25058

ساخت ذرات هيدروژل حاوي نانو ذرات سلولوز به روش پليمريزاسيون تعليقي معكوس با قابليت كاربرد در بهبود بردداشت نفت

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- پليمر

1397-1399

1400/1/23

دكتر محمدرضا مقبلي- دكتر فروغ عاملي

مهندسي شيمي، نفت، گاز

هيدروژل ها شبكه هاي پليمري سه بعدي با اتصالات عرضي هستند كه قابليت جذب بسيار زياد آب يا سيالات زيستي را دارا هستند. امروزه هيدروژل ها به دليل خواص منحصر به فرد در صنايع مختلف نظير صنايع غذايي، بسته بندي، داروسازي، كشاورزي، زيست پزشكي و زيست مهندسي كاربرد دارند. اين مواد در ساخت دستگاه هاي فني و الكترونيكي به ¬عنوان جاذبي براي حذف آلاينده¬ها در صنايع زيست محيطي بسيار مورد توجه قرار گرفته¬اند. يكي از كاربرد¬هاي مورد توجه در دهه¬هاي اخير از اين مواد در عمليات ازدياد برداشت مخازن نفتي است. در حال حاضر بيشتر مخازن بزرگ نفتي نيمه¬ي دوم عمر خود را سپري مي¬كنند به همين دليل بحث ازدياد برداشت، بسيار حائز اهميت است. در عمليات ازدياد¬برداشت نفت مي-توان با تزريق هيدروژل¬ها به درون گلوگاه¬هايي كه تراوايي بيشتري دارند، از احتمال انتقال آب به درون چاه ممانعت به عمل آورد. با توجه به pH معين و دماي بالاي مخازن نفتي لزوم طراحي هيدروژل¬هاي مقاوم در برابر دما، شوري آب و حساس به pH جهت مسدود كردن لايه¬هاي عاري از نفت حائز اهميت است. اغلب هيدروژل¬ها بر پايه اكريل آميد بوده و در تعدادي از ساختار ها نيز كوپليمر آن با برخي كومونومرها و برخي از نانوذرات تهيه مي شوند. در اين پروژه، هدف ساخت ذرات كروي هيدروژل حساس به pH و مقاومت حرارتي بر پايه اكريل آميد تقويت شده با نانو ذره سلولز است. براي اين منظور ابتدا هيدروژل اكريل آميد و اكريليك اسيد به عنوان ساختار پايه به نسبت 70 به 30 به روش پليمريزاسيون تعليقي معكوس توليد شد. با هدف ارتقاي خواص مكانيكي و همچنين رفتار تورمي ذرات، نانو سلولز در سه درصد متفاوت به هيدروژل افزوده شد. سپس به منظور حساس كردن هيدروژل نسبت به شوري، دما و pH مونومرAMPS در چهار درصد متفاوت به ساختار هيدروژل اضافه شد. در هر مرحله هيدروژل¬ها تحت تست¬هاي تورمي در شرايط دمايي و pH و شوري متفاوت قرار گرفتند و نتايج ثبت شدند. در¬ انتها براي اطمينان از عملكرد هيدروژل¬ها در شرايط مخزن نفت، چهار نمونه¬ي آخر كه شامل درصد هاي متفاوت AMPS بودند به ميكرو مدل تزريق شدند. مدل طراحي شده يك محيط متخلخل نا همگن يك لايه را شبيه سازي كرده است. درصد بهبود برداشت نفت از اين محيط توسط برنامه Imagej اندازه گيري شد. نهايتاً ميزان بهبود و ازدياد برداشت نفت در اين تست به 34 درصد در شرايط مخزن و در آب شور رسيد. لازم به ذكر است كه در تمام مراحل پروژه براي تشخيص ساختار محصول توليدي از نمونه ها¬ي توليد شده آناليز اسپكتروسكوپي مادون قرمزتبديل فوريه (FTIR) گرفته شد. همچنين براي تشخيص مورفولوژي و شكل ذرات توليدي در هر مرحله به وسيله¬ي ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM)تصوير برداري انجام شد. واژه هاي كليدي : هيدروژل هاي هوشمند ،هيدروژل هاي حساس به pH ،نانو ذرات سلولز ،ازدياد برداشت نفت ، بهبود برداشت نفت ، اكريل اميد- كوپليمر اكريليك اسيد

1400/05/04

Fabrication of hydrogel particles containing cellulose nanoparticles by reverse suspension polymerization method with usability in improving oil harvesting

4/12/2022 12:00:00 AM

hydrogels are three - dimensional polymeric networks with transverse connections that can absorb very high water or biological fluids . nowadays , hydrogels are used in various industries such as food , packaging , pharmaceuticals , agriculture , biomedical and biomedical applications . these materials have been considered as a suitable adsorbent for the removal of pollutants in environmental industries . one of the applications in recent decades is oil recovery . currently , most large reservoirs of second half of their lives spend their lives , so the propagation of eor is very important . in oil recovery operations , by injection of hydrogel into those that have more permeability , the possibility of water transfer to the well is prevented . due to the specific ph and high temperature of the oil reservoirs , the design of resistant hydrogel against temperature , water salinity and pH sensitive to freezing of oil - free layers is important . most hydrogel is based on acrylamide and in some of the structures , copolymer with some pores and some nanoparticles are prepared . in this project , the goal of fabrication of spherical particles of hydrogels is sensitive to ph and thermal resistance based on polyacrylamide reinforced with cellulose nanoparticles . for this purpose , the polyacrylamide ( acrylamide ) and acrylic acid ( acrylic acid ) were synthesized by reverse suspension polymerization as the base structure . with the aim of improving the mechanical properties and swelling behavior of nanoparticles , nano cellulose was added to hydrogel in three different percentages . in order to make hydrogel sensitive to salinity , temperature and ph of amps in four different percentages , the hydrogel structure was added . at each stage hydrogel was exposed to different pH and salinity conditions and the results were recorded . finally , to ensure the performance of hydrogels in oil reservoir conditions , four final samples containing different percentages of amps were injected to the model . the designed model simulates the homogeneous porous media of a layer . the percentage improvement of oil recovery from this environment was measured by program . finally , the improvement and recovery of oil recovery in this test led to an increase in reservoir conditions and in saline water . fourier transform infrared spectroscopy ( ftir ) was used to identify the structure of the produced product from the synthesized samples . scanning electron microscopy ( sem ) was used to identify the morphology and shape of the particles . keywords : smart hydrogels , pH sensitive hydrogel , cellulose nanoparticles , enhanced oil recovery , enhanced oil recovery , acrylamide - copolymer acrylic acid

هيدروژل هاي هوشمند , هيدروژل هاي حساس به pH , نانو ذرات سلولز , ازدياد برداشت نفت , اكريل اميد- كوپليمر اكريليك اسيد

smart hydrogels , pH sensitive hydrogel , cellulose nanoparticles , enhanced oil recovery , enhanced oil recovery , acrylamide - copolymer acrylic acid