ارزیابی تاثیر آب و محلول سدیم کلراید بر جذب آسفالتین محلول در تولوئن روی دولومیت در حضور محصولات باکتری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی نفت و گاز، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

چکیده

هدف :  هدف اصلی این تحقیق بررسی تاثیر آب و سدیم کلراید بعنوان متداولترین نمک بر جذب آسفالتین در حضور محصولات باکتری  باسیلوس سابتیلیس است.    
مواد و روش :  ابتدا آسفالتین استخراج گردید و آنالیزهای طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و آنالیز عنصری آسفالتین انجام شد. میکرودولومیت تهیه شد و آنالیز طیف‌سنجی فلورانس اشعه ایکس (XRF) آن انجام گردید. باکتری باسیلوس سابتیلیس در حضور دولومیت رشد داده شد و  آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه  فروسرخ  دولومیت قبل و بعد از تولید محصولات باکتری بررسی شد. سپس محلول تولوئن حاوی آسفالتین و محلول‌ آب حاوی نمک سدیم کلراید در غلظت‌های 1000 تا mg/L40000  آماده شد و میزان جذب آسفالتین در حضور 20 و 50 درصدحجمی محلول سدیم کلراید  در حضور محصولات باکتری مورد بررسی قرار گرفت.     
نتایج:  در سیستم دو فازی (دولومیت و تولوئن حاوی آسفالتین)، حضور محصولات باکتری سبب کاهش جذب آسفالتین از 28 درصد به 4/19 درصدجرمی گردید. حضور آب بدون یون (آب دیونیزه) در سیستم شامل تولوئن حاوی آسفالتین و دولومیت بدون باکتری موجب کاهش جذب آسفالتین گردید و میزان جذب آسفالتین از مقدار 28 درصد به مقدار 7/10 درصدجرمی در حضور 20 درصدحجمی آب و به 1/7 درصدجرمی در حضور 50 درصدحجمی آب دیونیزه کاهش یافت. در سیستم سه فازی شامل دولومیت حاوی محصولات باکتری، حضور آب دیونیزه موجب افزایش جذب آسفالتین شد. با افزایش غلظت نمک سدیم کلراید از 1000 تا mg/L3000 میزان جذب آسفالتین کاهش یافت اما با افزایش بیشتر غلظت نمک از 3000 تا mg/L40000 میزان جذب آسفالتین افزایش پیدا کرد. حضور همزمان محلول سدیم کلراید و محصولات باکتری تاثیر بسیار زیادی بر کاهش عملکرد محصولات باکتری در جذب آسفالتین روی سنگ دولومیت داشت.
نتیجه‌گیری:   محصولات باکتری در آب بدون یون موجب افزایش جذب آسفالتین می‌شود اما حضور سدیم کلراید تاثیر محصولات باکتری در جذب آسفالتین را به شدت کاهش می دهد.

کلیدواژه‌ها


[1]         V. Gonzalez, S.E. Taylor, Asphaltene adsorption on quartz sand in the presence of pre-adsorbed water, J. Colloid Interface Sci. 480 (2016) 137–145. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.07.014
 
[2]         J. Taheri-Shakib, M. Rajabi-Kochi, A. Shabani, A. Esfandiarian, M.A. Karaei, H. Sangbor, Wettability alteration by surface adsorption of asphaltene molecular in carbonate porous media, J. Mol. Liq. 345 (2022) 118128. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.118128
 
[3]         M.-R. Mohammadi, S. Ansari, H. Bahmaninia, M. Ostadhassan, S. Norouzi-Apourvari, A. Hemmati-Sarapardeh, M. Schaffie, M. Ranjbar, Experimental Measurement and Equilibrium Modeling of Adsorption of Asphaltenes from Various Origins onto the Magnetite Surface under Static and Dynamic Conditions, ACS Omega. 6 (2021) 24256–24268. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c04224
 
[4]         A. Ameri, F. Esmaeilzadeh, D. Mowla, Effect of low-salinity water on asphaltene precipitation, J. Dispers. Sci. Technol. 39 (2018) 1031–1039. https://doi.org/10.1080/01932691.2017.1381616
 
