12438

12438

بررسي راه كارهاي افزايش راندمان هيدروكربن سيكلون جداكننده آسفالتين از نفت خام با استفاده از تكنيك هاي CFD و مطالعات تجربي

كارشناسي ارشد

شيمي - طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

آبان ماه1392

آبان ماه1392

دكتر سيد حسن هاشم آبادي - دكتر محمود بيات

چكيده در اين پروژه جداسازي آسفالتين از نفت خام توسط هيدروكربن سيكلون به صورت آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفته¬است و راندمان جداسازي با استفاده از شبيه¬سازي¬هاي CFD با تغييرات در هندسه و شرايط عملياتي تحليل شده¬است. سامانه آزمايشگاهي شامل هيدروسيكلون طرح كولمن- تئو با دو ورودي در قسمت خوراك مي¬باشد كه با اصلاح سامانه¬ي آزمايشگاهي و افزودن بخش جداكننده¬ي الكتريكي به آن، امكان تست در شرايط دبي ورودي بالا و تحت اعمال ميدان الكتريكي فراهم شده است. در انجام آزمايشات از نفت خام ميدان نفتي سروش استفاده شده است. شبيه¬سازي CFD هيدروسيكلون با استفاده از مدل چند فازي مخلوط براي سيستم نفت و آسفالتين توسط نرم افزار فلوئنت صورت گرفته¬است. جهت در نظر گرفتن اغتشاشات موجود در سيستم مدل اغتشاش RSM در شبيه¬سازي به كار گرفته شده است. براي حل هم¬زمان معادلات فشار و سرعت داخل هيدروسيكلون از الگوريتم SIMPLE استفاده شده است و جهت اعتبارسنجي نتايج شبيه¬سازي، داده¬هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرارگرفته¬اند كه خطايي در حدود %37/11 را نشان مي¬دهد. در بررسي تأثير شرايط عملياتي، دبي ورودي، قطر ذرات آسفالتين و نسبت جدايش مورد مطالعه قرار گرفت و نتايج نشان مي¬دهد كه با افزايش% 8/116در دبي ورودي، راندمان جداسازي به ميزان %40/28 افزايش مي¬يابد. همچنين با 5 برابر كردن قطر ذرات از 10 به 50 ميكرون، افزايش %70/73 در بازدهي هيدروسيكلون مشاهده مي-شود و اعمال ميدان با ولتاژ kV 6 ميزان جداسازي در هيدروسيكلون را به اندازه¬ي %5/11 ارتقا مي¬دهد. تأثير پارامترهاي هندسي شامل قطر ورودي، تعداد ورودي، قطر سرريز، ارتفاع بخش مخروطي و افزودن صفحه¬ي بالايي به شكل مخروطي، شبيه¬سازي شده¬اند. نتايج نشان مي¬دهد كه با 3 برابر كردن قطر ورودي راندمان جداسازي درهيدروسيكلون به اندازه¬ي %87/45 كاهش مي¬يابد. همچنين با 3 برابر نمودن طول قسمت مخروطي دوم راندمان جداسازي به ميزان %01/10 در هيدروسيكلون افزايش پيدا مي¬كند. واژه‌هاي كليدي: آسفالتين، هيدروسيكلون، راندمان جداسازي، شبيه¬سازي، ميدان الكتريكي.