Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Synteza amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych na bazie N-laurylo-iminodipropionianu sodu i ich właściwości

Tao Yuan, Li Sen, Si Lili, Zhang Wei

Przemysł Chemiczny

|

2025

|

T. 104, nr 1

105--113

PL

Amfoteryczne środki powierzchniowo czynne N-laurylo-iminodipropionianu sodu zsyntetyzowano w roztworze wodnym w łagodnych warunkach. Warunki reakcji zostały zoptymalizowane przy użyciu ortogonalnego programu z molowym stosunkiem materiału, temperaturą reakcji, czasem i ilością katalizatora jako głównymi czynnikami zmiennymi. Jakość produktu określono za pomocą HPLC, LC/MS i FT-IR. Badano zwilżanie, emulgowanie, pienienie, napięcie powierzchniowe, skuteczność usuwania oleju i detergencję środka powierzchniowo czynnego na sztucznie poplamionej tkaninie.

EN

Amphoteric Na N-lauryl-iminodipropionate surfactants were synthesized in aq. soln. under mild conditions. The reaction conditions were optimized by using orthogonal design with material mol. ratio, reaction temp., time and catalyst amt. as the main factors. The product qual. was detd. by HPLC, LC/MS and FT-IR. The surfactant wetting, emulsification, foam, surface tension, oil-removal performance and detergency for artificial stained cloth of the surfactant were tested.

2

Dobór środków chemicznych do cieczy roboczych hydrofobizujących przestrzeń porową skał zbiornikowych

Błaż Sławomir, Zima Grzegorz, Jasiński Bartłomiej

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 9

563--574

PL

Podstawowym zadaniem cieczy roboczej zatłoczonej do odwiertu jest zrównoważenie ciśnienia złożowego celem przeprowadzenia wymaganego zakresu prac rekonstrukcyjnych. Dobór składu i właściwości technologicznych danej cieczy ustalany jest na podstawie aktualnie występujących w danym odwiercie warunków geologiczno-złożowych z uwzględnieniem podstawowych czynników, takich jak: gradient ciśnienia złożowego, skład mineralogiczny skał zbiornikowych i ich spoiwa oraz skład chemiczny wód złożowych. Jednym z kluczowych wyzwań podczas przeprowadzania prac rekonstrukcyjnych jest utrzymanie lub zwiększenie dotychczasowego wydobycia węglowodorów ze skał zbiornikowych oraz zachowanie ich należytego stanu technicznego. Bardzo często podczas przeprowadzania prac rekonstrukcyjnych dochodzi do spadku wydobycia gazu ziemnego z eksploatowanych złóż. Jednym z powodów tego spadku jest wysokie napięcie międzyfazowe występujące pomiędzy gazem a wodą złożową, które generuje siły kapilarne, prowadzące do uwięzienia węglowodorów w porach skały zbiornikowej i szybkiego zawodnienia złoża. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad doborem środków hydrofobizujących do cieczy roboczych stosowanych do rekonstrukcji odwiertów gazowych. Prace te koncentrowały się na identyfikacji i doborze chemicznych środków hydrofobizujących, które zmniejszają zwilżalność skał wodą, ograniczają retencję wody w przestrzeniach porowych oraz poprawiają mobilność gazu, co sprzyja zwiększeniu wydobycia gazu ze skał zbiornikowych. Badania te miały również na celu określenie wpływu różnych składników cieczy roboczych na efektywność hydrofobizacji oraz ocenę ich użycia w rzeczywistych warunkach złożowych. Zastosowanie środków hydrofobizujących w składach cieczy roboczych powinno przyczynić się do ograniczenia dopływu wody złożowej i zminimalizować uszkodzenie strefy przyodwiertowej.

EN

The primary task of the workover fluid injected into a borehole is to balance the reservoir pressure to facilitate the required scope of workover operations. The composition and technological properties of the fluid are determined based on the geological and reservoir conditions of the borehole. Key factors include: the reservoir pressure gradient, the mineral composition of the reservoir rocks and their cementing material. The chemical composition of the formation waters is also considered. One of the key challenges during workover operations is maintaining or increasing the current hydrocarbon production from reservoir rocks while preserving their proper technical condition. Frequently, during workover operations, there is a decline in natural gas production from exploited reservoirs. High interfacial tension between gas and formation water is a key factor contributing to decline in gas production, as it generates capillary forces that trap hydrocarbons in the pore spaces and lead to rapid water flooding of the reservoir. This article presents results of laboratory research on the selection of hydrophobizing agents for working fluids used in the workover of gas wells. The research focused on identifying chemical hydrophobizing agents that reduce the water wettability of rocks, limit water retention in pore spaces, and improve gas mobility, thereby improving gas recovery. The studies also aimed to determine the effects of various workover fluid components on hydrophobization efficiency and assess their application under real reservoir conditions. The use of hydrophobizing solutions in working fluid compositions should help reduce the influx of formation water and minimize damage to the near-wellbore zone.

3

Modulational stability of wave packets at fluid interface of layer and half-space

Avramenko Olga, Naradovyi Volodymyr

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2025

|

Vol. 24, nr 2

5--17

EN

The modulational stability of internal wave packets propagated along the surface of a hydrodynamic system consisting of a lower half-space and an upper layer covered with a rigid lid is investigated. The study is conducted within the framework of a nonlinear low-dimensional model incorporating surface tension on an interface using the method of multi-scale expansions implemented via symbolic computation. The evolution equation of the envelope of the wave packet takes the form of the Schrodinger equation. Conditions ¨ for the modulational stability of the solution of the evolution equation are identified for various physical and geometrical characteristics of the system. Significant influence on the modulational stability of the system’s geometrical characteristics and surface tension is observed for relatively small liquid layer thicknesses. For large layer thicknesses, the stability diagram degenerates to that of a system composed of two half-spaces.

