ความก้าวหน้าในการนำเทคโนโลยีการแตกตัวของน้ำมันดิบด้วยไฮโดรเจนมา

Thread Content

โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย ฉันเป็นคนดี ในวันที่ 14 สิงหาคม 2016 เวลา 16:29 ความก้าวหน้าในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการแตกตัวของน้ำมันดินด้วยไฮโดรเจน ปัจจุบัน การพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศเราเข้าสู่ “ภาวะปกติใหม่” ซึ่งให้ความสำคัญมากขึ้นกับคุณภาพการพัฒนา การอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และการใช้ทรัพยากรอย่างประหยัด การผลิตพลังงานที่สะอาดและการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ถือเป็นปัญหาสำคัญที่อุตสาหกรรมกลั่นน้ำมันของประเทศเราต้องเผชิญ เพื่อให้สามารถพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ได้อย่างยั่งยืนและไม่ก่อให้เกิดมลพิษ ในปัจจุบัน ราคาน้ำมันในตลาดโลกอยู่ในระดับต่ำ ทำให้การนำน้ำมันดิบคุณภาพต่ำมาแปรรูปในโรงกลั่นนั้นไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจอีกต่อไป แต่ในระยะยาว แนวโน้มที่น้ำมันดิบจะมีคุณภาพแย่ลงนั้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น เทคโนโลยีในการแปรรูปน้ำมันหนัก ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยีการลดความหนืด การทำให้น้ำมันเป็นคาร์บอน และการเติมไฮโดรเจนให้กับน้ำมันหนัก เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่จำเป็นต้องได้รับการนำมาใช้อย่างจริงจัง และต้องมีการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในอนาคต เมื่อเทียบกับกระบวนการแปรรูปด้วยความร้อน เช่น การลดความหนืดหรือการทำให้เกิดการเผาไหม้ ทักษะการใช้ไฮโดรเจนกับน้ำมันดิบชนิดสกัดจากกากน้ำมันนั้นมีข้อได้เปรียบตรงที่สามารถนำวัตถุดิบที่หลากหลายมาใช้ได้ และมีความยืดหยุ่นในการแปรรูปสูง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากน้ำมันดิบชนิดสกัดจากกากน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงถือเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการรับมือกับปัญหาน้ำมันดิบที่มีคุณภาพต่ำลง เทคโนโลยีการฮาโดรจีนไนซ์น้ำมันดิบแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก ตามวัตถุประสงค์ในการใช้งาน ได้แก่ การฮาโดรจีนไนซ์เพื่อการปรับปรุงคุณ เทคโนโลยีการปรับสภาพน้ำมันดิบด้วยการใช้ไฮโดรเจนนั้น ส่วนใหญ่จะใช้วิธีการปรับสภาพในถังที่มีโครงสร้างคงที่ ซึ่งเป็นวิธีที่มีความพร้อมในการใช้งานสูง โดยวิธีนี้ถูกนำมาใช้เพื่อปรับสภาพน้ำมันดิบให้เหมาะสมสำหรับใช้เป็นวัตถุดิบในเครื่องจักรสำหรับการแยกน้ำมันด้วยวิธีคาตาลิติก โดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมัน เทคโนโลยีการแปรสภาพน้ำมันดิบด้วยการใช้ไฮโดรเจนนั้น แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ ระบบเตียงเดือด และระบบเตียงลอย โดยใช้เทคโนโลยีเหล่านี้ในการแปรสภาพน้ำมันดิบคุณภาพต่ำให้กลายเป็นเชื้อเพลิงสำ เทคโนโลยีการแปรสภาพน้ำมันดิบที่มีคาร์บอนสูงและมีโลหะปนมาก ด้วยวิธีการใช้เตาหม้อไอน้ำสำหรับการฮาโดรจีไนซ์ สามารถนำมาใช้ในการแปรสภาพน้ำมันดิบที่มีคุณภาพต่ำได้ โดยมีหน้าที่ทั้งการแปรสภาพและการกลั่นน้ำมันในขั้นตอนเดียวกัน อัตราการแปรสภาพอยู่ที่ 60%–80% และมีประสิทธิภาพในการกลั่นน้ำมันที่สูงมาก ； แต่เนื่องจากความดันไฮโดรเจนสูง (>15 MPa) จึงมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยเช่นกัน คุณสมบัติหลักของเทคโนโลยีการแปรสภาพน้ำมันดิบด้วยเตียงลอยคือ อัตราการแปรสภาพที่สูง และปริมาณน้ำมันที่เหลือจากการแปรสภาพนั้นมีน้อย เมื่อเทียบกับกระบวนการไฮโดรจีไนซ์แบบเตียงเดือด กระบวนการไฮโดรจีไนซ์แบบเตียงลอยมีอัตราการเปลี่ยนแปลงสูงกว่า โดยสามารถทำได้มากกว่า 90% ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจน แต่ในแง่ของการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมแล้ว กระบวนการนี้ยังไม่พัฒนาเต็มที่เท่ากับกระบวนการแบบเตียงเดือด สถานะปัจจุบันและการเปรียบเทียบการนำเทคโนโลยีมาใช้ 1 เทคโนโลยีการแยกไฮโดรเจนจากน้ำมันดิบแบบเตาเดือด >>>> สถานะปัจจุบัน ในโลกนี้ เทคโนโลยีการแยกไฮโดรเจนจากน้ำมันดิบแบบเตาเดือดที่สำคัญ ได้แก่ เทคโนโลยี H-Oil ของบริษัท Axens, เทคโนโลยี LC-Fining ของบริษัท CLG (ChevronLummusGlobal) และเทคโนโลยี STRONG ของบริษัท Sinopec Group ในปัจจุบัน อุปกรณ์สำหรับการแยกไฮโดรเจนของน้ำมันดิบที่ใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์นั้น ล้วนใช้เทคโนโลยี H-Oil และ LC-Fining ทั้งสิ้น เทคโนโลยี STRONG ของบริษัท Sinopec ได้มีการสร้างโรงปฏิบัติการต้นแบบขึ้นมาแล้ว