A nyersolaj-ellenállás-csökkentők beszállítójaként első kézből tapasztaltam ezen szerek jelentőségét az olajszállítás hatékonyságának növelésében. A különféle típusú nyersolaj légellenállás-csökkentők közül kiemelkednek a polimer alapúak és a felületaktív anyagok alapúak. Nézzük meg a köztük lévő különbségeket.
1. Kémiai összetétel
A polimer alapú nyersolaj légellenállás-csökkentők jellemzően hosszú láncú polimer molekulák. Ezek a polimerek lehetnek szintetikusak, például polialfaolefinek (PAO), amelyek nagy molekulatömegűek. A polimerek hosszú láncai összegabalyodhatnak és kölcsönhatásba léphetnek az olajmolekulákkal. Például, ha kőolajhoz adják, ezek a polimer láncok kinyúlnak a folyadék áramlásának irányába, és egyfajta "nyírásálló réteget" hoznak létre, amely segít csökkenteni a súrlódási ellenállást [1].
Másrészt a felületaktív anyag alapú nyersolaj légellenállás-csökkentők felületaktív anyagokból állnak. A felületaktív anyagok egyedi molekulaszerkezettel rendelkeznek, hidrofil (víz-szerető) fejjel és hidrofób (olajat szerető) farokkal. A kőolajban a felületaktív anyagok az olaj-cső fal határfelületén adszorbeálódhatnak. A hidrofil rész kölcsönhatásba léphet a csőfallal, míg a hidrofób rész az olajfázishoz igazodik. Ez az adszorpció megváltoztathatja a csőfal felületi tulajdonságait és az olajáramlási viselkedést a fal közelében [2].
2. A húzáscsökkentés mechanizmusai
A polimer alapú légellenállás-csökkentők mechanizmusa elsősorban a polimerek viszkoelasztikus viselkedésében rejlik az áramló olajban. Amikor az olaj folyik, a hosszú láncú polimerek a nyírófeszültség hatására deformálódnak. A folyamat során rugalmas energiát tárolnak és bocsátanak ki. Ez a viszkoelaszticitás csökkenti a turbulens energia disszipációt az olajáramlásban. Turbulens áramlásban a polimerek elnyomhatják a turbulens örvények kialakulását és növekedését. Ezáltal laminárisabbá teszik az áramlást, ami jelentősen csökkenti az olaj és a csőfal közötti súrlódási ellenállást [3].
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők más mechanizmuson keresztül működnek. Mint korábban említettük, a felületaktív anyagok az olaj-cső fal határfelületén adszorbeálódnak. Vékony, rendezett réteget képeznek a csőfalon. Ez a réteg csökkentheti az olaj és a csőfal közötti tapadást, így könnyebben csúszik az olaj a falon. Ezenkívül a felületaktív anyagok befolyásolhatják az olaj felületi feszültségét és határfelületi tulajdonságait is, ami tovább hozzájárul a légellenállás csökkentéséhez [4].
3. Teljesítmény különböző körülmények között
Hőmérséklet
A polimer alapú légellenállás-csökkentők általában viszonylag szűk hőmérséklet-tartománnyal rendelkeznek az optimális teljesítmény érdekében. A magas hőmérséklet a polimer láncok tönkremeneteléhez vagy viszkoelasztikus tulajdonságaik elvesztéséhez vezethet. Például nagyon magas hőmérsékleten a hosszú láncú polimerek kisebb darabokra bomlhatnak, amelyek kevésbé hatékonyan csökkentik a légellenállást. Másrészt alacsony hőmérsékleten a polimerek merevebbé válhatnak, és korlátozott a deformálódási képességük és az olajárammal való kölcsönhatásuk.
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők gyakran jobb hőmérséklet-tűréssel rendelkeznek. A felületaktív anyagok szélesebb hőmérsékleti tartományban is megtarthatják felületaktív tulajdonságaikat. Továbbra is képesek adszorbeálódni az olaj-cső fal határfelületén, és még szélsőséges hőmérsékleti körülmények között is csökkentik a légellenállást [5].
Nyersolaj tulajdonságai
A polimer alapú légellenállás-csökkentők teljesítménye nagymértékben függ a kőolaj viszkozitásától és összetételétől. A nagy viszkozitású nyersolajokban a polimerek nehezen tudnak diszpergálni és hatékonyan kölcsönhatásba lépni az olajmolekulákkal. A nagy viszkozitású olajok vastagsága megakadályozhatja, hogy a polimer láncok áramlási irányban kinyúljanak. Ezenkívül bizonyos komponensek jelenléte a nyersolajban, mint például az aszfaltének, kölcsönhatásba léphetnek a polimerekkel, és csökkenthetik a légellenállásukat – csökkentve a hatékonyságot.
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentőket általában kevésbé befolyásolja a nyersolaj viszkozitása. Jól működhetnek alacsony és nagy viszkozitású nyersolajokban is. Az olaj-cső fal határfelületén való adszorbeáló képességüket jobban befolyásolja a cső és az olaj felületi tulajdonságai, nem pedig az olaj térfogati viszkozitása [6].
