بررسی سورفکتانت‌های طبیعی کاتیونی و آنیونی در برهم‌کنش با یون‌های دوظرفیتی و اثر آن‌ها بر محیط زیست

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

گروه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده
موضوع تحقیق: در دهه‌های اخیر، تزریق آب و گاز در بهبود بازیافت نفت مورد توجه زیادی بوده است، اما برخی از مهندسان معتقدند که روش‌های جایگزین بهتری می‌توانند نقش محوری در این زمینه ایفا کنند. استفاده از موادی مانند سورفکتانت‌ها به‌عنوان روشی نوآورانه در نظر گرفته می‌شود که تأثیر قابل‌توجهی بر بخش نفتی گذاشته است؛ با این حال، تولید در مقیاس بزرگ چنین موادی از نظر مالی بسیار گران است. علاوه بر این ساخت این مواد منجر به تولید پسماند‌های سمی و خطرناکی می‌شود که می‌توانند تهدید‌های مختلفی را برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد کنند و در نهایت منجر به آلودگی گسترده و غیرقابلجبران می­شوند. استفاده از سورفکتانت‌های طبیعی به‌عنوان راه‌حلی مناسب با کارایی نسبتاً بالایی ظاهر می­شوند. این سورفکتانت‌های طبیعی از برگ گیاهان بومی استخراج می­شوند که می‌توانند به‌عنوان روشی مقرون‌به‌صرفه استفاده شوند. همچنین، این مواد زیست‌تخریب‌پذیر هستند و تهدیدی برای سلامت انسان و محیط زیست ایجاد نمی­کنند.

روش تحقیق: ترکیب این سورفکتانت‌های طبیعی در آزمایش‌های مرتبط با نفت، نتایج رضایت‌بخشی را به همراه داشته است که اثربخشی آن‌ها را در کاهش کشش سطحی بین آب نفت و اصلاح گرانروی نفت خام نشان می‌دهد. در این پژوهش برهم­کنش میان سورفکتانت‌ها با پایین‌ترین غلظت یون‌های دوظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت. یکی از فرایند‌های آزمایش، تزریق این محلول‌ها در یک میکرومدل بود که در ادامه مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج اصلی: ترکیب این نوع سورفکتانت‌ها در کنار یون‌های دوظرفیتی با نفت خام، کشش بین‌سطحی را  به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد. نکته قابل توجه این است که ترکیب عصاره برگ توت با یون کلسیم کشش بین‌سطحی نفت خام را به عدد 6/15 میلی‌نیوتن بر متر کاهش داد، در‌حالیکه برگ نارنج با یون سولفات آن را به عدد 6/13 میلی‌نیوتن بر متر رساند. همچنین در بسیاری از موارد آزمون‌های گرانروی، کاهش گرانروی نفت خام مشاهده شد. ترکیب یون کلسیم با عصاره برگ توت منجر به بازیابی حدود %41 نفت شد، در‌حالی‌که یون سولفات با برگ نارنج منجر به %50 بازیابی نهایی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Study of natural cationic and anionic surfactants in interaction with divalent ions and their effects on the environment

نویسندگان English

mohammad Reza Saniee
Amir Hossein Saeedi Dehaghani
Department of Petroleum Engineering, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

Research subject: In recent decades, water and gas injection have gained significant attention for enhancing oil recovery. However, some engineers believe that alternative methods can play a more pivotal role in this field. The use of surfactants is considered an innovative technique that has had a notable impact on the oil industry. Nevertheless, the large-scale production of such materials is financially costly. Additionally, their synthesis results in the generation of toxic and hazardous waste, posing various threats to human health and the environment, ultimately leading to widespread and irreparable pollution. The use of natural surfactants has emerged as a viable solution with relatively high efficiency. These natural surfactants are extracted from the leaves of native plants, offering a cost-effective approach. Moreover, they are biodegradable and pose no risks to human health or the environment.
Research approach: The combination of these natural surfactants in oil-related experiments has yielded satisfactory results, demonstrating their effectiveness in reducing interfacial tension between water and oil, as well as modifying the viscosity of crude oil. This study specifically examined the interaction between surfactants and divalent ions at their lowest concentrations. One of the testing processes involved injecting these solutions into a micromodel, which was subsequently analyzed.
Main results: The combination of these surfactants with divalent ions and crude oil significantly reduced interfacial tension. Notably, the combination of Morus leaf extract with calcium ions reduced the interfacial tension of crude oil to 15.6 mN/m, while Citrus extract with sulfate ions reduced it to 13.6 mN/m. Additionally, in many viscosity tests, a reduction in crude oil viscosity was observed. The combination of calcium ions with Morus extract resulted in approximately 41% oil recovery, whereas sulfate ions with Citrus extract led to a 50% final recovery rate.

کلیدواژه‌ها English

Natural Surfactants
leaf of Moros
leaf of Citrus
Interfacial Tension
Biodegradable

  • تاریخ دریافت 12 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 04 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 05 اردیبهشت 1404
  • تاریخ اولین انتشار 01 بهمن 1404
  • تاریخ انتشار 01 بهمن 1404