بایگانی دسته ی مقالات نفت و گاز

دیسپرسانت چیست؟

دیسپرس کننده روغن، مخلوط شیمیایی از مواد فعال سطحی است که‌ به منظور تسریع و بهبود جداسازی ذرات و جلوگیری از تجمیع آن‌ها با یکدیگر به کلوئید افزوده می‌شود. نشت نفت یک تهدید مهم برای محیط زیست دریایی است. از آنجایی که چگالی روغن کمتر از آب است، روغن روی سطح آب شناور می‌شود و به پرندگان دریایی و ماهی‌ها آسیب می‌رساند.

هم زدن طبیعی آب باعث می‌شود تا روغنی که در لایه بالایی سطح آب ریخته می‌شود، به زیر ستون آب برود. اما با این فرایند طبیعی زمان زیادی می‌برد تا روغن به طور کامل از سطح پاک شود. در نتیجه برای سرعت بخشیدن به این فرآیند از دیسپرس کننده‌های روغن استفاده می‌شود.

خرید دیسپرسنت

شرکت دکتر کمیکال مواد دیسپرسنت در تصفیه آب و فاضلاب را به مشتریان خود ارائه می‌دهد. خرید دیسپرسنت تصفیه آب گزینه مناسبی برای صنایع جهت نگهداری سیستم‌های تصفیه آب می‌باشد.

مناسب‌ترین مواد شیمیایی دیسپرسنت صنعتی تصفیه آب اتیدرونیک اسید و پلی اکریلیک اسید می‌باشند.

قیمت دیسپرسنت

قیمت دیسپرسنت تصفیه آب با توجه به مقادیر استفاده و شرایط سیستم آبی و تعیین دوز دیسپرسنت قابل محاسبه است. ضمن استعلام قیمت با واحد فروش دکتر کمیکال تماس بگیرید.

02166568403

02188225745

دیسپرسانت آبی

تخریب ناشی از وجود توده‌های لجن و رسوب در بویلرها و سایر تجهیزات صنعتی می‌تواند تهدیدی برای عملکرد ایمن و مداوم آنها باشد. استفاده از دیسپرسانت آبی می‌تواند سرعت انباشته شدن رسوب و لجن را کاهش دهد. پلی اکریلیک اسید (PAA) و اسید هیدروکسی اتیلیدین-1،1-دی فسفونیک (HEDP) به عنوان ترکیبات دیسپرسنت در سیستم‌های آبی کاربرد دارند.

پایداری حرارتی HEDP بین 230 تا 270 درجه سانتی‌گراد است که نسبت به PAA از پایداری حرارتی کمتری برخوردار است. این ترکیبات علاوه بر کنترل رسوب، نرخ خوردگی را نیز کاهش می‌دهند.

مزایای دیسپرس کننده ها

از جمله مزایای انواع دیسپرس کننده‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کاهش میزان ترکیبات فرار در یک بستر، از طریق پراکنده‌سازی و حل کردن این ترکیبات در آب
• کاربرد سریع و آسان
• تلاطم آب و باد به بهبود عملکرد دیسپرس کننده کمک می‌کند
• جلوگیری از تشکیل امولسیون آب در روغن نامطلوب
• اغلب ترکیبات دیسپرس کننده از مواد شیمیایی رایج تشکیل شده‌اند که درجه سمیت خیلی بالایی ندارند

کاربرد دیسپرسانت

کاربرد دیسپرس کننده‌ ها چه برای مقابله با لکه‌های نفتی و چه مقابله با رسوبات مختلف در صنعت، می‌تواند یک استراتژی مؤثر باشد که مزایای زیست محیطی و اقتصادی قابل توجهی دارد. به ویژه زمانی که در کنار سایر روش‌ها مورد استفاده قرار بگیرد.

دیسپرسنت‌های نفتی پاسخ مناسبی به نشت نفت هستند. این ترکیبات می‌توانند به سرعت مقادیر قابل توجهی از نفت را از سطح دریا با انتقال آن به ستون آب که در آنجا توسط فرایندهای طبیعی تجزیه می‌شود، از بین ببرند. این نوع از دیسپرس کننده‌ها را می‌توان با روش‌های مختلفی استفاده کرد. به طور کلی، اسپری مواد پراکنده‌ساز از شناورها و هواپیماهای کوچک برای کنترل نشت‌های کوچک‌تر و مناطق نزدیک ساحل مناسب‌تر است.

اما دیسپرس کننده‌ها فقط در صنعت نفت و برای مقابله با لکه‌های روغنی کاربرد ندارند. یکی از دیگر از بزرگترین چالش‌های صنعت، مشکل رسوب‌گذاری و کیفیت آب در تجهیزات مختلف مانند برج خنک کننده، بویلر، تجهیزات تولید نفت و گاز و… است. در صورتی که پاسخ مناسبی به این چالش داده نشود می‌تواند منجر به مصرف بیش از حد آب و انرژی و به خطر افتادن یکپارچه تجهیزات شود.

لجن بویلر زمانی تشکیل می‌شود که مواد معلق موجود در آب دیگ بر روی لوله‌های داغ دیگ بخار یا سطوح دیگر بنشینند یا به آن بچسبند. استفاده از دسیپرس کننده در برنامه تصفیه آب بویلر و سایر تجهیزات باعث پراکندگی رسوبات شده و از ته‌نشینی لجن و رسوب نمک‌ها در دیواره تجهیزات جلوگیری می‌کند.

شرکت دکتر کمیکال مواد دیسپرسنت در تصفیه آب و فاضلاب را به مشتریان خود ارائه می‌دهد. خرید دیسپرسنت تصفیه آب گزینه مناسبی برای صنایع جهت نگهداری سیستم‌های تصفیه آب می‌باشد. برای استعلام قیمت و مشاوره در خصوص دیسپرسنت تصفیه آب با توجه به مقادیر استفاده و شرایط سیستم آبی و تعیین دوز دیسپرسنت با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

 

مواد شیمیایی دیسپرسنت

هنگامی که سیستم آبی دارای سختی و قلیائیت بالا باشد، اگر از مواد شیمیایی دیسپرسانت استفاده نشود، رشد کریستالی رسوبات و توده میکروبیولوژیک شدت گرفته و این رسوبات به طور محکم به سطح مبدل حرارتی می‌چسبند؛ اما اگر به اندازه کافی ماده پراکنده‌ساز در سیستم وجود داشته باشد، ذرات رسوبی (که از صدها هزار مولکول CaCO3 تشکیل شده است) توسط دیسپرسانت احاطه شده، ته‌نشین نمی‌شوند و در نتیجه به راحتی آب شسته می‌شوند.

همانطور که قبلاً هم اشاره شد یکی از مواد شیمیایی دیسپرسانت ایده‌آل ترکیب HEDP است که برای مقابله با رسوبات معدنی، اکسید قلیایی و هیدروکسید سطح فلز استفاده می‌شود. این ترکیب نمک‌های معدنی را تغییر داده و به نمک محلول تبدیل می‌کند.

قسمت دیگری که به نمک‌های نامحلول جدید تبدیل می‌شوند که با توجه به نقش پراکنده‌سازی HEDP در مدت زمان کوتاهی پراکنده شده و به راحتی شسته می‌شوند.

بنابراین؛ استفاده مؤثر از ویژگی‌های HEDP می‌تواند تا حد زیادی تشکیل رسوب در سطح فلز را کاهش دهد و تجهیزات فلزی در تولید بهتر عمل کنند.

PAA نیز یکی از مواد شیمیایی دیسپرسانت است که در شرایط بسیار قلیایی کاربرد دارد. این ترکیب قادر به پراکنده‌سازی میکروکریستال‌های کلسیم کربنات، کلسیم فسفات و کلسیم سولفات است. PAA برای کنترل رسوب در سیستم گردش آب کاغذسازی، نساجی، رنگرزی، سرامیک سازی و… استفاده می‌شود.

برای استعلام قیمت PAA و HEDP با کارشناسان فروش دکتر کمیکال در تماس باشید.

تفاوت دیسپرس کننده با سورفکتانت

دیسپرسنت مایع یا گازی است که برای پراکندگی ذرات کوچک در یک محیط استفاده می‌شود؛ اما سورفکتانت ماده‌ای است که می‌تواند کشش سطحی بین دو فاز ماده را کاهش دهد. با این حال، می‌توان دیسپرس کننده را نیز نوعی سورفکتانت در نظر گرفت. این دو ترکیب عملکرد متفاوتی دارند.

به این صورت که دیسپرس کننده از تجمع ذرات در یک سوسپانسیون جلوگیری می‌کند در حالی که یک سورفکتانت کشش سطحی بین دو مایع، بین گاز و مایع یا بین مایع و جامد را کاهش می‌دهد. علاوه‌براین، دیسپرس کننده از طریق جذب ذرات روی سطح مشترک هوا – مایع آنها را پراکنده می‌کند، درحالی‌که سورفکتانت از طریق جذب سطح مشترک جامد – مایع مؤثر است و باعث دافعه بین ذرات می‌شود.

دیسپرسنت نفتی

در سال‌های اخیر مطالعات زیادی بر روی حذف آلودگی‌های نفتی از روی آب دریا انجام شده است. روش‌های پاک‌سازی لکه نفتی از سطح آب دریا معمولا به 3 دسته عمده تقسیم می‌شوند:

1. دسته اول روش‌های فیزیکی است که شامل جاذب‌ها، بوم‌ها، اسکیمرها می‌شود.
2. دسته دوم روش‌های شیمیایی که شامل مواد پراکنده‌ساز، سوزاندن در محل و استفاده از مواد جامدکننده است.
3. دسته سوم شامل روش‌های بیولوژیکی و تجزیه زیستی است.

همانطور که گفته شد یکی از روش‌های مقابله با آلودگی نفتی در دریا و جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست دریایی، استفاده از مواد شیمیایی پخش کننده یا پراکنده ساز (دیسپرسنت) نفت به منظور جلوگیری از پراکندگی آلودگی‎‌های نفتی است.

این مواد، تشکیل قطرات کوچک نفت پراکنده شده در لایه بالایی ستون آب را تسریع می‌کنند و در نتیجه عملیات اکسیداسیون و تبخیر هیدروکربن‌های فرار و تجزیه میکروبیولوژیکی تسریع گردیده و خسارت‌ها و زیان‌های ناشی از نشت نفت کاهش می‌یابد. از این مواد برای پراکندگی و از بین بردن لکه‌های نفتی به خصوص هنگامی که به کارگیری تجهیزات مقابله با آلودگی امکان‌پذیر نباشد استفاده می‌شود.

هنگامی که پخش کننده‌ها بر لکه نفتی اسپری می‌شوند جاذب‌های سطحی در پخش کننده‌ها به نفت نفوذ می‌کند. این جاذب‌ها موجب شکست لکه نفتی شده و حالت امولسیونی از نفت و آب را به وجود آورده و به سمت محل تلاقی آب و نفت جهت‌گیری می‌نمایند. این امر موجب اعمال نیرویی می‌گردد که از مخلوط شدن راحت نفت و آب جلوگیری کرده و نیروی چسبندگی بین این دو را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

این عمل از طریق سورفاکتانت‌های موجود در پراکنده‌سازها صورت می‌گیرد که در واقع این ماده مانند یک رابط عمل کرده و به دلیل خاصیت دو قطبی بودن این مواد، کشش سطحی آب به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. سر قطبی آن به آب و سر غیرقطبی آن به چربی نفت متصل شده و به همین دلیل قطرات نفتی کوچک به راحتی تشکیل می‌شوند.

هدف اصلی دیسپرسنت نفت سرکوب اثر نشت نفت از طریق کاهش مقدار نفتی است که توسط امواج آب به ساحل می‌آید و با تبدیل روغن ریخته شده به ذرات و قطرات کوچک به طوری که این قطرات در زیر ستون آب پراکنده شوند.

اما دیسپرسنت چگونه نشت نفتی را در سطح دریا از بین می برد؟

دیسپرسنت‌ها دو جزء اصلی دارند:

یک سورفکتانت و یک حلال. مولکول‌های سورفکتانت از یک بخش اولئوفیل (روغن دوست) و یک قسمت آبدوست تشکیل شده‌اند. حلال سورفکتانت را از طریق یک لکه روغن به سطح مشترک روغن / آب منتقل و توزیع می‌کند، جایی که کشش سطحی را کاهش داده و اجازه می‌دهد تا قطرات کوچک روغن از لکه جدا شوند. اگرچه قطرات بزرگ‌تر ممکن است به سطح برگردند، اما بیشتر آن‌ها در حالت تعلیق باقی می‌مانند و توسط باکتری‌های طبیعی رقیق شده و تجزیه می‌شوند.

اما برای استفاده از dispersant محدودیت‌هایی وجود دارد. دیسپرس‌کننده‌ها تأثیر کمی روی روغن‌های بسیار چسبناک دارند؛ زیرا تمایل دارند قبل از نفوذ حلال، روغن را وارد آب کنند. آن‌ها همچنین برای برخورد با امولسیون‌های چسبناک (موس) یا روغن‌هایی که نقطه ریزش نزدیک یا بالاتر از دمای محیط دارند، مناسب نیستند. حتی روغن‌هایی که می‌توانند پراکنده شوند در ابتدا پس از مدتی (معمولاً چند ساعت تا چند روز) مقاوم می‌شوند، زیرا فرآیندهای هوازدگی روغن را چسبناک‌تر می‌کند.

در نتیجه ضروری است که اثربخشی دیسپرسنت شیمیایی به طور مستمر کنترل شود و به محض اینکه دیگر مؤثر نباشد، استفاده از مواد پراکنده‌ساز متوقف شود. مشاهده بصری اثربخشی از یک کشتی یا سکوی هوایی کلیدی است. همچنین می‌توان کارایی را با استفاده از فلورمتری فرابنفش (UVF) و با سنجش غلظت روغن پراکنده‌ساز در ستون آب بررسی کرد.

ویژگی های دیسپرسانت

دیسپرسنت‌ها مایعاتی هستند که بر روی لکه نفتی در دریا به منظور پراکنده کردن نفت در ستون آبی پاشیده می‌شوند. بازده این روش به شرایط ویژه لکه نفت بستگی دارد.

از جمله مزایای استفاده از دیسپرسنت می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دیسپرس کننده را می‌توان در جریان قوی‌تر آب و در دریاهای مواج استفاده کرد
• همانطور که آب سطحی را این مخلوط شیمیایی جابه‌جا می‌کند، آلودگی پرندگان و حیوانات دریایی را نیز کاهش می‌دهد
• پراکنده ساز نفتی، انتقال نفت توسط باد به سواحل را متوقف می‌کند
• استفاده از پخش کننده یکی از سریع‌ترین روش‌های مبارزه با نشت نفت است و تشکیل امولسیون آب – نفت را متوقف می‌کند
• اگرچه استفاده از پخش‌کننده‌های شیمیایی چندان سازگار با محیط زیست نیست، زیرا این محصولات ممکن است سمی باشند، اما این روش نه تنها سریع‌ترین روش بلکه کارآمدترین روش برای تمیز کردن لکه‌های روغن هستند

ترکیب شیمیایی دیسپرسنت

اساس ترکیبات شیمیایی پخش کننده‌ها، به گونه‌ای است که باعث افزایش پراکندگی به صورت طبیعی به همراه کاهش کشش سطحی بین مولکول‌های آب و نفت می‌گردند. حلال داخل dispersant، باعث کاهش گران روی سورفکتانت می‌گردد که خود، موجب سهولت در اسپری شدن مواد دیسپرسنت و همچنین، باعث نفود مواد سورفکتانت به داخل لکه‌های نفتی خواهد شد. مواد شیمیایی دیسپرسانت، دارای دو ترکیب اصلی سورفکتانت‌ها و حلال‌ها هستند.

سورفکتانت‌ها (عامل فعال در سطح) ترکیبات شیمیایی با مولکول‌هایی متشکل از دو بخش غیرمشابه “آب دوست” (هیدروفیلیک) و “نفت دوست” (اولئوفیلیک) می‌باشند. سورفاکتانت‌ها مانند یک “پل شیمیایی” بین مواد نفتی و آب عمل کرده و باعث می‌شوند این دو فاز به راحتی با یکدیگر مخلوط شوند.

هزاران سورفکتانت تکی وجود دارد که برخی از آن‌ها طبیعی می‌باشند (مانند سورفکتانت‌های طبیعی در شیر) و برخی ساخته دست بشر یا ترکیبی می‌باشند.

برخی از سورفکتانت‌های ساده از جمله صابون به پاک کردن آلودگی، چربی و مواد چرب از پوست و سایر سطوح کمک می‌کند و باعث می‌شوند این مواد به راحتی از طریق شستشو به آب منتقل شوند. سورفکتانت‌های موجود در پراکنده کننده‌های لکه نفت بسیار پیچیده‌تر از یک صابون ساده می‌باشند.

حلال‌ها برای حل‌کردن سورفکتانت‌ها (برخی سورفکتانت‌ها جامد می‌باشند) و کاهش چسبندگی (بسیاری از سورفکتانت‌ها مایعاتی با چسبندگی بالا می‌باشند) به کار می‌روند و باعث پاشیده‌شدن دیسپرسنت بر روی لکه نفتی می‌شوند. تمام dispersant، دارای حلال‌های مناسب هستند که خاصیت نفوذ آن‌ها به داخل لایه‌های مواد نفتی را موجب می‌شوند و مانند یک نیروی کمکی برای سورفکتانت عمل می‌کنند.

انواع سورفکتانت‌ ها و حلال‌ های مورد استفاده در دیسپرسنت ها

سورفکتانت‌ها و حلال‌های موجود در پخش کننده صرفاً برای استفاده در پراکنده‌سازی لکه‌های نفتی تولید نمی‌‎شوند. کمپانی‌های شیمیایی مختلف رنج وسیعی از سورفکتانت‌ها را برای فروش به کمپانی‌های سازنده dispersant، تولید می‌کنند. امکان استفاده از تمامی سورفکتانت‌های مورد استفاده در دیسپرسانت‌ها در سایر محصولات نیز وجود دارد.

انتخاب دو یا سه سورفکتانت مناسب از هزاران سورفکتانت موجود و سپس ترکیب آن‌ها با نسبت‌های مناسب برای رسیدن به تاثیر مطلوب، از مهارت‌های سازندگان دیسپرسانت‌ها می‌باشد.

انتخاب حلال مناسب نیز اهمیت دارد. این مخلوط معمولاً برای استفاده در شرایط خاصی تولید می‌شوند، این شرایط را می‌توان با ترکیب سورفکتانت‌های متفاوت و حلال‌های موجود برآورده ساخت؛ بنابراین، تمام پخش کننده‌ها دارای یک نوع سورفکتانت یا حلال یکسان نیستند.

فرمول‌بندی تجاری موجود برای دیسپرسنت‌ها جزء اطلاعات اختصاصی سازندگان می‌باشند. این اطلاعات توسط سازنده‌ها در اختیار مراجع ملی که dispersant را برای فروش و استفاده تأیید می‌کنند، قرار می‌گیرند، اما به صورت اسناد عمومی منتشر نمی‌شوند.

انواع دیسپرس کننده ها

این مخلوط شیمیایی با فرمولاسیون‌های مختلفی تولید می‌شود و اثربخشی آن بسته به نوع روغن مورد استفاده در فرمولاسیون، متفاوت است. پخش کننده‌ها بر اساس نسل و نوع آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند:

• اولین نسل dispersant، که در دهه 1960 معرفی شدند و مشابه پاک کننده‌های چربی‌زدای صنعتی با سمیت بالا بودند. دیسپرس‌کننده‌های نسل اول دیگر در نشت نفت استفاده نمی‌شوند.
• دیسپرس کننده‌های نسل دوم که پراکنده‌کننده‌های نوع I نیز نامیده می‌شوند، برای پراکنده سازی نشت نفت در دریا با اسپری کردن از طریق قایق طراحی شده‌اند. این نسل از پخش کننده‌ها حاوی یک حلال هیدروکربنی با محتوای آروماتیک کم یا غیرآروماتیک و معمولاً 15 تا 25 درصد سورفکتانت هستند. این نوع از پخش‌کننده‌ها باید بدون رقیق‌سازی استفاده شوند.
• پخش کننده‌های نسل سوم حاوی ترکیبی از دو یا چند سورفکتانت با گلیکول و حلال‌های تقطیر نفت سبک هستند. رایج‌ترین سورفکتانت‌های مورد استفاده در این نوع از دیسپرس کننده سورفکتانت غیر یونی و آنیونی هستند. غلظت سورفکتانت بین 25 تا 65 درصد است و بیشتر از محصولات نوع I است.

به طور کلی دو نوع دیسپرسانت وجود دارد:

• دیسپرسنت معمولی

پخش‌کننده‌های معمولی مخلوطی از حلال‌های هیدروکربن های غیر آروماتیک هستند و بیشتر برای تمیز کردن خطوط ساحلی استفاده می‌شوند. این پخش کننده‌ها در زمان استفاده بدون رقیق‌سازی استفاده می‌شوند و دوز این نوع dispersant بین 30 تا 100 درصد / مقدار نشت نفت نگه داشته می‌شود.

• دیسپرسنت کنسانتره

دیسپرسنت غلیظ طرفداران بیشتری دارد، زیرا کار با آن بسیار آسان‌تر است. این پخش‌کننده از مخلوطی از ترکیبات اکسیژن دار مانند گلیکول و هیدروکربن‌های غیر آروماتیک تشکیل شده است.

این پخش کننده را می‌توان پس از رقیق شدن استفاده کرد، اما جدیدترین پراکنده کننده‌های غلیظ (نسل سوم) را می‌توان به صورت رقیق نشده در کشتی و همچنین در هواپیما استفاده کرد. دوز پخش کننده‌های غلیظ مورد نیاز نسبت به دیسپرسنت‌های معمولی کاهش چشمگیری دارد و به 5-15٪ از مقدار نفت می‌رسد.

در صورت استفاده مناسب، دیسپرس کننده می‌تواند یک استراتژی مؤثر برای پاسخ به نشت نفت باشد. dispersant می‌توانند به سرعت مقادیر قابل توجهی از نفت را از سطح دریا با انتقال آن به آب از بین ببرد تا در آنجا توسط فرآیندهای طبیعی تجزیه شود.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی قابل توجهی را می‌توان با استفاده از پخش کننده به دست آورد، به ویژه زمانی که سایر تکنیک‌ها در دریا به دلیل شرایط آب و هوایی یا در دسترس بودن منابع محدود شده باشند. با این حال، مانند سایر روش‌های واکنش، پراکنده‌کننده‌ها نیز محدودیت‌های خود را دارند و باید ویژگی‌های روغن، شرایط آب و هوایی و دریا و حساسیت‌های محیطی را در نظر گرفت.

مقدار پراکنده کننده مورد نیاز به عوامل زیر بستگی دارد:

• نوع روغن در سطح ریخته شده
• مقدار روغن
• شرایط آب‌وهوایی
• مدت زمانی که از حادثه نشت نفت گذشته
• فاصله از ساحل
• شرایط محیط دریایی و موجودات دریایی در منطقه نشت نفت

مکانیزم پراکنده شدن مواد دیسپرسنت یا پراکنده ساز

آلودگی‌های نفتی در ستون آب، به صورت طبیعی پراکنده می‌شوند و میزان پراکندگی مواد نفتی در ستون آب، به نوع نفت و انرژی امواج بستگی دارد. نفت‌هایی که گرانروی پایین‌تری دارند، تمایل به پراکندگی به صورت طبیعی دارند. به طور کلی نفت‌های خام نسبت به نفت‌های کوره در حوزه وسیع‌تری پراکنده خواهند شد.

پراکندگی طبیعی وقتی رخ می‌دهد که اختلاط انرژی ناشی از امواج و باد، برای غلبه بر کشش سطحی بین نفت و آب کافی بوده و باعث شکست لکه نفت به قطراتی با اندازه‌های گوناگون بشود. قطرات نفتی بزرگ‌تر سریعاً دوباره به سطح آمده و منعقد خواهند شد تا لکه نفتی را ترمیم نمایند. قطرات کوچک‌تر، به علت حرکت و تلاطم موج، در ستون آب به صورت معلق باقی مانده و توسط جریان‌های زیر سطحی رقیق‌تر می‌گردند.

دیسپرسنت‌ها برای افزایش میزان پراکندگی طبیعی به وسیله کاهش کشش سطحی میان نفت و آب طراحی شده‌اند و باعث ایجاد قطرات نفت بسیار کوچک توسط امواج می‌شوند. دیسپرسانت‌ها مخلوطی از دو ترکیب سورفکتانت‌ها و حلال‌ها می‌باشند. حلال‌ها وظیفه مهمی را بر عهده دارند و به عنوان یک رقیق‌کننده و یا کاهش‌دهنده گرانروی سورفکتانت به کار می‌روند.

هر مولکول سورفکتانت، یک بخش اولئوفیلیک (جذب شده به نفت) و یک بخش هیدروفیلیک (جذب شده به آب) دارد. حلال‌ها به هنگام پاشش بر روی نفت، سورفکتانت را بین نفت / آب انتقال داده و موجب کاهش کشش سطحی بین نفت و آب شده و به همراه موج انرژی باعث دور شدن قطرات از لکه نفت می‌شود. قطراتی که کوچک هستند در ستون آب معلق مانده و یک ستون شاخص به رنگ قهوه ای تولید می‌نماید که در زیر سطح پخش می‌شود.

