تلاش برای افزایش بازده نمک زدایی از نفت خام به کمک نانوذرات
نفت خام استخراج شده از چاه نفت مقداری آب و نمک و ناخالصی‌های دیگر به همراه خود دارد. حضور آب و نمک سبب بروز مشکلاتی مثل خوردگی و رسوب در تانک‌ها و خطوط لوله می‌شود؛ لذا باید مقدار آن به کمتر از 0/1 درصد حجمی کاهش یابد. علیرغم این که نفت خام و آب دو مایع مخلوط نشدنی هستند، تحت تأثیر ترکیبات پایدار کننده و تلاطم موجود در سیستم انتقال، بخش اعظمی از آب با نفت خام تشکیل امولسیونی پایدار می‌دهد. میزان پایداری این امولسیون‌ها بسته به خصوصیات نفت خام و ویژگی‌های ترکیبات همراه آن از چند دقیقه تا چند سال متغیر است.
به گفته‌ی محمد نیکخواه، روش‌های شیمیایی و الکتریکی، از روش‌های معمول جداسازی جهت امولسیون زدایی از نفت خام در صنعت است. با این حال به دلیل محدودیت‌های این روش‌ها، استفاده از فناوری‌های نوین در فرایند نمک زدایی ضروری به نظر می‌رسد. یکی از روش‌های جدید که به تازگی مورد توجه قرار گرفته است، نانوفناوری است.
نیکخواه در ادامه عنوان کرد: «در این تحقیق، بهبود عملکرد روش شیمیایی جداسازی آب از نفت خام به کمک نانوذرات تیتانیا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از این است که در حضور این نانوذرات بالاترین میزان جداسازی آب از نفت صورت گرفته است. این نانوذرات بازده امولسیون شکنی را حتی بیش از 90 درصد افزایش می‌دهد. همچنین زمان ته نشینی لازم برای جداسازی نیز در حضور آن‌ها کاهش یافته است.»
با تکمیل آزمایش‌ها، کاربرد اصلی این نتایج شکستن امولسیون آب و نفت خام در واحد نمک زدایی نفت خام است. البته می‌توان از این روش برای حل مشکل امولسیون‌های پایدار در صنعت نیز استفاده نمود.
به گفته‌ی این محقق، در این تحقیقات انواع مختلفی از امولسیون شکن‌ها با استفاده از نانو ذرات تیتانیا با پوشش‌های مختلف ساخته شد. سپس تأثیر این نانوذرات بر بهبود فرایند جداسازی آب از نفت مورد بررسی قرار گرفته است. نانوذرات سنتز شده به کمک روش‌های مختلف همچون SPA، XRD و TEM مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.
نیکخواه در پایان نحوه‌ی تأثیرگذاری نانوذرات را بدین شرح بیان کرد: «مکانیسم این عمل استفاده از خواص منحصر به فرد نانوذرات تیتانیا مثل سطح تماس بسیار زیاد، آب دوستی و توانایی پخش شدن در فاز نفتی است. این نانوذرات در فاز نفتی پخش شده و با توجه به خواص سطحی خود، باعث کاهش اثر عوامل پایدار کننده‌ی امولسیون و در نتیجه ضعیف شدن فیلم بین آب و نفت می‌شوند. این عامل موجب تسریع عمل جداسازی می‌شود.»
این تحقیقات با همکاری محمد نیکخواه، طاهره توحیدیان، دانش آموختگان دانشگاه شیراز، دکتر محمد رضا رحیم پور و دکتر عبدالحسین جهانمیری، اعضای هیآت علمی دانشگاه شیراز، انجام شده که نتایج آن در مجله‌ی Chemical Engineering Research and Design(جلد 94، شماره 1، سال 2015، صفحات 164 تا 172) منتشر شده است.
به گفته‌ی محمد نیکخواه، روش‌های شیمیایی و الکتریکی، از روش‌های معمول جداسازی جهت امولسیون زدایی از نفت خام در صنعت است. با این حال به دلیل محدودیت‌های این روش‌ها، استفاده از فناوری‌های نوین در فرایند نمک زدایی ضروری به نظر می‌رسد. یکی از روش‌های جدید که به تازگی مورد توجه قرار گرفته است، نانوفناوری است.
نیکخواه در ادامه عنوان کرد: «در این تحقیق، بهبود عملکرد روش شیمیایی جداسازی آب از نفت خام به کمک نانوذرات تیتانیا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از این است که در حضور این نانوذرات بالاترین میزان جداسازی آب از نفت صورت گرفته است. این نانوذرات بازده امولسیون شکنی را حتی بیش از 90 درصد افزایش می‌دهد. همچنین زمان ته نشینی لازم برای جداسازی نیز در حضور آن‌ها کاهش یافته است.»
با تکمیل آزمایش‌ها، کاربرد اصلی این نتایج شکستن امولسیون آب و نفت خام در واحد نمک زدایی نفت خام است. البته می‌توان از این روش برای حل مشکل امولسیون‌های پایدار در صنعت نیز استفاده نمود.
به گفته‌ی این محقق، در این تحقیقات انواع مختلفی از امولسیون شکن‌ها با استفاده از نانو ذرات تیتانیا با پوشش‌های مختلف ساخته شد. سپس تأثیر این نانوذرات بر بهبود فرایند جداسازی آب از نفت مورد بررسی قرار گرفته است. نانوذرات سنتز شده به کمک روش‌های مختلف همچون SPA، XRD و TEM مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.
نیکخواه در پایان نحوه‌ی تأثیرگذاری نانوذرات را بدین شرح بیان کرد: «مکانیسم این عمل استفاده از خواص منحصر به فرد نانوذرات تیتانیا مثل سطح تماس بسیار زیاد، آب دوستی و توانایی پخش شدن در فاز نفتی است. این نانوذرات در فاز نفتی پخش شده و با توجه به خواص سطحی خود، باعث کاهش اثر عوامل پایدار کننده‌ی امولسیون و در نتیجه ضعیف شدن فیلم بین آب و نفت می‌شوند. این عامل موجب تسریع عمل جداسازی می‌شود.»
این تحقیقات با همکاری محمد نیکخواه، طاهره توحیدیان، دانش آموختگان دانشگاه شیراز، دکتر محمد رضا رحیم پور و دکتر عبدالحسین جهانمیری، اعضای هیآت علمی دانشگاه شیراز، انجام شده که نتایج آن در مجله‌ی Chemical Engineering Research and Design(جلد 94، شماره 1، سال 2015، صفحات 164 تا 172) منتشر شده است.
