up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله بيوسورفكتانت PDF
QR code - بيوسورفكتانت

بيوسورفكتانت

كاربرد بيوسورفكتانت ها در افزايش بازيافت نفت

بيوسورفكتانت ها (Biosurfactants) دسته اي از عوامل شيميايي كاهش دهنده كشش سطحي هستند كه توسط ميكروارگانيسم ها توليد مي شوند. اين تركيبات، كاربردهاي فراواني در صنايع گوناگون دارند.
بيوسورفكتانت چيست؟
بيوسورفكتانت ها گروهي از تركيبات آلي توليد شده توسط باكتري هاي نفت خوار هستند كه به سه گروه بيوسورفكتانت هاي كاتيوني، آنيوني و خنثي طبقه بندي مي شوند.
هر كدام از اين گروه ها داراي خصوصيات و كاربردهاي مشخصي هستند. بيوسورفكتانت ها، علاوه بر كاهش دادن كشش سطحي نفت، لايهٔ يكپارچه نفتي را به ذرات كوچك تر مي شكنند و به اين ترتيب باعث امولسيونه شدن و نهايتاً حل شدن لايهٔ نفتي در آب مي شوند. همچنين نسبت سطح به حجم لكهٔ نفتي را نيز افزايش داده و موجب مي شوند تا باكتري هاي نفت خوار براحتي اطراف ذرات نفتي جمع شده و آن را تجزيه نمايد.
● كاربرد بيوسورفكتانت ها
كاربرد بيوسورفكتانت ها در صنايع، بسيار گسترده است. براي مثال از اين تركيبات در صنايع دارويي بمنظور كاهش دادن كشش سطحي تركيبات دارويي در بدن و جذب بهتر آن ها و يا در توليد شوينده ها براي بالابردن كيفيت محصول به ميزان قابل توجهي استفاده مي شود. صنايع غذايي هم از مصرف كنندگان عمدهٔ بيوسورفكتانت ها محسوب مي شوند.
ولي كاربرد بسيار مهم تر بيوسورفكتانت ها در صنعت استخراج نفت خام است. به عنوان مثال، امروزه از اين تركيبات در توليد نفت ثالثيه از چاههاي نفت به ظاهر تخليه شده استفاده مي شود، كه ارزش اقتصادي بسياربالايي دارد.
● استخراج نفت ثالثيه
اكثر روش هاي متداول استخراج نفت خام، تنها قادرند حدود ۲۰ درصد از كل ذخيرهٔ نفتي چاه را استحصال كنند. اين نفت اصطلاحاً نفت اوّليه (Primary Oil) گفته مي شود، كه معمولاً فشار لايه گازي موجود در چاه موجب استخراج نفت خام مي شود.
اما بايد توجه داشت كه بيش از ۸۰ درصد محتواي مخازن نفت خام در كنار چاه اصلي و در درون سنگ هاي متخلخل اطراف آن قرار دارد. براي خارج ساختن بخشي از اين ذخيره نفتي، معمولاً در كنار چاه نفت سوراخ عميقي ايجاد كرده و از اين طريق بخار آب يا بمب هاي گرمازا (اين مورد اغلب در تحقيقات استفاده مي شود) به درون سنگ هاي متخلخل حاوي نفت تزريق مي شود.
با اين كار بخش كمي از نفت موجود به سمت چاه اصلي سرازير شده و قابل استخراج خواهد بود. نفت حاصل از اين روش كه حداكثر ۵ درصد ذخيره واقعي ميدان نفتي را شامل مي شود، اصطلاحاً به نفت ثانويه (Secondary Oil) معروف است.
اما بخش اعظم چاههاي نفتي پس از استخراج نفت ثانويه به صورت چاه هاي متروك و به ظاهر تخليه شده رها مي شوند، در حالي كه بيش از ۷۰ درصد ذخيرهٔ نفتي اين مخازن همچنان باقي است. امروزه يكي از استفاده هاي بالقوه بيوسورفكتانت ها در استخراج همين بخش از نفت خام مي باشد كه اصطلاحاً نفت ثالثيه (Tertiary Oil) گفته مي شود.
● مزاياي بيوسورفكتانت ها در استخراج نفت ثالثيه
