تهیه و شناسایی چهار مایع یونی آب‌دوست و کاربرد آن‌ها در ازدیاد برداشت نفت

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 10، دوره 12، شماره 2، شهریور 1397، صفحه 89-99   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مریم یوسفی¹؛ وهاب‌الدین گودرزی²؛ مجید عبدوس^{* 3}؛ علی ناصری⁴؛ علی اکبر میران بیگی⁵

¹دانشجوی دکتری شیمی کاربردی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

²استادیار مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی کاربردی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران

³استاد شیمی آلی، گروه مستقل شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

⁴استادیار مهندسی شیمی، گروه ازدیاد برداشت نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

⁵دانشیار شیمی تجزیه، گروه ارزیابی نفت خام، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، تزریق آب، یکی از روش‌های ازدیاد برداشت نفت (EOR)، بسیار مورد توجه قرار گرفتهاست. این فرایند زمانی مؤثرتر خواهد بود که آب تزریق شده، همراه با افزودنی‌هایی که منجر به کاهش کشش بین سطحی یا تغییر ترشوندگی شوند، غنی شود. در این پژوهش، چهار مایع یونی آب‌دوست تهیه و با استفاده از ¹HNMR وتجزیه عنصری CHN شناسایی شدند. این مایع‌های یونی شامل 1- (اکتیل، دسیل، دودسیل و تترادسیل) -3-متیل ایمیدازولیم کلرید هستند. افزون‌بر این، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها مانند چگالی، گرانروی، ضریب شکست و pH در گستره دمایی 10 تا °C 90 اندازه‌گیری شد. این مواد، به عنوان افزودنی برای کاهش کشش بین سطحی در فرایند تزریق آب مورد استفاده قرار گرفتند. غلظت بحرانی میسل (CMC) و کشش بین سطحی (IFT) مابین آب دریای غنی‌شده با مایع یونی و نفت خام به عنوان تابعی از غلظت مایع یونی، به‌دست آمد. نتایج نشان داد که با توجه به کاهش کشش بین سطحی و مقدار مصرف بسیار کم، مایع‌های یونی می‌توانند انتخاب خوبی برای فناوری EOR باشند. هر چه طول زنجیره آلکیل در بخش کاتیونی مایع یونی بلندتر باشد، مقادیر IFT و CMC کاهش می‌یابند. به‌طوری‌که، تنها با مصرف ppm50 از [C₁₄mim][Cl] مقدار کشش بین سطحی به mN.m^-1 65_/0رسید.

کلیدواژه‌ها

مایع‌های یونی آب‌دوست؛ کشش بین سطحی؛ غلظت بحرانی میسل؛ ازدیاد برداشت نفت

مراجع

[1] Mandal, A.; Samanta, A.; Bera, A.; Ojha, K.; Industrial & Engineering Chemistry Research 49, 12756–12761, 2010.

[2] Bin-Dahbag, M.S.; AlQuraishi, A.A.; Benzagouta, M.S.; J. Petroleum Exploration and Production Technology 5, 353-361, 2015.

[3] Lago, S.; Francisco, M.; Arce, A.; Soto, A.; Energy Fuels 27, 5806−5810, 2013.

[4] Nguyen, D.; Sadeghi, N; Houston, C.; Energy Fuels 26, 2742−2750, 2012.

[5] Joonaki, E.; Ghanaatian, S; Zargar, G.; Iranian Journal of Oil & Gas Science and Technology 1, 37-42, 2012.

[6] Hezave, A.Z; Dorostkar, S.; Ayatollahi, S.; Nabipour, M.; Hemmateenejad, B; J. Molecular Liquids 187, 83-89, 2013.

[7] Sakthivel, S.; Gardas, R.L.; Sangwai, J.S.; Energy Fuels 30, 2514–2523, 2016.

[8] Bin-Dahbag, M.S.; Al‌-Quraishi, A.A.; Benzagouta, M.S.; Kinawy, M.M.; Al-Nashef, I.M.; Al-Mushaegeh, E.; J. Petroleum and Environmental Biotechnology 4, 165-171, 2014.

[9] Lago, S.; Rodrı´guez, H.; Khoshkbarchi, M.K.; Soto, A.; RSC Advances 2, 9392–9397, 2012.

[10] Sakthivel, S.; Velusamy, S.; Nair, V.C.; Sharma, T.; Sangwai, J.S; Fuel. 191, 239–250, 2017.

