مواد تعلیق شکن نفتی یا دمولسیفایر
مواد تعلیق‌شکن نفتی یا دمولسیفایرها (Demulsifiers) مواد شیمیایی هستند که برای جداسازی امولسیون‌های آب و نفت استفاده می‌شوند. امولسیون‌های آب و نفت مخلوط‌هایی هستند که در آن‌ها قطرات آب در نفت یا قطرات نفت در آب به صورت پایدار پراکنده شده‌اند. این امولسیون‌ها می‌توانند در فرآیندهای استخراج، انتقال و پالایش نفت ایجاد مشکلاتی مانند کاهش کیفیت نفت، افزایش هزینه‌های انتقال و خوردگی تجهیزات شوند. دمولسیفایرها با شکستن این امولسیون‌ها، جداسازی آب و نفت را تسهیل می‌کنند.
مکانیسم عمل دمولسیفایرها
دمولسیفایرها با تأثیر بر روی لایه‌های سطحی که قطرات آب یا نفت را پایدار می‌کنند، عمل می‌کنند. این مواد معمولاً دارای خاصیت سطح‌فعالی (Surfactant) هستند و با جذب شدن در سطح مشترک آب و نفت، ساختار امولسیون را تضعیف کرده و باعث جداسازی فازها می‌شوند. مکانیسم‌های اصلی عبارتند از:
- جایگزینی مولکول‌های پایدارکننده امولسیون: دمولسیفایرها جایگزین مولکول‌های طبیعی (مانند آسفالتن‌ها و رزین‌ها) می‌شوند که باعث پایداری امولسیون می‌شوند.
- کاهش کشش سطحی: دمولسیفایرها کشش سطحی بین آب و نفت را کاهش می‌دهند و باعث می‌شوند قطرات آب یا نفت به راحتی به هم بپیوندند.
- تخریب ساختار امولسیون: دمولسیفایرها ساختار امولسیون را از بین می‌برند و اجازه می‌دهند فازهای آب و نفت از هم جدا شوند.
انواع دمولسیفایرها
دمولسیفایرها بر اساس ساختار شیمیایی و کاربرد به چند دسته تقسیم می‌شوند:
- دمولسیفایرهای مبتنی بر اتیلن اکساید (EO) و پروپیلن اکساید (PO):
- این مواد پلی‌مری هستند و به دلیل ساختار قابل تنظیم، کاربرد گسترده‌ای در صنعت نفت دارند.در واقع این ترکیبات پلی اتر هستند.
- مثال: کوپلیمرهای EO/PO.
- دمولسیفایرهای مبتنی بر اسیدهای چرب:
- این مواد از اسیدهای چرب طبیعی مشتق می‌شوند و برای امولسیون‌های سبک مناسب هستند.
- دمولسیفایرهای مبتنی بر آمین‌ها:
- این مواد شامل آمین‌های اصلاح‌شده هستند و برای امولسیون‌های پیچیده استفاده می‌شوند.مانند پلی آمین ها برای جداسازی امولسیون‌های پیچیده‌تر که حاوی مقادیر زیادی آسفالتین هستند، کاربرد دارند.
- دمولسیفایرهای مبتنی بر رزین‌ها:
- این مواد از رزین‌های طبیعی یا سنتزی ساخته می‌شوند و برای امولسیون‌های سنگین مناسب هستند. مانند رزین های نونیل فنل فرمالدئید آلکوکسیله
- دمولسیفایر های ترکیبات سیلیکونی:** موادی با کارایی بالا که در شرایط خاص کاربرد دارند.
- دمولسیفایرهای اپوکسی: این مواد عمدتاً در شرایط دمایی بالا و برای امولسیون‌های بسیار پایدار استفاده می‌شوند
- دمولسیفایرهای مبتنی بر نمک‌های آلی:
- این مواد شامل نمک‌های آلی مانند سولفونات‌ها هستند و برای امولسیون‌های پایدار استفاده می‌شوند.
کاربردهای دمولسیفایرها
- صنعت نفت و گاز:
- جداسازی آب از نفت خام در چاه‌های نفت.
- کاهش آب همراه نفت در فرآیندهای انتقال و پالایش.
- بهبود کیفیت نفت خام.
- صنایع پتروشیمی:
- جداسازی فازهای آب و نفت در فرآیندهای شیمیایی.
- صنایع غذایی:
- جداسازی امولسیون‌های آب و روغن در فرآیندهای تولید مواد غذایی.
- صنایع تصفیه آب:
- حذف نفت و چربی از آب‌های آلوده.
عوامل مؤثر در انتخاب دمولسیفایر
- نوع امولسیون: امولسیون‌های آب در نفت (W/O) یا نفت در آب (O/W).
- ویژگی‌های نفت خام: چگالی، ویسکوزیته و ترکیبات آسفالتنی.
- شرایط عملیاتی: دما، فشار و pH محیط.
- میزان آب همراه نفت: درصد آب در امولسیون.
چالش‌های استفاده از دمولسیفایرها
- سمیت: برخی دمولسیفایرها ممکن است برای محیط زیست مضر باشند.
- هزینه: برخی دمولسیفایرها گران‌قیمت هستند.
- کارایی محدود: برخی دمولسیفایرها فقط برای انواع خاصی از امولسیون‌ها مؤثر هستند.
نمونه‌های تجاری دمولسیفایرها
- Tretolite: یک برند معروف از دمولسیفایرها که توسط شرکت Baker Hughes تولید می‌شود.
- BREAXIT: یک دمولسیفایر مؤثر برای امولسیون‌های سنگین.
- EC9330A: یک دمولسیفایر مبتنی بر EO/PO که برای نفت‌های خام با ویسکوزیته بالا استفاده می‌شود.
- و....
در کل، دمولسیفایرها نقش حیاتی در صنعت نفت و گاز ایفا می‌کنند و انتخاب مناسب آن‌ها می‌تواند به بهبود فرآیندهای استخراج، انتقال و پالایش نفت کمک کند.
برای مطالعه بیشتر میتوانید از منابع زیر استفاده کنید
Investigating the effect of solvent in separating water from light and heavy crude oil,7th Iranian Applied Chemistry Conference,Semnan,University of Semnan,17-18 September 2024.