يكي از نكات جالب توجه آن است كه در اين مورد به خالص بودن بيوسورفكتانت نيازي نيست و حتي محيط كشت حاوي باكتري هاي مولد اين تركيبات هم مي تواند براي استحصال نفت خام مورد استفاده قرارگيرد. يكي ديگر از ويژگي هاي اين روش آن است كه در مقايسه با سورفكتانت هاي شيميايي كه اثرات زيانبار زيست محيطي فراواني بر جاي مي گذارند، كاربرد بيوسورفكتانت ها فاقد هرگونه عوارض نامطلوب بر روي اكوسيستم طبيعي است.
در اين روش معمولاً باكتري نفت خوار مولد بيوسورفكتانت و يا بيوسورفكتانت را همراه آب به درون مخازن زيرزميني نفتي تزريق مي كنند. باكتري ها در حدود ۸ ميلياردم نفت خام را براي رشد و تكثير خود مصرف كرده و پس از توليد بيوسورفكتانت، موجب كاهش كشش سطحي نفت و روان شدن آن به سمت چاه اصلي مي شوند. به اين طريق مي توان بخش اعظم نفت موجود در لايه هاي ماسه سنگي اطراف مخزن را استحصال كرد.
نكته جالب توجه در مورد باكتري هاي مولد بيوسورفكتانت آن است كه اغلب اين باكتري ها علاوه بر هالوفيل (نمك دوست) بودن، ترموفيل (گرمادوست) و يا حتي اكستريم ترموفيل(Extreme Thermophile) نيز هستند. يعني به حرارت هاي بالا مقاومند. از همين رو، محصولات توليدي آنها نيز در برابر حرارت مقاوم بوده و به راحتي غيرفعال نمي شوند.
اينجانب با امكانات موجود، باكتري هاي نفت خوار جدا شده از ايران را تست كردم و مشخص شد كه خود سلول هاي باكتري تا دماي ۷۰ درجهٔ سانتيگراد و محصول آن ها (بيوسورفكتانت) تا حدود ۱۵۰ درجهٔ سانتيگراد به حرارت مقاومت دارند. از اين رو مشكل خاصي در استفاده از اين باكتري ها يا بيوسورفكتانت آن ها در عمق زمين و چاه هاي نفتي وجود ندارد.
به هر حال در پايان بايد به اين نكته توجه داشت كه تكنولوژي استخراج و كاربرد بيوسورفكتانت ها درصنايع و بويژه صنعت نفت، نه تنها تكنيك امروز بلكه نياز فرداست. كشور ما مي تواند با دست يابي به تكنولوژي استخراج و كاربرد بيوسورفكتانت ها، يكي از مدعيان اصلي اين صنعت در دنيا بوده و از اين راه درآمدهاي ارزي گسترده اي به دست آورد.
● سولفورزدايي از نفت خام
قابليت ديگر اين باكتري هاي مولد بيوسورفكتانت و سويه هاي نفت خوار اين است كه به كمك آن ها مي توان گوگرد موجود در نفت هاي خام را حذف و اصطلاحاً سولفورزدايي كرد. در واقع چون اين باكتري ها همه چيزخوار هستند، بنابراين مي توانند سولفيد موجود در نفت را كه به شكل S۲- است، در شرايط هوازي اكسيد كرده و به سولفات تبديل نمايند.
اين امر نيز مي تواند به عنوان يكي از كاربردهاي مهم بيوسورفكتانت ها و باكتري هاي نفت خوار در صنايع نفتي به كار گرفته شود. البته با دستكاري هاي ژنتيك مي توان سويه هاي خاصي از اين باكتري ها را ايجاد كرد كه صرفاً فعاليت سولفورزدايي داشته و نفت را تجزيه نكنند.
در پايان بايد عرض كنم كه كشور ما از ذخاير و منابع خدادادي بسيار ارزشمندي بهره مند است، بطوريكه اگر دنبال نقره بگرديم، طلا هم پيدا مي كنيم. اما مهم اين است كه بدانيم كجا و چگونه جستجو كنيم.

دانلود نسخه PDF - بيوسورفكتانت