[11] Chukwudeme, E.A; Hamouda, A.A; Energies 2, 714-737, 2009.

[12] Xie, D.; Hou, J.; Doda, A.; Trivedi, J.; Energy Fuels 30, 4583−4595, 2016.

[13] Zhang, H.; Chen, G.; Dong, M.; Zhao, S.; Liang, Z.; Energy Fuels 30, 3860−3869, 2016.

[14] Riahinezhada, M.; Romero-Zerónb, L.; McManusa, N.; Penlidis, A.; Fuel 203, 269–278, 2017.

[15] Bikkina, P.K.; Uppaluri, R.; Purkait, M.K.; J. Petroleum Science and Technology 31, 755–762, 2013.

[16] Hezave, A.Z.; Dorostkar, S.; Ayatollahi, S.; Nabipour, M.; Hemmateenejad, B.; Fluid Phase Equiliba 360, 139– 145, 2013.

[17] Abdi, M.; Moradi, S.; Habibniya, B.; Kord, S.; International Journal of Science & Emerging Technologies 7, 302-308, 2014.

[18] Hezave, A.Z.; Dorostkar, S.; Ayatollahi, S.; Nabipour, M.; Hemmateenejad, B.; Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 421, 63–71, 2013.

[19] Chegenizadeh, N.; Saeedi, A.; Quan, X.; Petroleum 11, 197-211, 2016.

[20] Rogers, R.D.; Voth, G.A.; Accounts of Chemical Research 40, 1077-1078, 2007.

[21] Hou, Y.; Ren, Y.; Peng, W.; Ren, S.; Wu, W.; Industrial & Engineering Chemistry Research 52, 18071-18075, 2013.

[22] Jose-Alberto, M.H.; Aburto, J.; “Current Knowledge and Potential Applications of Ionic Liquids in the Petroleum Industry”, in “ Ionic Liquids: Applications and Perspectives”, Kokorin, A. Ed.; InTech Publications, Rijeka, Croatia, 2011.

[23] Smiglak, M.; Pringle, J.M.; Lu, X.; Han, L.; Zhang, S.; Gao, H.; MacFarlane, D.R.; Rogers, R.D.; Chemical Communications 50, 9228-9250, 2014.

[24] Torimoto, T.; Tsuda, T.; Okazaki, K.; Kuwabata, S.; Advanced Materials 22, 1196-1221, 2010.

[25] Weil, D.; Ivaska, A.; Analytica Chimica Acta 607, 126-135, 2008.

[26] Siedlecka, E.M.; Czerwicka, M.; Stolte, S.; Stepnowski, P.; Current Organic Chemistry 15, 1974-1991, 2011.

[27] Hekayati, J.; Roosta, A.; Javanmardi, J.; J. Molecular Liquids 225, 118-126, 2017.

[28] Dean, P.M.; Pringle, J.M.; MacFarlane, D.R.; Physical Chemistry Chemical Physics 12, 9144-9153, 2010.

[29] Zech, O.; Stoppa, A.; Buchner, R.; Kunz, W.; J. Chemical & Engineering Data 55, 1774-1778, 2010.

[30] Benzagouta, M.S.; AlNashef, I.M.; Karnanda, W.; Khidir, K.A.; Korean Journal of Chemical Engineering 11, 2108-2117, 2013.

[31] Wasserscheid, P.; Welton, T.; “In Ionic Liquids in Synthesis”, 2nd Edition, Willey Publications, New York, 2007.

[32] Shamsipur, M.; Miranbeigi, A. A; Teymori, M.; Pourmortazavi, S.M.; Irandoust, M.;  J. Molecular Liquids 157, 43-50, 2010.

[33] Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Ishii, K.; Susan, M.A.B.H.; Watanabe, M.; J. Physical Chemistry B, 109, 6103-6110, 2005.

[34] Moosavi, M.; Khashei, F.; Sharifi, A.; Mirzaei, M.; Industrial & Engineering Chemistry Research 55, 9087-9099, 2016.

[35] Yan, X.J.; Li, S.N.; Zhai, Q.G.; Jiang, Y.C.; Hu, M.C.; J. Chemical & Engineering Data 59, 1411-1422, 2014. 

[36] Hezave, A.Z.; Dorostkar, S.; Ayatollahi, S.; Nabipour, M.; Hemmateenejad, B.; J. Dispersion Science and Technology 35, 1483–1491, 2014.