Aké sú aplikácie povrchovo aktívnych látok v ropnom sektore?

Podľa klasifikačnej metódy chemikálií pre ropné polia možno povrchovo aktívne látky na použitie v ropných poliach rozdeliť podľa použitia na povrchovo aktívne látky pre vrtné práce, povrchovo aktívne látky pre ťažbu ropy, povrchovo aktívne látky pre zber/prepravu ropy a plynu a povrchovo aktívne látky pre úpravu vody.

 

Vŕtacie povrchovo aktívne látky​

 

Spomedzi povrchovo aktívnych látok používaných v ropných poliach tvoria povrchovo aktívne látky vŕtané do vrtných výplachov a cementačných prísad najväčší objem spotreby – približne 60 % z celkovej spotreby povrchovo aktívnych látok v ropných poliach. Povrchovo aktívne látky používané v produkcii, hoci sú relatívne menšie, sú technologicky vyspelejšie a tvoria približne tretinu z celkového množstva. Tieto dve kategórie majú významný význam v aplikáciách povrchovo aktívnych látok v ropných poliach.

V Číne sa výskum zameriava na dve hlavné oblasti: maximalizáciu využitia tradičných surovín a vývoj nových syntetických polymérov (vrátane monomérov). Na medzinárodnej úrovni je výskum prísad do vrtných kvapalín špecializovanejší, pričom sa kladie dôraz na syntetické polyméry obsahujúce sulfónové kyseliny ako základ pre rôzne produkty – trend, ktorý pravdepodobne ovplyvní budúci vývoj. Prielomy sa dosiahli v oblasti reduktorov viskozity, činidiel na reguláciu strát kvapalín a mazív. V posledných rokoch sa v domácich ropných poliach široko používali polymérne alkoholové povrchovo aktívne látky s účinkami bodu zákalu, čím sa vytvoril rad polymérnych alkoholových systémov vrtných kvapalín. Okrem toho vrtné kvapaliny na báze metylglukozidu a glycerínu preukázali sľubné výsledky v terénnych aplikáciách, čo ďalej podporuje vývoj vrtných povrchovo aktívnych látok. V súčasnosti čínske prísady do vrtných kvapalín zahŕňajú 18 kategórií s viac ako tisíc druhmi, pričom ročná spotreba sa blíži k 300 000 tonám.

 

Povrchovo aktívne látky​

 

V porovnaní s povrchovo aktívnymi látkami používanými pri vŕtaní sú povrchovo aktívne látky používané pri výrobe menej rozmanité a množné, najmä tie, ktoré sa používajú pri okysľovaní a štiepení. V oblasti povrchovo aktívnych látok používaných pri štiepení sa výskum želírujúcich činidiel zameriava predovšetkým na modifikované prírodné rastlinné gumy a celulózu, spolu so syntetickými polymérmi, ako je polyakrylamid. V posledných rokoch bol medzinárodný pokrok v okysľovaní kvapalných povrchovo aktívnych látok pomalý, pričom dôraz výskumu a vývoja sa presúval smerom k...inhibítory koróziena okysľovanie. Tieto inhibítory sa zvyčajne vyvíjajú modifikáciou alebo zmiešaním existujúcich surovín so spoločným cieľom zabezpečiť nízku alebo netoxicitu a rozpustnosť v oleji/vode alebo dispergovateľnosť vo vode. Prevládajú inhibítory na báze amínov, kvartérnych amóniových zlúčenín a alkínových alkoholov, zatiaľ čo inhibítory na báze aldehydov upadli kvôli obavám z toxicity. Medzi ďalšie inovácie patria komplexy kyseliny dodecylbenzénsulfónovej s amínmi s nízkou molekulovou hmotnosťou (napr. etylamín, propylamín, primárne amíny C8–18, dietanolamid kyseliny olejovej) a emulgátory kyseliny v oleji. V Číne výskum povrchovo aktívnych látok pre štiepiace a okysľovacie kvapaliny zaostáva s obmedzeným pokrokom okrem inhibítorov korózie. Medzi dostupnými produktmi dominujú zlúčeniny na báze amínov (primárne, sekundárne, terciárne alebo kvartérne amidy a ich zmesi), za ktorými nasledujú deriváty imidazolínu ako ďalšia hlavná trieda organických inhibítorov korózie.

 

Povrchovo aktívne látky na zhromažďovanie/prepravu ropy a plynu​

 

Výskum a vývoj povrchovo aktívnych látok na zber/prepravu ropy a plynu v Číne sa začal v 60. rokoch 20. storočia. Dnes existuje 14 kategórií so stovkami produktov. Deemulgátory surovej ropy sú najspotrebovanejšie s ročným dopytom približne 20 000 ton. Čína vyvinula deemulgátory na mieru pre rôzne ropné polia, z ktorých mnohé spĺňajú medzinárodné normy z 90. rokov 20. storočia. Avšak látky znižujúce bod tuhnutia, zlepšujúce tečenie, znižujúce viskozitu a činidlá na odstraňovanie/zabraňovanie voskov zostávajú obmedzené a väčšinou ide o zmesové produkty. Rôzne požiadavky na tieto povrchovo aktívne látky v závislosti od vlastností ropy predstavujú výzvy a vyššie nároky na vývoj nových produktov.

 

Povrchovo aktívne látky na úpravu vody z ropných polí​

 

Chemikálie na úpravu vody sú kritickou kategóriou pri rozvoji ropných polí s ročnou spotrebou presahujúcou 60 000 ton – z čoho približne 40 % tvoria povrchovo aktívne látky. Napriek značnému dopytu je výskum povrchovo aktívnych látok na úpravu vody v Číne nedostatočný a sortiment produktov zostáva neúplný. Väčšina produktov je adaptovaná z priemyselnej úpravy vody, ale kvôli zložitosti vody z ropných polí je ich použiteľnosť často nízka a niekedy neprináša očakávané výsledky. Na medzinárodnej úrovni je vývoj flokulantov najaktívnejšou oblasťou vo výskume povrchovo aktívnych látok na úpravu vody, čo prináša množstvo produktov, hoci len málo z nich je špeciálne navrhnutých na čistenie odpadových vôd z ropných polí.