פתרון מבוסס Nanoparticle מושך טיפות אחרונות של שמן מבאר מים

ננוכימיה ו ננוביוטכנולוגיה (יולי 2019).

Anonim

שמן ומים נוטים להיפרד, אך הם מתערבבים היטב כדי ליצור תחליבים יציבים של שמן-במים במים המיוצרים ממאגרי נפט כדי להפוך לבעיה. מדעני אוניברסיטת רייס פיתחו פתרון המבוסס על ננו-חלקיקים, אשר מסיר באופן אמין יותר מ -99% משמן האמולסיפיד שנותר לאחר עיבוד אחר.

מעבדת האורז של המהנדס הכימי סיבאני ליסה ביזוואל עשתה תרכובת ננו-חלקיק מגנטית המפרידה ביעילות בין טיפות שמן גולמי לבין מים מיוצרים, אשר הוכיחו כי קשה להסירם בשיטות הנוכחיות.

המחקר מפורט בעיתון של החברה המלכותית של כימיה כתב העת מדע הסביבה: מים מחקר וטכנולוגיה.

מיוצר מים בא בארות הייצור יחד עם שמן. זה כולל לעתים קרובות כימיקלים ו פעילי שטח פעלו לתוך המאגר לדחוף שמן על פני השטח מפני נקבוביות זעירות או סדקים, או טבעי או שבור, עמוק מתחת לפני הקרקע. תחת לחץ ונוכחות של חומרים פעילי שטח לסבון, חלק מן השמן והמים יוצרים תחליבים יציבים שנדבקים יחד כל הדרך חזרה אל פני השטח.

בעוד שהשיטות קיימות להפריד את רוב השמן מתזרים הייצור, מהנדסים בחברת "של", אשר נתנו חסות לפרויקט, אמרו לבסוואל ולצוות שלה כי 5 האחוזים האחרונים של הנפט נוטים להיחשף בעקשנות עם סיכוי קטן להתאושש.

"כימיקלים מזרקים וחומרים פעילי שטח טבעיים בנפט גולמי יכולים לעתים קרובות לייצב את ממשק המים השמן באופן שיטתי, מה שמוביל לירידות קטנות של נפט במים אשר מאתגרים להיפרד", אמר ביזוואל, פרופסור להנדסה כימית וביו-מולקולארית ומדעי החומרים ו nanoengineering.

הניסיון של מעבדת רייס עם חלקיקים מגנטיים ומומחיות באמינים, באדיבות חוקר פוסט-דוקטורט לשעבר ומחבר מוביל צ'ינג וואנג, הוביל אותו לשלב טכניקות. החוקרים הוסיפו אמינים לחומצות ברזל מגנטיות. Amines לשאת תשלום חיובי המסייע חלקיקים למצוא טיפות שמן טעונה שלילית. ברגע שהם עושים, חלקיקים לקשור את השמן. מגנטים אז הם יכולים למשוך את טיפות וחלקיקים מתוך הפתרון.

"לעתים קרובות קשה לתכנן חלקיקים שאינם פשוט מצטברים במלחי המים הגבוהים הנמצאים בדרך כלל בנוזל המאגר, אך אלה יציבים למדי במים המיוצרים", אמר ביזוואל.

הננו-חלקיקים המשופרים נבדקו על אמולסיות שנעשו במעבדה עם שמן מודל, כמו גם נפט גולמי.

בשני המקרים, חוקרים הוכנסו חלקיקים לתוך תחליבים, אשר הם פשוט רעד ביד ומכונה לשבור את האג"ח מים שמן וליצור ננו-חלקיקים שמן בתוך דקות. חלק מן השמן צף למעלה, תוך הנחת המבחנה על מגנט משך את צינורות חדירת לתחתית, משאיר מים צלולים בין לבין.

החשוב מכל, אמר ביזוואל, חלקיקים ניתן לשטוף עם ממס בשימוש חוזר בזמן השמן ניתן לשחזר. החוקרים פירטו שישה מחזורי פריקה מוצלחים של המתחם שלהם וחשדו כי יישאר יעיל עבור רבים נוספים.

לדבריה, המעבדה שלה מעצבת את הכור הזורם לעיבוד מים מיוצרים בכמויות גדולות ומחזירה אוטומטית את חלקיקי הננו-חלקיקים. זה יהיה בעל ערך עבור התעשייה עבור אתרים כמו אסדות נפט offshore, שם המים המטופלים ניתן להחזיר את האוקיינוס.

menu
menu