Nanodelčna raztopina potegne zadnje kapljice olja iz vodnjakov

Anonim

Olje in voda se težko ločita, vendar se premešata dovolj dobro, da postanejo problematične stabilne emulzije olja v vodi v proizvedeni vodi iz oljnih rezervoarjev. Raziskovalci Rice University so razvili nanodelčno raztopino, ki zanesljivo odstrani več kot 99 odstotkov emulgiranega olja, ki ostane po končani drugi obdelavi.

Labir kemijskega inženirja Sibani Lisa Biswal iz laboratorija Rice je izdelal magnetno nanodelce, ki učinkovito ločuje kapljice surove nafte iz proizvedene vode, ki se je s tekočimi metodami težko odstraniti.

Raziskava je podrobneje opisana v članku revije Royal Society of Chemistry Environmental Science: Water Research & Technology.

Proizvedena voda prihaja iz proizvodnih vodnjakov skupaj z oljem. Pogosto vključuje kemikalije in površinsko aktivne snovi, ki se črpajo v rezervoar, da olje potiskajo na površino iz drobnih pore ali razpok, bodisi naravnih ali zlomljenih, globoko pod zemljo. Pod pritiskom in prisotnostjo sesalnih površinsko aktivnih snovi, nekateri olje in voda tvorijo stabilne emulzije, ki se obdajajo vse do površine.

Medtem ko obstajajo metode za ločitev večine olja iz proizvodnega toka, so inženirji v podjetju Shell Global Solutions, ki je sponzoriral ta projekt, povedal Biswal in njeni ekipi, da zadnjih pet odstotkov olja ostane trdovratno emulgirano, z malo možnosti za obnovitev.

"Vbrizgane kemikalije in naravne površinsko aktivne snovi v surove nafte lahko pogosto kemično stabilizirajo oljno-vodni vmesnik, kar vodi k majhnim kapljicam olja v vodi, ki jih je treba izničiti, " je povedal Biswal, izredni profesor kemijskega in biomolekularnega inženirstva in znanosti o materialih in nanoinjeringa.

Izkušnje laboratorija Rice z magnetnimi delci in strokovnim znanjem v aminih, ki jih je prislužil nekdanji podoktorski raziskovalec in vodilni avtor Qing Wang, so ga pripeljali do združevanja tehnik. Raziskovalci dodajajo amine magnetnim nanodelcem železa. Amini nosijo pozitiven naboj, ki nanodelcem pomaga pri iskanju negativno nabitih kapljic olja. Ko nanjo delujejo, nanodelci vežejo olje. Magneti lahko nato odstranijo kapljice in nanodelce iz raztopine.

"Pogosto je težko oblikovati nanodelce, ki se ne zgolj združijo v visoke soline, ki se običajno nahajajo v rezervoarskih tekočinah, vendar so v proizvedeni vodi precej stabilne, " je dejal Biswal.

Izboljšane nanodelce smo testirali na emulzijah v laboratoriju z modelnim oljem in surovim oljem.

V obeh primerih so raziskovalci vstavili nanodelce v emulzije, ki jih preprosto ročno potresajo in stroj razbijejo oljne vodne vezi in v nekaj minutah ustvarjajo vezi z oljno-nanodelci. Nekateri olje je plaval na vrh, medtem ko je dajanje epruvete na magnet potegnilo infuzirane nanocevke na dno, med čiščenjem pa je ostala čista voda.

Najboljše od vsega, je dejal Biswal, nanodelci lahko operejo s topilom in ponovno uporabijo, medtem ko se olje lahko povrne. Raziskovalci so podrobno opisali šest uspešnih ciklov napolnjenosti polnjenja in sumijo, da bodo še naprej učinkoviti za veliko več.

Rekla je, da njen laboratorij načrtuje pretočni reaktor za obdelavo proizvedene vode v razsutem stanju in samodejno reciklira nanodelce. To bi bilo dragoceno za industrijo in za spletna mesta, kot so naftne ploščadi na odprtem morju, kjer bi se lahko obdela voda v ocean.

menu
menu