بررسی اثرنانوذره‌های تیتانیوم اکسید بر عملکرد سورفکتانت‌های ساپونین و سدیم دودسیل سولفات در فرایند پاک سازی مخازن ذخیره نفت خام سنگین

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، اهر، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران

چکیده

در این پژوهش، اثر نانوذره­ های تیتانیوم اکسید برعملکرد سورفکتانت‌های ساپونین و سدیم دودسیل سولفات در تمیز کردن مخزن ذخیره نفت خام سنگین بررسی شد. همچنین پس از فرایند پاکسازی، از سدیم دودسیل سولفات، ساپونین و نانوذره ­های تیتانیوم اکسید برای بازیابی نفت از لجن ته مانده مخازن ذخیره نفت خام در مقیاس آزمایشگاهی استفاده شد. نتیجه­ ها نشان داد، مقدار دلخواه HLBبرای فرایند استخراج در حدود 1/24 برای مخلوط، 40% سدیم دودسیل سولفات و 60% ساپونین بود. همچنین نتیجه­ ها نشان داد که استفاده هم‌زمان از سورفکتانت‌ها و نانوذره ­ها منجر به یک اثر هم‌افزایی می‌شود که به طور چشمگیری بازده فرایند استخراج را افزایش می دهد. بیش‌ترین مقدار باقی‌مانده نفت در لجن در شرایط دلخواه حدود 6/3٪ (مقدار1/24 HLB= برای مخلوط سورفکتانت‌ها و g/l 3 نانوذره ­های تیتانیوم اکسید) به ­دست آمد که این مقدار برای هر یک از سورفکتانت‌ها بدون حضور نانوذره­ های تیتانیوم اکسید، 5/92 و 7/93% برای ساپونین و سدیم دودسیل سولفات بود. نتیجه­ های مطالعه حاضر نشان داد که این روش پتانسیل کاربردهای صنعتی را دارد و می‌تواند در بازیافت نفت از لجن ته مانده نفتی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


[1] Kim J.G., Kim J.H., Song B.J., Lee C.W., Lee Y.S., Im J.S., Empirical Approach to Determine Molecular Weight Distribution using MALDI-TOF Analysis of Petroleum-Based Heavy Oil, Fuel186: 20-23 (2016).
[2] Wylde, J.J., Successful Field Application of Novel, Nonsilicone Antifoam Chemistries for High-Foaming Heavy-Oil Storage Tanks in Northern Alberta, SPE Production & Operations25(1): 25-30 (2010).
[3] Hassanzadeh M., Tayebi L., Dezfouli H., Investigation of Factors Affecting on Viscosity Reduction of Sludge from Iranian Crude Oil Storage Tanks, Petroleum Science15(3): 634-643 (2018).
[4] Dakhel A.A., Rahimi M., CFD Simulation of Homogenization in Large-Scale Crude Oil Storage Tanks, Journal of petroleum science and Engineering43(3-4): 151-161 (2004).
[5] Narayani B., Ravichandran S., Rajagopal P.,  Design and Simulation of a Tank Floor Cleaning Mechanism for Mobile Robots used in Storage Tanks, In Proceedings of the Advances in Robotics, 46(1): 1-6 (2019).
[6] Wylde J.J., Slayer J.J., Development, Testing, and Field Application of a Heavy-Oil Pipeline-Cleaning Chemical: A Cradle-to-Grave Case History, SPE Projects, Facilities & Construction, 5(1): 22-30 (2010).
[7] Sanpeng D., Xiaoli X., Chongning L., Xinghui Z., Research on the Oil Tank Sludge Cleaning Robot System, In 2010 International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering 5938-5942 (2010).
[8] Topalis P., Korneliussen G., Hermanrud J., Steo Y., Risk based Inspection Methodology and Software Applied to Atmospheric Storage Tanks, Journal of Physics: Conference Series364(1): 21-25 (2012).
[9] Jin Y., Zheng X., Chu X., Chi Y., Yan J., Cen K., Oil recovery from Oil Sludge through Combined Ultrasound and Thermochemical Cleaning Treatment. Industrial & engineering chemistry research51(27): 9213-9217 (2012).
[10] Ehtesabi H., Ahadian M.M., Taghikhani V., Enhanced heavy Oil recovery Using TiO2 Nanoparticles: Investigation of Deposition during Transport in Core Plug, Energy & Fuels, 29(1): 1-8 (2015).
[11] Cheraghian G., Hendraningrat L., A Review on Applications of Nanotechnology in the Enhanced Oil Recovery part A: Effects of Nanoparticles on Interfacial Tension, International Nano Letters, 6(2): 129-138 (2016).
[12] Kozlov M.Y., Melik-Nubarov N.S., Batrakova E.V., Kabanov A.V., Relationship between Pluronic Block Copolymer Structure, Critical Micellization Concentration and Partitioning Coefficients of Low Molecular Mass Solutes, Macromolecules, 33(9): 3305-3313 (2000).
[13] Hajimohammadi R., Hosseini M., Amani H., Najafpour G.D., Production of Saponin Biosurfactant from Glycyrrhiza Glabra as an Agent for Upgrading Heavy Crude Oil, Journal of Surfactants and Detergents, 19(6): 1251-1261 (2016).
[14] Ehtesabi H., Ahadian M.M., Taghikhani V., Ghazanfari M.H., Enhanced Heavy Oil Recovery in Sandstone Cores using TiO2 Nanofluids, Energy & Fuels, 28(1): 423-430 (2014).
[15] Eltoum H., Yang Y.L., Hou J.R., The Effect of Nanoparticles on Reservoir Wettability Alteration: a Critical Review, Petroleum Science, 18(1): 136-153 (2021).
 [16] Banat I.M., Samarah N., Murad M., Horne R., Banerjee S., Biosurfactant Production and use in Oil Tank Clean-up, World Journal of Microbiology and Biotechnology, 7(1): 80-88 (1991).
[17] Hajimohammadi R., Johari-Ahar S., Synergistic Effect of Saponin and Rhamnolipid Biosurfactants Systems on Foam Behavior, Tenside Surfactants Detergents, 55(2): 121-126 (2018).
[18] Wanic M., Cabaleiro D., Hamze S., Fal J., Estellé P., Żyła G., Surface Tension of Ethylene Glycol-Based Nanofluids Containing Various Types of Nitrides, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 139(2): 799-806 (2020)
[19] Zhu Q., Pan Y., Jia X., Li J., Zhang M., Yin L., Review on the Stability Mechanism and Application of Water‐in‐Oil Emulsions Encapsulating Various Additives, Comprehensive reviews in food science and food safety18(6): 1660-1675 (2019).
[20] Hajimohammadi R., Johari-Ahar M., Ahmadpour S., Designing of Dual Biosensor System for Detection of Zinc and Chromium from Contaminated Soil using Saponin Biosurfactant and Bioluminescence Bacteria, International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2(1): 1-11 (2020).
[21] Mori Y., Okastu Y., Tsujimoto Y., Titanium Dioxide nanoparticles Produced in Water-in-oil Emulsion, Journal of Nanoparticle Research, 3(2): 219-225 (2001).
 [22] Amani H., Synergistic Effect of Biosurfactant and Nanoparticle Mixture on Microbial Enhanced Oil Recovery, Journal of Surfactants and Detergents, 20(3): 589-597 (2020).
[23] Maurya N.K., Mandal A., Investigation of Synergistic Effect of Nanoparticle and Surfactant in Macro Emulsion Based EOR Application in Oil Reservoirs, Chemical Engineering Research and Design132: 370-384 (2018).