4

Investigation of the physical properties of fluids for removing industrial contaminants

Siłuch Dariusz, Kobus Zbigniew, Krawczuk Anna, Kocira Sławomir, Krzywicka Monika, Kliza Rafał

Agricultural Engineering

|

2025

|

Vol. 29, No. 1

249--261

EN

The aim of this study was to investigate the influence of concentration and temperature on the physical properties of selected industrial cleaning fluids, focusing on parameters relevant to the cleaning process, such as viscosity, shear stress, density, activation energy, and wettability. Four cleaning agents from the company Noyen were examined, including both concentrated products and their 10% aqueous solutions. The rheological properties of the fluids were evaluated using a rotational viscometer; density was measured with a pycnometer; surface tension and wettability were assessed using a goniometer; and activation energy was determined based on the Arrhenius equation. The results of the viscosity and shear stress tests indicated that all tested fluids exhibited Newtonian behaviour in both concentrated and diluted forms. Surface tension and wettability analysis showed good wetting properties for all tested fluids (contact angle <55°), although significant differences in wettability were observed depending on the type of surface and the specific fluid used.

PL

Celem badania było określenie wpływu stężenia i temperatury na właściwości fizyczne wybranych przemysłowych cieczy czyszczących, a zwłaszcza parametrów istotnych dla procesu czyszczenia: lepkości, naprężenia ścinającego, gęstości, energii aktywacji oraz zwilżalności. Zbadano cztery środki czyszczące firmy Noyen - zarówno produkty skoncentrowane, jak i ich 10% roztwory wodne. Właściwości reologiczne cieczy oceniono za pomocą wiskozymetru rotacyjnego; gęstość mierzono piknometrem; napięcie powierzchniowe i zwilżalność określono przy użyciu goniometru; energię aktywacji wyznaczono na podstawie równania Arrheniusa. Wyniki badań lepkości i naprężenia ścinającego wykazały, że wszystkie testowane ciecze przejawiają zachowanie cieczy newtonowskiej zarówno w formie skoncentrowanej, jak i rozcieńczonej. Analiza napięcia powierzchniowego i zwilżalności potwierdziła dobre właściwości zwilżające wszystkich badanych cieczy (kąt zwilżania < 55°), choć zaobserwowano istotne różnice w zwilżalności w zależności od rodzaju powierzchni i zastosowanej cieczy.

5

The effect of oil-water interfacial tension on the stability of oil emulsions

Gurbanov Guseyn R., Gasimzade Aysel V.

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 3

179--185

EN

The stability of crude oil emulsions sourced from wells in two distinct fields distinguished by varying physicalchemical properties was analysed. The oil taken from the wells of Muradkhanli and Balakhani fields of State Oil Company of the Azerbaijan Republic (SOCAR) has been used as the research object. Demulsification of both oils, whose composition differs in the amount of high molecular compounds, has been investigated through the static settling method for 2, 4, 6, 8, 10 and 12 hours, and the amount of residual water in the oil has been recorded. In the same time interval, the oils have been tested by adding n-hexane and phenol to them, respectively. During the experiments, it was discovered that after the addition of n-hexane, which is a saturated hydrocarbon, the surface tension force increased in both oil samples and caused the formation of water in the form of a dispersed phase in the oil, which resulted in an increase in stability. In particular, as the concentration of n-hexane in oil increased, oil emulsions became aggregative and kinetically stable. The experiments conducted involving the addition of phenol to oils revealed that an increase in the volume of phenol in the oil led to a decrease in the surface tension force at the oil-water boundary, thereby accelerating the demulsification process. Subsequently, the research extended to investigating the emulsion stability of the oil samples by adding phenol and n-hexane in varying proportions. It was observed that an increase in the phenol ratio expedited the demulsification process, whereas a higher hexane ratio weakened it. Throughout the experimental tests, fluctuations in demulsification rates were noted upon the addition of organic substances to the oil samples. Furthermore, an increase in the concentration of high molecular compounds in the oil composition resulted in elevated surface tension, posing challenges in separating the water phase from the oil. The demulsification ability of organic substances added to crude oil samples, compositions A, B and C (25% n-hexane and 75% phenol (conditional name A), 50% n-hexane and 50% phenol (conditional name B), 75% n-hexane and 25% phenol (conditional name C)) prepared on the basis of these organic substances was examined depending on the surface tension.