برای دستیابی به میزان پراکندگی مؤثر، اندازه قطره نفت باید در حدود ۱ الی ۷۰ میکرومتر باشد، که پایدارترین حالت کم‌تر از ۴۵ میکرومتر می‌باشد. تلاطم دریا سرعت را متعادل می‌سازد، به طوری که قطرات نفت در این محدوده به حالت تعلیق باقی مانده و مخلوط نفت و دیسپرسنت سریعاً در چند متر بالایی ستون آب رقیق می‌شوند. حضور مولکول‌های سورفکتانت در قطرات سطحی و احتمال کاهش قطرات نفت در هنگام تماس، امکان انعقاد مجدد لکه‌های سطحی را به حداقل می‌رساند.

طبقه بندی دیسپرسنت

دیسپرسنت نسل اول

نسل اول محصولات، که در دهه ۱۹۳۰ استفاده می‌شدند، شبیه پاک‌کننده‌های صنعتی و ضد چربی‌ها با سمیت آبی بالا بودند، که امروزه دیگر در موارد نشت نفت مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

دیسپرسنت نسل دوم یا دیسپرسنت های با پایه هیدروکربن یا معمولی / نوع I

نسل دوم دیسپرسنت‌ها، که دیسپرسنت‌های نوع I نامیده می‌شوند. دارای حلال هیدروکربن با آروماتیک بسیار کم و یا بدون آروماتیک و به طور معمول ۱۵ تا ۲۰ درصد سورفاکتانت هستند. معمولا بدون رقیق‌سازی به کار برده می‌شوند، زیرا رقیق‌سازی با آب، آن‌ها را غیرمؤثر می‌سازد.

نیاز به دوز بالایی از دیسپرسنت به نفت (بین ۱:۱ تا ۱:۳) دارند. به کارگیری این نوع پراکنده‌سازها نیاز به اسپری به وسیله تجهیزات مناسب دارد. این پراکنده‌سازها نسبت به دیسپرسنت‌های نسل اول سمیت پایین‌تری دارند و علی رغم سمیت پایین، دارای اثر بخشی کم یا محدود می‌باشد.

دیسپرسنت نسل سوم یا دیسپرسنت های کنسانتره یا قابل رقیق سازی با آب / نوع II و III

دیسپرسنت‌های نسل سوم مخلوطی از دو یا سه سورفکتانت و حلال‌های ناشی از تقطیر نفت سبک هستند. رایج‌ترین سورفکتانت‌های استفاده شده غیریونی و آنیونی. غلظت سورفکتانت بین ۲۵ الی ۶۵ درصد بوده و تمایل دارد که بیش‌تر از سورفکتانت‌های موجود در محصولات نوع I باشد.

دیسپرسنت‌های نسل سوم می‌توانند به دو نوع II و III که هر دو کنستانتره هستند، تقسیم‎‌بندی می‌شوند. نوع II دارای سورفاکتانت بیش‌تری بوده و اثربخشی بهتری نسبت به نوع I دارد، اما دارای گرانروی بالایی بوده و قابلیت اسپری شدن را ندارد که این مشکل را می‌توان با رقیق‌کردن حل نمود.

پراکنده سازهای نفتی بر اساس تقسیم بندی UK

در کنار دسته‌بندی بیان شده، مقامات بریتانیایی دیسپرسانت‌ها را بر اساس نسل و براساس روش کاربردی که برای آن محصول در بریتانیا تصویب شده است طبقه‌بندی کرده‌اند:

• دیسپرسنت “معمولی” یا ((بر پایه هیدروکربن)) و یا ((UK نوع اول)) که در پاکسازی لکه‌های کم در خطوط ساحلی کاربرد دارند.
• دیسپرسنت‌های “کنسانتره های قابل رقیق سازی با آب” یا ((UK نوع دوم)) که می‌توانند توسط قایق یا کشتی‌ها اسپری شوند.
• دیسپرسنت “کنسانتره” یا ((UK نوع 3/2)) که می‌توانند توسط هواپیما یا کشتی‌ها اسپری شوند.

نسل	نوع UK	تجهیزات	میزان تاثیرگذاری	توضیحات	وضعیت
نسل اول	–	قایق /کشتی در ساحل	به میزان زیاد %50-30 دیسپرسنت استفاده شده یا 1 بخش دیسپرسنت برای 2 تا 3 بخش نفت	پاک کننده های صنعتی با سمیت بسیار بالا در دیسپرسنت ها استفاده شده است	استفاده نمی گردد
نسل دوم یا برپایه هیدروکربن یا معمولی	نوع 1 یا معمولی یا برپایه هیدروکربن	قایق /کشتی در ساحل	به میزان زیاد %50-30 دیسپرسنت استفاده شده یا 1 بخش دیسپرسنت برای 2 تا 3 بخش نفت	سمیت پایین اثر گذاری زیاد	موجود
نسل سوم یا کنسانتره	نوع 2 کنسانتره های قابل رقیق سازی با آب	قایق /کشتی	1بخش دیسپرسنت برای 20 تا 30 بخش نفت	سمیت پایین اثر گذاری زیاد	موجود
	نوع 3 کنسانتره	قایق /کشتی هواپیما	به میزان کم %5-3 دیسپرسنت استفاده شده یا 1 بخش دیسپرسنت برای 20 تا 30 بخش نفت	سمیت پایین اثر گذاری زیاد	موجود

انتخاب پخش کننده مناسب و بهبود عملکرد آن

دیسپرسنت‌ها با فرمول‌بندی‌های مختلف تولید می‌شوند و کارآیی آن‌ها بسته به نوع نفت تغییر می‌نماید. تست های آزمایشگاهی بسیاری برای درجه‌بندی میزان سودمندی یک دیسپرسنت نسبت به دیگری اجرا شده است. با این وجود، در هنگام استفاده از دیسپرسنت‌ها رعایت موارد احتیاطی توصیه می‌شود؛ زیرا امکان به وجود آوردن شرایط دریا در محیط آزمایشگاه مشکل می‌باشد.

به طور معمول، نسبت ۱:۲۰ دیسپرسنت کنسانتره نوع III به نفت استفاده می‌شود و تجهیزات پاشش برای دستیابی به این مورد از پیش تعیین می‌گردد. این مقدار ممکن است برای نفت تازه کاهش داده شود و برعکس برای نفت‌های غلیظ یا چرب افزایش داده شود، در مکان‌هایی که بیش‌تر از یک نوع کاربرد ممکن است، مورد نیاز باشد.

عوامل موثر بر عملکرد پراکنده سازها

سودمندی پخش کننده توسط پارامترهای فیزیکی و شیمیایی معینی محدود می‌شود که مهم‌ترین آن‌ها شرایط دریا و ویژگی‌های نفت می‌باشد. آگاهی از این محدودیت‌ها، برای شناسایی بهتر شرایط محیطی در هنگام استفاده از دیسپرسنت‌ها مهم است. صرف نظر از روش‌های کاربردی و در بهینه مورد استفاده، از دیگر عوامل مؤثر بر عملکرد دیسپرسانت‌ها عبارتند از:

• میزان تماس بین دیسپرسنت و نفت
• میزان اختلاط
• شرایط آب و هوایی

مقدار دوز دیسپرسنت

برای محاسبه صحیح میزان دیسپرسنت، نسبت دیسپرسانت به نفت باید تعیین شود. این نسبت می‌تواند از ۱:۱ برای دیسپرسنت نوع I تا ۱:۵۰ برای دیسپرسنت نوع III بسته به روش کاربرد، نوع دیسپرسنت، نوع نفت و شرایط حاکم تغییر نماید. میزان کاربرد می‌تواند در 2 مرحله به روش‌های زیر محاسبه شود:

1. براورد حجم نفت برای تصفیه بر اساس مشاهدات و فرضیات مرتبط با متوسط ضخامت و ناحیه لکه
2. محاسبه کمیت دیسپرسنت موردنیاز برای دستیابی به مقدار لازم (نسبت دیسپرسنت: نفت)

همان‌گونه که اشاره شد، دوز دیسپرسنت‌های موردنیاز برای مقدار معینی نفت به منظور دستیابی به بهترین سطح پاشش، بسته به نوع نفت، میزان هوازدگی آن، ضخامت لایه نفتی، شرایط محیطی (مانند امواج) و خود پخش کننده متفاوت است.

در موارد خاصی مانند حادثه نفتکش “Sea Empress” چون نفت به آسانی تجزیه‌پذیر است، بنابراین مقدار دوز پایین (نسبت دیسپرسنت به نفت) می‌تواند کافی باشد، در حالی‌که در سایر حوادث مخرب‌تر (که تجزیه‌پذیری نفت زیاد نیست)، ممکن است نیاز باشد که دوز دیسپرسنت افزایش یابد.

از نظر تجربی، بهتر است در استفاده از دیسپرسنت‌ها به دوز ذکر شده توسط تولیدکننده مراجعه شود (که اغلب در مورد دیسپرسنت‌های کنسانتره ۵ درصد می‌باشد)، میزان دوز می‌تواند در طول عملیات و براساس ارقام متوسط تغییر کند.

در حالت کلی، دیسپرسنت‌‎های معمولی یا دیسپرسنت‌های نوع ۲ (دیسپرسنت‌های با پایه هیدروکربن) معمولاً در دوزهای تقریبی ۵۰ – ۳۰ درصد از مقدار برآوردشده نفت با گرانروی پایین (تا ۱۰۰۰ سانتی استوک) و با دز ۱۰۰ درصد برای نفت‌های دارای گرانروی ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ سانتی استوک استفاده می‌شوند.

دوز دیسپرسنت‌های نوع ۳ یا دیسپرسنت‌های کنسانتره، برای نفت‌های دارای گرانروی ۵۰۰۰ سانتی استوک، ۵% و برای نفت‌های دارای گرانروی ۵۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ سانتی استوک ۱۰-۵ % است. همچنین در مورد نفت‌های دارای گرانروی بیش از ۱۰۰۰۰ سانتی استوک نیز استفاده از Dispersant چندان تاثیری ندارد. برای نفت‌های سبک تازه که به آسانی تجزیه‌پذیر هستند و گرانروی کم تر از ۵۰۰۰ سانتی استوک دارند، مقدار دوز ۵ درصد می‌تواند کافی باشد.

با در نظر گرفتن نسبت کاربرد دربرابر ضخامت نفت، می‌توان مقدار کاربرد را براساس قواعد عموماً پذیرفته شده ارزیابی ضخامت نفت انجام داد (ضخامت لکه‌های تیره نفتی معمولاً در حدود ۰٫۱ میلی‌متر و ضخامت مناطقی که با لایه نازکی از نفت رنگی و درخشنده پوشیده شده‌اند در حدود ۰٫۰۰۱ تا ۰٫۰۱ میلی متر براورد می‌شود)

شرکت دکتر کمیکال تأمین کننده ضد خوردگی، ضد رسوب و دیسپرسنت (Dispersant) موردنیاز صنعت نفت و گاز کشور می‌با‌شد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید و فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

حلال شیمیایی چیست؟

حلال یک ماده شیمیایی است که ماده شیمیایی دیگری را حل می‌کند و محلولی به صورت مخلوط همگن تشکیل می‌دهد. حلال شیمیایی جزء موجود در محلول است که بیشترین مقدار را دارد و شکل فیزیکوشیمیایی ماده را به صورت جامد، مایع یا گاز تعیین می‌کند.

به عبارت دیگر حلال بخشی است که معمولاً بیش از 50% یک محلول را تشکیل داده است، در حالی که حل‌شونده بخشی است که در حلال مخلوط می‌شود. به‌طور معمول، حل‌شونده کمتر از 50٪ محلول است. حلال‌ها معمولاً اما نه لزوماً همیشه مایع هستند و همچنین می‌توانند گاز یا جامد باشند.

کاربرد حلال شیمیایی

صنعت چسب و پوشش

چسب‌ها و درزگیرها از پلیمرهای مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب آن‌ها و ترکیب آن‌ها از انتخاب حلال شیمیایی مناسب استفاده می‌کند. بیشتر سیستم‌های حلال شیمیایی برای بهینه‌سازی حلالیت پلیمر اولیه طراحی شده‌اند. چسب‌ها را می‌توان به آنهایی تقسیم کرد که با واکنش شیمیایی و پیوندهایی که به دلیل فرایندهای بدنی پیوند دارند، ایجاد می‌شوند.