พร้อมทั้งมีการทดลองใช้งานในขั้นต้นด้วย อุปกรณ์สำหรับการนำเทคโนโลยี H-Oil ของบริษัท Axens ไปใช้ในอุตสาหกรรมนั้น มีรายละเอียดตามตารางที่ 1 โดยมีการนำไปใช้ในโรงงานประมาณ 13 แห่ง ซึ่งมีกำลังการผลิตรวมอยู่ที่ประมาณ 24 ล้านตันต่อปี เทคโนโลยี LC-Fining ของบริษัท CLG มีโรงงานที่สร้างเสร็จและกำลังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง ดังที่แสดงในตารางที่ 2 โดยมีการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในอุตสาหกรรมแล้วในประมาณ 13 บริษัท โดยมีกำลังการผลิตรวมอยู่ที่ประมาณ 32 ล้านตันต่อปี ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านั้น เทคโนโลยีการแปรรูปน้ำมันดิบ LC-MAX (ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี LC-Fining กับเทคโนโลยีการกำจัดสารอะสไฟก์ด้วยตัวทำละลาย) ได้รับสิทธิ์ในการนำไปใช้ครั้งแรกในประเทศจีน โดยบริษัท Shandong Shenchi Chemical ซึ่งกำลังสร้างโรงงานที่มีกำลังการผลิต 2.76 ล้านตันต่อปี โดยคาดว่าโรงงานนี้จะเริ่มดำเนินการได้ในปี 2016 สถาบันวิจัยอุตสาหกรรมปิโตรเคมีฟู่ซุนของบริษัท ไชน่า ปีโตรเคมิคัล ได้ทำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ มากมาย เช่น กระบวนการแยกไฮโดรเจนในเตาเดือด ตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์ที่มีสิทธิบัตร รวมถึงชิ้นส่วนภายในอุปกรณ์เหล่านั้น ระบบควบคุมการเติมและการกำจัดตัวเร่งปฏิกิริยา และวิธีการจัดการตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แล้ว จนในที่สุดก็สามารถสร้างเทคโนโลยี STRONG ที่มีสิทธิบัตรเป็นของตนเองขึ้นมาได้ ในเดือนกันยายน ปี 2015 บริษัท จินหลิง ปิโตรเคมิคอลส์ ได้สร้างโรงงานนำร่องที่ใช้เทคโนโลยี STRONG ขนาด 50,000 ตันต่อปีขึ้นมา และได้ทำการทดลองในขั้นต้น ผลการทดลองออกมาดี และเมื่อเทคโนโลยีนี้พร้อมแล้ว ก็มีแผนจะสร้างโรงงานขนาดใหญ่ขึ้นมา >>>> การวิเคราะห์เปรียบเทียบด้านเทคโนโลยี: เทคโนโลยี H-Oil มักใช้เครื่องปฏิกรณ์สองเครื่องต่อกัน ในขณะที่เทคโนโลยี LC-Fining มักใช้เครื่องปฏิกรณ์สามเครื่องต่อกัน ซึ่งช่วยให้สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนได้มากขึ้น ดังที่แสดงในรูปที่ 1 กระบวนการทั้งสองชนิดนี้ไม่มีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน โครงสร้างของเครื่องปฏิกรณ์ก็คล้ายกัน โดยมีระบบจัดสรรการไหลของของเหลว ระบบการแยกสาร และระบบสำหรับเติมหรือถอดตัวเร่งปฏิกิริยาออกมา นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยายังสามารถนำมาใช้ร่วมกันได้อีกด้วย ความแตกต่างก็คือ เทคโนโลยี H-Oil ใช้ระบบการหมุนเวียนแบบภายนอก โดยมีปั๊มหมุนเวียนอยู่ภายนอก ในขณะที่เทคโนโลยี LC-Fining ใช้ระบบการหมุนเวียนแบบภายใน โดยมีปั๊มหมุนเวียนอยู่ภายในเครื่องเอง เทคโนโลยีการแยกไฮโดรเจนของน้ำมันดิบชนิดสเปรย์บีด >>>> สถานการณ์การใช้งานในปัจจุบัน ปัจจุบันมีโรงงานที่ใช้เทคโนโลยีนี้อยู่ 2 แห่งทั่วโลก โดยมีกำลังการผลิตรวมกันอยู่ที่ 1.8 ล้านตันต่อปี เทคโนโลยี EST ของบริษัท ENI ได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างโรงงานแปรรูปน้ำมันดิบแบบสเปรย์เบดไฮโดรจีไนเซชัน ซึ่งมีกำลังการผลิต 1.35 ล้านตันต่อปี ณ โรงงานแปรรูปน้ำมันในเมืองซันนัซซาโร ประเทศอิตาลี เมื่อเดือนตุลาคม ปี 2013 เทคโนโลยี VCC ของบริษัท BP ได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างโรงงานแปรรูปน้ำมันก๊าดขนาด 450,000 ตันต่อปีแห่งแรกของโลก โดยโรงงานนี้ตั้งอยู่ในกลุ่มบริษัทยานยนต์เยียนหลาง โดยมีการเริ่มดำเนินการผลิตในเดือนมกราคม ปี 2015 โดยอัตราส่วนของน้ำมันดิบกับน้ำมันก๊าดที่นำมาใช้ในการผลิตคือ 1:1 นอกจากนี้ ยังมีอุปกรณ์หลายชุดที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างหรือมีแผนจะก่อสร้างในอนาคต ตัวอย่างเช่น บริษัท Pakistan **Refining Limited** เลือกใช้เทคโนโลยี Uniflex SHC โดยมีแผนจะเริ่มดำเนินการในปี 2016 ซึ่งเมื่อนั้นจะสามารถผลิตดีเซลได้ปีละ 2 ล้านตัน และน้ำมันหล่อลื่นได้ปีละ 225,000 ตัน ； บริษัท Mendeleev ของรัสเซียใช้เทคโนโลยี VCC ในการสร้างโรงงานอุตสาหกรรมที่มีกำลังการผลิต 3.5 ล้านตันต่อปี โดยคาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ในปี 2018 ； โรงกลั่นน้ำมัน Puerto La Cruz ในเวเนซุเอลาเลือกใช้เทคโนโลยี HDHPlus/SHP เพื่อสร้างโรงกลั่นที่มีกำลังการผลิต 2.75 ล้านตันต่อปี โดยคาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ในปี 2016 >>>>การวิเคราะห์เปรียบเทียบเทคโนโลยี เพื่อเพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันดิบและอัตราการได้ผลิตภัณฑ์ นอกเหนือจากเทคโนโลยี VCC แล้ว เทคโนโลยีอื่นๆ ล้วนมีการนำน้ำมันที่ยังไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลง หรือก๊าซน้ำมันที่มีความดันต่ำกลับมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่อไป ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ก็แตกต่างกันไป สำหรับการเปรียบเทียบโปรดดูในตารางที่ 4 เทคโนโลยี EST, HDHPlus/SHP และ VRSH ใช้รูปแบบการหมุนเวียนน้ำมันที่อยู่ด้านล่างของถังการแปรรูปที่ยังไม่ได้รับการแปรรูป ซึ่งช่วยให้สามารถได้ผลลัพธ์การแปรรูปที่สูงมากได้ เทคโนโลยี EST นำน้ำมันที่อยู่ด้านล่างถังมาผ่านกระบวนการกำจัดแอสฟัลต์ด้วยตัวทำละลาย จากนั้นนำแอสฟัลต์และตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์อีกครั้ง โดยมีน้ำมันที่เหลือออกมาเพียงเล็กน้อย อัตราการเปลี่ยนแปลงสูงกว่า 97% ； เทคโนโลยี HDHPlus/SHP จะนำน้ำมันที่อยู่ด้านล่างของถังการแปรรูปมาใช้ในหน่วยการกู้คืนโลหะ เพื่อกู้คืนโลหะออกมา จากนั้นจึงนำโลหะที่ได้มาผสมกับน้ำมันดิบเพื่อดำเนินกระบวนการไฮโดรจีเนชันต่อไป โดยมีอัตราการแปรรูปสูงเกือบ 100% ； เทคโนโลยี VRSH ช่วยให้สามารถนำน้ำมันที่อยู่ด้านล่างของหอแปรรูปกลับมาใช้ในเตาปฏิกิริยาตัวแรกเพื่อดำเนินการปฏิกิริยาต่อไปได้ ส่วนที่มีความหนักมากกว่าจะถูกนำไปผ่านกระบวนการกำจัดสารอะสเฟลต จากนั้นจึงนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหลืออยู่มาใช้ซ้ำได้อีก อัตราการแปรรูปอยู่ที่เกือบ 100% นอกเหนือจากการนำน้ำมันที่อยู่ด้านล่างของถังมาใช้ในกระบวนการปฏิกิริยาแล้ว เทคโนโลยี HDHPlus/SHP และ VRSH ยังสามารถนำน้ำมันก๊าซที่ได้จากการกลั่นมาใช้ในกระบวนการปฏิกิริยาได้อีกด้วย โดยเทคโนโลยี HDHPlus/SHP จะนำน้ำมันก๊าซดังกล่าวมาใช้ในส่วน SHP เพื่อทำปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชัน ส่วนเทคโนโลยี VRSH จะนำน้ำมันก๊าซดังกล่าวมาใช้ในเครื่องปฏิกรณ์แบบเตาเดือดชนิดที่สองแทน เทคโนโลยี UniflexSHC ใช้วิธีการประมวลผลน้ำมันดิบแบบผ่านเพียงครั้งเดียว โดยนำน้ำมันก๊าซหนักที่มีความดันต่ำมาใช้ในกระบวนการปฏิกิริยาอีกครั้ง จากนั้นจึงขจัดน้ำมันที่ยังไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงออกไป อัตราการเปลี่ยนแปลงสูงกว่า 90% เทคโนโลยี VCC ใช้วิธีการประมวลผลน้ำมันดิบแบบผ่านเพียงครั้งเดียว โดยส่งน้ำมันก๊าซที่ได้จากการกลั่นตรงไปยังหน่วยปรับสภาพน้ำมันด้วยไฮโดรเจน ซึ่งทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันอยู่ที่ 85%–95% เทคโนโลยีดังกล่าวยังไม่ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับวิธีการจัดการน้ำมันที่อยู่ที่ก้นถัง ดังที่แสดงในตารางที่ 5 โดยส่วนใหญ่จะมีการนำน้ำมันดังกล่าวไปใช้ในการผลิตคอก การผลิตซีเมนต์ การผสมยางมะตอย หรือการสกัด/รีไซเคิลโลหะจากน้ำมันที่ยังไม่ได้รับการแปรรูป ความก้าวหน้าในการวิจัยและพัฒนา 1 เทคโนโลยีการแปรสภาพน้ำมันดิบด้วยการใช้ไฮโดรเจนในเตาบ่ม เทคโนโลยีนี้นอกจากจะถูกนำมาใช้ในการแปรสภาพน้ำมันดิบแบบปกติแล้ว ยังถูกนำมาใช้ในการปรับปรุงคุณภาพของน้ำมันดิบที่ไม่ใช่แบบปกติ เช่น น้ำมันดินในแคนาดาอีกด้วย โดยมักจะนำมาใช้ร่วมกับกระบวนการแปรสภาพน้ำมันด้วยการคั่ว หรือการกำจัดสารปนเปื้อนในน้ำมัน เพื่อผลิตน้ำมันดิบสังเคราะห์ขึ้นมา ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การวิจัยด้านเทคโนโลยีการแยกไฮโดรเจนบนแผ่นร้อนนั้น ก็มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาควบคู่กับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น การทำคาร์บอนไนซ์ และการกำจัดสารอะสเฟลตด้วยตัวทำละลาย >>>>กระบวนการผสมผสานกัน ในปี 2012 บริษัท Axens และ CLG ได้นำเสนอกระบวนการผสมผสานกันระหว่าง H-Oil ซึ่งเป็นกระบวนการแปรรูปน้ำมันด้วยวิธีการควบคุมอุณหภูมิ กับ LC-Fining ซึ่งเป็นกระบวนการกำจัดสารที่ไม่ต้องการออกจากน้ำมัน โดยใช้ตัวทำละลาย ในงานประชุมประจำปีของสมาคมผู้ผลิตเชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีแห่งสหรัฐอเมริกา (AFPM) ลักษณะเด่นที่สุดของกระบวนการ LC-MAX คือการจัดวางอุปกรณ์สำหรับการกำจัดน้ำมันออกจากวัสดุ (SDA) ก่อนหน้านี้ มีการใช้กระบวนการผสมระหว่าง SDA กับเตาไฮโดรจิเลชันแบบบอยล์เบดและเตาไฮโดรจิเลชันแบบฟิกซ์ด์เบดกันอย่างแพร่หลาย โดยส่วนใหญ่แล้ว จะมีการติดตั้งอุปกรณ์ SDA ไว้ที่ส่วนต้นน้ำของอุปกรณ์ไฮโดรจิเลชันน้ำมันดิบ ซึ่งวิธีนี้ช่วยให้การไฮโดรจิเลชันน้ำมันดิบทำได้ง่ายขึ้นจริง แต่อัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันดิบก็ได้รับผลกระทบ เนื่องจากหลังจากการกำจัดสารอะสเฟลตออกจากน้ำมันดิบด้วยวิธีดีสอลเวชัน