کاربرد رزین کاتیونی و آنیونی در صنعت نفت و گاز چیست؟

رزین کاتیونی و آنیونی در صنعت نفت و گاز کاربردهای زیادی دارد که با توجه به موارد مصرف آن ها دارای خواص متفاوتی هستند. به عنوان مثال با توجه به این که در چه زمینه ای در صنعت نفت و گاز استفاده می شوند، خواصی مانند مقاومت بالا در برابر اکسید شوندگی، زبری و … دارند. کاربردهای یون زدایی، تبادل یون ها، تصفیه آب و … از رزین های کاتیونی و آنیونی می شود. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک ما را با رزین کاتیونی و آنیونی در صنعت نفت و گاز آشنا می کند. قیمت رزین کاتیونی و آنیونی با توجه به نوع برند شرکت های ارائه دهنده متفاوت است.

رزین چیست؟

ذرات پلیمری و ریزی که هم به صورت طبیعی از صمغ درختان به دست می آید و هم به طور آزمایشگاهی ساخته می شوند، به عنوان محیطی برای مبادله یون ها تعریف می شوند. دانه های کوچک رزین های مبادله یونی، ماتریس نامحلول بوده و با ساختار متخلخلی که دارند، سطوح بالایی در جذب دارند. در رزین ها قطب های ناهمنام وجود دارد. در نوع آنیونی، قطب منفی فعال و در نوع کاتیونی، قطب مثبت فعال است. اندازه دانه های رزین ها بسیار کوچک و ۰,۲۵ تا ۰,۵ میلی متر شعاع دارند. فرایند این دانه های سفید و یا زرد، جذب یون ها همراه با آزاد شدن یون های دیگر است. رزین هایی به وفور در بازار وجود دارند، پلی استایرن سولفونات هستند.

انواع رزین ها

رزین ها که از راه های از بین برنده آلودگی های یونی هستند، به سه دسته رزین های کاتیونی، آنیونی و رزین های میکس بد تقسیم می شوند.

رزین کاتیونی

انواع رزین های کاتیونی که برای حذف کاتیون های آب مورد استفاده قرار می گیرند، به دو دسته قوی و ضعیف تقسیم می شوند. رزین کاتیونی قوی با قطب مثبتی که دارد، می توانند یون های کلسیم و منیزیم آب را با سدیم جایگزین کنند. رزین های کاتیونی مناسب برای از بین بردن سختی آب هستند. اما رزین کاتیونی نمی تواند در برابر منگنز و آهن عملکرد خوبی داشته باشد. پلی استایرن سولفونات مثالی از رزین های کاتیونی قوی هستند که سولفوریک های فعال دارند.

نوع دیگری از رزین های کاتیونی، ضعیف بوده و بیشتر در حذف سختی موقت آب موثر هستند. نمونه ای از رزین های کاتیونی ضعیف، کربوکسیلیک اسیدها با گروه عاملی COOH هستند که کاتیون های قلیایی کننده آب را از بین می برند. قیمت رزین کاتیونی با توجه به کیفیت های مختلفی که در برندهای مختلف دارد، فرق داشته و نمونه هایی که کیفیت بهتری دارند، طول عمر بیشتری دارند.

رزین آنیونی

انواع رزین های آنیونی با داشتن آنیون فعال، نیترات های و کلرایدهای آب را حذف کرده و مانند رزین های کاتیونی، به دو نوع قوی و ضعیف تقسیم می شوند. رزین آنیونی ضعیف، کلر و اسیدهای معدنی آب را حذف می کند. رزین های آنیونی ضعیف با گروه های آمینوی خود می توانند به از بین بردن اسید نیتریک و اسید کلریدریک آب کمک کنند. اما این رزین ها عملکرد خوبی در برابر سیلیکای آب نداشته و مقاومت آن ها در مقایسه با نوع آنیونی قوی، بیشتر است.

انواع رزین کاتیونی و آنیونی در صنعت نفت و گاز

انواع مختلفی از رزین های کاتیونی و آنیونی در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. DOWEX G_25 (H) نمونه ای از این رزین هاست که از نوع کاتیونی اسید قوی بوده و در فرایندهای شیمیایی برای کاتالیست و همچنین نمک زدایی استفاده می شود.

نوع دیگر از این رزین ها، AMBERJET 4200-Resin است که برای تصفیه آب صنعتی به کار برده می شود. کاربرد آن در مصارف عمومی نک زدایی بوده و از نوع آنیونی قوی است. بازده این نوع از رزین ها در صورت کاربرد همزمان با نوع DOWEX MARATHON بسیار بالا خواهد بود.

AMBERLITE IRN(& H Resin نوع دیگری از رزین تبادل یونی است که از نوع رزین کاتیونی اسیدی قوی بوده و در نیروگاه ها و بخش های هسته ای به کار برده می شود. این نوع از رزین ها، ۹۹ درصد هیدروژن در تبادل یونی دارند.

نمونه دیگری از رزین های کاتیونی اسیدی قوی که در صنایع نفت و گاز استفاده می شود، AMBERLITE IRN&& Resin است که در موارد هسته ای به کار برده می شود. این نوع از رزین ها جهت تبادل کاتیون در فرم هیدروژن به کار برده شده و همچنین دارای ۹۹ درصد هیدروژن در ظرفیت خود است.

نمونه های دیگری از رزین های تبادل یونی وجود دارد  که هر کدام در زمینه های متنوعی در صنعت نفت و گاز به کار برده می شوند.

قیمت رزین کاتیونی و آنیونی

قیمت انواع رزین های کاتیونی و آنیونی، همان طور که در بالا نیز گفته شد، متاثر از نوع برند تولید کننده آن است. چون بیشتر رزین های کاربردی وارداتی هستند، به همین دلیل نوسانات قیمت ارز می تواند عامل موثر دیگر در تعیین قیمت رزین کاتیونی و آنیونی باشد. در خرید رزین ها باید به کیفیت آن ها توجه شود، زیرا کاربرد زیادی در کم کردن سختی آب در تصفیه آب و خالص سازی دارند. چون هر کدام از دانه های پلیمری رزین ها، بر آب تاثیرگذار هستند. نمونه ای از برندهای معروف عرضه کننده انواع رزین ها، رزین پرولایت چین است که این محصول را در اندازه های مختلف عرضه می کند.