90 ص
مقدمه
فناوری نانو میتواند اثرات قابل توجهی در صنعت نفت داشته باشد، در مقاله زیر ، بعد از اشاره به برخی از این تأثیرات، تعدادی از کاربردهای فناوری نانو در صنعت نفت بویژه در بحث آلودگی محیط زیست و نیز سنسورهای نانو بطور مختصر معرفی گردیده است.
تاریخچه
هنگامی که "ریچارد اسملی" ( Richard Smally ) برندة جایزة نوبل ، بالک مینسترفلورسنس را در سال 1985 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 تا 62 درصد افزایش داد تا مطالعات لازم در زمینة موادی با نامهای باکیبالها ( Bulky Balls ) و باکیتیوبها ( Bulky Tubes ) استوانههای کربنی که دارای قطر متر میباشند، صورت گیرد.
نانولولههای کربنی
نانولولههای کربنی با وزنی در حدود وزن فولاد ، صد برابر مستحکمتر از آن بوده ، دارای رسانش الکتریکی معادل با مس و رسانایی گرمایی همارز با الماس میباشند. نانوفیلترها میتوانند به جداسازی مواد در میدانهای نفتی کمک کنند و کاتالیستهای نانو میتوانند تأثیر چندین میلیارد دلاری در فرآیند پالایش بدنبال 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 و گاز 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 ویژه ای دارند. نانوتکنولوژی دیدگاههای جدید جهت استخراج بهبودیافتة 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 دربارة 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 توسعة 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 بطور قابل توجهی سرعت حفاری را بهبود میبخشد. این مخلوط ، آسیبهای وارده به دیوارة مخزن در چاه را حذف نموده ، قابلیت استخراج نفت را افزایش میبخشد.
آلودگی نفت و نانوتکنولوژی
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 فیلترها و ذراتی با ساختار نانو در حال توسعه میباشند که میتوانند ترکیبات آلی را از بخار نفت جدا سازند. 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 نانو جهت تسهیل در جداسازی سولفید هیدروژن ، آب ، منوکسیدکربن و دیاکسید کربن از گازطبیعی در صنعت نفت بکار گرفته میشوند. در حال حاضر مطالعاتی بر روی نمونههایی از خاک رس 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.
سنسورهای هیدروژن ، خود تمیز کننده خواص فوتوکاتالیستی نانوتیوبهای تیتانیا در مقایسه با هر فرمی از تیتانیا بارزتر میباشد، بطوریکه آلودگیهای ایجادشده تحت تابش اشعة ماوراء بنفش بطور قابل توجهی از بین میروند تا اینکه سنسورها بتوانند حساسیت اصلی خود را نسبت به هیدروژن حفظ نماید. تحقیقات انجامگرفته در این زمینه حاکی از آن است که نانوتیوبهای تیتانیا دارای یک مقاومت الکتریکی برگشتپذیر میباشند، بطوریکه اگر هزار قطعه از آنها در مقابل یک میلیون اتم هیدروژن قرار بگیرند، مقاومت الکتریکی آن در حدود یکصد میلیون درصد افزایش مییابد.
مقدمه
اشکال گسترش نفت
پترولیوم
تاریخچه
تصفیه فراورده های نفتی
خدمات آزمایشگاهی در واحد نفت خام
قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی
مشخصات نفت
نفت خام
نقش شکستگیها و درزها در تجمع نفت