[5]         S. Bovard, M.T. Sadeghi, E. Kazemzadeh, R. Miri, Experimental study of effective compounds in a smart water injection process, J. Pet. Explor. Prod. Technol. 13 (2023) 471–485. https://doi.org/10.1007/s13202-022-01561-7
 
[6]         A. Khormali, A.R. Sharifov, D.I. Torba, Experimental and modeling study of asphaltene adsorption onto the reservoir rocks, Pet. Sci. Technol. 36 (2018) 1482–1489. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1496116
 
[7]         V. Hematfar, B. Maini, Z.J. Chen, Experimental investigation of asphaltene adsorption in porous media due to solvent injection and effects on relative permeability, Int. J. Multiph. Flow. 99 (2018) 174–185. https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2017.10.005
 
[8]         R. Monjezi, C. Ghotbi, T. Jafari Behbahani, P. Bakhshi, Experimental investigation of dynamic asphaltene adsorption on calcite packs: The impact of single and mixed-salt brine films, Can. J. Chem. Eng. 97 (2019) 2028–2038. https://doi.org/10.1002/cjce.23441
 
[9]         M.-R. Mohammadi, F. Hadavimoghaddam, M. Pourmahdi, S. Atashrouz, M.T. Munir, A. Hemmati-Sarapardeh, A.H. Mosavi, A. Mohaddespour, Modeling hydrogen solubility in hydrocarbons using extreme gradient boosting and equations of state, Sci. Rep. 11 (2021) 1–20. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97131-8
 
[10]       A. Baradari, E. Hosseini, B. Soltani, N. Jadidi, Experimental investigation of ionic content effect on wettability alteration in smart water for enhanced oil recovery, Pet. Sci. Technol. 39 (2021) 288–302. https://doi.org/10.1080/10916466.2018.1550509
 
[11]       S. Ansari, H. Bahmaninia, M.-R. Mohammadi, M. Ostadhassan, S. Norouzi-Apourvari, M. Schaffie, M. Ranjbar, A. Hemmati-Sarapardeh, On the evaluation of asphaltene adsorption onto dolomite surface: The roles of flow condition, composition of asphaltene, and dolomite size, Alexandria Eng. J. 61 (2022) 9411–9425. https://doi.org/10.1016/j.aej.2022.02.066
 
[12]       H. Li, F. Razavirad, A. Shahrabadi, A. Binley, Effect of the Type and Concentration of Salt on Production Efficiency in Smart Water Injection into Carbonate Oil Reservoir Rocks, ACS Omega. 8 (2023) 30736–30746. https://doi.org/10.1021/acsomega.3c04888
 
[13]       P.N. Wang J, Buckley J, Standard Procedure for Separating Asphaltenes from Crude Oils., 2002.
 
[14]       N. Aghamohammadi, M. Schaffie, M. Ranjbar, R. Zabihi, Investigating the impact of Bacillus subtilis bioproducts on static adsorption of asphaltene on dolomite and calcite, Fuel. 397 (2025) 135240. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135240
 
[15]       Y. Soleimani, M.-R. Mohammadi, M. Schaffie, R. Zabihi, M. Ranjbar, An experimental study of the effects of bacteria on asphaltene adsorption and wettability alteration of dolomite and quartz, Sci. Rep. 13 (2023) 21497. https://doi.org/10.1038/s41598-023-48680-7
 
[16]       N.N. Nassar, M.E. Al-Jabari, M.M. Husein, Removal of asphaltenes from heavy oil by nickel nano and micro particle adsorbents, in: Proc. IASTED Int. Conf. Crete, Greece, 2008.
 
[17]       M.-R. Mohammadi, H. Bahmaninia, S. Ansari, A. Hemmati-Sarapardeh, S. Norouzi-Apourvari, M. Schaffie, M. Ranjbar, Evaluation of asphaltene adsorption on minerals of dolomite and sandstone formations in two and three-phase systems, Adv. Geo-Energy Res. 5 (2021) 39–52. https://doi.org/10.46690/ager.2021.01.05
 
[18]       S. Ansari, M.-R. Mohammadi, H. Bahmaninia, A. Hemmati-Sarapardeh, M. Schaffie, S. Norouzi-Apourvari, M. Ranjbar, Experimental measurement and modeling of asphaltene adsorption onto iron oxide and lime nanoparticles in the presence and absence of water, Sci. Rep. 13 (2023) 122. https://doi.org/10.1038/s41598-022-27335-z
 
