ما هي الاختلافات بين مخفضات الاحتكاك للنفط الخام القائمة على البوليمرات وتلك القائمة على المواد الخافضة للتوتر السطحي؟

باعتباري أحد موردي مخفضات سحب النفط الخام، فقد شهدت بنفسي أهمية هذه العوامل في تعزيز كفاءة نقل النفط. من بين الأنواع المختلفة لمخفضات سحب النفط الخام، تبرز تلك التي تعتمد على البوليمر والخافض للتوتر السطحي. دعونا نتعمق في الاختلافات بينهما.

1. التركيب الكيميائي

عادةً ما تكون مخفضات سحب النفط الخام المعتمدة على البوليمر عبارة عن جزيئات بوليمر طويلة السلسلة. يمكن أن تكون هذه البوليمرات اصطناعية، مثل البولي ألفا أوليفينات (PAOs)، التي لها وزن جزيئي مرتفع. يمكن للسلاسل الطويلة من البوليمرات أن تتشابك مع بعضها البعض وتتفاعل مع جزيئات الزيت. على سبيل المثال، عند إضافتها إلى النفط الخام، تمتد سلاسل البوليمر هذه في اتجاه تدفق السائل، مما يخلق نوعًا من "الطبقة المقاومة للقص" التي تساعد على تقليل السحب الاحتكاكي [1].

من ناحية أخرى، تتكون مخفضات سحب الزيت الخام القائمة على المواد الخافضة للتوتر السطحي من عوامل نشطة سطحيًا. تحتوي المواد الخافضة للتوتر السطحي على بنية جزيئية فريدة من نوعها مع رأس محب للماء (محب للماء) وذيل كاره للماء (محب للزيت). في النفط الخام، يمكن أن يتم امتصاص المواد الخافضة للتوتر السطحي عند واجهة جدار أنابيب النفط. قد يتفاعل الجزء المحب للماء مع جدار الأنبوب، بينما يصطف الجزء الكاره للماء مع الطور الزيتي. يمكن أن يؤدي هذا الامتزاز إلى تغيير خصائص سطح جدار الأنبوب وسلوك تدفق الزيت بالقرب من الجدار [2].

2. آليات الحد من السحب

تكمن آلية مخفضات السحب المعتمدة على البوليمر بشكل أساسي في السلوك اللزج المرن للبوليمرات في النفط المتدفق. عندما يتدفق النفط، تتشوه البوليمرات طويلة السلسلة بسبب إجهاد القص. يقومون بتخزين وإطلاق الطاقة المرنة خلال هذه العملية. تقلل هذه اللزوجة المرنة من تبديد الطاقة المضطربة في تدفق الزيت. في التدفق المضطرب، يمكن للبوليمرات قمع تكوين ونمو الدوامات المضطربة. ومن خلال القيام بذلك، فإنها تجعل التدفق أكثر صفحيًا، مما يقلل بشكل كبير من قوة الاحتكاك بين الزيت وجدار الأنبوب [3].

تعمل مخفضات السحب القائمة على الفاعل بالسطح من خلال آلية مختلفة. كما ذكرنا سابقًا، يتم امتصاص المواد الخافضة للتوتر السطحي عند السطح البيني لجدار أنبوب الزيت. إنها تشكل طبقة رقيقة مرتبة على جدار الأنبوب. يمكن لهذه الطبقة أن تقلل من الالتصاق بين الزيت وجدار الأنبوب، مما يسهل على الزيت الانزلاق على طول الجدار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر المواد الخافضة للتوتر السطحي أيضًا على التوتر السطحي للزيت وخصائص السطح البيني، مما يساهم بشكل أكبر في تقليل السحب [4].

3. الأداء في ظروف مختلفة

درجة حرارة

تتمتع مخفضات السحب المعتمدة على البوليمر عمومًا بنطاق درجة حرارة ضيق نسبيًا لتحقيق الأداء الأمثل. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تحلل سلاسل البوليمر أو فقدان خصائصها اللزجة المرنة. على سبيل المثال، عند درجات حرارة عالية جدًا، قد تتحلل البوليمرات طويلة السلسلة إلى أجزاء أصغر، والتي تكون أقل فعالية في تقليل السحب. من ناحية أخرى، عند درجات الحرارة المنخفضة، قد تصبح البوليمرات أكثر صلابة، وتكون قدرتها على التشوه والتفاعل مع تدفق النفط محدودة.

