DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-023-31674-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38172321
تاريخ النشر: 2024-01-04
المؤلف: Abdulraheim M.A. Hasan وآخرون
الموضوع الرئيسي: معالجة النفط وتحليله
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على القضية المهمة لإنتاج طين النفط في صناعة النفط، مع تسليط الضوء على الكميات الكبيرة التي يتم إنتاجها سنويًا، مثل التقديرات التي تشير إلى 30,000 طن لكل مصفاة في الولايات المتحدة وحوالي 3 ملايين طن من الصناعات البتروكيماوية في الصين. يذكر المؤلفون أن مركزهم استعاد بنجاح حوالي 30,206 برميل من النفط الخام من 32,786 برميل من طين قاع الخزان (TBS) في العام الماضي. إن تراكم TBS لا يؤدي فقط إلى خسائر اقتصادية بسبب انخفاض سعة التخزين وزيادة تآكل الخزانات، بل يعطل أيضًا جداول الإنتاج ويشكل مخاطر بيئية.
تركز المراجعة على التركيب والتكوين وخصائص TBS، إلى جانب التحديات البيئية والاقتصادية التي يقدمها. يتم فحص منهجيات المعالجة المختلفة، بما في ذلك استخراج المذيبات، إضافة السطحي، التجميد-الذوبان، والحرق، مع التركيز على تحديد أكثر الطرق فعالية وصديقة للبيئة. يهدف المؤلفون إلى تقديم فهم شامل لأبحاث التحكم في الطين والمعالجة الحالية، مما يجذب الخبراء في كيمياء النفط والحقول ذات الصلة. تؤكد الاستنتاجات على الطبيعة الخطرة لطين النفط، وخاصة TBS، وأهمية طرق الاسترداد وإعادة التدوير الفعالة للتخفيف من المخاطر الصحية والخسائر الاقتصادية المرتبطة بالتخلص غير القانوني.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث التركيب والتصنيف لزيت النفط الخام، وهو وقود أحفوري تشكل على مدى ملايين السنين تحت سطح الأرض. يتكون النفط الخام بشكل أساسي من مجموعة متنوعة من الهيدروكربونات، بما في ذلك المركبات الأليفاتيكية، والأليسيكلية، والبولياروماتية، إلى جانب عناصر ثانوية ومعادن ثقيلة. يتم تصنيف المكونات الرئيسية إلى مشبعات (ألكانات وسيركوبارافينات)، أرومات (كلا من أحادية الأرومات والبوليارومات)، راتنجات (جزيئات قطبية تحتوي على ذرات غير متجانسة مثل الكبريت والأكسجين والنيتروجين)، وأسفلتين (حلقي أروماتي عالي الوزن الجزيئي). يُشار إلى هذا التصنيف باسم اختبار SARA.
تسلط الورقة الضوء على التباين في تركيب النفط الخام من خزانات مختلفة، مما يؤدي إلى تصنيفات مثل البارافيني، والنفثيني، والشمعي، أو الأسفلتيني، بناءً على النسب النسبية لهذه المكونات. بالإضافة إلى ذلك، يتم الإشارة إلى وجود معادن مثل الحديد والزنك والنحاس والرصاص وغيرها، مع تباين التركيزات بشكل كبير عبر عينات النفط الخام المختلفة. إن هذا الفهم الأساسي لتركيب النفط الخام ضروري لمزيد من الاستكشاف والتحليل في هذا المجال.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على التحديات الاقتصادية والبيئية الكبيرة التي يطرحها طين النفط، وخاصة طين قاع الخزان، الذي يختلف في التركيب بناءً على نوع النفط الخام المعالج. تؤكد الورقة على الحاجة إلى منهجيات معالجة صديقة للبيئة، حيث أن الطرق التقليدية غالبًا ما تفاقم هذه القضايا. تشير إلى أن تركيب طين النفط معقد، ويتكون عادة من مستحلبات الماء في الزيت تحتوي على هيدروكربونات، ورواسب، ومواد غير عضوية متنوعة، مع التأثير الخاص للتكوين المتأثر بمصدر النفط الخام. تؤكد الورقة على أهمية فهم هذه التركيبات لاستراتيجيات المعالجة والتثمين الفعالة.