ก็จะมีสารอะสเฟลตเหลืออยู่ในปริมาณมาก ดังนั้น จึงจำเป็นต้องวางอุปกรณ์ SDA ไว้ในตำแหน่งที่สามารถลดการเกิดยางมะตอยให้น้อยที่สุด และเพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลงโดยรวมได้มากที่สุด บริษัท CLG ใช้น้ำมันดิบที่ส่งออกมาจากรัสเซีย ซึ่งเป็นน้ำมันที่ยากต่อการแปรรูป เป็นวัตถุดิบ โดยใช้เทคโนโลยี LC-Fining และ LC-MAX เพื่อทำการทดลองแปรรูปน้ำมันดิบดังกล่าว ข้อมูลจากการทดลองแสดงไว้ในตารางที่ 6 กระบวนการ LC-Max กำลังได้รับการพัฒนาในเมืองตงหยิง มณฑลซานตงของประเทศจีน เพื่อสร้างโรงงานอุตสาหกรรมแห่งแรกของโลก โดยมีกำลังการผลิตอยู่ที่ 2.76 ล้านตันต่อปี คาดว่าจะสามารถเริ่มดำเนินการผลิตได้ในปี 2016 โรงงานนี้จะมีหน้าที่แปรรูปน้ำมันดิบชนิด Merey-18 และน้ำมันดิบชนิดอาหรับร่วมกันในอัตราส่วน 50:50 โดยมีอัตราการแปรรูปอยู่ที่ 90% ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือน้ำมันดีเซลที่มีปริมาณกำมะถันต่ำมาก ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานยุโรปรุ่น V รวมถึงน้ำมันน้ำมันดิบที่ใช้ในกระบวนการแปรรูปด้วยเครื่องเร่งปฏิกิริยาด้วย ยางมะตอยที่ได้จากการผลิตด้วยเครื่อง LC-MAX ถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไฮโดรเจน โดยใช้ในเครื่องจักรสำหรับการแปลงสารให้เป็นก๊าซ (เทคโนโลยี E-Gas ที่ได้รับการถ่ายโอนมาจากบริษัท CB&I) สถาบันวิจัยอุตสาหกรรมปิโตรเคมีฟู่ซุนของบริษัท Sinopec ได้พัฒนากระบวนการผลิตต่างๆ ขึ้นมา โดยอาศัยเทคโนโลยี STRONG เป็นพื้นฐาน ได้แก่ กระบวนการแยกน้ำมันด้วยเตียงเดือด-การแตกตัวของน้ำมันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการแยกน้ำมันด้วยเตียงเดือด-การทำให้น้ำมันดำกลายเป็นน้ำมันเบนซิน และกระบวนการฮาโดรจีเนชันน้ำมันดำด้วยเตียงเดือด-เตียงแข็ง เป็นต้น ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า เมื่อใช้กากน้ำมันที่ได้จากกระบวนการไฮโดรจีเนชันในเตาบูดดิ้งเบดมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการแปรสภาพน้ำมันด้วยวิธีการเร่งปฏิกิริยา จะได้น้ำมันชนิดเบาในอัตรามากกว่า 63% ส่วนอัตราการได้น้ำมันเบนซิน + ดีเซล + ก๊าซธรรมชาติเหลวอยู่ที่ 78.27% ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากากน้ำมันคุณภาพต่ำเมื่อผ่านการปรับสภาพด้วยกระบวนการไฮโดรจีเนชันในเตาบูดดิ้งเบดแล้ว ก็สามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการแปรสภาพน้ำมันได้ โดยจะได้น้ำมันชนิดเบาในอัตราที่สูง และเมื่อนำน้ำมันที่ได้จากการแปรสภาพมาผสมกับน้ำมันชนิดอื่นในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน อัตราการได้น้ำมันเบนซิน + ดีเซล + ก๊าซธรรมชาติเหลวจะเพิ่มขึ้นอย่างน้อย 1.04% ； เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการโคกกิ้งแบบดั้งเดิม การใช้กระบวนการผสมระหว่างเตาหม้อไอน้ำกับกระบวนการโคกกิ้งในการแปรรูปน้ำมันดิบคุณภาพต่ำ จะช่วยเพิ่มอัตราการได้ผลิตภัณฑ์เหลวขึ้นถึง 13.57% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจอย่างมาก นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังมีข้อดีอีกมากมาย เช่น สามารถใช้วัตถุดิบได้หลากหลาย มีความยืดหยุ่นในการดำเนินกระบวนการ และทำให้คุณภาพของน้ำมันออกมามีความเสถียรสูง จึงถือเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรน้ำมันดิบอย่างมีประสิทธิภาพ ； กระบวนการปรับสภาพน้ำมันดิบที่มีคุณภาพต่ำโดยใช้เตาหม้อไอน้ำร่วมกับเตาหม้อแบบคงที่ สามารถทำงานได้อย่างมั่นคง เมื่อนำน้ำมันดิบที่มีปริมาณโลหะอยู่ที่ 118 กรัม/กรัม และ 233 กรัม/กรัม มาปรับสภาพ โดยมีปริมาณคาร์บอนที่เหลืออยู่อยู่ที่ 15.7% และ 21.1% ตามลำดับ ผลลัพธ์ที่ได้คือ น้ำมันดิบหลังการปรับสภาพมีปริมาณโลหะอยู่ที่ 10.6 กรัม/กรัม และ 7.8 กรัม/กรัม ตามลำดับ ส่วนปริมาณคาร์บอนที่เหลืออยู่อยู่ที่ 5.6% และ 5.2% ตามลำดับ น้ำมันดิบดังกล่าวสามารถนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการแปรรูปน้ำมันได้โดยตรง ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลกำไร นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังสามารถทำงานได้อย่างมั่นคงเป็นเวลา 3 ปี ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานร่วมกับโรงงานอื่นๆ ได้อย่างสอดคล้องกัน บริษัท Fluor ของสหรัฐอเมริกาใช้เทคโนโลยีการแปรรูปน้ำมันดิบที่มีความดันต่ำ เช่น เทคโนโลยีการคริสตัลไลซ์แบบชะลอเวลา และเทคโนโลยีการไฮโดรจีไนเซชันบนแผ่นร้อน เป็นหลัก โดยใช้โปรแกรม Aspen เพื่อวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจของแต่ละวิธี ได้แก่ วิธีการคริสตัลไลซ์ วิธีการไฮโดรจีไนเซชันบนแผ่นร้อน และวิธีการผสมผสานระหว่างการไฮโดรจีไนเซชันบนแผ่นร้อนกับวิธีการคริสตัลไลซ์แบบเดิม ดังที่แสดงในตารางที่ 7 เมื่อเทียบกับแผนการผลิตด้วยวิธีคาร์บอนไดซ์ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายด้านเงินทุนเพิ่มขึ้นเพียง 23% เท่านั้น แผนการใช้เตาหม้อเดือดสำหรับการแยกไฮโดรเจนจะมีอัตราผลตอบแทนจากการลงทุนที่สูงกว่าถึง 3.9% ； แนวทางการรวมกันระหว่างกระบวนการไฮโดรจีเนซิสในเตียงน้ำเดือดกับอุปกรณ์การผลิตคอกกิ้งที่มีอยู่ในปัจจุบัน อาจช่วยให้ได้ผลตอบแทนที่ดีขึ้นได้อีกด้วย บริษัท ฟู่ลู่ เชื่อว่า การประเมินความคุ้มค่าในการปรับปรุงคุณภาพน้ำมันดิบที่มีความดันต่ำนั้น จำเป็นต้องพิจารณาจากต้นทุนการลงทุน ตลาดวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ สถานที่ตั้งของโครงการ รวมถึงอัตราผลตอบแทนจากการลงทุนด้วย ไม่มีวิธีแก้ปัญหาใดที่เหมาะสมสำหรับทุกกรณีได้ แนวทางการใช้เตาไฮโดรจีนาไอซิสแบบเตียงเดือดมีศักยภาพที่จะน่าสนใจสำหรับโรงกลั่นขนาดใหญ่ที่มีกำลังการผลิตมากกว่า 15 ล้านตันต่อปี แต่สำหรับโรงกลั่นที่มีกำลังการผลิตอยู่ระหว่าง 10 ล้านถึง 12.5 ล้านตันต่อปี ไม่ว่าจะเป็นโรงกลั่นที่มีอยู่เดิมหรือโรงกลั่นที่กำลังสร้างขึ้นใหม่ ค่าใช้จ่ายในการลงทุนสำหรับแนวทางนี้ก็จะสูงเกินกว่าที่โรงกลั่นเหล่านั้นจะรับไหว การใช้วิธีการไฮโดรจีนาไอซ์บีดร่วมกับกระบวนการคัดแยกน้ำมันดิบที่มีอยู่ในปัจจุบัน สามารถเพิ่มอัตราการได้น้ำมันสกัดได้ ซึ่งดีกว่าการใช้เพียงวิธีการใดวิธีการหนึ่งเพียงอย่างเดียว อย่างไรก็ตาม กำลังการผลิตของกระบวนการคัดแยกน้ำมันดิบในวิธีนี้จะถูกจำกัดด้วยปริมาณคอกกัสที่เกิดขึ้น แต่ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการปรับสมดุลระหว่างอัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันดิบที่ผ่านกระบวนการคัดแยกกับน้ำมันดิบที่ผ่านกระบวนการไฮโดรจีนาไอซ์บีด เพื่อให้สามารถนำน้ำมันดิบที่มีความหนาแน่นสูงมาแปรรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ สถาบันวิจัยเคมีปิโตรเลียมโตโปเชฟของรัสเซียได้ร่วมมือกับบริษัท CLG ของสหรัฐอเมริกาในการพัฒนากระบวนการแปรรูปน้ำมันดิบด้วยเครื่องปฏิกรณ์การเผาไหม้แบบบอยล์เบด โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานาโนขนาดเล็กที่ผลิตขึ้นมาเป็นพิเศษ ตัวเร่งปฏิกิริยานี้มีปริมาณการใช้ที่น้อยมาก ไม่เกิน 0.01% และไม่ก่อให้เกิดของเสีย นอกจากนี้ยังไม่ไวต่อสิ่งปนเปื้อนต่างๆ อีกด้วย กระบวนการนี้สามารถเปลี่ยนส่วนประกอบของน้ำมันดิบที่มีปริมาณกามิกและอัสฟัลต์สูง รวมถึงมีปริมาณโลหะ กำมะถัน และไนโตรเจนสูง ให้กลายเป็นน้ำมันที่มีความหนาแน่นต่ำและปานกลางได้อย่างเกือบสมบูรณ์ ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณการผลิตเชื้อเพลิง ผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี และน้ำมันพื้นฐานให้มากที่สุด ภายใต้เงื่อนไขความดันไฮโดรเจนในเครื่องปฏิกรณ์ที่ 6.0–8.0 MPa และอัตราการไหลของก๊าซที่ 0.5–2.0 h–1 สามารถเปลี่ยนวัตถุดิบให้กลายเป็นน้ำมันเบนซินและน้ำมันดีเซลได้ถึง 92%–95% ซึ่งช่วยลดปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้ลงอย่างมาก หรือแทบไม่มีน้ำมันเชื้อเพลิงเหลือเลย จึงถือเป็นวิธีที่มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจอย่างมาก ตารางที่ 8 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของอัตราการผลิตผลิตภัณฑ์ก่อนและหลังจากที่โรงกลั่นน้ำมันใช้กระบวนการนี้ จะเห็นได้ว่า เมื่อไม่มีการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิง ปริมาณการผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว น้ำมันน้ำมันดิบ และน้ำมันดีเซลจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในขณะที่ปริมาณการผลิตน้ำมันเบนซินจะลดลงเล็กน้อย โดยรวมแล้ว ปริมาณการผลิตโดยรวมเพิ่มขึ้น 37% >>>> ตัวเร่งปฏิกิริยา ในปัจจุบัน ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการไฮโดรครากกิ้งแบบบอยล์เลดที่มีจำหน่ายในตลาดระดับสากล ได้แก่ ชุด KF ของบริษัท Albemarle (KF1300, KF1315, KF1312, KF1316, KF1317 เป็นต้น) ชุด RN ของบริษัท Criterion (RN-680, RN-681) ชุด TEX ของบริษัทเดียวกัน (TEX2910, TEX2720, TEX2731, TEX2740) รวมถึง HDS-1495 นอกจากนี้ยังมีชุด GR, LS, ULS ของบริษัท ART และ HSLS, HCRC เป็นต้น TEX2910 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเตียงการเดือดรุ่นล่าสุดที่พัฒนาโดยบริษัท Criterion มีคุณสมบัติยอดเยี่ยมในการควบคุมตะกอนและการเปลี่ยนสภาพน้ำมันดิบ ดังที่แสดงในรูปที่ 3 