PL

Przeanalizowano stabilność emulsji ropy naftowej pobranej z odwiertów w dwóch odrębnych złożach, charakteryzujących się zróżnicowanymi właściwościami fizykochemicznymi. Ropa pobrana z odwiertów na złożach Muradkhanli i Balakhani należących do Państwowej Kompanii Naftowej Republiki Azerbejdżanu (SOCAR) została wykorzystana jako obiekt badawczy. Deemulgacja obu rodzajów ropy, których skład różni się ilością związków o dużej masie cząsteczkowej, została zbadana za pomocą metody statycznej sedymentacji przez 2, 4, 6, 8, 10 i 12 godzin, po czym zarejestrowano ilość wody pozostałej w próbce. W tych samych przedziałach czasowych przetestowano analizowane próbki ropy poprzez dodanie do nich odpowiednio n-heksanu i fenolu. Podczas eksperymentów odkryto, że po dodaniu n-heksanu, który jest węglowodorem nasyconym, siła napięcia powierzchniowego wzrosła w obu próbkach ropy, co spowodowało powstanie wody w postaci fazy rozproszonej w ropie, co zaowocowało zwiększeniem stabilności. W szczególności, w miarę wzrostu stężenia n-heksanu w ropie, emulsje ropne stały się agregacyjne i kinetycznie stabilne. Przeprowadzone eksperymenty dotyczące dodania fenolu do ropy wykazały, że wzrost objętości fenolu w ropie spowodował zmniejszenie siły napięcia powierzchniowego na granicy ropa-woda, przyspieszając tym samym proces deemulgacji. Następnie badania zostały rozszerzone na badanie stabilności emulsji próbek ropy poprzez dodanie fenolu i n-heksanu w zróżnicowanych proporcjach. Zaobserwowano, że wzrost stosunku fenolu przyspieszył proces demulsyfikacji, podczas gdy wyższy stosunek heksanu osłabił go. W trakcie testów eksperymentalnych odnotowano wahania w tempie deemulgacji po dodaniu substancji organicznych do próbek ropy. Ponadto wzrost stężenia związków o dużej masie cząsteczkowej w składzie ropy spowodował wzrost napięcia powierzchniowego, co utrudniło oddzielanie fazy wodnej od ropy. Zbadano zdolność deemulgacyjną substancji organicznych dodanych do próbek ropy naftowej, kompozycji A, B i C (25% n-heksanu i 75% fenolu (nazwa warunkowa A), 50% n-heksanu i 50% fenolu (nazwa warunkowa B), 75% n-heksanu i 25% fenolu (nazwa warunkowa C)), przygotowanych na podstawie tych substancji organicznych, w zależności od napięcia powierzchniowego.

6

Research on the effect of a new multifunctional composition on corrosion and paraffin deposition in crude oil samples

Gurbanov Guseyn R., Adygezalova Mehpara B.

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 7

442--449

EN

Effective management of asphaltene-paraffin-resin deposits in the installations of oil and gas distribution systems, along with corrosion control, is one of the most pressing issues. One of the important issues arising from today’s demand is the development and testing of new multifunctional complex inhibitors and compositions based on them designed to combat asphaltene-resin-paraffin deposits and corrosion under laboratory and mine conditions. This paper reports on the laboratory testing of a new multifunctional composition that inhibits the formation of asphaltene-resin-paraffin deposits and corrosion processes in the oil well-gathering-transportation system. The effect of Difron-4201 depressant additive and ED composition on the freezing temperature of a high-paraffin crude oil sample, the formation of asphaltene-paraffin-resin deposits, and the surface tension coefficient were studied for the first time under laboratory conditions. It was found that, compared to the Difron-4201depressant additive, the ED composition exhibited higher efficiency. Specifically, at an optimal consumption concentration of 900 g/t for the Difron-4201 depressant additive and 700g/t for the composition, the highest efficiency was 190% and 200% respectively for freezing temperature reduction, 89.8% and 96.1% for the formation of asphaltene-paraffin-resin deposition, and 63.3% and 76.6% for surface tension reduction. Furthermore, the effect of the IB-1 inhibitor and the ED composition on the viability of sulfate-reducing bacteria in Postgate-B-nutrient medium along with corrosion rate in aggressive media containing hydrogen sulfide, carbon dioxide, and a combination of both were studied. Laboratory experiments determined the optimal consumption rate of the IB-1 inhibitor determined to be 25 mg/l. The corrosion protection effect at the optimal concentration of the inhibitor and the ED composition was 97.1% and 99.2% in hydrogen sulfide medium, 94.6% and 95.4% in carbon dioxide medium, and 93.6% and 94.7% in a combines hydrogen sulfide and carbon dioxide medium, respectively.

PL

Efektywne zapobieganie powstawaniu osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych w instalacjach systemów dystrybucji ropy naftowej i gazu ziemnego, wraz z przeciwdziałaniem korozji, jest jednym z priorytetowych wyzwań. Obecnie jednym z ważniejszych zagadnień jest opracowanie i testowanie nowych wielofunkcyjnych kompleksowych inhibitorów i opartych na nich kompozycji, zapobiegających powstawaniu osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych, jak również korozji w warunkach laboratoryjnych i kopalnianych. W niniejszym artykule opisano badania laboratoryjne nowej wielofunkcyjnej kompozycji, która ogranicza powstawanie osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych i hamuje procesy korozyjne w systemie zbierania i transportu ropy naftowej. Po raz pierwszy w warunkach laboratoryjnych zbadano wpływ dodatku depresującego Difron-4201 i kompozycji ED na temperaturę krzepnięcia próbki wysokoparafinowej ropy naftowej, tworzenie się osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych oraz współczynnik napięcia powierzchniowego. Stwierdzono, że w porównaniu z dodatkiem depresyjnym Difron-4201, kompozycja ED wykazała wyższą skuteczność. W szczególności, przy optymalnym stężeniu wynoszącym 900 g/t dla dodatku depresyjnego Difron-4201 i 700 g/t dla kompozycji, najwyższa wydajność wynosiła odpowiednio 190% i 200% dla obniżenia temperatury krzepnięcia, 89,8% i 96,1% dla tworzenia się osadów asfaltenowo-żywiczno-parafinowych oraz 63,3% i 76,6% dla obniżenia napięcia powierzchniowego. Ponadto zbadano wpływ inhibitora IB-1 i składu ED na żywotność bakterii redukujących siarczany w pożywce Postgate-B oraz szybkość korozji w agresywnych mediach zawierających siarkowodór, dwutlenek węgla oraz ich kombinację. W eksperymentach laboratoryjnych określono, że optymalna wartość wykorzystania inhibitora IB-1 wynosi 25 mg/l. Efekt ochrony przed korozją przy optymalnym stężeniu inhibitora i składzie ED wynosił odpowiednio 97,1% i 99,2% w medium zawierającym siarkowodór, 94,6% i 95,4% w medium zawierającym dwutlenek węgla oraz 93,6% i 94,7% w medium zawierającym zarówno siarkowodór i dwutlenek węgla.

