Kuinka valita pinta-aktiivisia aineita raskasöljyn ja vahamaisen raakaöljyn hyödyntämiseen

1. Pinta-aktiiviset aineet raskasöljyn uuttamiseen

Raskasöljyn korkean viskositeetin ja heikon juoksevuuden vuoksi sen hyödyntämisessä on lukuisia vaikeuksia. Tällaisen raskaan öljyn talteen ottamiseksi porausreikään ruiskutetaan joskus pinta-aktiivisten aineiden vesiliuoksia. Tämä prosessi muuntaa korkean viskositeetin omaavan raskaan öljyn matalan viskositeetin omaaviksi öljy-vedessä (O/W) -emulsioksi, jotka voidaan sitten pumpata pintaan. Tässä raskasöljyn emulgointi- ja viskositeetin alentamismenetelmässä käytettyjä pinta-aktiivisia aineita ovat natriumalkyylisulfonaatti, polyoksietyleenialkyylialkoholieteeri, polyoksietyleenialkyylifenolieetteri, polyoksietyleenipolyoksipropyleenipolyeeniamiini ja natriumpolyoksietyleenialkyylialkoholieteerisulfaatti.

Tuotetut öljy-vesi-emulsiot on dehydratoitava vesikomponentin erottamiseksi, mikä vaatii myös tiettyjen teollisten pinta-aktiivisten aineiden käyttöä emulsioiden purkajina. Nämä emulsioiden purkajat ovat vesi-öljy (W/O) -emulgointiaineita, ja yleisesti käytettyjä tyyppejä ovat kationiset pinta-aktiiviset aineet, nafteenihapot, asfalteenihapot ja niiden moniarvoiset metallisuolat.

Erikoistyyppisille raskasöljyille, joita perinteiset pumppausyksiköt eivät pysty hyödyntämään, tarvitaan höyryn ruiskutusta lämpötalteenottoa varten. Lämpötalteenoton tehokkuuden parantamiseksi tarvitaan pinta-aktiivisia aineita. Vaahdon ruiskuttaminen – eli korkeita lämpötiloja kestävien vaahdotusaineiden ruiskuttaminen yhdessä tiivistymättömien kaasujen kanssa – höyryn ruiskutuskaivoihin on yksi yleisimmin käytetyistä tekniikoista. Usein käytettyjä vaahdotusaineita ovat alkyylibentseenisulfonaatti, α-olefiinisulfonaatti, maaöljysulfonaatti, sulfonoitu polyoksietyleenialkyylialkoholieetteri ja sulfonoitu polyoksietyleenialkyylifenolieetteri.

Fluorattuja pinta-aktiivisia aineita pidetään ihanteellisina korkean lämpötilan vaahdotusaineina niiden korkean pinta-aktiivisuuden ja happojen, emästen, hapen, lämmön ja öljyn kestävyyden vuoksi. Lisäksi dispergoituneen öljyn kulun helpottamiseksi muodostuman huokosten kurkun läpi tai öljyn syrjäyttämisen edistämiseksi muodostuman pinnoilta käytetään pinta-aktiivisia aineita, jotka tunnetaan kalvodiffuusioaineina, joista yleisimmin käytetty tyyppi on polyoksialkyloidut fenolihartsipolymeeripinta-aktiiviset aineet.

2. Pinta-aktiiviset aineet vahamaisen raakaöljyn talteenottoon

Vahamaisen raakaöljyn talteenotossa on suoritettava säännöllisesti vahan muodostumisen esto- ja poistotoimenpiteitä, joissa pinta-aktiiviset aineet toimivat sekä vahan muodostumisen estoaineina että -poistoaineina.

Vahan muodostumista estävät pinta-aktiiviset aineet voidaan jakaa kahteen luokkaan: öljyliukoisiin pinta-aktiivisiin aineisiin ja vesiliukoisiin pinta-aktiivisiin aineisiin. Ensimmäiset vaikuttavat vahan muodostumista estävästi muokkaamalla vahakiteiden pinta-ominaisuuksia, ja yleisimmin käytettyjä tyyppejä ovat maaöljysulfonaatit ja amiinityyppiset pinta-aktiiviset aineet. Vesiliukoiset pinta-aktiiviset aineet toimivat muuttamalla vahaa kerrostavien pintojen (kuten öljyputkien, imutankojen ja niihin liittyvien laitteiden pintojen) ominaisuuksia. Saatavilla olevia vaihtoehtoja ovat natriumalkyylisulfonaatit, kvaternääriset ammoniumsuolat, alkaanipolyoksietyleenieetterit, aromaattiset hiilivetypolyoksietyleenieetterit sekä niiden natriumsulfonaattijohdannaiset.

Vahanpoistoon käytettävät pinta-aktiiviset aineet jaetaan myös kahteen tyyppiin käyttötarkoituksen perusteella. Öljyliukoisia pinta-aktiivisia aineita sisällytetään öljypohjaisiin vahanpoistoaineisiin, kun taas vesiliukoisia pinta-aktiivisia aineita – mukaan lukien sulfonaatti-, kvaternäärinen ammoniumsuola-, polyeetteri-, Tween- ja OP-tyyppiset pinta-aktiiviset aineet sekä sulfaattiesteröidyt tai sulfonoidut Peregal- ja OP-tyyppiset pinta-aktiiviset aineet – käytetään vesipohjaisissa vahanpoistoaineissa.

Viime vuosina sekä kotimaiset että kansainväliset teollisuudenalat ovat orgaanisesti integroineet vahanpoiston vahanmuodostuksen ehkäisyteknologioihin ja yhdistäneet öljypohjaisia ​​ja vesipohjaisia ​​vahanpoistoaineita kehittääkseen hybridivahanpoistoaineita. Tällaisissa tuotteissa käytetään öljyfaasina aromaattisia hiilivetyjä ja aromaattisten hiilivetyjen sekoitusta sekä vesifaasina vahanpoistoominaisuuksilla varustettuja emulgointiaineita. Kun valittu emulgointiaine on ioniton pinta-aktiivinen aine, jolla on sopiva samepiste, öljylähteen vahanmuodostusosan alapuolella oleva lämpötila voi saavuttaa tai ylittää sen samepisteen. Tämän seurauksena hybridivahanpoistoaine deemulsioi ennen vahanmuodostusosaan siirtymistä ja erottuu kahdeksi komponentiksi, jotka toimivat synergistisesti vahan poistamiseksi.