โดยเหมาะสำหรับการใช้งานในเครื่องปฏิกรณ์สองขั้นตอน ตัวเร่งปฏิกิริยา HCRC ที่บริษัท ART พัฒนาขึ้นล่าสุด สามารถช่วยลดความรุนแรงของปฏิกิริยาได้ และลดการเกิดปฏิกิริยาทางความร้อน ซึ่งจะช่วยลดการเกิดตะกอน/คอร์กได้อย่างมาก อีกทั้งยังช่วยเพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลงของน้ำมันดิบให้ดีขึ้นอีกด้วย ภายใต้เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาแบบปกติ โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HCRC ทำให้อัตราการเปลี่ยนสภาพของน้ำมันดิบเพิ่มขึ้น 4% ส่วนอัตราการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนก็เพิ่มขึ้น 4% และ 3% ตามลำดับ นอกจากนี้ อัตราการกำจัดคาร์บอนที่เหลืออยู่ก็เพิ่มขึ้น 6% ส่วนปริมาณไนโตรเจนในน้ำมันกลั่นและน้ำมันเรซินที่ผ่านการลดความดันก็ลดลงเช่นกัน ในขณะเดียวกัน บริษัท ART ก็ได้ทดลองใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาแบบ HCRC/HSLS ในเครื่องปฏิกรณ์แบบถังเดือด โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HSLS ในเครื่องปฏิกรณ์หมายเลข 1 และใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HCRC ในเครื่องปฏิกรณ์หมายเลข 2/3 ผลการทดลองในขนาดกลางแสดงให้เห็นว่า เมื่อใช้ระบบตัวเร่งปฏิกิริยา HCRC/HSLS จะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานของอุปกรณ์ได้ดีกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา HCRC เพียงอย่างเดียว ดังที่แสดงในรูปที่ 4 โดยสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา ปรับสัดส่วนการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา และปรับเงื่อนไขการทำปฏิกิริยา เพื่อควบคุมอัตราการได้ผลิตภัณฑ์และความสามารถในการคัดเลือกผลิตภัณฑ์ รวมถึงควบคุมอัตราการกำจัดสิ่งปนเปื้อนต่างๆ เช่น กำมะถัน ไนโตรเจน และโลหะด้วย เทคโนโลยีการแตกตัวของน้ำมันดิบด้วยไฮโดรเจนในรูปแบบเตียงลอย แม้ว่าจะมีการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมไปแล้ว 2 แห่ง แต่เทคโนโลยีนี้ยังไม่พร้อมสำหรับการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ โดยยังมีระยะทางอีกไกลกว่าจะสามารถนำมาใช้ได้อย่างแพร่หลาย ในปัจจุบัน หน่วยงานวิจัยต่างๆ ยังคงมุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาไปที่การทำให้อุปกรณ์สามารถทำงานได้เป็นเวลานาน (โดยต้องแก้ปัญหาเรื่องการเกิดคราบตะกอน) รวมถึงการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงและสามารถกระจายตัวได้ดีด้วย >>>>กระบวนการผลิต การใช้งานเครื่องจักรแบบฟังก์ชันสเปรย์เบดสำหรับการแยกไฮโดรจีไนซ์น้ำมันดิบในปริมาณ 1.35 ล้านตันต่อปีเป็นครั้งแรกในโลก พบว่าอุณหภูมิภายในเครื่องปฏิกรณ์แบบสเปรย์เบดมีความสม่ำเสมอ โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิในแนวแกน <2°C และความแตกต่างของอุณหภูมิในแนวรัศมี <0.1°C นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในการแยกก๊าซออกจากของเหลวได้อย่างดี โดยไม่มีฟองอากาศเกิดขึ้นเลย อัตราการเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบอยู่ที่ 95%–96% โดยไม่มีการเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นมาเลย คุณภาพของผลิตภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดในการออกแบบ โดยอัตราการได้ผลิตภัณฑ์จากน้ำมันดีเซลมาตรฐานยูโร V นั้นสูงกว่า 40% หลังจากเริ่มการใช้งานไป 3 เดือน ก็เกิดปัญหาจากความขัดข้องของระบบไฟฟ้า ส่งผลให้เครื่องมือสำหรับแปลงไอน้ำทำงานผิดปกติ นอกจากนี้ยังมีปัจจัยภายนอกอื่นๆ อีกด้วย ดังนั้นจึงมีการตัดสินใจหยุดการใช้งานเครื่องมือดังกล่าวเพื่อทำการซ่อมแซม พร้อมทั้งปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ และขั้นตอนการใช้งานของเครื่องมือดังกล่าวด้วย ในเดือนมิถุนายน ปี 2014 หลังจากมีการปรับปรุงแล้ว เครื่องจักรก็เริ่มทำงานอีกครั้ง โดยมีรายงานว่าเครื่องจักรทำงานได้อย่างราบรื่น และยังมีการพัฒนาเทคโนโลยีต่อไปเรื่อยๆ บริษัท ENI ได้อนุญาตให้มีการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ โดยในเดือนกรกฎาคม ปี 2015 ได้มีการลงนามในข้อตกลงการโอนเทคโนโลยีฉบับแรกกับบริษัท Total นอกเหนือจากกระบวนการที่เป็นที่รู้จักกันดี เช่น EST, HDHPlus/SHP, UniflexSHC, VCC แล้ว สถาบันวิจัยอุตสาหกรรมน้ำมันของอิหร่าน (RIPI) ยังได้พัฒนากระบวนการไฮโดรจีไนซ์น้ำมันดิบชนิดหนัก (HRH) ขึ้นมาอีกด้วย โดยกระบวนการนี้ได้รับการจดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกา แคนาดา เกาหลีใต้ และญี่ปุ่น ปัจจุบันกำลังมีการออกแบบโรงงานที่มีกำลังการผลิต 180,000 บาร์เรลต่อวัน ลักษณะเด่นของกระบวนการ HRH มีดังนี้: ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบนาโนเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูง โดยไม่จำเป็นต้องกำจัดคาร์บอนออก ； อัตราการกำจัดกำมะถันอยู่ที่ 60% ถึง 80% ； กำจัดสิ่งปนเปื้อนที่เป็นโลหะออกจากวัตถุดิบ และนำโลหะเหล่านั้นมาใช้ใหม่ในรูปของออกไซด์โลหะ ผ่านกระบวนการแยกที่เป็นเอกลักษณ์ ； อัตราการได้มวลสารเพิ่มขึ้นถึง 110% เมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยานาโนขนาดใหญ่ ตัวเร่งปฏิกิริยานาโนขนาดเล็กจะมีความสามารถในการไหลเวียนที่ดีกว่า และมีความสามารถในการทำปฏิกิริยาที่สูงกว่าด้วย >>>>ตัวเร่งปฏิกิริยา ในปัจจุบัน บริษัท ENI กำลังพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาแบบนาโนรุ่นที่สอง โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกสารของตัวเร่งปฏิกิริยา รวมถึงศึกษาเทคโนโลยีในการนำตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ในน้ำมันที่ได้จากกระบวนการแปรรูปกลับมาใช้ใหม่ด้วย บริษัท ปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติของจีนกำลังทำการวิจัยเกี่ยวกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ละลายในน้ำมัน โดยสามารถพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาชนิด Co, Mo, Ni ที่ละลายในน้ำมันได้สำเร็จ ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเติมไฮโดรเจนที่ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดที่ละลายในน้ำเดิม นอกจากนี้ยังมีการคัดเลือกสารช่วยป้องกันการเกิดคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหมาะสมสำหรับวัตถุดิบแต่ละชนิด รวมถึงกำหนดความเข้มข้นของสารเหล่านั้นด้วย นอกจากนี้ยังมีการศึกษาเงื่อนไขในกระบวนการซัลเฟอร์ไดซ์ และสามารถกำหนดรูปแบบของตัวเร่งปฏิกิริยาและสารช่วยเหล่านี้ได้ในเบื้องต้น สถาบันวิจัยอุตสาหกรรมน้ำมันของอิหร่าน (RIPI) ได้พัฒนาวิธีการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาแบบนาโนสำหรับการใช้ในกระบวนการไฮโดรจีไนซิสบนแผ่นที่มีลักษณะเป็นฟอง โดยการเลือกสารที่มีคุณสมบัติเป็นสารทำความสะอาดพื้นผิวที่เหมาะสม รวมถึงการใช้สูตรผสมที่แตกต่างกัน เพื่อให้ได้สมดุลระหว่างคุณสมบัติที่ชอบน้ำและคุณสมบัติที่ชอบน้ำมันในระดับที่ดีที่สุด ซึ่งจะช่วยให้ขนาดของหยดของเหลวมีขนาดเล็กที่สุด งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า การใช้สารทำความสะอาดประเภทไนออนิก สามารถลดขนาดของตัวเร่งปฏิกิริยาในระดับนาโนให้เล็กลงได้ถึง 10 เท่า โดยทำให้ขนาดลดลงเหลือเพียง 1–2 นาโนเมตร ดังที่แสดงในรูปที่ 5 ซึ่งหมายความว่า เส้นผ่านศูนย์กลางของโลหะที่มีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยานั้น มีขนาดเพียง 1/100 ของขนาดของโมเลกุลของอะสฟัลต์เท่านั้น ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยานี้จึงมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่ดีกว่า ซึ่งช่วยให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์การแยกไฮโดรเจนแบบบ่อลอยได้อย่างมีนัยสำคัญ และยังเป็นโอกาสในการพัฒนากระบวนการแยกไฮโดรเจนแบบบ่อลอยรุ่นใหม่อีกด้วย สถาบันน้ำมันแห่งเม็กซิโกได้สร้างตัวเร่งปฏิกิริยาในสถานะของเหลวขึ้นมาในห้องปฏิบัติการ (เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโมเลกุลเดียวกัน ซึ่งทำจากกรดซัลฟิวริก แอมโมเนียมเมทัลลอไรด์ และนิกเกิลซัลเฟต โดยเหมาะสำหรับใช้ในกระบวนการไฮโดรจีไนซิสของน้ำมันดิบ) เพื่อนำมาใช้ในการไฮโดรจีไนซิสน้ำมันดิบ และนำมาเปรียบเทียบกับกระบวนการไฮโดรจีไนซิสด้วยวิธีการแตกตัวด้วยความร้อน รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่โมเลกุลเดียวกันที่ใช้กันอยู่ในอุตสาหกรรม นั่นคือ NiMo/Al2O3 การทดลองดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบอัดดันสูง ผลการทดลองแสดงไว้ในตารางที่ 9 ภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่เหมือนกัน (ความดัน 100 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร², อุณหภูมิ 420 องศาเซลเซียส, เวลาในการทำปฏิกิริยา 1 ชั่วโมง, อัตราส่วนของสารตั้งต้นต่อน้ำมัน 1:250) อัตราการเปลี่ยนแปลงของสารในกระบวนการแตกตัวด้วยความร้อนนั้นอยู่ที่ระดับต่ำที่สุด คือ 46.7% ส่วนกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรจีเนซิสโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่สม่ำเสมอนั้น มีอัตราการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ 53.8% ส่วนกระบวนการแตกตัวด้วยไฮโดรจีเนซิสโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบของเหลวนั้น