7

Physical properties of plant extracts with biostimulant potential produced using cold plasma and low-pressure microwave discharge

Krawczuk Anna, Ogrodniczek Jacek, Bohata Andrea, Bartos Petr, Olšan Pavel, Findura Pavol, Kocira Sławomir

Agricultural Engineering

|

2024

|

Vol. 28, No. 1

277--285

EN

The changing climate, causing more frequent abiotic stresses, has generated interest in products that can mitigate the negative impacts of these changes. One such group of preparations includes plant extracts with biostimulant potential, produced using various methods and techniques, including cold plasma and low-pressure microwave discharge. However, there is limited research on how production methods and techniques affect the physical properties of biostimulants, such as density, viscosity, and surface tension. This study aimed to evaluate the impact of the manufacturing process on these properties. The biostimulant was produced via hot water extraction using either cold plasma or low-pressure microwave discharge. Results showed that neither method reduced the surface tension of the biostimulants, but they significantly influenced the viscosity and density. Given these changes in physical properties, further research on droplet spectrum and plant coverage during application is necessary to determine the optimal technical parameters for effective spraying.

PL

Zmieniający się klimat powodujący coraz częściej występowanie stresów abiotycznych wpłyną na zwiększenie zainteresowania preparatami mogącymi niwelować negatywne skutki tych zmian. Jednymi z takich preparatów są ekstrakty roślinne o potencjale biostymulującym wytwarzane rożnymi metodami i technikami z wykorzystaniem m.in. zimnej plazmy czy niskociśnieniowego wyładowania mikrofalowego. Jest jednak niewiele doniesień dotyczących wpływu metody czy techniki wytwarzania biostymulatorów na ich właściwości fizyczne takie jak gęstość, lepkość i napięcie powierzchniowe. Dlatego też w pracy podjęto się oceny wpływu procesu wytwarzania biostymulatora na ww. cechy. Biostymulator wytwarzano metodą ekstrakcji wodnej na gorąco z zastosowaniem zimnej plazmy lub niskociśnieniowego wyładowania mikrofalowego. Badania wykazały, że zastosowanie w procesie wytwarzania zimnej plazmy lub niskociśnieniowego wyładowania mikrofalowego nie wpłynęło na zmniejszenie napięcia powierzchniowego biostymulatorów, ale wpłynęło istotnie na lepkość oraz gęstość wytwarzanych biostymulatorów. W związku ze zmianą właściwości fizycznych takich jak lepkość i gęstość w wyniku zastosowania zimnej plazmy lub niskociśnieniowego wyładowania mikrofalowego należy przeprowadzić dalsze badania dotyczące spektrum kropel oraz stopnia pokrycia roślin podczas zabiegu w celu doboru odpowiednich parametrów technicznych warunkujących jak najlepsze wykonanie oprysku.

8

Control of capillary instability under hydrodynamic impact on the reservoir

Panahov Geylani M., Abbasov Eldar M., Sultanov Babek N.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

71--83

EN

The paper presents the results of studies on optimisation of water impact on a reservoir by means of sequential periodic increase in hydrodynamic pressure in order to extract capillary trapped oil. The method provides a coordinated account of both displacement conditions and capacitive-filtration characteristics of fluid-saturated reservoirs. The results of experimental, theoretical and field studies of mass transfer processes in the presence of hydrodynamic nonequilibrium in heterogeneous porous media are presented. This paper considers a case where capillary forces are the determining factor for the displacement of immiscible liquids. Laboratory test results have shown that the formation of CO2 in the reaction of an alkaline solution with naphthenic components can make an additional contribution to the control of surface tension in porous media. A series of experimental studies were carried out on a core sample model to simulate the oil displacement by in-situ generated CO2 gas-liquid system. The article offers an analytical and technological solution to the problem of ensuring the value of “capillary number” and capillary penetration corresponding to the most complete extraction of trapped oil by regulating the “rate” of filtration (hydrodynamic injection pressure). The paper presents the field cases of implementing the new reservoir stimulation techniques to increase sweep efficiency. For effective residual oil recovery in fluid flow direction, conditions of stepwise (staged) maintenance of specified hydrodynamic water pressure at the boundary of injection contour are considered. Estimated calculations allow to determine time duration and stage-by-stage control of injection pressure as a requirement for reaching the expected increase in oil recovery.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad optymalizacją oddziaływania wody na złoże poprzez sekwencyjne, okresowe zwiększanie ciśnienia hydrodynamicznego w celu wydobycia kapilarnie zatrzymanej ropy. Metoda ta pozwala w sposób skoordynowany uwzględnić zarówno warunki wyporu, jak i charakterystykę kapilarno-filtracyjną złóż nasyconych cieczą. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, teoretycznych i praktycznych procesów przenoszenia masy w obecności braku równowagi hydrodynamicznej w heterogenicznych ośrodkach porowatych. W artykule rozpatrywany jest przypadek, w którym siły kapilarne są czynnikiem decydującym o wypieraniu niemieszalnych cieczy. Wyniki badań laboratoryjnych wykazały, że powstawanie CO2 w reakcji roztworu zasadowego ze składnikami naftenowymi może mieć dodatkowy udział w kontroli napięcia powierzchniowego w ośrodkach porowatych. Przeprowadzono serię badań eksperymentalnych na modelu próbki rdzeniowej w celu symulacji wypierania ropy przez generowany in-situ układ gazowo-cieczowy CO2. W artykule zaproponowano analityczne i technologiczne rozwiązanie problemu zapewnienia wartości „liczby kapilarnej” i przenikania kapilarnego odpowiadających najbardziej pełnemu wydobyciu zatrzymanej ropy, poprzez regulację „szybkości” filtracji (ciśnienia zatłaczania hydrodynamicznego). W artykule przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania nowych technik stymulacji złoża w celu zwiększenia efektywności wydobycia. W celu osiągnięcia efektywnego wydobycia ropy resztkowej w kierunku przepływu cieczy rozważono warunki stopniowego (podzielonego na etapy) utrzymywania określonego ciśnienia hydrodynamicznego wody na granicy konturu zatłaczania. Przeprowadzone obliczenia szacunkowe pozwalają na określenie czasu trwania i etapowego kontrolowania ciśnienia zatłaczania jako warunku osiągnięcia oczekiwanego wzrostu odzysku ropy.

