Kuidas valida pindaktiivseid aineid raskete õlide ja vahaja toornafta tootmiseks?

1. Raskeõli ekstraheerimiseks mõeldud pindaktiivsed ained

Raskeõli kõrge viskoossuse ja halva voolavuse tõttu on selle kasutamine silmitsi arvukate raskustega. Sellise raskeõli eraldamiseks süstitakse mõnikord puurauku pindaktiivsete ainete vesilahuseid. See protsess muudab kõrge viskoossusega raskeõli madala viskoossusega õli-vees (O/W) emulsioonideks, mida saab seejärel pinnale pumbata. Selles raskeõli emulgeerimise ja viskoossuse vähendamise meetodis kasutatavate pindaktiivsete ainete hulka kuuluvad naatriumalküülsulfonaat, polüoksüetüleenalküülalkoholeeter, polüoksüetüleenalküülfenooleeter, polüoksüetüleenpolüoksüpropüleenpolüeenpolüamiin ja naatriumpolüoksüetüleenalküülalkoholeetersulfaat.

Saadud õli-vees emulsioonid tuleb veekomponendi eraldamiseks dehüdreerida, mis nõuab ka teatud tööstuslike pindaktiivsete ainete kasutamist deemulgaatoritena. Need deemulgaatorid on vesi-õlis (W/O) emulgaatorid, mille tavaliselt kasutatavate tüüpide hulka kuuluvad katioonsed pindaktiivsed ained, nafteenhapped, asfalteenhapped ja nende polüvalentsed metallisoolad.

Spetsiifiliste raskete õlide puhul, mida tavalised pumpamisseadmed ei suuda töödelda, on termiliseks taaskasutuseks vaja auru sissepritsimist. Termilise taaskasutuse efektiivsuse suurendamiseks on vaja pindaktiivseid aineid. Vahu sissepritsimine – st kõrge temperatuurikindlate vahustusainete sissepritsimine koos mittekondenseeruvate gaasidega – auru sissepritsekaevudesse on üks levinumaid tehnikaid. Sageli kasutatavate vahustusainete hulka kuuluvad alküülbenseensulfonaat, α-olefiinsulfonaat, naftasulfonaat, sulfoneeritud polüoksüetüleenalküülalkoholeeter ja sulfoneeritud polüoksüetüleenalküülfenooleeter.

Arvestades nende kõrget pindaktiivsust ja stabiilsust hapete, leeliste, hapniku, kuumuse ja õli suhtes, peetakse fluoritud pindaktiivseid aineid ideaalseteks kõrgel temperatuuril töötavateks vahustusaineteks. Lisaks kasutatakse dispergeeritud õli läbipääsu hõlbustamiseks läbi formatsioonipooride kurgu või õli väljatõrjumise soodustamiseks formatsioonipindadelt pindaktiivseid aineid, mida tuntakse kile difundeerivate ainetena, kusjuures tavaliselt kasutatakse polüoksüalküülitud fenoolvaigu polümeerpindaktiivseid aineid.

2. Vahase toornafta eraldamise pindaktiivsed ained

Vahase toornafta eraldamiseks tuleb regulaarselt läbi viia vaha tekkimise ennetamise ja eemaldamise toiminguid, kus pindaktiivsed ained toimivad nii vaha tekkimise inhibiitorite kui ka eemaldajatena.

Vaha teket ennetavad pindaktiivsed ained jagunevad kahte kategooriasse: õlis lahustuvad pindaktiivsed ained ja vees lahustuvad pindaktiivsed ained. Esimesed avaldavad oma vaha teket pärssivat toimet vahakristallide pinnaomaduste muutmise kaudu, kusjuures kõige sagedamini kasutatavad tüübid on naftasulfonaadid ja amiintüüpi pindaktiivsed ained. Vees lahustuvad pindaktiivsed ained toimivad, muutes vaha ladestavate pindade (näiteks õlitorude, imemisvarraste ja nendega seotud seadmete pindade) omadusi. Saadaval olevate valikute hulka kuuluvad naatriumalküülsulfonaadid, kvaternaarsed ammooniumsoolad, alkaanpolüoksüetüleeneetrid, aromaatsed süsivesinikpolüoksüetüleeneetrid ja nende naatriumsulfonaatderivaadid.

Vaha eemaldamiseks mõeldud pindaktiivsed ained jagunevad samuti kahte tüüpi vastavalt nende kasutusotstarbele. Õlis lahustuvad pindaktiivsed ained lisatakse õlipõhistesse vaha eemaldajatesse, samas kui vees lahustuvaid pindaktiivseid aineid – sealhulgas sulfonaat-tüüpi, kvaternaarse ammooniumsoola-tüüpi, polüeetri-tüüpi, Tweeni-tüüpi ja OP-tüüpi pindaktiivseid aineid, samuti sulfaatesterdatud või sulfoneeritud Peregali-tüüpi ja OP-tüüpi pindaktiivseid aineid – kasutatakse veepõhistes vaha eemaldajates.

Viimastel aastatel on nii kodumaised kui ka rahvusvahelised tööstusharud orgaaniliselt integreerinud vaha eemaldamise vaha vältimise tehnoloogiatega ning kombineerinud õlipõhiseid ja veepõhiseid vaha eemaldajaid, et töötada välja hübriidsed vaha eemaldajad. Sellised tooted kasutavad õlifaasina aromaatseid süsivesinikke ja segatud aromaatseid süsivesinikke ning veefaasina vaha eemaldavate omadustega emulgaatoreid. Kui valitud emulgaator on sobiva hägususpunktiga mitteioonne pindaktiivne aine, võib temperatuur naftapuuraugu vaha sadestamise sektsiooni all ulatuda selle hägususpunktini või seda ületada. Selle tulemusel deemulgeerub hübriidne vaha eemaldaja enne vaha sadestamise sektsiooni sisenemist, jagunedes kaheks komponendiks, mis toimivad vaha sünergiliselt eemaldades.