فروش حلال صنعتی با دریافت نمونه محصول از دکتر کمیکال

چسب‌های واکنشی شیمیایی بر اساس روش تولید که شامل پلیمریزاسیون، پلی ادیشن یا تراکم پلیمری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

چسب‌های پیونددهنده فیزیکی شامل چسب‌های حساس به فشار و تماس، چسب‌های مذاب یا محلول و پلاستیکول‌ها هستند.

چسب‌های پلیمریزاسیون از سیانواکریلات (بدون حلال)

چسب‌های بی‌هوازی (حاوی حلال‌ها نیستند اما نیاز به پرایمر پلاستیک و بعضی از فلزات که محلول‌های نفتالین مس هستند) چسب قابل‌استفاده در برابر اشعه ماورای بنفش (ترکیبات بدون حلال پلی‌اورتان و اپوکسی) نیاز دارند.

چسب‌های حساس به فشار و تماس از انواع مختلفی از پلیمرها از جمله استرهای اسید آکریلیک، پلی ایزوبوتیلن، پلی استرها، پلی کلروپرون، پلی اورتان، سیلیکون، کوپلیمر استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی ساخته شده است.

به استثنای چسب‌های استری آکریلیک اسید که می‌توانند به عنوان محلول، امولسیون، UV 100٪ مواد جامد و سیلیکون قابل ترمیم (که ممکن است فقط اثری از حلال‌ها باشد) پردازش شوند، همه لاستیک‌های باقیمانده در درجه اول با مقادیر قابل توجهی از حلال‌ها مانند حلال‌های هیدروکربن ساخته می‌شوند (به طور عمده هپتان، هگزان، نفتا)، کتون (عمدتاً استون و متیل اتیل کتون)، و حلال‌های آروماتیک (عمدتا تولوئن و زایلن).

چسب‌ها و پلاستیسول‌های مذاب حاوی حلال‌ها نیستند. گروه چسب محلول شامل محصولاتی است که از سیستم‌های حلال پلیمری زیر تهیه شده است:

نیترو سلولوز (حلال‌های معمولی شامل ترکیبات حلال معمولاً از یک کتون یا استر، الکل و هیدروکربن انتخاب شده از ایزوپروپانول، 2- بوتیل هگزانول، آمیل استات، استون، متیل اتیل کتون)، لاستیک نیتریل (حلال اصلی – متیل اتیل کتون)، پلی کلرو پرون که معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استر، هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک آلی که از نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن، تولوئن و پلی‌وینیل استات (آب) حل می‌شود.

درزگیرهای اکریلیک پایه آب هستند؛ اما ممکن است حاوی اتیلن و پروپیلن گلیکول، روغن‌های معدنی و مینرال اویل نیز باشند. همچنین درزگیرهای اکریلیک مبتنی بر حلال وجود دارد که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از حلال‌های شیمیایی مانند روغن‌های معدنی، تولوئن و زایلن است. درزگیرهای پلی سولفید معمولاً حاوی تولوئن هستند؛ اما از متیل اتیل کتون نیز استفاده می‌شود.

گروه سیلانت کلاس B حاوی حلال‌های شیمیایی قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر است (تا 40٪ حجم) اما برخی موارد استثنا نیز وجود دارد. درزگیرهای PVC بر پایه پلاستیسول‌ها ساخته شده‌اند و بدون حلال‌ها می‌توان آنها را ساخت. درزگیرهای مبتنی بر لاستیک بوتیل معمولاً حاوی هیدروکربن‌ها (C6-C12) هستند.

درزگیرهای مبتنی بر استایرن – بوتادین – استایرن معمولاً مقادیر زیادی از حلال‌های شیمیایی را از یک گروه انتخاب می‌کنند که شامل تولوئن، هپتان، هگزان، متیل اتیل کتون، ایزو بوتیل ایزو بوتیرات، n-amyl استات، آمیل کتون است. آنها معمولاً در مخلوط‌های حلال پردازش می‌شوند. پلی کلرو پرون معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استرها و هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک حل می‌شود. این لیست شامل نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن و تولوئن است.

صنعت آسفالت

محصولات ساختمانی بیشماری از آسفالت و ذغال سنگ برای کاربردهایی همچون سیلر درایو، آسفالت برش، سیمان، آغازگر بتونی، مخلوط سرد بتن، سیمان سقف، پرکننده اتصالات انبساط، مایعات پچ، ضد آب غشاهای مایع ضدعفونی و روکش لوله ساخته شده است. تمام این محصولات حاوی حلال شیمیایی هستند.

ساده‌ترین فرمولاسیون مخلوط آسفالت و (معمولاً) روغن‌های معدنی است که برای آب‌بندی، پرایمری و پوشش بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین محصولات از نظر فن آوری برای ضد آب و پوشش خط لوله استفاده می‌شود. این محصولات همچنین بر اساس پراکندگی آسفالت در حلال شیمیایی، اما با افزودن پلیمر تقویت می‌شوند.

افزودن پلیمر، رفتار پلاستیک آسفالت را اصلاح‌کرده و آن را بیضوی می‌کند. معمولاً حلال‌های شیمیایی اضافی برای بهبود حلالیت در اجزای پلیمری اضافه می‌شوند. پلی‌اورتان‌های واکنشی اغلب مورداستفاده در اصلاح ضد آب غشاهای مایع هستند. تولوئن و زایلن ترکیب آسفالت هستند که اغلب از حلال‌های شیمیایی اضافی استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل تبخیر حلال تا حدی جامد می‌شوند. خواص الاستومری آنها از پسوندهای زنجیره‌ای و واکنش‌های متقابل زنجیره‌ای حاصل می‌شود که یک شبکه پلیمری داخلی را تشکیل می‌دهند که آسفالت را تقویت می‌کند.

صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی

چندین محصول آرایشی حاوی حلال هستند. از جمله این موارد می‌توان به لاک ناخن، پاک‌کننده لاک ناخن، عطر، رنگ مو، پاک‌کننده‌های عمومی، اسپری مو و لوسیون اشاره کرد. در بیشتر موارد، اتانول تنها حلال شیمیایی است. لاک ناخن و پاک‌کننده لاک ناخن حاوی انواع زیادی از حلال‌های شیمیایی است.

نیتروسلولز، پلی‌استر، کوپلیمر استر اکریلیک و متاکریلیک استر، رزین فرمالدئید، بوتیرات استات سلولز متداول‌ترین پلیمرها در فرمولاسیون‌های لاک ناخن هستند. حلال‌ها باتوجه‌به پلیمر مورداستفاده انتخاب شدند. حلال‌ها شامل استون، متیل استات، اتیل استات، بوتیل استات، متیل گلیکول استات، متیل اتیل کتون، متیل ایزوبوتیل کتون، تولوئن، زایلن، ایزوپروپیل الکل، متیل کلروفرم و نفتا است.

حلال‌ها بخش عمده‌ای از ترکیب را معمولاً حدوداً 70٪ تشکیل می‌دهند. اصلاح برای بهبود انعطاف‌پذیری و دوام لاک ناخن در حال انجام است. تلاش‌های دیگر جهت بهبود خواص ضدقارچی، ازبین‌بردن کتون‌ها و رزین‌های فرمالدئید (کتون‌ها به دلیل سمیت و بوی تحریک‌کننده آنها و رزین‌های فرمالدهید به دلیل کمک به درماتیت) و ازبین‌بردن زردی انجام شده است.

استون قبلاً تنها حلال شیمیایی مؤثر بسیاری از برطرف‌کنندگان لاک ناخن بود. هنوز مورداستفاده قرار گرفته است؛ اما تلاش فعلی برای ازبین‌بردن استفاده از کتون‌ها در جوش دهنده‌های ناخن وجود دارد. ترکیبات مورداستفاده بیشترین ایزوپروپانول / اتیل استات و اتیل استات / ایزوپروپانول / 1،3- بوتانیدول هستند.

پاک‌کننده‌های عمومی مورداستفاده در سالن‌های آرایش مو حاوی ایزوپروپانول و اتانول هستند. اسپری مو حاوی اتانول است که ترکیبی از اتان، پروپان، ایزبوتان و بوتان هستند. در معرض شیمیایی در سالن‌های آرایشگاه، اگرچه غلظت بالایی از اتانول وجود دارد، اما سطح شناسایی شده زیر حد NIOSH است. غلظت‌ها در سالن‌های بدون تهویه (حدود 3 برابر بیشتر) از سالن‎‌هایی که در سالن‌های تهویه مطبوع اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت کمی از تولوئن نیز یافت می‌شود، که احتمالاً از اجزای رنگ ناشی می‌شود.

حلال شیمیایی در داروسازی

از حلال‌ های آلی معمولاً در صنایع داروسازی به عنوان محیط واکنش، جداسازی و تصفیه محصولات سنتز و همچنین برای تمیز کردن تجهیزات استفاده می‌شود.

از آنجاکه حلال‌های شیمیایی باقیمانده در محصولات نهایی مواد مطلوب نیستند، ممکن است از روش‌های مختلفی برای حذف آنها استفاده شود، مشروط بر اینکه آنها معیارهای ایمنی را رعایت کنند.

پس از فرایند خشک کردن، باید تجزیه و تحلیل ها انجام شود تا بررسی شود که آیا مقادیر حلال‌های شیمیایی مورد استفاده در هر مرحله از تولید از حد قابل قبول تجاوز نمی‌کند. همچنين حلال‌های جديد مانند مايعات فوق بحرانی يا مايعات يونی برای جايگزينی حلال‌های آلی در فرايندهای توليد دارو ساخته شده‌اند.

حلال‎‌های شیمیایی ارگانیک به طور مداوم در فرایندهای تولید داروسازی حضور دارند. صنعت داروسازی به ازای هر مقدار محصول نهایی یکی از بزرگ‌ترین کاربران حلال‌های آلی است. حلال‌های شیمیایی معمولاً در هر مرحله از مسیر سنتز یک ماده فعال یا مواد تحریک کننده و بعضی اوقات در طی فرمولاسیون فراورده‌های دارویی استفاده می‌شوند.

به دلیل برخی از موانع جسمی و شیمیایی، حلال‌های آلی با روش‌های تولیدی، از جمله خشک شدن در دمای بالا تحت فشار و یا لیوفیلیزاسیون نمی‌توانند کاملاً از محصول حذف شوند.

معمولاً مقادیر کمی از حلال‌ها ممکن است در محصول نهایی باقی بمانند که به آنها حلال باقیمانده (RS) گفته می‌شود و معمولاً به عنوان ناخالصی‌های فرار آلی (OVI) نیز شناخته می‌شوند. علاوه‌براین، یک محصول دارویی ممکن است توسط حلال‌های آلی از بسته بندی، انبار، یا از حمل‌ونقل نیز آلوده شود.

به طور کلی، به دلایل عینی، صنعت داروسازی یک شاخه سخت تنظیم شده از تولید است. به همین دلیل است که براساس سمیت هر حلال، محدودیت‌های RS برای محصولات دارویی و مواد اضافی توسط انجمن‌های مختلف تعیین شده است.

استفاده‌های معمولی از حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص سازی) است. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند.

تقطیرهای آزئوتروپ یا استخراج به عنوان عملکرد اصلی حلال‌ها در مرحله واکنش، حلالیت است. به عنوان رسانه واکنش، حلال‌ها با شکستن نیروهای منسجم که محلول‌های بلوری و مایع را در کنار هم نگه داشته می‌شوند، واکنش املاح را بیشتر می‌کنند.

به همین دلیل تحقیقات زیادی برای درک و پیش بینی خواص حلال‌ها انجام شده است که از همه جنبه‌های رفتار شیمیایی دارای اهمیت هستند. علاوه‌براین، حلال‌های شیمیایی همچنین می‌توانند بخشی از یک واکنش سنتز به عنوان معرف یا کاتالیزور باشند.

فرایند استخراج مرحله بعدی تولید API است، جایی‌که یک ماده دارویی با حلال‌های ارگانیک ارتباط دارد. در این فرایند، محصولات سنتز از بقایای واکنش پس از واکنش جدا می‌شوند. معمولاً جداسازی مایع – مایع بین فرکشن‌های آلی و معدنی انجام می‌شود.

انواع حلال‌ها در فرایند استخراج به عنوان مثال استفاده می‌شوند. حلال‌های کلر دار مانند دی کلرومتان یا کلروفرم و همچنین کتون‌ها، اترها، استرها و الکل در استخراج پس از یک فرایند تخمیر، از حلال‌های آلی مانند الکل، تولوئن، استون، استات یا متیلن کلرید استفاده می‌شود.