9

Badania wpływu środków pieniących na skuteczność wynoszenia wody złożowej z odwiertu

Kluk Dorota, Steliga Teresa, Bęben Dariusz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 6

420--427

PL

W artykule zaprezentowano badania spienialności wód złożowych za pomocą środków powierzchniowo czynnych (SPCz) o handlowych nazwach BioLight 30/380, BioAcid 30/380 oraz BioCond Plus 30/380. Stosowane SPCz występowały w postaci świec pieniących. Wody poddawane testom pienienia charakteryzowały się różnorodnymi parametrami fizycznymi i chemicznymi, szczególnie pod kątem mineralizacji (260–311 664 mg/dm3 ) i zawartości substancji organicznych (0–102 mg/dm3 ). Testy wpływu środków pieniących na skuteczność spieniania i wynoszenia wód złożowych z odwiertu prowadzono na stanowisku laboratoryjnym symulującym kolumnę wydobywczą gazu ziemnego. Podczas testów pienienia wód złożowych, prowadzonych kolejno z dawkami środków powierzchniowo czynnych: 1,5 g/m3 , 3,0 g/m3 oraz 5,0 g/m3 , wykonywano pomiary: napięcia powierzchniowego wody, objętości wytworzonej piany w funkcji czasu oraz wypienionej wody złożowej. Kryterium wyboru efektywności działania środka powierzchniowo czynnego dla badanej wody było jej skuteczne wynoszenie w strukturze piany z instalacji symulującej zawodniony odwiert gazowy oraz minimalizacja dawki wprowadzanego do wody środka pianotwórczego. Wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych uzyskane w ramach realizowanej pracy umożliwiły zaproponowanie efektywnie działających środków powierzchniowo czynnych w kontekście spieniania i wynoszenia wód złożowych z odwiertu. W praktyce powiązanie wyników badań laboratoryjnych z rodzajem i dawkowaniem środków pieniących, z właściwościami wody złożowej i parametrami eksploatacji złoża gazu pozwoli na wskazanie, jakie środki i w jakich ilościach mogą w efektywny sposób usprawnić eksploatację danego rodzaju złoża gazu ziemnego. Wyniki prac przyczynią się do zwiększania stopnia sczerpania zasobów geologicznych złóż węglowodorów.

EN

The article presents studies of formation water foamability using surfactants with the trade names BioLight 30/380, BioAcid 30/380 and BioCond Plus 30/380. Foaming candles were used as the surfactants. The waters subjected to foaming tests were characterized by various physical and chemical parameters, especially in terms of mineralization (260–311,664 mg/dm3 ) and the content of organic substances (0–102 mg/dm3 ). Tests of the effect of foaming agents on the effectiveness of foaming and raising formation water from the borehole were carried out on a laboratory stand simulating a natural gas well. During the tests of formation water foaming, carried out successively with surfactants doses of 1.5, 3.0 and 5.0 g/m3 , the following measurements were made: surface tension of water, volume of generated foam as a function of time and foamed formation water. The criterion for choosing the effectiveness of the surfactant for the tested water was: effective removal of water in the form of foam from the installation simulating a flooded gas well and the minimization of the dose of the foaming agent introduced into the water. In practice, linking the results of laboratory tests with the type and dosage of foaming agents, formation water properties and exploitation parameters of gas reservoir will make it possible to indicate which agents and in what quantities can effectively improve the exploitation of a given type of natural gas deposit. The results of the works will contribute to increasing the degree of depletion of geological resources of hydrocarbon deposits.

10

Removal of cyclohexane vapors from air in biotrickling filters: Effects of gas mixture composition and circular economy approach

Rybarczyk Piotr, Szulczyński Bartosz, Dobrzyniewski Dominik, Kucharska Karolina, Gębicki Jacek

Chemical and Process Engineering : New Frontiers

|

2023

|

Vol. 44, nr 4

art. no. e40

EN

This work presents results of investigations on biotrickling filtration of air polluted with cyclohexane co-treated in binary, ternary and quaternary volatile organic compounds (VOCs) mixtures, including vapors of hexane, toluene and ethanol. The removal of cyclohexane from a gas mixture depends on the physicochemical properties of the co-treated VOCs and the lower the hydrophobicity of the VOC, the higher the removal efficiency of cyclohexane. In this work, the performance of biotrickling filters treating VOCs mixtures is discussed based on surface tension of trickling liquid for the first time. A mixed natural – synthetic packing for biotrickling filters was utilized, showing promising performance and limited maintenance requirements. Maximum elimination capacity of about 95 g/(m 3·h) of cyclohexane was reached for the total VOCs inlet loading of about 450 g/(m 3·h). This work presents also a novel approach of combining biological air treatment with management of a spent trickling liquid in the perspective of circular economy assumptions. The waste liquid phase was applied to the plant cultivation, showing a potential for e.g. enhanced production of energetic biomass or polluted soil phytoremediation.

