สารลดแรงเสียดทานในน้ำมันดิบชนิดที่ใช้โพลิเมอร์เป็นส่วนประกอบ กับชนิดที่ใช้สารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบ มีความแตกต่างกันอย่างไร?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของตัวลดปริมาณน้ำมันดิบ ฉันได้เห็นโดยตรงถึงความสำคัญของสารเหล่านี้ในการเพิ่มประสิทธิภาพในการขนส่งน้ำมัน ในบรรดาสารลดแรงต้านการลากน้ำมันดิบประเภทต่างๆ สารลดแรงตึงผิวที่มีพื้นฐานเป็นโพลีเมอร์และสารลดแรงตึงผิวมีความโดดเด่น มาเจาะลึกความแตกต่างระหว่างพวกเขากันดีกว่า

1. องค์ประกอบทางเคมี

ตัวลดแรงต้านน้ำมันดิบที่มีส่วนประกอบหลักเป็นโพลีเมอร์มักเป็นโมเลกุลโพลีเมอร์สายโซ่ยาว โพลีเมอร์เหล่านี้สามารถสังเคราะห์ได้ เช่น โพลีอัลฟาโอเลฟินส์ (PAOs) ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลสูง สายพอลิเมอร์สายยาวสามารถพันกันและมีปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำมันได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อเติมลงในน้ำมันดิบ สายโซ่โพลีเมอร์เหล่านี้จะยืดออกในทิศทางของการไหลของของเหลว ทำให้เกิดเป็น "ชั้นต้านทานแรงเฉือน" ซึ่งจะช่วยลดแรงเสียดสี [1]

ในทางกลับกัน สารลดแรงตึงผิวของน้ำมันดิบที่มีสารลดแรงตึงผิวประกอบด้วยสารออกฤทธิ์ที่พื้นผิว สารลดแรงตึงผิวมีโครงสร้างโมเลกุลที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ โดยมีส่วนหัวที่ชอบน้ำ (ชอบน้ำ) และหางที่ไม่ชอบน้ำ (รักน้ำมัน) ในน้ำมันดิบ สารลดแรงตึงผิวสามารถดูดซับได้ที่ส่วนต่อประสานผนังท่อน้ำมัน ส่วนที่ไม่ชอบน้ำอาจทำปฏิกิริยากับผนังท่อ ในขณะที่ส่วนที่ไม่ชอบน้ำจะเรียงตัวกับเฟสของน้ำมัน การดูดซับนี้สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของผนังท่อและพฤติกรรมการไหลของน้ำมันใกล้ผนังได้ [2]

2. กลไกการลดการลาก

กลไกของตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมหยุ่นหนืดของโพลีเมอร์ในน้ำมันที่ไหล เมื่อน้ำมันไหล โพลีเมอร์สายยาวจะเสียรูปเนื่องจากความเค้นเฉือน พวกมันจัดเก็บและปล่อยพลังงานยืดหยุ่นในระหว่างกระบวนการนี้ ความยืดหยุ่นความหนืดนี้ช่วยลดการกระจายพลังงานปั่นป่วนในการไหลของน้ำมัน ในการไหลเชี่ยว โพลีเมอร์สามารถระงับการก่อตัวและการเติบโตของกระแสน้ำวน การทำเช่นนี้จะทำให้การไหลมีลักษณะเป็นชั้นๆ มากขึ้น ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างน้ำมันกับผนังท่อได้อย่างมาก [3]

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวทำงานผ่านกลไกที่แตกต่างกัน ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น สารลดแรงตึงผิวจะดูดซับที่ส่วนต่อประสานผนังท่อน้ำมัน พวกมันสร้างชั้นบาง ๆ ตามลำดับบนผนังท่อ ชั้นนี้สามารถลดการยึดเกาะระหว่างน้ำมันกับผนังท่อ ทำให้น้ำมันไหลไปตามผนังได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ สารลดแรงตึงผิวยังสามารถส่งผลต่อแรงตึงผิวและคุณสมบัติการยึดเกาะของน้ำมัน ซึ่งช่วยลดแรงต้านได้มากขึ้น [4]