تلاش برای کاهش مصرف حلال شیمیایی در تولید مواد مختلف، نیاز به اطلاعات پیش زمینه در مورد موجودی فعلی، دلایل انتخاب حلال‌های شیمیایی خاص، تأثیر حلال‌های شیمیایی مختلف بر روی خواص محصولات نهایی، روندهای آینده و امکاناتی برای جایگزینی حلال شیمیایی در حوزه‌های مختلف تولید و صنایع انجام شده است.

انواع حلال های شیمیایی

انواع حلال را می‌توان به دو دسته کلی حلال های آلی و حلال های معدنی تقسیم کرد. حلال‌های معدنی حاوی عنصر کربن نیستند. رایج‌ترین حلال‌های معدنی آب و آمونیاک مایع هستند در حالی که حلال‌های آلی مانند الکل‌ها، گلیکول اترها حاوی کربن و اکسیژن در ساختار خود هستند.

همچنین حلال‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: قطبی و غیرقطبی. یک مورد خاص جیوه است که محلول‌های آن به عنوان آمالگام شناخته می‌شود. همچنین محلول‌های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به‌طورکلی، ثابت دی الکتریک حلال معیار تقریبی از قطبیت حلال را ارائه می‌دهد.

حلال قطبی نوعی حلال است که بارهای جزئی یا گشتاورهای دوقطبی زیادی دارد. پیوندهای بین اتم‌ها دارای الکترونگاتیوی بسیار متفاوت اما قابل اندازه‌گیری هستند. یک حلال قطبی می‌تواند یون‌ها و سایر ترکیبات قطبی را حل کند. در واقع حلال‌های قطبی مولکول‌های دوقطبی قوی هستند که از طریق پیوند هیدروژنی نیز با دیگر مواد برهمکنش دارند.

حلال های قطبی نیز اغلب باعث شکستن پیوندهای کووالانسی املاح یونیزاسیون این املاح می‌شوند. رایج‌ترین حلال‌های مورد استفاده در سیستم‌های دارورسانی، حلال‌های قطبی، از جمله، آب و الکل هستند. به حلال‌های قطبی دیگری مانند الکل‌ها، آلدئیدها و کتون‌های قند و سایر ترکیبات گروه‌های -OH نیز می‌توان اشاره کرد.

حلال‌های غیرقطبی خاصیت دوقطبی کمی دارند یا اصلاً ندارند. اگرچه آنها نمی‌توانند به‌طور مستقل دوقطبی تشکیل دهند؛ اما می‌توانند از برهمکنش‌های دوقطبی- دوقطبی برای حل املاح مناسب استفاده کنند.

حلال‌های غیرقطبی دارای ثابت دی الکتریک بین 1 تا 20 هستند و شامل روغن‌های تثبیت شده، تتراکلرید کربن و کلروفرم می‌شوند. املاح یونی و قطبی در حلال‌های غیرقطبی حلالیت کمی دارند یا اصلاً حل نمی‌شوند. با این حال، روغن‌ها، چربی‌ها و اسیدهای چرب به خوبی در حلال‌های غیرقطبی حل می‌شوند.

انواع حلال های آلی

حلال های آلی ساختار مشترکی دارند. حلال‌های آلی هم ممکن است طبیعت آب‌گریز و هم آبدوست داشته باشند. حلال‌های آلی خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند که در زیر آورده شده است:

• در طبیعت فرار هستند – حلال‌های فرار آنهایی هستند که توانایی تبخیر دارند. به دلیل ماهیت فرار حلال‌های آلی وقتی در هوا آزاد می‌شوند، بوی آنها در فضا حس می‌شود.
• نقطه جوش پایینی از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود که حلال‌های آلی نقطه جوش بسیار پایینی دارند. به دلیل این نقطه جوش پایین، آنها بسیار فرار هستند.
• مایعات بی‌رنگ هستند و وزن مولکولی کمتری دارند. حلال‌های آلی فرار و با وزن مولکولی کم هستند و به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارند.

براساس ساختار و گروه عملکردی، می‌توان حلال‌های آلی را به شکل‌های مختلفی دسته بندی کرد:

1. حلال‌های آلیفاتیک: این حلال‌ها متعلق به کلاس آلکن‌ها هستند. گفته می‌شود که آنها طبیعت غیرقطبی دارند. برخی از کاربردهای این‌گونه حلال‌ها عبارتند از استخراج روغن، رنگ، رنگ، داروسازی، پلیمریزاسیون و چسب.
2. حلال‌های آروماتیک: این حلال‌ها مانند حلال آلیفاتیک، حلال‌های غیرقطبی هستند. آنها به عنوان حلال‌های صنعتی برای چسب‌ها، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، فرایندهای استخراج، کاهش‌دهنده، در حشره‌کش‌ها و غیره استفاده می‌شوند.
3. حلال‌های کربونیل: این حلال‌ها شامل استرها می‌شود که دارای خواص قطبی هستند و در پاک‌کننده‌های رنگ ناخن، پاک‌کننده‌های الکترونیکی، تخته‌های مدار، کافئین زدایی، در چسب‌ها و همچنین در مواد طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شوند.
4. برخی از حلال‌های آلی دیگر شامل الکل‌ها هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

حلال پروتیک

یک حلال پروتیک از مولکول‌هایی تشکیل شده است که ممکن است به‌عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل کنند. آب، الکل و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه‌هایی از حلال‌های پروتیک هستند. برخلاف آن حلال‌هایی که نمی‌توانند به عنوان اهداکننده پیوندهای هیدروژنی عمل کنند، حلال‌های آپروتیک در نظر گرفته می‌شوند.

ترکیباتی که با فرمول کلی ROH قابل توصیف هستند، حلال‌های پروتیک قطبی هستند. قطبیت حلال‌های پروتیک قطبی از دوقطبی پیوند O-H حاصل می شود. اندازه کوچک اتم هیدروژن و تفاوت زیاد در الکترونگاتیوی اتم اکسیژن و اتم هیدروژن جداسازی مولکول‌های شامل گروه OH از این گروه از ترکیبات قطبی را تضمین می‌کند و دقیقاً به همین دلیل است که حلال پروتیک به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می‌کند.

حلال آپروتیک

حلال آپروتیک پروتون آزاد نمی‌کند؛ اما ممکن است به‌عنوان یک حلال ساده عمل کند، جایی که قطبیت اندازه‌گیری شده توسط ثابت دی الکتریک قابل توجه است، یا ممکن است به‌عنوان یک گیرنده پروتون یعنی پایه آپروتیک عمل کند. حلال‌های آپروتیک ترکیبات قطبی مایعی هستند که فاقد اتم‌های هیدروژن قابل تجزیه هستند.

اجزا شیمیایی مانند پیوندهای O-H و N-H در این حلال‌ها وجود ندارند. بنابراین؛ گروه‌های هیدروکسیل (-OH) و گروه‌های آمین (-NH2) در حلال‌های آپروتیک وجود ندارند و قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

حلال‌های آپروتیک همراه حلال‌های پروتیک توانایی حل کردن یون را دارند. کمبود هیدروژن اسیدی در این حلال‌ها وجود دارد و یون هیدروژن آزاد نمی‌کنند. حلال‌های آپروتیک قطبی دارای مقادیر ثابت دی الکتریک حداقلی یا متوسط هستند. نمونه‌هایی از حلال‌های آپروتیک شامل اتر، متیلن کلرید و هگزان است.

حلال های شیمیایی آلی در مراحل تولید میکروبی

حلال‌های شیمیایی ترکیبات موجود در کره زمین نیستند. در شرایط طبیعی، حضور آنها در مقادیر قابل‌توجهی محدود به مناطق خاص می‌شود. فقط تعداد محدودی از حلال‌های شیمیایی منشأ بیولوژیکی دارند و برخی ممکن است در طبیعت به غلظت‌های بالاتری برسند. بهترین نمونه شناخته شده اتانول است. بااین‌حال، بوتانول و استون نیز به‌راحتی توسط میکروب‌ها تشکیل می‌شوند و ممکن است غلظت‌های بالایی در آن ایجاد شود.

در حقیقت، در آغاز قرن بیستم، امکانات تولید بسیار بزرگی برای تولید میکروبی بوتانول و استون در حال بهره‌برداری بود. علاوه بر این، ترپن‌ها حلال‌های طبیعی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تولید می‌شوند و در محلی می‌توانند به غلظت‌های بالایی برسند. به‌عنوان‌مثال، لیمونن در قطرات ریز در پوست پرتقال وجود دارد. همه این حلال‌ های شیمیایی برای سلول‌های میکروبی سمی هستند.

با پیشرفت صنعت شیمیایی، این تصویر به طرز چشمگیری تغییر کرده است. در مکان‌های آلوده، میکروارگانیسم‌ها ممکن است با غلظت‌های زیادی با تعداد زیادی حلال شیمیایی مواجه شوند. فقط با چند مورد استثنا، معلوم شد که اگر غلظت میکروب‌ها کم باشد قادر به تخریب این ترکیبات هستند.

این پتانسیل تخریب‌پذیر باتوجه‌به مقادیر کمیاب که ممکن است به‌صورت محلی در بیوسفر طبیعی وجود داشته باشد، غیرمنتظره نیست. اما قرارگرفتن در معرض سلول‌ها در غلظت‌های بالای غیرطبیعی این حلال‌ها معمولاً منجر به غیرفعال‌شدن برگشت‌ناپذیر و در نهایت مرگ آنها می‌شود.

صنایع شیمیایی تا حد زیادی مبتنی بر فرایندهای مبتنی بر حلال شیمیایی است. اما در فرایندهای بیوتکنولوژیک معمولاً میکروب‌ها در یک سیستم مبتنی بر آب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این رویکرد باتوجه‌به ترجیح میکروب‌ها برای آب و مشکلات حلال شیمیایی برای سلول‌های کامل کاملاً قابل‌درک است.

حلال‌های شیمیایی اغلب برای استخراج محصولات از فاز آبی استفاده می‌شوند؛ اما تنها پس از اتمام مراحل تولید. در این مرحله، صدمه به سلول‌های کامل اهمیتی ندارد. در هر دو صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، حلال‌های شیمیایی آلی به دلیل ماهیت محصول یا بستر، مزایای زیادی نسبت به آب دارند.

در نتیجه، طی دهه‌های گذشته بسیاری از فرصت‌ها برای استفاده از حلال‌ شیمیایی در فرایندهای بیو کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است. هرچه سیستم بیو کاتالیستی ساده‌تر باشد، استفاده از حلال‌های شیمیایی پیچیده‌تر است.

دسته بندی حلال های شیمیایی آلی

حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص‌سازی) کاربرد گسترده‌ای دارند. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به‌عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند. لیستی از انواع حلال‌های موردنیاز صنایع مختلف را می‌توانید در اینجا مشاهده کنید.

در میان انواع بی‌شمار حلال‌های شیمیایی آلی، مواردی که اغلب برای واکنش‌های آنزیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند چندان نیستند و باتوجه‌به اهمیت محتوای آب حلال‌های آلی موردنظر، ممکن است در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار بگیرند.

حلال‌ های آلی امتزاج‌ پذیر با آب

این حلال‌های آلی با دمای واکنش در آب واکنش‌پذیر هستند. هر نوع سیستم حلقی با نسبت 0 تا 100٪ از حلال به آب می‌تواند از این نوع حلال تهیه شود. توجه داشته باشید که برخی از حلال‌های آلی که دارای حلالیت در آب محدود در دمای محیط هستند و ازاین‌رو به‌عنوان آب غیرقابل‌قبول تلقی نمی‌شوند، در درجه حرارت بالا قابل اختلاط می‌شوند.

• متانول
• اتانول
• اتیلن گلایکول
• گلیسرول
• دی متیل فرمامید
• دی متیل سولفوکسید
• استون
• فرمالدهید
• دی اکسان

حلال های آلی امتزاج ناپذیر با آب

الکل ها

• ایزوپروپیل الکل
• بوتیل الکل
• آمیل الکل
• اکتانول
• استر ها
• متیل استات
• اتیل استات
• ان- بوتیل استات
• هگزیل استات

آلکیل هالیدها

• دی کلرو متان
• کلروفرم
• کربن تتراکلرید
• تری کلرو اتان

اترها

•  دی اتیل اتر
• دی پروپیل اتر
• دی ایزوپروپیل اتر
• دی بوتیل اتر
• دی پنتیل اتر

حلال های آلی نامحلول در آب

هیدروکربن های آلیفاتیک

• n– هگزان
• n– هپتان، ایزواکتان

هیدروکربن های آروماتیک

• بنزن
• تولوئن

هیدروکربن های آلیفاتیک حلقوی

• سیکلوهگزان

حلال های هیدروکربنی

نفت و گاز طبیعی فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع هیدروکربن است. گاهی اوقات از نفتا برای توصیف روغن مایع کم‌جوش و محصولات مایع گاز طبیعی با دامنه جوش از 15.6 درجه سانتی‌گراد (60 درجه فارنهایت) تا 221 درجه سانتی‌گراد (430 درجه فارنهایت) استفاده می‌شود. این گروه بزرگ از ترکیبات می‌توانند از نظر ساختاری به‌عنوان آلیفاتیک و آروماتیک طبقه‌بندی شوند.