มีอัตราการเปลี่ยนแปลงสูงที่สุด คือ 65.3% เหตุผลก็คือตัวเร่งปฏิกิริยาแบบของเหลวมีคุณสมบัติในการแยกตัวและการไหลที่ดีที่สุดนั่นเอง ； อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่สม่ำเสมอมีประสิทธิภาพมากกว่าในการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจน สาเหตุอาจเป็นเพราะมีความเข้มข้นของ Ni และ Mo สูงในตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่สม่ำเสมอนี้ นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยาในสถานะของเหลวนี้ยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก ซึ่งทำให้มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาในสถานะไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากอนุภาคนาโนโลหะมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยมวลสูง จึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาได้ ด้วยเหตุนี้ จึงมีการนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มหาวิทยาลัยโครยอของเกาหลีใต้ได้ทดลองใช้โครงสร้างนาโนแผ่น WS2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบกระจายตัวในการเผาไหม้น้ำมันดิบ โดยการทดลองดังกล่าวทำขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์แบบความดันสูง โดยมีอุณหภูมิการเผาไหม้อยู่ที่ 400°C และความดันของไฮโดรเจนอยู่ที่ 70 bar ผลการทดลองแสดงไว้ในตารางที่ 10 ได้มีการประเมินความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยา WS2 แบบชั้นเดียวและแบบหลายชั้น โดยอาศัยผลการทดลอง และนำมาเปรียบเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาแบบของแข็งทั่วไปอย่าง WS2 และ MoS2 ด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยา WS2 ชนิดชั้นเดียวมีขนาดอนุภาคที่เล็กที่สุด จึงมีพื้นที่ผิวต่อหน่วยมวลสูงที่สุด (97.6 ตารางเมตร/กรัม) ทำให้มีประสิทธิภาพในการเกิดปฏิกิริยาที่ดีที่สุด โดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของสาร C5 อยู่ที่ 75.3% ส่วนค่า API ของผลิตภัณฑ์ในรูปแบบของของเหลวอยู่ที่ 13.8 สรุป ในฐานะเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการแปรรูปน้ำมันดิบในปัจจุบัน เทคโนโลยีการแยกน้ำมันดิบด้วยกระบวนการไฮโดรจีเนชันในถังเดือด ยังคงมีบทบาทสำคัญในการใช้ประโยชน์จากน้ำมันดิบทั่วโลกต่อไป แม้ว่าเทคโนโลยีการฮาโดรไคเลชันในถังบ่มจะได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายแล้ว แต่เทคโนโลยีนี้ก็ยังมีข้อจำกัดที่ต้องได้รับการปรับปรุงอีกมาก ในอนาคต จุดเน้นของการวิจัยและพัฒนาจะอยู่ที่การเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้วัตถุดิบ การเพิ่มระดับการเปลี่ยนแปลงของวัตถุดิบ และการยืดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา รวมถึงการลดปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต้องใช้ด้วย นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีการพัฒนาและนำเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เทคโนโลยีเตาหม้อเดือด มาใช้ร่วมกัน รวมถึงวิธีการจัดการกับน้ำมันที่ยังไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงด้วย เทคโนโลยีการแตกตัวของไฮโดรเจนบนแผ่นรองนั้น ถือเป็นปัญหาที่ท้าทายระดับโลกในอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันในปัจจุบัน และยังเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการนำไปใช้งานได้อย่างดี อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพสูงและสามารถกระจายตัวได้ดี รวมถึงต้องแก้ไขปัญหาการเกิดคราบตะกอนในอุปกรณ์ด้วย นอกจากนี้ เนื่องจากวัตถุดิบที่ใช้ในการแปรรูปด้วยวิธีสเปรย์เบดมีคุณภาพต่ำกว่า โลหะส่วนใหญ่ที่อยู่ในวัตถุดิบ ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการทางเคมี รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาเกือบทั้งหมด มักจะรวมตัวกันอยู่ในน้ำมันที่อยู่ด้านล่างของถังแปรรูป ส่งผลให้น้ำมันดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการนำไปแปรรูปอีกครั้ง และยากที่จะนำมาใช้ประโยชน์ได้ ดังนั้น วิธีการจัดการและใช้ประโยชน์จากน้ำมันที่เหลือจากกระบวนการแปรรูปอย่างเหมาะสม จึงถือเป็นอีกหนึ่งปัญหาทางเทคนิคและแนวทางการวิจัยที่สำคัญ เพื่อให้เทคโนโลยีการแปรรูปน้ำมันด้วยวิธีฮาไลด์-ครักกิ้งในรูปแบบบอร์ดลอยสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษต่อสิ่ ที่มา: ผู้เขียนจากสถาบันวิจัยน้ำมันและปิโตรเคมีของจีน (เริน เหวินโป่ว, หลี่ เจินหยู, หลี่ เซว่เจิ้ง, จิน ยู่เหา), นิตยสาร “ปิโตรเคมียวเหยียน”, บรรณาธิการจากนิตยสาร “เคมิคัล 707”