استفاده از حلالهاي سمي و آتشگير از مهمترين مسائل مخاطره آميز در صنايع شيميايي است. در ضمن ، ورود اين حلالها به محيط زيست باعث ايجاد آلاينده هاي مضر مي شود و طبيعتا هزينه هاي هنگفتي صرف كنترل آنها خواهد شد.

به طور كلي مشكلات ناشي از جداسازي حلالها از محصولات ، بازيافت كامل اين حلالها و مخاطرات زيست محيطي از جمله عواملي بودند كه توجه محققان را به سمت استفاده از حلالهاي سبز معطوف كردند. با توجه به اهميت موضوع و همگام با فناوري هاي روز دنيا ، محققان پژوهشگاه صنعت نفت موفق به ساخت حلالهاي سبز (مايعات يوني) در راستاي استفاده از آنها براي جذب گاز Co2 از گاز طبيعي شدند.    

امروز وقتي از شيمي صحبت مي كنيم ، معمولا هميشه منظورمان علم شيمي در شكل محض آن نيست. واژه شيمي ، بيشتر با كلماتي نظير محصولات ، صنعت ، شغل ، تجارت ، پيشرفت و خطرات همراه است.

صنايع شيميايي براي افراد زيادي اشتغال ايجاد كرده اند بنابراين در حيات اجتماعي و اقتصادي جوامع نقش كليدي دارند. از سوي ديگر بسياري از فرايندهايي كه از مواد شيميايي استفاده مي كنند ، مي توانند اثرهاي زيان آوري روي محيط زيست يا سلامتي انسان داشته باشند بنابراين حذف يا كاهش اين خطرات تا يك سطح قابل قبول ، مساله اي بسيار مهم است. مطمئنا با كاهش انتشار مواد خطرناك مي توان از خطرهاي احتمالي مواد شيميايي كاست.

اين كار معمولا با اعمال محدوديت هاي قانوني در مراحل استفاده ، جابه جايي ، تصفيه و يا دفع مواد شيميايي انجام مي شود اما شيمي سبز به پارامتر اول يعني زيان آوري مواد شيميايي مي پردازد و به دنبال اين است كه خطر ذاتي مواد را كاهش دهد. شيمي سبز بنابر پذيرفته ترين تعريف آن عبارت است از: طراحي ، توسعه و به كارگيري فرايندها و محصولات براي كاهش يا حذف موادي كه براي انسان يا محيط زيست خطرناك هستند.

نسلي جديد از تركيبات شيميايي

استفاده از حلالهاي سمي و آتشگير از مهمترين مسائل مخاطره آميز در صنايع شيميايي است. ورود اين حلالها به محيط زيست باعث ايجاد آلاينده هاي مضر مي شود و طبيعتا هزينه هاي هنگفتي صرف كنترل آنها خواهد شد. مشكلات ناشي از جداسازي حلالها از محصولات ، بازيافت كامل اين حلالها و مخاطرات زيست محيطي از جمله عواملي هستند كه توجه محققان را به سمت استفاده از حلالهاي سبز معطوف داشته است.

به گفته دكتر امير ناصر احمدي ، عضو هيات علمي پژوهشگاه صنعت نفت و مسوول طرح ساخت حلالهاي سبز ، افزودن بر آب و دي اكسيدكربن به عنوان حلالهاي سبز ، دسته جديدي از تركيبات شيميايي با عنوان مايعات يوني با خواص و ويژگي هاي فوق العاده قادر به ايجاد محيطهاي شيميايي سبز به منظور اجراي فرآيندهاي شيميايي هستند. اين تركيبات عموما شامل يك كاتيون حجيم و يك آنيون آلي يا معدني هستند كه گرچه ماهيت يوني دارند ولي به علت عدم تقارن در ساختار ملكولي شان داراي نقطه ذوب پايين و معمولا در شرايط محيطي به فرم مايع هستند. اين كيفيت ايجاد يك محيط قطبي بسيار قوي را مي كند كه نتيجه آن معرفي مجموعه جديدي از حلالهاي سبز براي اجراي گروه بزرگي از فرآيندهاي شيميايي است.

جايگزيني مناسب

مهمترين ويژگي هاي مايعات يوني شامل تغيير در خواص فيزيكي آنها با تغيير آنيون ها و كاتيون ها و متنوع كردن دامنه كاربردي آنها مي شود كه اين ويژگي اين تركيبات را به عنوان حلالهاي قابل طراحي معرفي مي كند. در ضمن ناچيز بودن فشار بخار مايعات يوني و ايجاد نشدن آلاينده هاي زيست محيطي ، به حداقل رسيدن ريسك انجام فرآيندهاي شيميايي براساس طبيعت ضد آتشگير بودن مايعات يوني ، ايجاد نشدن خوردگي و قابل حل بودن محدوده وسيعي از تركيبات آلي و معدني در مايعات يوني از ديگر ويژگي هاي اين مايعات هستند. به گفته احمدي ، از بهترين جنبه هاي كاربردي اين گونه ها علاوه بر استفاده از آنها به عنوان حلالهاي سبز در فرآيندهاي شيميايي مي توان به توانايي آنها در فرآيند جذب بويژه جذب گازهاي اسيدي و استفاده از آنها به عنوان كاتاليست هاي سبز با طراحي مدلهاي خاص و همين طور عوامل موثر در فرآيندهاي جداسازي در سيستم هاي دوفازي و سه فازي اشاره كرد.احمدي مي افزايد: در اجراي اين طرح با توجه به ويژگي هاي مطلوب مايعات يوني ، دستيابي به دانش ساخت آنها به عنوان تركيبات Fine Chemicals با ارزش افزوده بسيار بالا از يك سو و استفاده از آنها در فرآيند تصفيه گازهاي طبيعي به صورت يك محيط بدون آلاينده و حذف مسائل خوردگي از سوي ديگر، مورد توجه است.