هیدروکربن‌های آلیفاتیک شامل آلکان‌های اشباع شده (پارافین‌ها)، آلکن‌های اشباع نشده (الفین) و آلکین‌ها (استیلن‌ها) و سیکلوپارافین‌ها (نفتن‌ها) هستند. پارافین‌ها می‌توانند خطی مانند n- بوتان ،n- پنتان و n- هگزان باشند و شاخه‌هایی مانند ایزوبوتان، ایزوپنتان، ایزو هگزان و غیره شاخه‌ای باشند.

نمونه‌ای از الفین‌ها اتیلن است. سیکلوپارافین، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان. این ترکیبات از بنزین طبیعی و روغن‌های نفتی تشکیل شده‌اند که به طور معمول دارای هزاران هیدروکربن با وزن مولکولی از متان تا حدود 50,000- 100,000 دالتون هستند.

پس از پالایش، نفت خام به گازهای هیدروکربن (متان، اتان، پروپان و بوتان)، تقطیرهای سبک (نفتا و روغن‌های تصفیه شده)، تقطیرهای میانی (روغن گاز و روغن جاذب)، تقطیرهای سنگین (روغن‌های فنی، موم پارافین و روغن‌های روان‌کننده)، مواد باقیمانده روغن سوخت باقیمانده موم، آسفالت و کک و لجن پالایشگاه (کک اسید، اسید سولفونیک، روغن‌های سوختی سنگین و اسیدسولفوریک) تقسیم می‌شوند.

محصولات ویژه حلال های شیمیایی:

• ایزوپروپیل الکل
• حلال 402
• دی متیل فرمامید
• خرید گیلسیرین صنعتی
• آنیلین
• استون صنعتی

دمولسیفایر چیست؟

به لحاظ شیمیایی این ترکیبات به گروه‌های شیمیایی مختلف استرها، اورتان، رزین‌ها، پلی آلکیلن‌ها، گلیکول‌ها، سولفونات‌ها و آمین‌ ها تعلق دارند و غالباً از فرمول‌های شیمیایی ذیل برخوردار هستند: پلی گلیکول‌ها و پلی گلیکول استرها، الکل‌ها و آمین‌های اتوکسیله، رزین‌های اتوکسیله، رزین‌های فنل فرمالدئید اتوکسیله، نونیل فنل‌ های اتوکسیله، الکل‌های چندعاملی، اتیلن اکساید، کوپلیمرهای پروپیلن اکساید با اسیدهای چرب، الکل‌های چرب، آمین‌های چرب و کواترنری آمین‌ها و نمک‌های اسید سولفونیک.

مطالعات صورت‌گرفته در این حوزه نشان داده است که عمده تعلیق شکن‌های شیمیایی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند، به‌صورت پلیمرها یا کوپلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که حاوی 5 تا 50 درصد ترکیب پلی‌اتیلن اکسید PEO هستند. پلی‌اتیلن اکسید (پلی‌اتیلن گلیکول) پلیمری از ترکیب اتیلن اکسید با فرمول شیمیایی C2nH4n+2On+1 است.

ترکیبات اتیلن اکسید (EO) و پروپیلن اکسید (PO) از مهم‌ترین پیش‌سازهای ترکیبات تعلیق شکن هستند که به گروه شیمیایی آلکلین اکسیدها تعلق دارند. پلیمرهای این ترکیبات برای ساخت دمولسیفایرهای کوپلیمر بکار می‌روند. در جدول زیرمجموعه‌ای از دمولسیفایرهای شیمیایی معمول مورداستفاده برای شکست امولسیون‌های نفتی آورده شده است.

دمولسیفایرهای شیمیایی رایج برای شکست امولسیون‌های نفتی

نوع امولسیون	نوع دمولسیفایر
O/W	Tannin-based blends
W/O	Diallyl dimethyl ammonium chloride polymer
W/O	Amphoteric acrylic acid (AA) copolymer
W/O	Copolymer of polyglycol acrylate
W/O	Poly(1-acryloyl-4-methyl) piperazine
W/O	Vinyl phenol polymers
O/W	Ethoxylated or epoxidized PAG
W/O	Poly(dimethyl diallyl ammonium chloride)
O/W	Alkoxylated fatty oil
O/W	Oxalkylated poly(alkylene) poly(amine)s
W/O	Crosslinked oxalkylated poly(alkylene) Poly(amine)
O/W	Phenol-formaldehyde resins
W/O	Dithiocarbamates
O/W	Polythioalkyloxides
O/W	Poly(ether) poly(urethane)
W/O	Sulfonated poly(styrene)s

روش شیمیایی شکست امولسیون های نفتی

در روش شیمیایی تصفیه نفت خام و شکست امولسیون‌ های نفتی با کمک یکسری مواد شیمیایی شکننده امولسیون تحت عنوان تعلیق شکن یا دمولسیفایر صورت می‌گیرد. این مواد با اسامی تجاری مختلفی در دنیا فروخته می‌شوند. عملکرد این مواد به گونه‌ای است که باعث می‌شوند غشاء نازک اطراف قطرات امولسیونی آب پاره شود و این قطرات به هم متصل شوند.

در واقع تعلیق‌شکن‌ها گروهی از ترکیبات فعال سطحی هستند که می‌توانند سیستم‌های امولسیونی را بشکنند و عوامل امولسیونی را خنثی کنند. البته باید توجه داشت که تزریق بیش از حد این مواد، باعث تولید امولسیون‌های جدیدی می‌شود که بعدها در فرایند تصفیه پساب مشکلات فراوانی ایجاد می‌کند، لذا در تعیین نرخ تزریق این مواد باید محاسبات دقیقی صورت بگیرد.

اگر امولسیون‌های تشکیل شده ضعیف باشند، تنها با نیروهای مکانیکی می‌توان آ نها را خنثی کرد و عمل تفکیک را انجام داد. ولی چنین شرایطی معمولاً به ندرت اتفاق می‌افتد، لذا در اکثر شرایط باید مواد تعلیق شکن را به سیستم تزریق کرد. مقدار تزریق این مواد به نوع نفت و میزان مواد امولسیون ساز مانند آسفالتن‌ها، دما، pH  و غیره بستگی دارد. خواص نفت خام و نوع مواد امولسیونی تأثیر فراوانی بر روی انتخاب نوع مواد تعلیق شکن مصرفی دارد.

به طور معمول، نفت‌های سنگین نسبت به نفت‌های سبک به مواد شیمیایی بیشتری احتیاج دارند؛ چرا که نفت های سنگین دارای میزان آسفالتن و هیدروکربن‌های بیشتری در مقایسه با نفت‌های سبک هستند. املاح، خاک رس و گل های حفاری به راحتی با آب شسته شده و از نفت جدا می‌شوند، ولی مواد پارافینی و آسفالتی برای اینکه سطح امولسیونی آ نها شکسته شود، حتماً به مواد شیمیایی احتیاج دارند.

باید توجه داشت که هرگونه تغییری در فرایند تصفیه مثل تغییر جریان، تغییر شرایط دمایی و فشاری، تغییر فصل و غیره بر روی میزان تزریق این مواد تأثیر می‌گذارد، لذا مقدار تزریق این مواد متناسب با شرایط متغیر خواهد بود. تزریق این مواد قبل از پمپاژ موجب اختلاط بهتر آنها با نفت خام می‌شود و تشکیل امولسیون در پمپ را به حداقل می‌رساند.

در حال حاضر شکست امولسیون‌های نفتی بدون استفاده از این مواد، صرف‌نظر از کلیه تکنولوژی های موجود، غیرممکن است، لذا ابتدا به بررسی این مواد و ساختار شیمیایی آنها پرداخته می‌شود.

همان‌طور که شرایط میدان (field) تغییر می‌کند، الزامات دمولسیفایر نیز تغییر می‌کند. دماهای پایین در زمستان می‌تواند باعث به‌وجودآوردن مشکلات مربوط به wax و دیگر مشکلات شود.

رفتار چاه می‌تواند فرایند تولید کارخانه را مختل نماید. برای مثال، اسیدکاری یک چاه می‌تواند منجر به رسوب آسفالتین شود که ممکن است امولسیون سخت و پایدار تشکیل دهد. به طور مشابه تعمیرات چاه (well workovers) و رفتار و فرایندهای مواد شیمیایی می‌تواند به ایجاد مشکلات مربوط به امولسیون در تأسیسات فرایندی منجر شود.

پیامدهای رفتار چاه و فعالیت‌های دیگر باید در نظر گرفته شود و اگر لازم بود اپراتور باید برای افزایش دوز و مقدار دمولسیفایر آماده باشد. نمی‌توان انتظار داشت که یک دمولسیفایر مشابه با دوز و مقدار مشابه، مشکل امولسیون‌ها را زمانی که شرایط تغییر می‌کند، حل کند.

برای انتخاب یک دمولسیفایر برای یک سیستم مشخص، آزمایش‌ها به‌طورکلی با آزمایش‌ها بطری یا Bottle Tests شروع می‌شود. نمونه‌های امولسیون، گرفته شده و به چندین تیوب سانتریفیوژ منتقل می‌شود. چند دمولسیفایر معمولاً از چند کمپانی فروشنده دمولسیفایر تهیه می‌شوند، در مقادیر مختلف به تیوب‌های سانتریفیوژ اضافه می‌شود و داده‌های خروج آب (water-dropout) به‌منظور تعیین بهترین دمولسیفایر جمع‌آوری و آنالیز می‌شود.

قبل از انجام تست‌ها می‌توان از وندورهای دمولسیفایر به‌منظور فراهم‌سازی یک یا دو نوع از دمولسیفایرهای تولیدی‌شان دعوت کرد. اکثر وندورها تمایل دارند قبل از ارائه بهترین محصول، مواد شیمیایی خود را با امولسیون‌های میدان (field) آزمایش کنند. به‌تازگی یک روش کمی برای آزمایشات دمولسیفایر توسعه داده شده است.

انتخاب بهترین دمولسیفایر

برای انتخاب بهترین دمولسیفایر، مجموعه‌ای از تست‌ها و آزمایشات در غلظت‌ها، دماها و برش‌های آبی متفاوت ممکن است لازم باشد. مقادیر و دوزهای دمولسیفایر که در آزمایشگاه به‌دست‌آمده‌اند به‌طورکلی بیشتر از آنچه هستند که در شرایط میدانی موردنیاز است. به‌شدت توصیه می‌شود که تست بطری با امولسیون‌هایی که به‌تازگی نمونه‌گیری شده‌اند انجام شود؛ زیرا کهنگی نمونه تأثیر قابل‌توجهی بر دمولسیفایر دارد.

در طول تست‌های بطری عوامل دیگری که باید به آنها توجه کرد عبارت‌اند از:

• رنگ و ظاهر امولسیون
• شفافیت و وضوح آب
• رسوبات موجود در آب
• وجود یک‌لایهٔ فرسوده و کهنه (rag layer)
• مواد جامد آزاد در سطح مشترک

این عوامل می‌توانند اطلاعاتی که ممکن است در انتخاب دمولسیفایر مهم باشد را فراهم کند.

بهبود عملکرد دمولسیفایر و عوامل مؤثر بر آن

برای آنکه دمولسیفایر مؤثر واقع شود، باید با امولسیون به طور کامل مخلوط شود و به فیلم (film) اطراف قطرات آب انتقال یابد. اگر عمل مخلوط‌شدن دمولسیفایر و امولسیون ضعیف باشد، دمولسیفایر غیر مؤثر خواهد بود. در حالت ایده‌آل دمولسیفایر باید در یک جریان مداوم، از داخل و از طریق میکسرهای درونی یا inline که به‌اندازه کافی در بالادست جریان هستند تزریق شود تا دمولسیفایر زمان داشته باشد به طور کامل با امولسیون مخلوط شود. از لخته‌شدن دمولسیفایر (Demulsifier Slugging) باید جلوگیری شود؛ چون در غیر این صورت باعث ایجاد مناطق با غلظت بالا شده و منجر به توسعه دوباره امولسیون می‌شود.

یکی از راه‌های بهبود فرایند mixing این است که دمولسیفایر را با مقادیر کافی از یک ماده رقیق‌کننده که معمولاً یک حلال است، رقیق کرد و مخلوط رقیق شده دمولسیفایر حلال را به داخل امولسیون تزریق کرد. مقادیر بیشتر مخلوط امکان اینکه مواد شیمیایی با امولسیون به طور یکنواخت‌تری مخلوط شوند را فراهم می‌آورد.