علاوة على ذلك، يحدد القسم عمليات تشكيل طين النفط، والتي تشمل تفاعل الهيدروكربونات مع العوامل البيئية، مما يؤدي إلى تراكم مواد كثيفة وهلامية في خزانات التخزين. تصنف الورقة أنواع الطين بناءً على أصولها من النفط الخام وتناقش الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تؤثر على تأثيرها البيئي. تختتم بالتأكيد على ضرورة وجود استراتيجيات إدارة شاملة تشمل تقليل إنتاج الطين، واستعادة الفractions القيمة، وضمان التخلص الآمن، مما يتماشى مع أهداف الاستدامة وإعادة تدوير الموارد في صناعة النفط.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-023-31674-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38172321
Publication Date: 2024-01-04
Author(s): Abdulraheim M.A. Hasan et al.
Primary Topic: Petroleum Processing and Analysis
Overview
The section provides an overview of the significant issue of oil sludge production in the petroleum industry, highlighting the substantial quantities generated annually, such as the estimated 30,000 tons per refinery in the U.S. and approximately 3 million tons from petrochemical industries in China. The authors report that their center successfully recovered about 30,206 barrels of raw oil from 32,786 barrels of tank bottom sludge (TBS) in the previous year. The accumulation of TBS not only leads to economic losses due to reduced storage capacity and increased tank corrosion but also disrupts production schedules and poses environmental hazards.
The review focuses on the composition, formation, and properties of TBS, alongside the environmental and economic challenges it presents. Various treatment methodologies, including solvent extraction, surfactant addition, freezing-thawing, and incineration, are examined, with an emphasis on identifying the most effective and environmentally friendly approaches. The authors aim to provide a comprehensive understanding of current sludge control and treatment research, appealing to experts in petroleum chemistry and related fields. The conclusions underscore the hazardous nature of oil sludge, particularly TBS, and the importance of effective recovery and recycling methods to mitigate health risks and economic losses associated with illegal disposal.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the composition and classification of petroleum crude oil, a fossil fuel formed over millions of years beneath the Earth’s surface. Crude oil is primarily made up of various hydrocarbons, including aliphatic, alicyclic, and polyaromatic compounds, along with minor elements and heavy metals. The main components are categorized into saturates (alkanes and cycloparaffins), aromatics (both monoaromatic and polyaromatic), resins (polar molecules containing heteroatoms such as sulfur, oxygen, and nitrogen), and asphaltenes (high-molecular-weight fused aromatic rings). This classification is referred to as the SARA test.
The paper highlights the variability in crude oil composition from different reservoirs, leading to classifications such as paraffinic, naphthenic, waxy, or asphaltenic, based on the relative proportions of these components. Additionally, the presence of metals such as iron, zinc, copper, lead, and others is noted, with concentrations varying significantly across different crude oil samples. This foundational understanding of crude oil’s composition is crucial for further exploration and analysis in the field.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant economic and environmental challenges posed by petroleum sludge, particularly tank bottom sludge, which varies in composition based on the type of crude oil processed. The paper emphasizes the need for environmentally friendly treatment methodologies, as traditional approaches often exacerbate these issues. It notes that the composition of petroleum sludge is complex, typically consisting of water-in-oil emulsions containing hydrocarbons, sediments, and various inorganic materials, with the specific makeup influenced by the crude oil source. The paper underscores the importance of understanding these compositions for effective treatment and valorization strategies.
Furthermore, the section outlines the formation processes of petroleum sludge, which involve the interaction of hydrocarbons with environmental factors, leading to the accumulation of dense, gelatinous substances in storage tanks. The paper categorizes sludge types based on their crude oil origins and discusses the physicochemical properties that affect their environmental impact. It concludes by stressing the necessity for comprehensive management strategies that include reducing sludge generation, recovering valuable fractions, and ensuring safe disposal, thereby aligning with sustainability goals and resource recycling in the petroleum industry.