نانوسیالات در خدمت پیشرفت صنعت نفت
نانو سیالات میتواند اثرات قابل توجهی در صنعت نفت داشته باشد، در مطلب زیر بعد از اشاره به برخی از این تأثیرات، تعدادی از کاربردهای نانو سیالات در صنعت نفت بویژه در بحث آلودگی محیط زیست و نیز جداسازی فرآورده های نفتی از پساب های اسیدی کارخانجات به طور مختصر معرفی گردیده است:
مقدمه
هنگامی که ریچارد اسملی ( Richard Smally ) برنده جایزه نوبل، بالک مینسترفلورسنس را در سال ۱۹۸۵ در دانشگاه رایس کشف نمود، انتظار اندکی داشت که تحقیق او بتواند صنعت نفت را متأثر سازد. سازمان انرژی آمریکا ( DOE ) سرمایهگذاری خود را در قسمت فناوری نانو با ۶۲ درصد افزایش داد تا مطالعات لازم در زمینه موادی با نامهای باکیبالها ( Bulky Balls ) و باکیتیوبها ( Bulky Tubes ) استوانههای کربنی که دارای قطر متر میباشند صورت گیرد. نانولولههای کربنی با وزنی در حدود وزن فولاد، صد برابر مستحکم تر از آن بوده، دارای رسانش الکتریکی معادل با مس و رسانی گرمایی هم ارز با الماس میباشند. نانو سیالات ها میتوانند به جداسازی مواد در میدانهای نفتی کمک کنند و کاتالیستهای نانو میتوانند تأثیر چندین میلیارد دلاری در فرآیند پالایش بهدنبال داشته باشند. از سایر مزایای نانولولههای کربنی میتوان به کاربرد آنها در تکنولوژی اطلاعات ( IT ) نظیر ساخت پوششهای مقاوم در مقابل تداخلهای الکترومغناطیسی، صفحههای نمایش مسطح، مواد مرکب جدید و تجهیزات الکترونیکی با کارآیی زیاد اشاره نمود.
علم نانو یک تحول بزرگ در مقیاس بسیار کوچک بسیاری از محققان و سیاستمداران جهان معتقدند که علم نانو میتواند تحولات اساسی در صنعت جهانی ایجاد نماید صنعت نفت نیز از پیشرفت این تکنولوژی بهرهمند خواهد گشت.
علم نانو میتواند به بهبود تولید نفت و گاز با تسهیل جدایش نفت وگاز در داخل مخزن کمک نماید. این کار با درک بهتر فرآیندها در سطوح مولکولی امکانپذیر میباشد. با توجه به اینکه نانو مربوط به ابعادی در حدود متر میباشد، نانوتکنولوژی به مفهوم ساخت مواد و ساختارهای جدید توسط مولکولها و اتمها در این مقیاس میباشد.
خوشبختانه کاربردهای عملی نانو در صنعت نفت جایگاه ویژهای دارند. نانوتکنولوژی دیدگاههای جدید جهت استخراج بهبودیافته نفت فراهم کرده است. این تکنولوژی به جدایش موثرتر نفت و آب کمک میکند . با افزودن موادی در مقیاس نانو به مخزن میتوان نفت بیشتری آزاد نمود. همچنین میتوان با گسترش تکنیکهای اندازهگیری توسط سنسورهای کوچک، اطلاعات بهتری درباره مخزن بدست آورد.
مواد نانو
صنعت نفت تقریباً در تمام فرآیندها احتیاج به موادی مستحکم و مطمئن دارد. با ساخت موادی در مقیاس نانو میتوان تجهیزاتی سبکتر، مقاومتر و محکمتر از محصولات امروزی تولید نمود. شرکت نانوتکنولوژی GP در هنگکنگ یکی از پیشگامان توسعه کربید سیلیکون، یک پودر سرامیکی در ابعاد نانو میباشد. با استفاده از این پودرها میتوان مواد بسیار سختی تولید نمود. این شرکت در حال حاضر مشغول مطالعه و تحقیق بر روی سایر مواد مرکب میباشد و معتقد است که میتوان با نانوکریستالها تجهیزات حفاری بادوامتر و مستحکمتری تولید کرد. همچنین متخصصان این شرکت یک سیال جدید حاوی ذرات و نانوپودرهای بسیار ریز تولید نمودهاند که بهطور قابل توجهی سرعت حفاری را بهبود میبخشد. این مخلوط آسیبهای وارده به دیواره مخزن در چاه را حذف نموده و قابلیت استخراج نفت را افزایش میبخشد.
آلودگی
آلودگی توسط مواد شیمیایی و یا گازهای آلاینده یک مبحث بسیار دشوار در تولید نفت و گاز میباشد. نتایج بدستآمده از تحقیقات دانشمندان حاکی از آن است که نانوتکنولوژی میتواند تا حد مطلوبی به کاهش آلودگی کمک کند. در حال حاضر نانوسیالات ها و ذراتی با ساختار نانو در حال توسعه میباشند که میتوانند فرآورده های نفتی را از پساب های اسیدی کارخانجات جدا کنند . این نمونهها علیرغم اینکه اندازهای در حدود چند نانومتر دارند، دارای سطح بیرونی وسیعی بوده و قادر به کنترل نوع سیال گذرنده از خود میباشند. همچنین کاتالیستهایی با ساختار نانوسیال جهت تسهیل در جداسازی سولفید هیدروژن، آب، مونوکسیدکربن، و دیاکسید کربن از گازطبیعی در صنعت نفت بکار گرفته میشوند. در حال حاضر مطالعاتی بر روی نمونههایی از نانوسیالات در ابعاد نانو و جهت ترکیب با پلیمرهایی صورت میپذیرد که بتوانند هیدروکربنها را جذب نمایند. بنابراین میتوان باقیماندههای نفت را از گل حفاری جدا نمود.