از سوی دیگر تلاطم و آشفتگی جریان، انتشار و پراکندگی دمولسیفایر درون امولسیون را بهبود می‌بخشد و احتمال برخورد بین قطرات آب را افزایش می‌دهد. این آشفتگی باید به‌اندازه کافی تداوم داشته باشد تا اجازه دهد که مواد شیمیایی به سطح مشترک بین نفت و آب برسند، اما شدت آن نباید به حدی باشد که موجب سفت‌شدن و بسته‌شدن امولسیون شود.

این سطح از آشفتگی معمولاً توسط جریان طبیعی سیال در قسمت‌های مختلف واحد فرایندی امولسیون ایجاد می‌شود مثل:

• لوله‌ها
• منیفولدها
• شیرها
• تفکیک‌کننده‌ها

هنگامی که نرخ جریان به‌منظور مخلوط‌کردن مواد شیمیایی بیش از حد پایین است، باید توجه خاصی معطوف اختلاط مواد شیمیایی شود. میکسرهای ویژه‌ای برای اطمینان از فرایند مخلوط‌کردن دمولسیفایر می‌تواند نصب شوند که برخی از آنها عبارت‌اند از:

• شیرهای مخلوط‌کننده (Mixing valves)
• کوییل‌های تزریق (Injection quills)
• میکسرهای سینتیک (Kinetic mixers)
• میکسرهای گردابی (Vortex mixers)

نقطه تزریق دمولسیفایر نیز مهم است. به‌طورکلی هرچه دمولسیفایر در فاصله دورتری در بالادست تزریق شود بهتر است. بااین‌حال، اگر آشفتگی و نیروی برش قابل‌توجهی بین نقطه‌ای که دمولسیفایر تزریق می‌شود و نقطه‌ای که آب خارج می‌شود باشد، ممکن است ارزش بازبینی تصمیم را داشته باشد.

مشکل دیگری که با تزریق در نقطه بالادستی بافاصله خیلی زیاد به وجود می‌آید، جداسازی آب در لوله‌هاست که می‌تواند منجر به مشکلات دیگری همچون خوردگی شود. در بسیاری از موارد دمولسیفایر در چندین نقطه تزریق شده تا کارکرد کلی آن را بهینه سازد. بااین‌حال این گزینه ایست برای تأسیسات با حجم بالا و در اینجا نیز نسبت جدایش (split-ratio) دمولسیفایر (بین نقاط مختلف) باید با آزمون‌وخطا بهینه‌سازی شود.

یکی دیگر از مشکلات که گاهی نادیده گرفته می‌شود، مشخصه ته‌نشینی دمولسیفایر است. اجزا و مواد فعال موجود در بعضی از دمولسیفایرها تمایل دارند در کف مخازن به دلایل زیر ته‌نشین شوند:

• انحلال‌ناپذیری
• اختلاط ناقص
• تفاوت‌ها در چگالی

اگر چنین شود، تزریق اجزا فعال سطحی به داخل تأسیسات فرایندی بی‌فایده است. در طی چند روز اول شارژ و تزریق مخزن، دمولسیفایر ممکن است به طور رضایت‌بخشی کار کند، بااین‌وجود عملکرد ثانویه ممکن است با مصرف‌شدن اجزا فعال کیفیت خود را از دست بدهد و تنها حلال حامل تزریق شود.

اگر این چرخه مشاهده شد، علت آن ته‌نشین شدن اجزاء فعال دمولسیفایر داخل مخزن است. مراحل ازبین‌بردن مواد ته‌نشین شده عبارت است از نصب یک مخلوط‌کننده (mixer) در مخزن دمولسیفایر یا تعویض دمولسیفایر.

کارکرد دمولسیفایر

مکانیسم‌هایی که برای یک دمولسیفایر شیمیایی در نظر گرفته می‌شوند عبارت‌اند از:

• جاذبه یا کشش قوی نسبت به سطح مشترک آب و نفت: دمولسیفایر باید بتواند به‌سرعت از داخل فاز نفت حرکت کرده و مهاجرت نماید تا بتواند به سطح مشترک قطره، جایی که باید با عامل امولسیون ساز مقابله کند، برسد.
• لخته‌سازی یا :Flocculation دمولسیفایر باید یک جاذبه و کشش برای قطرات آب با بار مشابه داشته باشد و آنها را کنار یکدیگر قرار دهد. به‌این‌ترتیب دسته‌های بزرگ از قطرات آب جمع می‌شود که در زیر میکروسکوپ شبیه به دسته‌هایی از تخم‌های ماهی هستند.
• به‌هم‌پیوستگی :(Coalescence) بعد از flocculation، فیلم امولسفایر به‌صورت پیوسته باقی می‌ماند. اگر امولسفایر ضعیف باشد، نیروی لخته‌سازی یا flocculation force برای ایجاد به‌هم‌پیوستگی ممکن است کافی باشد. بااین‌حال، این مورد معمولاً درست نیست و دمولسیفایر، فرایند به‌هم‌پیوستگی را از طریق خنثی‌سازی امولسفایر و تشدید گسستگی فیلم سطح مشترک قطره فراهم می‌سازد. در امولسیون لخته شده، گسستگی فیلم (film rupture) باعث افزایش اندازه قطره آب می‌شود.
• مرطوب‌سازی جامدات :(Solids wetting) سولفیدهای آهن، خاک‌های رس و گل‌های حفاری می‌توانند water-wet شوند که این باعث می‌شود سطح مشترک را ترک کنند و به قطرات آب نفوذ کرده و پخش شوند. پارافین‌ها و آسفالتین‌ها می‌توانند توسط دمولیسفایر حل شوند یا تغییر یابند تا سبب کاهش چسبندگی و ویسکوزیته فیلم آنها شود، یا آنها می‌توانند oil- wet شوند که در این صورت در نفت پراکنده می‌شوند.

اکثر نفت‌های خام حاوی کلریدهای سدیم و منیزیم، اندکی سولفات، سیلیس و اکسیدهای آهن هستند و حتی اگر در خروج از معادن نیز دارای این ترکیبات نباشند، در طول حمل‌ونقل به‌ویژه با کشتی‌ها، این املاح وارد نفت خام می‌شوند.

کلریدها و سولفات‌ها به حالت محلول در قطره‌های کوچک آب معلق در نفت خام وجود دارند. مقدار این املاح متفاوت است و به طور مثال در نفت‌های خاورمیانه حدود ۱۲ گرم در تن است درحالی‌که در مورد نفت‌های مصر به ۳ کیلوگرم در تن می‌رسد.

چنان چه میزان املاح موجود در نفت خام از ۱۰ پوند (۴٫۵ کیلوگرم) در هزار بشکه تجاوز نماید، باید آن را نمک گیری کرد. بسیاری از پالایشگاه‌ها برای کمتر از این مقدار نیز اقدام به نمک گیری می‌کنند؛ زیرا رسوب نمک باعث جرم‌گرفتگی و خوردگی تأسیسات می‌شود.

شرح فرایند نمک گیری

اساس روش نمک‌گیری انحلال املاح موجود در نفت خام به‌وسیله آب است. دشواری این روش در تهیه مخلوط مؤثر آب و نفت، مرطوب‌سازی ذرات جامد و جداسازی آب شست‌وشو از نفت است. عوامل مؤثر بر بازده نمک گیری عبارت‌اند از pH، چگالی و گرانروی نفت خام و نیز نسبت حجمی آب شست‌وشو به نفت خام.

یکی دیگر از هدف‌های نمک گیری، حذف ذرات جامد معلق (ذرات ماسه، رس، خاک اکسید و سولفید آهن…) در نفت خام است. در این مورد برحسب اندازه ذرات، درصد حذف باید بین ۶۰ تا %۸۰ باشد.

عملیات نمک‌گیری به‌وسیله مخلوط‌کردن نفت خام با ۳ تا ۱۰ درصد حجمی آب در دمای ۹۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. درصد آب مصرفی و دمای عملیات بستگی به چگالی نفت خام دارد.

نمک‌ها در آب شست‌وشو حل شده، سپس در مخزن جداکننده، آب و نفت از هم جدا می‌شوند. این جداشدن یا در اثر افزودن مواد شیمیایی شکنندهٔ امولسیون (دمولسیفایر) صورت می‌گیرد و یا با ایجاد یک میدان الکتریکی با پتانسیل بالا به‌منظور تسریع در به هم چسبندگی قطره‌های آب حاوی نمک. در این مورد می‌توان از جریان متناوب و یا مستقیم استفاده کرد. پتانسیل لازم بین ۱۶۰۰۰ تا ۳۵۰۰۰ ولت است.

در واحدهای نمک‌گیری تک‌مرحله‌ای، بازده عملیات می‌تواند به %۹۵ برسد و در واحدهای دومرحله‌ای به %۹۹. در یک فرایند نمک گیری می‌توان از جریان مستقیم و متناوب تواما استفاده نمودتا کارایی افزایش یابد.

نفت‌های خام سنگین نفتنی در مقایسه با سایر نفتن‌ها، امولسیون‌های پایدارتری ایجاد می‌کنند که موجب کاهش کارایی دستگاه‌های نمک گیری می‌شوند. در این حالت باید دما بالاتر از ۱۳۵ درجه سانتیگراد باشد و pH در محدودهٔ ۶-۸ قرار گیرد. تنظیم pH به‌وسیله افزودن اسید به آب ورودی و یا برگشتی انجام می‌شود.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده انواع مواد شیمیایی ضد خوردگی، مواد شیمیایی ضد رسوب و دیسپرسنت موردنیاز صنعت نفت و گاز کشور می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید و فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

تولوئن چیست؟

تولوئن که به‌عنوان متیل بنزن نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی آلی است. به دلیل وجود اتم‌های کربن (C) در فرمول شیمیایی آن، به‌عنوان C7H8 نشان داده می‌شود. علاوه بر این، میتل بنزن یک ترکیب آروماتیک محسوب می‌شود؛ زیرا یک حلقه بنزن در ساختار شیمیایی آن وجود دارد. وقتی شش اتم کربن (C) وجود دارد که با یک پیوند دوتایی متناوب به یکدیگر متصل می‌شوند، یک حلقه بنزن یا یک حلقه شش‌ضلعی ایجاد می‌کند. در مورد Toluene، اتم‌های کربن در هر لبه شش‌ضلعی قرار دارند.

ازآنجاکه تولوئن هم یک ترکیب آروماتیک و هم هیدروکربن است، این دسته‌بندی‌های نام ممکن است با هم ترکیب شوند و این ترکیب را به یک هیدروکربن آروماتیک تبدیل می‌کنند. دلیل اینکه به آن متیل بنزن نیز گفته می‌شود، به دلیل ساختار شیمیایی تولوئن است که در آن یک گروه متیل وجود دارد که گروه متیل به حلقه بنزن متصل است.

متیل بنزن، به‌عنوان تولول نیز شناخته می‌شود، یک هیدروکربن آروماتیک است. متیل بنزن یک مایع آب‌گریز است و محلول در آب نیست و بوی آن مربوط به رقیق‌کننده‌های رنگ است. تولوئن یکی از مشتقات بنزن تک جایگزین است که از یک گروه CH3 متصل به یک گروه فنیل تشکیل شده است. به همین ترتیب، نام سیستماتیک IUPAC آن متیل بنزن است. این ترکیب طبیعی عمدتاً به‌عنوان مواد اولیه صنعتی و حلال استفاده می‌شود.

تولوئن به‌عنوان حلال در بعضی از انواع رنگ‌های تینر دار، سیمان تماسی و چسب هواپیما استفاده می‌شود و پتانسیل ایجاد آسیب عصبی شدید را دارد. متیل بنزن به‌عنوان یک هیدروکربن آروماتیک طبیعی در جانشینی الکتروفیلی واکنش می‌دهد. ازآنجاکه گروه متیل نسبت به یک اتم هیدروژن در همان موقعیت دارای خاصیت رهایی الکترون بیشتری است، Toluene نسبت به بنزن نسبت به الکتروفیل‌ها واکنش‌پذیرتر است. این امر به سولفونه شدن و ایجاد p- تولوئن سولفونیک اسید، و کلره شدن توسط Cl2 در حضور FeCl3 برای دادن اورتو و پارا ایزومرهای کلروتولوئن می‌انجامد.

نکته مهم: زنجیره جانبی متیل در toluene مستعد اکسیداسیون است. متیل بنزن با پتاسیم پرمنگنات برای تولید اسید بنزوئیک و با استفاده از کرومیل کلرید برای تولید بنز آلدئید واکنش می‌دهد.

