Millised on pindaktiivsete ainete rakendused naftatööstuses?

Naftaväljade kemikaalide klassifitseerimismeetodi kohaselt saab naftaväljadel kasutatavaid pindaktiivseid aineid liigitada vastavalt rakendusele puurimisel kasutatavateks pindaktiivseteks aineteks, tootmispindaktiivseteks aineteks, täiustatud nafta taaskasutamise pindaktiivseteks aineteks, nafta ja gaasi kogumise/transpordi pindaktiivseteks aineteks ning veetöötluse pindaktiivseteks aineteks.

 

Pindaktiivsete ainete puurimine​

 

Naftaväljade pindaktiivsete ainete seas moodustavad puurimisel kasutatavad pindaktiivsed ained (sh puurimisvedelike lisandid ja tsementeerivad lisandid) suurima tarbimismahu – umbes 60% naftaväljade pindaktiivsete ainete kogutarbimisest. Tootmispindaktiivsed ained, kuigi kogused on suhteliselt väiksemad, on tehnoloogiliselt arenenumad, moodustades umbes kolmandiku koguhulgast. Need kaks kategooriat on naftaväljade pindaktiivsete ainete rakendustes olulise tähtsusega.

Hiinas keskenduvad uuringud kahele peamisele valdkonnale: traditsiooniliste toorainete kasutamise maksimeerimine ja uudsete sünteetiliste polümeeride (sealhulgas monomeeride) väljatöötamine. Rahvusvaheliselt on puurimisvedelike lisandite uuringud spetsialiseeritumad, rõhuasetusega sulfoonhapperühma sisaldavatel sünteetilistel polümeeridel kui erinevate toodete alusel – trend, mis tõenäoliselt kujundab edasist arengut. Läbimurdeid on tehtud viskoossuse vähendajate, vedelikukao kontrollimise ainete ja määrdeainete valdkonnas. Märkimisväärne on see, et viimastel aastatel on kodumaistel naftaväljadel laialdaselt kasutusele võetud hägustumispunkti efektiga polümeersed alkoholipõhised pindaktiivsed ained, moodustades rea polümeerseid alkoholipõhiseid puurimisvedelike süsteeme. Lisaks on metüülglükosiidil ja glütseriinil põhinevad puurimisvedelikud näidanud paljulubavaid tulemusi välitöödel, mis on veelgi edendanud puurimispindaktiivsete ainete arengut. Praegu hõlmavad Hiina puurimisvedelike lisandid 18 kategooriat enam kui tuhande sordiga, mille aastane tarbimine läheneb 300 000 tonnile.

 

Tootmispindaktiivsed ained​

 

Võrreldes puurimisel kasutatavate pindaktiivsete ainetega on tootmispindaktiivseid aineid vähem valiku ja koguse poolest, eriti neid, mida kasutatakse hapestamisel ja purustamisel. Purustavate pindaktiivsete ainete puhul keskendutakse tarretavate ainete uurimisel peamiselt modifitseeritud looduslikele taimsetele kummidele ja tselluloosile, koos sünteetiliste polümeeridega nagu polüakrüülamiid. Viimastel aastatel on rahvusvaheline edu hapestavate vedelate pindaktiivsete ainete osas olnud aeglane, kusjuures teadus- ja arendustegevuse rõhk on nihkunud...korrosiooni inhibiitoridhapestamiseks. Neid inhibiitoreid töötatakse tavaliselt välja olemasolevate toorainete modifitseerimise või segamise teel, mille ühine eesmärk on tagada madal või mittetoksilisus ning õlis/vees lahustuvus või vees dispergeeruvus. Levinud on amiinipõhised, kvaternaarse ammoonium- ja alküünalkoholi segatud inhibiitorid, samas kui aldehüüdipõhiste inhibiitorite populaarsus on toksilisuse probleemide tõttu vähenenud. Teiste uuenduste hulka kuuluvad dodetsüülbenseensulfoonhappe kompleksid madala molekulmassiga amiinidega (nt etüülamiin, propüülamiin, C8–18 primaarsed amiinid, oleiindietanoolamiid) ja happe-õlis emulgaatorid. Hiinas on pindaktiivsete ainete uuringud purustamis- ja hapestavate vedelike jaoks maha jäänud ning korrosiooni inhibiitoritest kaugemale on edenenud vähe. Saadaval olevate toodete hulgas domineerivad amiinipõhised ühendid (primaarsed, sekundaarsed, tertsiaarsed või kvaternaarsed amiidid ja nende segud), millele järgnevad imidasoliini derivaadid kui teine ​​​​peamine orgaaniliste korrosiooni inhibiitorite klass.

 

Nafta ja gaasi kogumise/transpordi pindaktiivsed ained​

 

Nafta ja gaasi kogumise/transpordi pindaktiivsete ainete uurimine ja arendamine algas Hiinas 1960. aastatel. Tänapäeval on 14 kategooriat sadade toodetega. Toornafta deemulgaatorid on enim tarbitavad, mille aastane nõudlus on umbes 20 000 tonni. Hiina on välja töötanud erinevate naftaväljade jaoks kohandatud deemulgaatorid, millest paljud vastavad 1990. aastate rahvusvahelistele standarditele. Valgumistemperatuuri langetajate, voolavuse parandajate, viskoossuse vähendajate ja vaha eemaldajate/vältijate hulk on aga piiratud, enamasti segatud toodetena. Nende pindaktiivsete ainete erinevad toornafta omaduste nõuded tekitavad väljakutseid ja suuremaid nõudmisi uute toodete arendamiseks.

 

Naftaväljade veepuhastuspindaktiivsed ained​

 

Veepuhastuskemikaalid on naftaväljade arendamisel kriitilise tähtsusega kategooria, mille aastane tarbimine ületab 60 000 tonni – millest umbes 40% on pindaktiivsed ained. Vaatamata suurele nõudlusele on Hiinas veepuhastuspindaktiivsete ainete uuringud ebapiisavad ja tootevalik on endiselt mittetäielik. Enamik tooteid on kohandatud tööstuslikust veepuhastusest, kuid naftaväljade vee keerukuse tõttu on nende rakendatavus sageli halb ja mõnikord ei anna need oodatavaid tulemusi. Rahvusvaheliselt on flokulantide väljatöötamine veepuhastuspindaktiivsete ainete uuringutes kõige aktiivsem valdkond, mille tulemuseks on arvukalt tooteid, kuigi vähesed on spetsiaalselt loodud naftaväljade reovee puhastamiseks.