11

Biopolymer based stabilization of Indian desert soil against wind induced erosion

Dagliya Monika, Satyam Neelima, Garg Ankit

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 1

503--516

EN

Wind-induced soil erosion is a major global misfortune, which obliterates nearly one-third of worldwide soil. The windswept sand particles cover large areas including highways, and make the visibility vague. This results in accidents, damaged infrastructure, delayed fights, and various health issues. The erosive impact of the wind can be minimized by enhancing the intactness of the soil surface. There is a prerequisite to adopt viable measures to strengthen soil against wind erosion. There are certain nature-based solutions that can fortify soil against wind erosion and the application of biopolymers is one of them. The objective of this study is to examine the viability of non-toxic biopolymers for stabilizing desert sand by improving its erosion resistance property and strength. In the present experiment, three biopolymers, sodium alginate (SA), pectin (P), and acacia gum (AG), were used with 1, 2, and 3% concentrations for 1 and 0.75 PV as stabilizing agents. The treatment with biopolymers was performed either by surficial treatment (spraying or pouring of solution) or by mixing and compact method based on the viscosity of prepared biopolymer solutions. The biotreated sand samples were tested in a wind tunnel at varying wind speeds of 10, 20, and 30 m/s to assess sand erosion. Surface strengths were assessed by measuring compressive strength using a pocket penetrometer. Crust thickness measurement was performed to check the penetration depth of biopolymer solution and binding of sand particles. All three biopolymers with 1% concentration gave a feasible solution for erosion against wind and binding of particles through SEM analysis. SA and P could not be sprayed for 2 and 3% concentrations due to high viscosity. This solution is also not feasible for the field application. Simultaneously, AG with 2 and 3% concentration was highly soluble, less viscous, and gave more surface strength due to higher percentage of biopolymer concentration.

12

The effect of adjuvant concentration on changes of spray characteristics and spraying parameters for selected types of nozzles

Milanowski Marek, Subr Alaa, Parafiniuk Stanisław, Różańska-Boczula Monika

Agricultural Engineering

|

2022

|

Vol. 26, No. 1

119--132

EN

The paper presents the results of the research on the influence of the adjuvant concentration on the size of the drops produced by the spray nozzles of agricultural sprayers. For the tests, adjuvant Normaton with the composition of total nitrogen, amide nitrogen (N-NH2) and phosphorus pentoxide (P2O5) was used. The adjuvant was added to the water taken from the municipal water supply system of the city of Lublin. The tests were carried out for three concentrations, i.e. 75%, 100%, and 125% of the adjuvant concentration recommended by the manufacturer, and water without the adjuvant. The surface tension of water with adjuvant was examined for each nozzle. Then, the size of the obtained droplets was measured for each adjuvant concentration. Two types of nozzles were used for spraying, standard nozzle AP 120-03 and 6MSC injector nozzle, both with the same nozzle flow rate, but with a different design. The size of the droplets produced was measured on a HELOSVARIO laser diffractometer by Sympatec. The droplet measurement was performed at a pressure of 3 bar. The nozzle was placed 50 cm above the diffractometer laser light line. The droplet size was measured in three places of the sprayed liquid, i.e. in the position of the nozzle axis, 30 and 60 cm from the nozzle axis. It was shown that the addition of the adjuvant influenced the number of droplets produced in the indicated droplet size classes.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem stężenia adiuwanta na wielkość kropel wytwarzanych przez rozpylacze rolnicze. Do badań użyto adiuwantu Normaton o składzie: azot całkowity, azot amidowy (N-NH2) i pięciotlenek fosforu (P2O5). Adiuwant dodawano do wody pobieranej z miejskiej sieci wodociągowej z Lublina. Badania przeprowadzono dla trzech stężeń, tj. 75%, 100% i 125% stężenia adiuwanta zalecanego przez producenta, oraz dla wody bez dodatku adiuwanta. Dla każdego stężenia adiuwanta badano napięcie powierzchniowe, a następnie mierzono wielkość uzyskanych kropel adiuwanta. Do opryskiwania użyto dwóch typów rozpylaczy: rozpylacza standardowego AP 120-03 i rozpylacza eżektorowego 6MSC - oba o takim samym natężeniu przepływu, ale o innej konstrukcji. Wielkość wytwarzanych kropel mierzono za pomocą dyfraktometru laserowego HELOS-VARIO firmy Sympatec. Pomiar kropel przeprowadzono pod ciśnieniem 3 barów. Rozpylacz umieszczano 50 cm nad linią światła lasera dyfraktometru. Wielkość kropel mierzono w trzech miejscach rozpylanej cieczy, tj. w na osi rozpylacza oraz w odległości 30 i 60 cm od osi rozpylacza. Wykazano, że dodatek adiuwanta wpływa na liczbę wytwarzanych kropel we wskazanych klasach wielkości kropel.