[19]       S. Garip, F. Bozoglu, F. Severcan, Differentiation of Mesophilic and Thermophilic Bacteria with Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Appl. Spectrosc. 61 (2007) 186–192. https://doi.org/10.1366/000370207779947486
 
[20]       Z. Movasaghi, S. Rehman, D.I. ur Rehman, Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy of Biological Tissues, Appl. Spectrosc. Rev. 43 (2008) 134–179. https://doi.org/10.1080/05704920701829043
 
[21]       J. Taheri-Shakib, S.A. Hosseini, E. Kazemzadeh, V. Keshavarz, M. Rajabi-Kochi, H. Naderi, Experimental and mathematical model evaluation of asphaltene fractionation based on adsorption in porous media: Dolomite reservoir rock, Fuel. 245 (2019) 570–585. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.02.057
 
[22]       V. Nalwaya, V. Tantayakom, P. Piumsomboon, S. Fogler, Studies on asphaltenes through analysis of polar fractions, Ind. Eng. Chem. Res. 38 (1999) 964–972. https://doi.org/10.1021/ie9804428
 
[23]       D. Dudášová, S. Simon, P. V Hemmingsen, J. Sjöblom, Study of asphaltenes adsorption onto different minerals and clays: Part 1. Experimental adsorption with UV depletion detection, Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 317 (2008) 1–9. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.09.023
 
[24]       D.A. Ams, J.B. Fein, H. Dong, P.A. Maurice, Experimental measurements of the adsorption of Bacillus subtilis and Pseudomonas mendocina onto Fe-oxyhydroxide-coated and uncoated quartz grains, Geomicrobiol. J. 21 (2004) 511–519. https://doi.org/10.1080/01490450490888172
 
[25]       X. Rong, Q. Huang, X. He, H. Chen, P. Cai, W. Liang, Interaction of Pseudomonas putida with kaolinite and montmorillonite: a combination study by equilibrium adsorption, ITC, SEM and FTIR, Colloids Surfaces B Biointerfaces. 64 (2008) 49–55. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2008.01.008
 
[26]       J. Hou, J. Du, H. Sui, L. Sun, Surfactants enhanced heavy oil–solid separation from carbonate asphalt rocks-experiment and molecular dynamic simulation, Nanomaterials. 11 (2021) 1835. https://doi.org/10.3390/nano11071835
 
[27]       J. Hou, S. Lin, J. Du, H. Sui, Study of the adsorption behavior of surfactants on carbonate surface by experiment and molecular dynamics simulation, Front. Chem. 10 (2022) 847986. https://doi.org/10.3389/fchem.2022.847986
 
[28]       M. Lashkarbolooki, S. Ayatollahi, M. Riazi, Effect of salinity, resin, and asphaltene on the surface properties of acidic crude oil/smart water/rock system, Energy & Fuels. 28 (2014) 6820–6829. https://doi.org/10.1021/ef5015692
 
[29]       F. Shojaati, S.H. Mousavi, M. Riazi, F. Torabi, M. Osat, Investigating the Effect of Salinity on the Behavior of Asphaltene Precipitation in the Presence of Emulsified Water, Ind. Eng. Chem. Res. 56 (2017) 14362–14368. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b03331
 
[30]       A. Ameri, F. Esmaeilzadeh, D. Mowla, Effect of low-salinity water on asphaltene precipitation, J. Dispers. Sci. Technol. (2017) 1–9. https://doi.org/10.1080/01932691.2017.1381616
 
[31]       J. Amanabadi, S. Jamshidi, Investigation of Water Salinity Effect on Asphaltene Precipitation Using PC-SAFT EOS, J. Gas Technol. 7 (2022) 51–60. https://doi.org/20.1001.1/jgt.2022.552432.1000.
 
[32]       A. Abdi, B. Ranjbar, Y. Kazemzadeh, F. Aram, M. Riazi, Investigating the mechanism of interfacial tension reduction through the combination of low-salinity water and bacteria, Sci. Rep. 14 (2024) 11408. https://doi.org/10.1038/s41598-024-62255-0