توجه به انتخاب جايگزين هاي مناسب براي آمين ها در فرآيندهاي تصفيه گاز به صورت جدي از يك دهه پيش از سوي كشورهاي انگلستان و هلند آغاز و تلاش براي كاربردي كردن فرآيند همچنان ادامه دارد. همگام با اين حركت ، محققان پژوهشگاه صنعت نفت نيز دستيابي به اين فناوري نوين را به منظور جايگزين مواد شيميايي پرمصرف در صنعت به منظور كاهش آلاينده ها ، حذف مسائل خوردگي ناشي از آمين ها و همين طور كاهش مصرف انرژي مورد توجه خاص قرار داده اند. با امكان جايگزيني آمين ها با مايعات يوني ويژه و جذب گاز CO2 ، از يك سو افزايش ظرفيت پالايشگاه هاي گاز كشور و كاهش مصرف انرژي مورد نظر و از سوي ديگر با بازيافت كامل CO2 از اين تركيبات امكان استفاده مجدد از آنها مطرح است.

همگام با فناوري روز دنيا

در اين طرح ، ساخت مايعات يوني با كاربردهاي خاص ، امكان كاربرد مايعات يوني به عنوان حلال سبز در فرايند تصفيه گاز طبيعي و ايجاد محيطهاي شيميايي سبز و همين طور افزايش مقياس توليد اين تركيبات مورد توجه است.

اين طرح پس از مطالعات اوليه از اواسط سال 84 در پژوهشگاه صنعت نفت آغاز و همگام با موضوعات و فناوري هاي روز دنيا مراحل تحقيقاتي آن دنبال مي شود. نتايج به دست آمده حاكي از دستيابي به دانش ساخت اين تركيبات با فناوري و تجهيزات داخلي هستند و رفتار بسيار مناسبي از آنها در فرآيند جذب گاز CO2 از گازهاي طبيعي داخل كشور ملاحظه شده است. اين طرح با حمايت مركز تحقيق و توسعه شركت ملي نفت ايران آغاز و در حال تكوين است. نتايج به دست آمده از طرح تاكنون به صورت ثبت اختراع بين المللي در حال تدوين نهايي است.

احمدي در پايان مي افزايد: در فازهاي بعدي ، طرح ساخت مايعات يوني جديد با خواص ويژه و همين طور افزايش مقياس آنها و عملياتي كردن جداسازي گازهاي اسيدي از گاز طبيعي كشور مورد توجه است.

بحران آلودگي محيط زيست جدي است

محيط زيست ، تمام چيزهايي است كه در اطراف ما وجود دارند و روي آنها تاثير مي گذاريم و آنها نيز ما را متاثر مي سازند. اكوسيستم هاي خشكي و دريايي ، گونه هاي مختلف حيات ، درياها و رودخانه ها ، تالاب ها ، جنگلها و مراتع از عناصر تشكيل دهنده محيط زيست طبيعي به شمار مي روند و هر يك به گونه اي در ايجاد شرايط پايداري حيات موثر واقع مي شوند. در واقع طبيعت زنده محيط زيست ما ، قسمتي از كشور ماست. اين در حالي است كه ما بر اثر بهره برداري غيراصولي از منابع طبيعي ، در نابودي فرهنگ و تمدن خود نقش مهمي داريم.

در اين ميان اصل حفظ و حمايت از منابع طبيعي كشور و اشاعه فرهنگ زيست محيطي ، يك وظيفه ملي است و امروزه ملاحظات زيست محيطي جايگاه ويژه اي در رابطه با فعاليت هاي مرتبط با انرژي در دنيا كسب كرده است.

واقعيت اين است كه خسارت و تخريب محيط زيست بيش از اين به وسيله جوامع و دولتها جدي تلقي نمي شد اما بحران آلودگي محيط زيست جهاني بويژه از نيمه دوم قرن بيستم موجب شد دانشمندان اعتقاد پيدا كنند كه اگر توسعه و حفاظت محيط زيست با يكديگر همسو و سازگار نشوند ، تداوم حيات و زندگي روي كره زمين براي نسل آينده امكان پذير نخواهد بود. در اين ميان ، صنايع شيميايي براي افراد زيادي اشتغال ايجاد كرده اند و بنابراين در حيات اجتماعي و اقتصادي جوامع نقش كليدي دارند اما بسياري از فرايندهايي كه از مواد شيميايي استفاده مي كنند ، مي توانند اثرهاي زيان آوري روي محيط زيست يا سلامتي انسان داشته باشند بنابراين حذف يا كاهش اين خطرات تا يك سطح قابل قبول ، مساله اي بسيار مهم است.