13

Adsorpcja dwufunkcyjnych labilnych surfaktantów kationowych na granicy faz ciecz/gaz : opis za pomocą modelu kwazi-dwuwymiarowego elektrolitu

Frąckowiak Renata, Para Grażyna, Lamch Łukasz, Szyk-Warszyńska Lilianna, Wilk Kazimiera A., Warszyński Piotr

Wiadomości Chemiczne

|

2021

|

[Z] 75, 9-10

1119--1155

EN

There is an increasing interest in surfactants that comprise a linkage that breaks down in a controlled way. The most known examples of the cleavage mechanism include acid or alkaline hydrolysis, UV irradiation, enzymatic or heat decomposition. For practical reasons, the labile grouping can be inserted between the hydrophobic tail of the surfactant and the polar head group. Chemically and/or enzymatically induced cleavage of this labile bond would cause the separation of the polar part and the hydrophobic tail and, consequently, change of surface activity, an event usually referred to as the primary degradation of the surfactant. Dicephalic labile cationic surfactants belong to the class of surface active compounds with many potential applications often associated with their biological activity for a wide range of bacteria, viruses, fungi, or algae. Thus, they can be used in disinfecting agents or for protecting against the occurrence of these microorganisms. They adsorb well on negatively charged surfaces, which can be used in the treatment of fabrics. Due to excellent antistatic properties, they can be used for the final rinsing of fabrics, especially synthetic ones. In flotation processes, they can act as collectors, and in catalysis, they can be used as phase transfer catalysts or templates for zeolite synthesis. We present the surface quasi-two-dimensional electrolyte (STDE) model as a universal model for the description of ionic surfactants’ adsorption at fluid interfaces that explicitly considers the electric double formation upon surfactant adsorption. The model was adapted to describe phenomena occurring for adsorption of dicephalic surfactants as counterion specificity or formation of surfactant ioncounterion associates. As an example, we applied the model to explain the mechanism of adsorption at water/air interface of novel dicephalic cationic surfactants, N,N-bis[3,3′-(trimethylammonio)propyl]alkylamide dibromides and N,N-bis[3,3′-(trimethylammonio)propyl]alkylamide dimethylsulfates, both belonging to the class of chemodegradable surfactants having amide bond between two quaternary amine cationic groups and a single hydrophobic tail. Additionally, we used the same model to describe adsorption isotherms of N,N-bis[3,3- (dimethylamine)propyl]alkylamide dichlorides, having as two hydrophilic groups tertiary amines, which charge is pH-dependent. Application of the STDE model allowed an excellent description of experimental adsorption isotherm of dicephalic cationic surfactants and explained the specific features connected with the presence of multicharged headgroup.

14

Method of Determining the Surface Tension and Surface Energy of Tribological Wear Particles

Sadowski Jan

Tribologia

|

2020

|

nr 5

61--71

EN

Surface tension of friction wear product material is linked with unit mechanical work of newly-formed surfaces of solids. A definition of surface energy also addresses the thermal effect, which is indirectly connected with wear. Physical differences between the development of liquids and solids surfaces are discussed. Both of the quantities defined are described in analytical terms and their value is determined for a selected example of experimental testing. The discussion is based on the first law of thermodynamics using the concept of specific enthalpy of wear products. Boundaries of an area in space where mechanical energy is dissipated and dimensions of a wear particle being formed are taken into account. Mechanical and thermal parts of the energy balance are differentiated.

PL

Napięcie powierzchniowe materiału produktów zużycia tarciowego zostało powiązane z jednostkową pracą mechaniczną nowo utworzonej powierzchni ciał stałych. W definicji energii powierzchniowej uwzględniono również efekt cieplny, który jest pośrednio związany ze zużyciem. Podkreślono różnice o charakterze fizycznym między rozwojem powierzchni cieczy i ciał stałych. Obie zdefiniowane wielkości zostały opisane analitycznie, a ich wartości określono dla wybranego przykładu badań eksperymentalnych. Rozważania oparto na pierwszej zasadzie termodynamiki, w której wykorzystano koncepcję entalpii właściwej produktów zużycia. Uwzględniono granice obszaru przestrzennego, w którym energia mechaniczna jest rozpraszana, oraz wymiary powstałej cząstki zużycia. W bilansie energetycznym rozdzielono część mechaniczną i termiczną.

15

Numerical and analytical calculations of the free surface flow between two semi-infinite straights

Chedala Fatma Zohra, Amara Abdelkader, Meflah Mabrouk

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2020

|

Vol. 19, nr 4

21--32

EN

The problem of two-dimensional flow with the free surface of the jet in a region between two semi-infinite straights intersections at point O is calculated analytically for each angle Beta and numerically for each of the various values of the Weber number and angle Beta. By assuming that the flow is potential, irrotational and that the fluid is incompressible and inviscid, and by taking account only the surface tension for a numerical method using the series truncation, and without the effect of gravity and surface tension for the analytic method utilize the hodograph transformation. The obtained results confirmed a good agreement between them when the Weber number tends to infinity, and the comparison of these surface shapes is illustrated.

16

Calculation of Surface Tension of Multicomponent Silicate Solutions

Kalisz D.

Archives of Foundry Engineering

|

2020

|

Vol. 20, iss. 4

29--35

EN

Surface phenomena play a major role in metallurgical processes; their operation results, among others, from the surface tension of liquid oxidic systems. One of the methods of determining surface tension of oxidic systems is performing calculations with Butler’s method. Surface tension was calculated for two- and three-component liquid oxidic systems typical of metallurgical processes. The determined dependence of surface tension in FeO-SiO2 at temp. 1773 K and CaO-SiO2 at temp.1873 K showed that with the growing participation of SiO2 surface tension decreased. Analogous calculations were performed for three-component systems: CaO-Al2O3-SiO2 and MnO-Al2O3- SiO2. The results of calculations of surface tension were determined for temp. 1873 K and compared with the results obtained by T. Tanaka et al. [19]. In both cases the increase of Al2O3 content resulted in a growth of surface tension. The simulation results were higher than experimental result, as compared to the literature data.