گروه متیل تحت شرایط رادیکال آزاد هالوژن دار می‌شود. به‌عنوان‌مثال، N-bromosuccinimide) NBS) گرم شده با Toluene در حضور AIBN منجر به بنزیل برومید می‌شود. همین تبدیل با حضور برم عنصری در حضور نور ماورای بنفش یا حتی نور خورشید نیز می‌تواند تأثیر بگذارد. تولوئن همچنین ممکن است توسط HBr و H2O2 در حضور نور، برم دار شود.

گروه متیل موجود در متیل بنزن تنها با بازهای بسیار قوی تحت هیدرژن زدایی می‌شود، میزان pKa آن تقریباً تخمین زده می‌شود. هیدروژناسیون تولوئن، متیل سیکلوهگزان را ایجاد می‌کند. واکنش نیاز به فشار زیاد هیدروژن و یک کاتالیزور دارد.

بیشتر بخوانید: سیکلوهگزانون چیست

فرمول شیمیایی تولوئن

توجه داشته باشید که فرمول تولوئن (C7H8)، دارای هفت اتم کربن (C) و هشت اتم هیدروژن (H) است. این معنی است که به‌عنوان هیدروکربن طبقه‌بندی می‌شود، ترکیبی که فقط حاوی اتم‌های کربن (C) و هیدروژن (H) است.

کاربردهای تولوئن

متیل بنزن در مواد منفجره

سنتز ماده منفجره‌تری نیترو تولوئن نیاز به تولوئن دارد. متیل بنزن به دی نیترو تولوئن نیتراته می‌شود، و سپس با نیتراته شدن بعدی به تری‌نیتروتولوئن تبدیل می‌شود.

متیل بنزن برای تولید فوم

متیل بنزن برای دی نیترو تولوئن نیاز است که برای تولوئن دی ایزوسیانات، استفاده می‌شود که این ماده برای تولید کف‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد.

متیل بنزن عمدتاً به‌عنوان پیش‌ماده بنزن از طریق هیدرودآلکلیلاسیون استفاده می‌شود.

کاربرد دیگری از تولوئن عدم تناسب آن در تولید مخلوطی از بنزن و زایلن است. وقتی میتل بنزن اکسید می‌شود، بنزآلدئید و اسید بنزوئیک، دو واسطه مهم است. علاوه بر سنتز بنزن و زایلن، Toluene ماده اولیه‌ای برای تولوئن دی ایزوسیانات (مورداستفاده در ساخت فوم پلی‌اورتان)، تری‌نیتروتولوئن (مواد منفجره، TNT) و تعدادی از داروهای مصنوعی است.

تولوئن به‌عنوان حلال

تولوئن یک حلال رایج است، به‌عنوان‌مثال در رنگ‌ها، رقیق‌کننده‌های رنگ، درزگیرهای سیلیکونی، بسیاری از واکنشگرهای شیمیایی، لاستیک، جوهر چاپی، چسب‌ها، لاک‌ها، برنزه‌های چرمی و ضدعفونی‌کننده‌ها استفاده می‌شود.

درباره حلال های شیمیایی بیشتر اطلاعات کسب کنید.

متیل بنزن در سوخت

متیل بنزن می‌تواند به‌عنوان تقویت‌کننده اکتان در سوخت‌های بنزینی برای موتورهای احتراق داخلی استفاده شود. این ماده با میزان 86٪ حجم، باعث تولید تمام موتورهای توربوشارژ در فرمول یک در دهه 1980 شد، اولین‌بار توسط تیم هوندا پیش‌گام شد. 14٪ باقیمانده یک “پرکننده” n-heptane بود که برای کاهش محدودیت‌های سوخت در فرمول یک، اکتان را کاهش می‌داد.

متیل بنزن با 100٪ می‌تواند به‌عنوان سوخت برای موتورهای دو زمانه و چهار زمانه استفاده شود. اما به دلیل چگالی سوخت و سایر عوامل، سوخت به‌راحتی تبخیر نمی‌شود مگر اینکه در دمای 70 درجه سانتی‌گراد (158 درجه فارنهایت) گرم شود. هوندا با مسیریابی خطوط سوخت از طریق مبدل حرارتی، جذب انرژی از آب موجود در سیستم خنک‌کننده برای گرم‌کردن سوخت، این مشکل را در اتومبیل‌های فرمول یک خود حل کرد.

در سال 2003 در استرالیا، مشخص شد که تولوئن به طور غیرقانونی با بنزین موجود در جایگاه‌های سوخت برای فروش به‌عنوان سوخت وسایل نقلیه استاندارد ترکیب شده است. متیل بنزن فاقد مالیات بر سوخت است، درحالی‌که سایر سوخت‌ها بیش از 40 درصد شامل مالیات می‌شوند و حاشیه سود بیشتری برای تأمین‌کنندگان سوخت ایجاد می‌کنند.

Toluene به‌عنوان ماده مسموم‌کننده به روشی که توسط تولیدکنندگان ناخواسته استفاده می‌شود، استفاده می‌شود. مردم محصولات حاوی تولوئن (مثلاً رنگ‌های تینری، سیمان چسبی، چسب مدل و غیره) را استفاده می‌کنند.

تولوئن در آزمایشگاه

در آزمایشگاه از Toluene  به‌عنوان حلال برای نانومواد کربن از جمله نانولوله‌ها و فلوراها استفاده می‌شود و همچنین می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر فلورن مورداستفاده قرار گیرد. رنگ محلول تولوئن C60 به رنگ بنفش روشن است. متیل بنزن به‌عنوان سیمانی برای کیت‌های پلی‌استایرن ریز (با حل‌کردن و سپس سطوح جوش) مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا بسیار دقیق با قلم‌مو قابل‌استفاده است و هیچ‌کدام از بخش‌های عمده‌ای از چسب را شامل نمی‌شود.

به‌منظور استخراج هموگلوبین در آزمایشات بیوشیمی می‌توان از متیل بنزن برای شکستن گلبول‌های قرمز خون استفاده کرد. تولوئن همچنین به‌عنوان خنک‌کننده برای قابلیت‌های انتقال حرارت مناسب در تله‌های سرد سدیم مورداستفاده در حلقه‌های سیستم راکتور هسته‌ای استفاده شده است.

این ماده همچنین در فرایند ازبین‌بردن کوکائین از برگ‌های کوکا در تولید شربت Coca-Cola استفاده شده بود. متیل بنزن یکی از گروه‌های سوختی است که در مخلوط‌های جایگزین سوخت جت گنجانده شده است. به دلیل داشتن محتوای ترکیبات آروماتیک، به‌عنوان یک جت سوخت جت مورداستفاده قرار می‌گیرد.

 متیل بنزن محصول اصلی اصلاح کاتالیزوری است. صنایع شیمیایی به میزان قابل‌توجهی بنزن بیشتری نسبت به تولوئن احتیاج دارند، اما تولوئن به دلیل سمیت کم و تعداد اکتان زیاد برای بنزین بدون سرب ترجیح داده می‌شود. اصلاح کاتالیزوری منبع اصلی این ماده، در ایالات متحده است، اما در اروپای غربی بنزین پیرولیز، منبع اصلی است. درست همان‌طور که پروپیلن به طور سنتی ارزان‌تر از اتیلن است، toluene ارزان‌تر از بنزن است.

عمده‌ترین کاربردهای نونگازولین تولوئن عبارت‌اند از:

هیدرودآلکلیلاسیون به بنزن و عدم تناسب بنزن و زایلن. این عملیات “نوسان” است و هنگامی اتفاق می‌افتد که اختلاف قیمت کافی باشد. برای مثال، در سال 2002 آنها 70٪ از تولوئن جدا شده از اصلاح کاتالیزوری در ایالات متحده را مصرف می‌کردند.

تولید جهانی تولوئن در سال 2009 حدود 32 میلیون تن بود؛ اما فقط یک میلیون تن برای مواد شیمیایی مصرف شد. بخش عمده‌ای از 31 میلیون تن متریک باقی‌مانده در معرض هیدروالکلیلاسیون و عدم تناسب نسبت به افزایش بنزن و زایلن‌ها قرار گرفتند؛ بنابراین حجم Toluene کوچک‌ترین از هفت ماده شیمیایی اساسی است. اروپای غربی و ایالات متحده تفاوت چشمگیری دارند.

کسری بنزین مازاد در اروپای غربی وجود دارد، ازاین‌رو تولوئن به بنزین اضافه نمی‌شود و نفتا برای ترک‌خوردگی در دسترس است. در عوض Toluene از جریان پیگاس استخراج می‌شود و به بنزن تبدیل می‌شود.

مقدار مصرف متیل بنزن در آمریکا و اروپای غربی در شکل زیر استفاده شده است:

استفاده اصلی تولوئن، جدا از نقش آن در بنزین، به‌عنوان منبع ثانویه بنزن است. دومین کاربرد بزرگ آن به‌عنوان یک حلال عمدتاً برای پوشش‌ها است. این واقعیت که بنزن سرطان‌زا است، مصرف حلال متیل بنزن را به قیمت بنزن افزایش داده است. این ماده یک حلال اصلی برای پوشش‌های بر پایه رزین‌های آلکیدی اسیدهای متوسط و کوتاه است؛ اما یک حلال به‌اصطلاح نهفته برای لاک‌های نیترو سلولوز است که به‌عنوان حلال‌های اولیه به ترکیبات قطبی مانند استرها، کتون‌ها و اترهای گلیکول احتیاج دارند.

بزرگ‌ترین خروجی متیل بنزن که در آن خاصیت شیمیایی به‌تنهایی دارای ارزش است، به‌عنوان ماده اولیه برای مخلوطی از 2،4- و 2،6- تولوئن دی ایزوسیانات (تولیلن دی ایزوسیانات، دی ایزوسیاناتوتولوئن، TDI) است که برای رزین‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد. تقاضای جهانی 1.7 میلیون تن است. هشتاد و پنج درصد از TDI به کف‌های انعطاف‌پذیر و 10٪ در پوشش‌ها استفاده می‌شود. TDI تجاری حاوی حدود 80٪ ایزومر 2،4- (ارتو، پارا) و 20٪ ایزومر 2،6- (ارتو، ارتو) است.

Toluene ممکن است به فنل تبدیل شود. همچنین ماده شروع یک مسیر به کاپرولاکتام را فراهم می‌کند. در واکنشی مشابه با تشکیل آلیل کلرید از پروپیلن، می‌توان از گروه متیل تولوئن کلرید ایجاد کرد تا بنزیل کلرید حاصل شود که ممکن است برای کواترن سازی آمین‌های سوم مانند لوریل دی متیل آمین برای ایجاد ترکیبات میکروب‌کش استفاده شود.

کاربرد اصلی آن به‌عنوان ماده اولیه برای پلاستیک‌سازی کوچک PVC، بوتیل بنزیل فتالات است. به نظر می‌رسد حضور حلقه آروماتیک باعث مقاومت در برابر لکه‌های کف‌پوش پلی (وینیل کلرید) می‌شود. دی کلر شدن گروه متیل تولوئن منجر به بنزال کلرید می‌شود که در هیدرولیز بنز آلدئید، ماده تشکیل‌دهنده طعم‌دهنده‌ها و عطرها را فراهم می‌کند. این مهم‌ترین مسیر به بنز آلدئید است که همچنین یک محصول جانبی باارزش از روند متیل بنزن به فنل است.

میزان مصرف متیل بنزن

متیل بنزن 1,000,000 – 10,000,000 تن در سال در اتحادیه اروپا تولید می‌شود. در سال 1995، کل میزان Toluene تولید شده در اروپا حدود 2,600,000 تن بود، اما این میزان در سال 2012 به حدود 1,400,000 تن کاهش یافت. میزان مصرف تولوئن در اتحادیه اروپا در اواخر دهه 1990 حدود 2,750,000 تن بود؛ اما در سال 2012 به حدود 1,250,000تن کاهش‌یافته بود.

تولوئن در سطح جهان به‌عنوان ماده اولیه در تولید تعداد زیادی مواد شیمیایی از جمله بنزن، اسید بنزوئیک، نیترو تولوئن‌ها، تولیل دی ایزوسیانات‌ها و همچنین رنگ‌ها، داروها، مواد افزودنی غذایی، پلاستیک و… مورداستفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، مدت طولانی است که در بسیاری از کاربردها، از جمله پوشش‌ها، چسب‌ها، جوهرها، داروسازی و فراوری شیمیایی، Toluene حلال ارجح است. استفاده از متیل بنزن به‌عنوان یک واسطه شیمیایی 70-80 درصد از مصرف در اتحادیه اروپا را تشکیل می‌دهد، درحالی‌که استفاده به‌عنوان حلال تقریباً 20٪ از کل است.