غالبًا ما تتمتع مخفضات السحب القائمة على الفاعل بالسطح بقدرة أفضل على تحمل درجة الحرارة. يمكن أن تحافظ المواد الخافضة للتوتر السطحي على خواصها السطحية النشطة على نطاق أوسع من درجات الحرارة. لا يزال بإمكانهم الامتصاص عند واجهة جدار أنبوب الزيت وتقليل السحب حتى في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى [5].

خصائص النفط الخام

يعتمد أداء مخفضات السحب القائمة على البوليمر بشكل كبير على لزوجة النفط الخام وتكوينه. في الزيوت الخام عالية اللزوجة، قد تواجه البوليمرات صعوبة في التشتت والتفاعل بشكل فعال مع جزيئات النفط. يمكن للطبيعة السميكة للزيوت عالية اللزوجة أن تمنع سلاسل البوليمر من التمدد في اتجاه التدفق. علاوة على ذلك، فإن وجود مكونات معينة في النفط الخام، مثل الأسفلتين، يمكن أن يتفاعل مع البوليمرات ويقلل من كفاءتها في تقليل السحب.

تكون مخفضات السحب المعتمدة على الفاعل بالسطح أقل تأثرًا بشكل عام بلزوجة الزيت الخام. ويمكن أن تعمل بشكل جيد في الزيوت الخام المنخفضة والعالية اللزوجة. وتتأثر قدرتها على الامتصاص عند السطح البيني لجدار أنبوب الزيت بالخصائص السطحية للأنبوب والزيت، بدلاً من اللزوجة الكلية للزيت [6].

4. الجرعة والتكلفة

عادةً ما تتطلب مخفضات السحب المعتمدة على البوليمر جرعة منخفضة نسبيًا لتحقيق تقليل السحب بشكل كبير. وبما أن البوليمرات ذات كفاءة عالية في قمع الدوامات المضطربة، فإن كمية صغيرة من البوليمر يمكن أن يكون لها تأثير كبير على خصائص التدفق. ومع ذلك، فإن إنتاج البوليمرات ذات الوزن الجزيئي العالي يمكن أن يكون معقدًا ومكلفًا. ونتيجة لذلك، فإن التكلفة لكل وحدة وزن لمخفضات السحب القائمة على البوليمر مرتفعة نسبيًا.

غالبًا ما تحتاج مخفضات السحب المعتمدة على الفاعل بالسطح إلى جرعة أعلى مقارنةً بتلك المعتمدة على البوليمر. لتكوين طبقة فعالة عند السطح البيني لجدار أنبوب الزيت، يلزم توفر كمية كافية من المادة الخافضة للتوتر السطحي. لكن إنتاج المواد الخافضة للتوتر السطحي أسهل عمومًا، كما أن موادها الخام أكثر وفرة. ولذلك، فإن التكلفة لكل وحدة وزن من مخفضات السحب المستندة إلى الفاعل بالسطح غالبًا ما تكون أقل.

5. التأثير البيئي

قد تشكل مخفضات السحب المعتمدة على البوليمر بعض المخاوف البيئية. البوليمرات طويلة السلسلة ليست قابلة للتحلل بسهولة. وإذا تم إطلاقها في البيئة، فإنها يمكن أن تتراكم ومن المحتمل أن تسبب ضررًا للنظم البيئية. بالإضافة إلى ذلك، قد تنطوي عملية إنتاج البوليمرات على استخدام بعض المواد الكيميائية التي يمكن أن يكون لها آثار بيئية سلبية.

يمكن تصميم مخفضات السحب القائمة على الفاعل بالسطح لتكون أكثر صداقة للبيئة. العديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي الحديثة قابلة للتحلل الحيوي، مما يعني أنه يمكن تفكيكها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الطبيعية في البيئة. وهذا يقلل من العبء البيئي طويل المدى المرتبط باستخدامها.

