التحميص والتجفيف. يتميز هذا الحامل بمساحة سطحية محددة، ومسام قابلة للتعديل، ومراكز حمضية مختلفة على سطحه. كما يتميز بقوة ميكانيكية واستقرار حراري أفضل، بالإضافة إلى انخفاض تكلفته.
تُعد المحفزات الجرافينية ضرورية لإنتاج المنتجات البترولية
في صناعة تكرير النفط والصناعات الكيميائية الحديثة، يتم إنجاز أكثر من 90% من عمليات التفاعل الكيميائي بواسطة العمليات التحفيزية، مما يجعل المحفزات عنصرًا أساسيًا لتحقيق عمليات تكرير وكيميائية جديدة، وتطوير منتجات جديدة. في صناعة تكرير النفط، تُستخدم المحفزات الصلبة بشكل شائع، وهي تتكون من حامل ومكون نشط. الحامل هو مكون خاص في المحفز الصلب، حيث يزيد من مساحة السطح النوعية، ويُحسّن مقاومة الحرارة والقوة الميكانيكية. تُستخدم أنواع عديدة من الحوامل في المحفزات، مثل: الألومينا، والمنخل الجزيئي، وهلام السيليكا، والكربون المنشط، والتراب الدياتومي. ومع ذلك، تُشكل كمية حامل الألومينا أكثر من نصف الكمية الإجمالية لحاملات المحفزات. يُعد محفز التكسير التحفيزي (FCC) جوهر عملية التكسير التحفيزي. ونظرًا لأن النفط الخام في العالم ثقيل ورديء الجودة، فقد أصبح مزج النفط الثقيل مع النفط المتبقي طريقة شائعة الاستخدام في معالجة النفط، مما يستدعي استخدام التكسير التحفيزي للنفط. يجب أن يتميز عامل التحفيز (FCC) بانتشار جزيئي واسع للزيت الثقيل، وأن يتمتع هذا الانتشار بكثافة حمضية مناسبة في مركز المسام، وذلك لتحسين قدرة العامل على تكسير المركبات الجزيئية الكبيرة في المواد الخام. يُستخدم الألومينا النشط عادةً لتحسين بنية العامل التحفيزي. يُسهّل حجم المسام الكبير انتشار المركبات الجزيئية الكبيرة داخل جزيئات العامل التحفيزي، بينما تُسهم مساحة السطح النوعية العالية في تشتيت المعدن النشط، مما يُحسّن أداء التفاعل.
3. يستخدم كمادة لاصقة
إن استخدام حامل الدياسبور شبه الرقيق كعامل ربط لا يفيد في عملية التشكيل فحسب، بل يؤثر أيضًا على أداء المحفز. وقد وجد الباحثون في عملية دمج الدياسبور الرقيق كعامل ربط في عملية الاختزال التحفيزي الانتقائي لإزالة النيتروجين من غاز المداخن، أن ذلك لا يحسن القوة الميكانيكية للمحفزات فحسب، بل يحسن أيضًا من انتقائية المحفز السطحي لإزالة النيتروجين.
4. إصلاح طبقة من أكسيد الألومنيوم (Al2O3)
تتمثل وظيفة طلاء سطح حامل ما بطبقة في زيادة مساحة السطح النوعية. تُعد ألومينا غاما من أكثر مواد الطلاء شيوعًا، حيث تتميز بمساحة سطح نوعية عالية، مما يساعد على التوزيع الفعال للمكون النشط أثناء عملية التشريب. يتم تحضير طلاء ألومينا غاما الشائع الاستخدام باستخدام محلول طليعة AlOOH، حيث يُستخدم دياسبور رقيق كمادة خام. يتم التحضير باستخدام طريقة التشريب الحمضي سهلة التحكم، ويمكن استخدامها في الإنتاج الصناعي.
تاريخ النشر: ٢٢ أبريل ٢٠٢٠