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纳米材料

纳米材料

纳米流体钠有助于提取重油

16 Oct 2020 Isabelledumé.
Zhifeng Ren

随着世界储备轻油递减,石油公司越来越多地转向较重的品种 - 这占全球石油储备的70% - 以满足上升的能源需求。然而,以超越CO之外的方式,对繁重石油的现有提取技术效率低,昂贵,昂贵,昂贵,损坏2 当油最终烧伤时产生的排放量。美国休斯敦大学的研究人员现在已经开发出一种替代方法,使用廉价,无毒的钠基纳米流体从储层中提取重油,其实验室测试中的80%。

重油所谓的储量,因为它具有超过100厘泊的粘度,或CP和超重的油,粘度超过10 000点CP,目前在几个地区被剥削,特别是加拿大和委内瑞拉。这些等级的高粘度使它们难以恢复,并且目前使用两种主要技术来做到这一点。首先依赖于使用热水和气泡从表面砂中提取油,然后用诸如正戊烷或正庚烷的溶剂稀释。该方法已经使用了几十年,但它需要大量的水,因此不适合所有地点。

由于大多数重油资源位于地面下方,第二个, 原位,恢复方法更为常见。近年来,研究人员开发了这些热和非热变体 原位 技巧。前者包括带有砂,蒸汽提取,化学注射和“洪水”用蒸汽的冷轧生产,可用于薄层油层。问题是这些技术仅限于浅层和相对较轻(<200CC)粘性油。

寻求的替代技术

热量方法如 原位 燃烧和蒸汽洪水可以恢复具有更高粘度的油(可能超过70%),当油形成厚时,它们只是经济上可行的。生产它们所需的蒸汽也需要消耗天然气等燃料,导致额外的CO排放。

为了克服这些挑战,研究人员已经开始探索替代技术,包括一些使用纳米材料的挑战。此类方法尚未主流,到目前为止,开发的纳米材料仅发挥了二次作用 - 例如,改变原油的流动性(流变学)或用作催化剂在蒸汽过程中升级原油。

80%的恢复效率

一个领导的团队 志峰仁,谁是董事 德州超导中心中心 在休斯顿大学(TCSUH),现在使用了一种钠(NA)纳米流体,从实验室实验中,从砂包中恢复超过80%的超重油(粘度超过40000pp)。研究人员通过使用手持式搅拌器制备该纳米流体,将商业型散装钠大块与硅油混合。这种非反应性溶剂是必要的,因为(我们在学校的化学课上记住)钠在与水接触时非常强烈地反应。

当研究人员将水加入纳米流体时,它根据式2NA + 2h反应20 - > 2NaOH + H2。在该反应中产生的大量热量产生蒸汽,然后以类似于较旧的蒸汽驱化技术的方式降低重油的粘度 - 钠反应相对容易控制并且可以是踢开始 原位 只需加水。一旦反应完成,纳米材料也会消散,这意味着通过吸附钠,油不会损坏。最后,该技术不使用任何化石燃料来产生蒸汽或热水,从而减少直接CO 油提取过程的排放量。

“基于这些优势,我们预期纳米流体钠可能成为一种可转换的游戏,用于恢复任何粘度的油,以及使用纳米技术解决石油工业中的石油恢复问题的里程碑,”任和同事说。

副作用

研究人员注意到,通过将它们的钠纳米粒子混合在硅油中,在与水接触之前分散在整个模拟储存器中的颗粒。这种分散体具有触发较大区域的较小化学反应的效果。该团队表示,也可以将钠纳米颗粒在其他溶剂(例如戊烷和煤油)分散,或甚至将它们与聚合物或表面活性剂混合以进行更高的采油率。

作为最终的好处,研究人员指出,其反应的产品中的一种NaOH(氢氧化钠)是常规用于油田,以引发不同的反应,这也降低了碱性洪水的一种技术。其他反应产物,h2,可用于气体泛滥 - 另一种常见的油回收技术 - 以及通过氢化反应升级重油。

新技术详细说明 目前物理物理学.

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