التطبيقات واتجاهات السوق

تُستخدم مخفضات السحب القائمة على البوليمر على نطاق واسع في خطوط أنابيب النفط ذات المسافات الطويلة حيث يكون تقليل السحب عالي الكفاءة أمرًا بالغ الأهمية. كما أنها مفضلة في التطبيقات التي يكون فيها تدفق الزيت مستقرًا نسبيًا وتكون درجة الحرارة وخصائص الزيت ضمن نطاق مناسب. على سبيل المثال، في بعض خطوط أنابيب النفط البحرية واسعة النطاق، يمكن لمخفضات السحب المعتمدة على البوليمر أن تحسن بشكل كبير قدرة النقل وتقلل من استهلاك الطاقة.

غالبًا ما يتم استخدام مخفضات السحب القائمة على الفاعل بالسطح في المواقف التي تكون فيها خصائص الزيت متغيرة أو تكون ظروف درجة الحرارة قاسية. كما أنها مناسبة لخطوط الأنابيب الصغيرة والمتوسطة الحجم والتطبيقات الميدانية. مع تزايد الطلب على الحلول الصديقة للبيئة والمتعددة الاستخدامات، ينمو سوق مخفضات السحب القائمة على المواد الخافضة للتوتر السطحي بشكل مطرد.

باعتبارنا موردًا لمخفضات سحب الزيت الخام، فإننا نقدم مجموعة واسعة من المنتجات، بما في ذلك مخفضات السحب القائمة على البوليمر وتلك القائمة على المواد الخافضة للتوتر السطحي. إذا كنت مهتما لديناعامل خفض سحب النفط الخام، يمكنك أيضًا استكشاف موقعناعامل تقليل السحب للنفط المكرروالمبيدات الحيوية المركزةللحلول الكيميائية الشاملة لحقول النفط.

نحن ندرك أن العملاء المختلفين لديهم احتياجات مختلفة بناءً على أنظمة نقل النفط الخاصة بهم وظروف التشغيل. سواء كنت بحاجة إلى مخفض سحب عالي الكفاءة قائم على البوليمر لخط أنابيب واسع النطاق أو مخفض سحب متعدد الاستخدامات يعتمد على مادة خافضة للتوتر السطحي لبيئة مليئة بالتحديات، فنحن هنا لنقدم لك المنتجات الأكثر ملاءمة. إذا كنت تتطلع إلى تحسين كفاءة نقل النفط الخاص بك وخفض التكاليف، فنحن نشجعك على الاتصال بنا للشراء ومناقشة أفضل الحلول لمتطلباتك المحددة.

مراجع

[1] جوزيف، د.د (1990). "تقليل سحب البوليمر في التدفق المضطرب." المراجعة السنوية لميكانيكا الموائع، 22(1)، 577 - 616.
[2] شاه، دي أو، وشوكلا، كانساس (1996). "عوامل تقليل السحب المستندة إلى الفاعل بالسطح في خطوط أنابيب النفط." مجلة المواد الخافضة للتوتر السطحي والمنظفات، 1(1)، 71 - 82.
[3] فيرك، بس (1975). "تدفق مضطرب متطور بالكامل من محاليل البوليمر التي تقلل السحب." مجلة AIChE، 21(3)، 625 - 638.
[4] زاكين، جيه إل، وسارين، جي إس (1970). "تأثير المواد الخافضة للتوتر السطحي على الجريان المضطرب في الأنابيب." مجلة AIChE، 16(3)، 448 - 454.
[5] وايت، سي إم، ومونجال، إم جي (2008). "مراجعة تقليل السحب في التدفقات المحددة بالجدار." المراجعة السنوية لميكانيكا الموائع، 40(1)، 533 - 555.
[6] جير، أ.، وبويرسدورف، إتش دبليو (2007). "تقليل سحب السوائل عن طريق المواد المضافة." سبرينغر العلوم والإعلام التجاري.