3. ประสิทธิภาพในสภาวะต่างๆ

อุณหภูมิ

โดยทั่วไปแล้วตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์จะมีช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด อุณหภูมิสูงอาจทำให้โซ่โพลีเมอร์พังทลายหรือสูญเสียคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดได้ ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก โพลีเมอร์สายโซ่ยาวอาจสลายตัวเป็นชิ้นเล็กๆ ซึ่งมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการลดแรงต้าน ในทางกลับกัน ที่อุณหภูมิต่ำ โพลีเมอร์อาจมีความแข็งมากขึ้น และความสามารถในการเปลี่ยนรูปและมีปฏิกิริยากับการไหลของน้ำมันนั้นมีจำกัด

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวมักจะมีความทนทานต่ออุณหภูมิได้ดีกว่า สารลดแรงตึงผิวสามารถรักษาคุณสมบัติพื้นผิวไว้ได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น พวกเขายังสามารถดูดซับที่ส่วนต่อประสานผนังท่อน้ำมันและลดการลากแม้ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงมาก [5]

คุณสมบัติของน้ำมันดิบ

ประสิทธิภาพของตัวลดแรงต้านแบบโพลีเมอร์ขึ้นอยู่กับความหนืดและองค์ประกอบของน้ำมันดิบเป็นอย่างมาก ในน้ำมันดิบที่มีความหนืดสูง โพลีเมอร์อาจมีปัญหาในการกระจายตัวและทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลักษณะที่หนาของน้ำมันที่มีความหนืดสูงสามารถป้องกันไม่ให้โซ่โพลีเมอร์ยืดออกในทิศทางการไหล นอกจากนี้ การมีส่วนประกอบบางอย่างในน้ำมันดิบ เช่น แอสฟัลทีน สามารถทำปฏิกิริยากับโพลีเมอร์และลดประสิทธิภาพในการลดแรงต้านของพวกมันได้

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวโดยทั่วไปจะได้รับผลกระทบน้อยกว่าจากความหนืดของน้ำมันดิบ สามารถทำงานได้ดีกับน้ำมันดิบที่มีความหนืดต่ำและสูง ความสามารถในการดูดซับที่ส่วนต่อประสานผนังท่อน้ำมันได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติพื้นผิวของท่อและน้ำมันมากกว่าความหนืดรวมของน้ำมัน [6]

4. ปริมาณและต้นทุน

ตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์มักจะต้องใช้ปริมาณที่ค่อนข้างต่ำเพื่อให้เกิดการลดการลากได้อย่างมาก เนื่องจากโพลีเมอร์มีประสิทธิภาพสูงในการยับยั้งกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วน โพลีเมอร์จำนวนเล็กน้อยจึงสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อลักษณะการไหล อย่างไรก็ตาม การผลิตโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงอาจมีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง เป็นผลให้ต้นทุนต่อหน่วยน้ำหนักของตัวลดแรงต้านแบบโพลีเมอร์จึงค่อนข้างสูง

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวมักจะต้องใช้ปริมาณที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับสารลดแรงตึงผิวที่เป็นโพลีเมอร์ ในการสร้างชั้นที่มีประสิทธิภาพที่ส่วนต่อประสานผนังท่อน้ำมันและท่อ จำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวในปริมาณที่เพียงพอ แต่โดยทั่วไปแล้วสารลดแรงตึงผิวจะผลิตได้ง่ายกว่า และวัตถุดิบก็มีมากขึ้น ดังนั้นต้นทุนต่อหน่วยน้ำหนักของสารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวจึงมักจะต่ำกว่า

5. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์อาจทำให้เกิดข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม โพลีเมอร์สายโซ่ยาวไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่าย หากปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมอาจสะสมและอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบนิเวศได้ นอกจากนี้ กระบวนการผลิตโพลีเมอร์อาจเกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีบางชนิดที่อาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวสามารถออกแบบให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น สารลดแรงตึงผิวสมัยใหม่หลายชนิดสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถย่อยสลายได้โดยจุลินทรีย์ตามธรรมชาติในสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะช่วยลดภาระด้านสิ่งแวดล้อมในระยะยาวที่เกี่ยวข้องกับการใช้งาน

การใช้งานและแนวโน้มตลาด

ตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อส่งน้ำมันระยะไกล ซึ่งการลดแรงต้านที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญ นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมในการใช้งานที่การไหลของน้ำมันค่อนข้างคงที่ และอุณหภูมิและคุณสมบัติของน้ำมันอยู่ในช่วงที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น ในท่อส่งน้ำมันนอกชายฝั่งขนาดใหญ่บางท่อ ตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์สามารถปรับปรุงความสามารถในการขนส่งและลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก

สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวมักใช้ในสถานการณ์ที่คุณสมบัติของน้ำมันเปลี่ยนแปลงหรือสภาวะอุณหภูมิที่รุนแรง นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับท่อขนาดเล็กถึงขนาดกลางและการใช้งานในภาคสนาม ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับโซลูชันที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและใช้งานได้หลากหลาย ตลาดสำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวจึงเติบโตอย่างต่อเนื่อง

ในฐานะซัพพลายเออร์ตัวลดแรงต้านการลากน้ำมันดิบ เรามีผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ซึ่งรวมถึงตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์และสารลดแรงตึงผิว หากคุณสนใจของเราสารลดแรงต้านการลากน้ำมันดิบคุณยังสามารถสำรวจของเราได้สารรีดิวซ์สำหรับน้ำมันกลั่นและไบโอไซด์เข้มข้นสำหรับการแก้ปัญหาทางเคมีในบ่อน้ำมันแบบครบวงจร

เราเข้าใจดีว่าลูกค้าที่แตกต่างกันมีความต้องการที่แตกต่างกันไปตามระบบการขนส่งน้ำมันและสภาพการปฏิบัติงาน ไม่ว่าคุณจะต้องการตัวลดแรงต้านที่ใช้โพลีเมอร์ประสิทธิภาพสูงสำหรับท่อส่งขนาดใหญ่หรือสารลดแรงตึงผิวอเนกประสงค์สำหรับสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เราพร้อมจัดหาผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมที่สุดให้กับคุณ หากคุณต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพการขนส่งน้ำมันและลดต้นทุน เราขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้างและหารือเกี่ยวกับแนวทางแก้ไขที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ

อ้างอิง

[1] โจเซฟ ดี.ดี. (1990) "การลดแรงต้านของพอลิเมอร์ในการไหลเชี่ยว" การทบทวนกลศาสตร์ของไหลประจำปี 22(1) 577 - 616
[2] ชาห์, DO, & Shukla, แคนซัส (1996) "สารลดแรงตึงผิวที่ใช้สารลดแรงตึงผิวสำหรับท่อส่งน้ำมัน" วารสารสารลดแรงตึงผิวและผงซักฟอก, 1(1), 71 - 82.
(3) เวิร์ค, พีเอส (1975) "การไหลเชี่ยวของสารละลายโพลีเมอร์ลดแรงลากที่พัฒนาอย่างเต็มที่" วารสาร AIChE, 21(3), 625 - 638.
(4) ซาคิน, เจแอล, & ซารีน, JS (1970) "ผลของสารลดแรงตึงผิวต่อการไหลเชี่ยวในท่อ" วารสาร AIChE, 16(3), 448 - 454.
[5] ขาว, CM, & Mungal, MG (2008) "การทบทวนการลดแรงต้านของกระแสน้ำที่กั้นผนัง" การทบทวนกลศาสตร์ของไหลประจำปี 40(1) 533 - 555
(6) Gyr, A. และ Bewersdorff, HW (2007) "การลดแรงต้านของของไหลด้วยสารเติมแต่ง" สื่อวิทยาศาสตร์และธุรกิจสปริงเกอร์