4. Adagolás és költség
A polimer alapú légellenállás-csökkentők általában viszonylag alacsony adagot igényelnek a jelentős légellenállás-csökkenés eléréséhez. Mivel a polimerek nagyon hatékonyak a turbulens örvények elnyomásában, kis mennyiségű polimer nagy hatással lehet az áramlási jellemzőkre. A nagy molekulatömegű polimerek előállítása azonban bonyolult és költséges lehet. Ennek eredményeként a polimer alapú légellenállás-csökkentők súlyegységenkénti költsége viszonylag magas.
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők gyakran nagyobb adagot igényelnek, mint a polimer alapúak. Hatékony réteg kialakításához az olaj-cső fal határfelületén elegendő mennyiségű felületaktív anyag szükséges. A felületaktív anyagokat azonban általában könnyebb előállítani, és alapanyagaik is bőségesebbek. Ezért a felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők súlyegységenkénti költsége gyakran alacsonyabb.
5. Környezeti hatás
A polimer alapú légellenállás-csökkentők bizonyos környezeti problémákat vethetnek fel. A hosszú láncú polimerek biológiailag nem könnyen lebonthatók. Ha a környezetbe kerülnek, felhalmozódhatnak, és potenciálisan károsíthatják az ökoszisztémákat. Ezenkívül a polimerek gyártási folyamata magában foglalhat bizonyos vegyi anyagok használatát, amelyek negatív környezeti hatásokkal járhatnak.
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők környezetbarátabbá alakíthatók. Sok modern felületaktív anyag biológiailag lebomlik, ami azt jelenti, hogy a környezetben lévő természetes mikroorganizmusok lebonthatják őket. Ez csökkenti a használatukkal járó hosszú távú környezeti terhelést.
Alkalmazások és piaci trendek
A polimer alapú légellenállás-csökkentőket széles körben használják nagy távolságú olajvezetékekben, ahol a nagy hatékonyságú légellenállás-csökkentés kulcsfontosságú. Előnyösek olyan alkalmazásokban is, ahol az olajáramlás viszonylag stabil, és a hőmérséklet és az olajtulajdonságok megfelelő tartományon belül vannak. Például néhány nagyméretű tengeri olajvezetékben a polimer alapú légellenállás-csökkentők jelentősen javíthatják a szállítási kapacitást és csökkenthetik az energiafogyasztást.
A felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentőket gyakran használják olyan helyzetekben, amikor az olaj tulajdonságai változóak, vagy a hőmérsékleti viszonyok zordak. Alkalmasak kis és közepes méretű csővezetékekhez és helyszíni alkalmazásokhoz is. A környezetbarát és sokoldalú megoldások iránti növekvő kereslet következtében a felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentők piaca folyamatosan növekszik.
Nyersolaj-ellenállás-csökkentő beszállítóként termékeink széles skáláját kínáljuk, beleértve a polimer alapú és a felületaktív anyag alapú légellenállás-csökkentőket is. Ha érdekli a miNyersolaj ellenállást csökkentő szer, akkor is felfedezheti a miEllenállást csökkentő szer finomított olajhozésKoncentrált biocidokátfogó olajmező vegyi megoldásokhoz.
Tisztában vagyunk vele, hogy a különböző ügyfeleknek az olajszállítási rendszerüktől és az üzemeltetési körülményeiktől függően eltérő igényeik vannak. Akár nagy hatékonyságú polimer alapú légellenállás-csökkentőre van szüksége egy nagyméretű csővezetékhez, akár sokoldalú felületaktív anyag alapúra van szüksége egy kihívásokkal teli környezethez, mi a legmegfelelőbb termékeket kínáljuk Önnek. Ha javítani szeretné olajszállítása hatékonyságát és csökkenteni a költségeket, javasoljuk, hogy vegye fel velünk a kapcsolatot a beszerzéssel kapcsolatban, és megbeszéljük az Ön speciális igényeinek megfelelő legjobb megoldásokat.
Hivatkozások
[1] Joseph, DD (1990). "A polimer ellenállás csökkentése a turbulens áramlásban." Éves Szemle a Fluid Mechanics, 22(1), 577-616.
[2] Shah, DO és Shukla, KS (1996). "Felületaktív anyag alapú ellenállás - redukáló szerek olajvezetékekhez." Journal of Surfactants and Detergents, 1(1), 71-82.
[3] Virk, PS (1975). "Teljesen kifejlesztett turbulens légellenállás-csökkentő polimer oldatok." AIChE Journal, 21(3), 625-638.
[4] Zakin, JL és Sareen, JS (1970). "A felületaktív anyagok hatása a turbulens áramlásra a csövekben." AIChE Journal, 16(3), 448-454.
[5] White, CM és Mungal, MG (2008). "A falhoz kötött áramlások légellenállás-csökkentésének áttekintése." Folyadékmechanika Éves Szemle, 40(1), 533-555.
[6] Gyr, A. és Bewersdorff, HW (2007). "A folyadékellenállás csökkentése adalékokkal." Springer Science & Business Media.
