زئولیت و پرلیت در صنعت نفت

لکه های نفتی

لکه های نفتی موجود در سطح دریا و آبهای آزاد، صدمات زیادی به محیط زیست وارد می کنند. در مارس 1989 در اثر تصادف کشتی Exxonvaldez بیش از 11.2 میلیون گالن نفت خام وارد تنگه ویلیام در آلاسکا شد، در جنگ خلیج فارس در سال 1991 بیش از صد میلیون گالن نفت خام و همچنین در جنگ عراق علیه ایران مقدار زیادی نفت بر اثر خسارات بر سکوهای نفتی به محیط دریا وارد شد. به رغم وجود تکنولوژی و تجارب بدست آمده برای اصلاح رفت و آمد کشتی ها و تانکر های نفتی، هنوز صدمات آکولوژی جبران ناپذیری به محیط زیست دریا وارد می شود. سالانه بیش از 500 لکه نفتی در سطح آبهای آزاد گزارش می گردد که حجمی معادل 5/2 میلیون تن را در بر می گیرد. بیشتر ترکیبات آروماتیک موجود در نفت از قبیل الیفاتیک ها سمی بوده؛ و ترکیبات با وزن مولکولی متوسط بیشتر از ترکیبات با وزن مولکولی بالا سمی می باشند.

اثرات لکه نفتی بر محیط زیست دریا

لایه نفتی روی آب مانع از رسیدن اکسیژن و حل شدن آن در آب می شود. لکه نفتی در دریا تحت تاثیر فرآیندهای تبخیر، حل شدن، شناور شدن، تجزیه فتوشیمیایی، پراکندگی، تجزیه توسط میکروارگانیسمها و اموله شدن با آب قرار می گیرد. فرآیندهای تبخیر و امولیسیون شدن باعث کاهش پراکندگی، افزایش دانسیته (جرم واحد حجم افزایش می یابد) و ویسکوزیته می شوند و ضمن تاثیر بر زندگی عموم جانداران دریایی به طور مستقیم باعث مرگ جانداران ریز (که دارای حساسیت بالایی نسبت به مواد سمی می باشند) و به طور غیر مستقیم بر زنجیره غذایی انسان تاثیر می گذارند.

روش های پاکسازی لکه نفتی

بازیافت فیزیکی نفت و انتقال آن از سطح آب علاوه بر اینکه می تواند موجب پاکسازی و کاهش عوارض زیست محیطی دریا شود، نفت بازیابی شده را به چرخه تولید و توزیع باز می گرداند. از روش های مرسوم در جمع آوری و از بین بردن لکه های نفتی از دریا می توان به: بوم ها و دیواره های شناور، لخته سازی و امولیسیفایرها؛ سوزاندن در محل و پمپ کردن جاذب ها اشاره کرد. استفاده از جاذب های صنعتی یکی از روش های جذب لکه نفتی می باشد که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. از جمله جاذب های صنعتی می توان به گرافیت ورقه ای، پلی پروپیلن، پلی اوره یورتان اشاره داشت.

زئولیت و پرلیت جاذب لکه نفتی

پرلیت یکی از جاذب های صنعتی می باشد که به فراوانی در معادن ایران یافت می شود، از خصوصیات بارز پرلیت می توان به دانسیته کم (kg/m3 200-40) فضای تخلخل زیاد (بیش از 90%) ساختار لایه لایه ای آن، پخش شدن سریع پرلیت روی نفت، نفوذ پذیری بالا و جمع آوری آسان آن اشاره کرد. در نوعی از پرلیت با ابعاد 0.2-0 میلیمتر بلا فاصله بعداز جذب نفت به صورت لخته روی سطح آب شناور می ماند که جمع آوری آن روی سطح آب به آسانی امکان پذیر می باشد. فرآیند جذب لکه نفتی توسط پرلیت از نوع جذب سطحی است که به شدت بستگی به نوع ماده جاذب، سطح تماس، ساختار آن، مقدار و ترکیب ماده آلی دارد؛ در فرآیند جذب سطحی، جذب عمدتا از نوع جذب فیزیکی می باشد که تحت تاثیر نیروهای ضعیف واندروالسی بین جاذب و ماده جذب شونده قرار می گیرد و تحت مکانیزم به دام افتادن مایع در فضای تخلخل بین دانه ها نوعی جذب با نام Sorption باعث می شود تا مقدار نفت بیشتری جذب کند سینیتیک جذب نشان می دهد سرعت جذب نفت توسط پرلیت بسیار سریع (کسری از زمان) اتفاق می افتد. یکی از استفاده های اصلی زئولیت ها در کنترل آلودگی و جداکردن نفت از محیط های آلوده شده می باشد. مطالعات نشان داده است که مخلوطی از زئولیت، پرلیت، کربنات سدیم، اسیدتارتاریک و یک محلول آلی که بر روی هم وزن مخصوصی حدود 0.5 گرم بر سانتی متر مکعب دارد قادر است به دلیل سبکی، بیش از 200 ساعت روی آب بماند و نفت را از سطح آب جذب و جمع آوری نماید.

خالص سازی محصولات نفتی

زئولیت های طبیعی به ویژه سه نوع موردنیت، شابازیت و کلینوپتیلولیت در خالص سازی محصولات نفتی نقش موثری دارند. در این فرآیند گازهای مضر به ویژه دی اکسیدکربن و هیدروکربورهای گازی به وسیله زئولیت های جذب می شوند. ساختمان زئولیت های طبیعی (ازجمله فوجاسیت) و همچنین زئولیت های مصنوعی که یون های قابل تبادل آنها کاتالیزوری مناسب برای واکنش های ایزومریزاسیون، کراکینگ و اکسیداسیون در صنایع نفت و پتروشیمی فراهم می کند. برهمین اساس، کاربرد فوجاسیت در صنعت نفت به عنوان کاتالیزور برای شکستن مولکول های بزرگ، تحولی عمده در این زمینه به وجود آورده است.