17

The measurement technique of surface tension using inductance values

Dujpen T., Sa-ngiamvibool W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 4

118--121

EN

The objectives of this study were to examine correlations of inductance values on surface tension of water and to develop other techniques for measuring the surface tension of water using inductance values. The design was based on the variation of inductance values by moving the Ferrite cores that was connected with a conductor plate on water surface when conducting weight counterbalance. The results found that at the surface tension of 66.24 mN/m –71.20mN/m with the inductance values of 0.5mH, 1.0mH and 1.5mH coils.

PL

Celem pracy było zbadanie korelacji wartości indukcyjności naprężeń powierzchniowych wody oraz opracowanie nowych metod pomiaru naporu powierzchniowego wody przy użyciu wartości indukcyjności. Projekt został oparty na zmianie wartości indukcyjności rdzenia ferrytowego, który połączono z płytą przewodową na powierzchni wody przy równoważeniu wagi. Wyniki wykazały, że przy napięciu powierzchniowym 66,24 mN/m -71,20 mN/m indukcyjnoś cewek 0,5 wynosiła0.5 mH, 1.0 mH i 1.5 mH.

18

Badanie właściwości fizykochemicznych dyspersji mikro- i nanopęcherzyków azotu w cieczach

Ulatowski K., Maciejewska A., Mróz A., Sobieszuk P.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 3

83--84

PL

W pracy przeprowadzono generację nanopęcherzyków azotu w wodzie dejonizowanej za pomocą układów z membranami cylindrycznymi oraz przygotowano roztwory etanolu w wodzie i wodzie z nanodyspersją pęcherzyków. Zbadano wpływ obecności nanodyspersji na lepkość, napięcie powierzchniowe oraz kąty zwilżania szkła. Zbadano wpływ obecności nanodyspersji na lepkość, napięcie powierzchniowe oraz kąty zwilżania szkła. Stwierdzono, że w badanym zakresie stężeń etanolu obecność nanopęcherzyków nie wpływa na lepkość roztworu, podnosi jego napięcie powierzchniowe dla niskich stężeń etanolu (poniżej 20% mas.) oraz zwiększa kąty zwilżania na szkle w badanym zakresie stężeń.

EN

In this work the generation of nanobubbles using the cylindric al-porous-membrane system was performed and mixtures of ethanol in pure water and water with nanobubbles were prepared. The influence of nanodispersion on viscosity, surface tension and contact angles on glass was investigated. The results show that in the investigated range of ethanol concentration a presence of nanobubbles has no influence on liquid viscosity, increases surface tension for low ethanol concentrations (below 20 mass %) and increases the contact angles on glass in the investigated range of concentrations.

19

Shapes of an air Taylor bubble in stagnant liquids influenced by different surface tensions

Lertnuwat B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2018

|

Vol. 23, no. 1

79--90

EN

The aim of this work is to propose an empirical model for predicting shapes of a Taylor bubble, which is a part of slug flows, under different values of the surface tension in stagnant liquids by employing numerical simulations. The k - turbulence model was used in the framework of finite volume method for simulating flow fields in a unit of slug flow and also the pressure distribution on a Taylor bubble surface. Assuming that an air pressure distribution inside the Taylor bubble must be uniform, a grid search method was exploited to find an appropriate shape of a Taylor bubble for six values of surface tension. It was found that the shape of a Taylor bubble would be blunter if the surface tension was increased. This was because the surface tension affected the Froude number, controlling the flow around a Taylor bubble. The simulation results were also compared with the Taylor bubble shape, created by the Dumitrescu-and-Taylor model and former studies in order to ensure that they were consistent. Finally, the empirical model was presented from the simulation results.

20

Factors influencing the interlayer adhesion in the CED primer / waterborne coating system

Vlasova N., Miloslavskaya V., Sakharova L., Ozhiganov V., Indeikin E.

Farby i Lakiery

|

2018

|

nr 6

31--35

EN

Among the broad variety of anticorrosion coatings, cathodic electrodeposition (CED) primers have an undeniable superiority. Such primers are overcoated with weather resistant coatings to obtain weatherability and the necessary decorative properties. From the point of view of environmental safety and fire protection waterborne stoving paints are of the highest interest, however there is a risk of interlayer adhesion failure due to the primer layer overdrying. In the present work epoxy urethane cathodic electrodeposition primer and polyester melamine paint, containing melamine-formaldehyde cross-linking agents with different alkylation degrees and types as well as an acid catalyst for acceleration of the curing process have been studied. The physical and chemical factors influencing the interlayer adhesion in the system consisting of epoxy urethane CED primer and polyester melamine waterborne stoving paint have been investigated and conditions under which a complete interlayer adhesion failure occurs have been determined.

PL

Spośród szerokiej gamy powłok antykorozyjnych, grunty do katodowego elektroosadzania (CED) mają niezaprzeczalną przewagę. Na powłoki te nakłada się następnie warstwę nawierzchniową, aby uzyskać odporność na warunki atmosferyczne i niezbędne właściwości dekoracyjne. Z punktu widzenia ochrony środowiska i ochrony przeciwpożarowej największe znaczenie wydają się mieć wodorozcieńczalne farby piecowe, jednak istnieje ryzyko utraty przyczepności międzywarstwowej z powodu przesuszenia warstwy gruntu. W niniejszej pracy zbadano grunt epoksydowo-uretanowo i farby poliestrowo-melaminowe, zawierające środki sieciujące melaminowo-formaldehydowe o różnych stopniach i typach alkilowania, a także kwasowy katalizator przyspieszający proces utwardzania. Zbadano fizyczne i chemiczne czynniki wpływające na adhezję międzywarstwową w systemie składającym się z podkładu epoksydowo-uretanowego CED i poliestrowo-melaminowej farby piecowej oraz określono warunki, w których zachodzi całkowita utrata adhezji międzywarstwowej.