16545

16545

امولسيون زدايي آب از نفت و راهكارهاي افزايش ميزان بازده آن به شيوه انعقاد الكترواستاتيكي دي الكتروفورز

كارشناسي ارشد

فرايندهاي جداسازي

آذر 1395

سيد نظام الدين اشرفي زاده

مهندسي شيمي

در اين تحقيق امولسيون‌زدايي آب موجود در نفت در مقياس نيمه‌آزمايشگاهي با استفاده از ميدان الكتريكي جريان متناوب و دمولسيفاير سديم¬دودسيل¬سولفات انجام شد. تاثير متغيرهايي از قبيل آرايش الكترودي، ميزان شوري آب، دما، ميدان الكتريكي و مدت‌زمان اجراي فرايند بر جداسازي مورد بررسي قرار گرفت. جهت ساخت امولسيون از نفت خام مارون 224، و جهت كاهش دادن تاثير حضور آسفالتين و رزين از محلول 30 درصد وزني SDS استفاده شد. با افزايش ميدان الكتريكي از 0 تا 20 كيلوولت بر سانتي‌متر بازدهي جداسازي به 90 درصد (در مدت 7 دقيقه) رسيد. با افزايش مدت¬زمان فرايند تا 11 دقيقه بازده جداسازي به ميزان 98 درصد رسيد. همچنين نشان داده شد كه آرايش الكترودي تاثير به سزايي بر روي ميزان جداسازي دارد. ساير آزمايش‌هاي انجام شده مشخص كرد كه رابطه دما و درصد جداسازي به صورت اكيدا صعودي نيست چراكه با افزايش دما تا 55 درجه سانتي‌گراد ميزان انعقاد و جداسازي بيشتر شد اما در دماهاي بالاتر از آن روندي نزولي در ميزان جداسازي مشاهده شد. علاوه بر موارد فوق نحوه تاثير متغيرهاي مدت‌زمان اجراي فرايند و ميزان شوري آب بر بازده جداسازي به‌طور جداگانه بررسي شد. با افزايش مدت‌زمان اجراي فرايند، ميزان انعقاد قطره‌ها و درنتيجه ميزان جداسازي افزايش يافت. برخلاف انتظارات افزودن سديم¬كلريد به محلول جهت بالا بردن شوري آب و ثابت دي‌الكتريك قطره‌ها، بازده‌ جداسازي را كاهش داد. در پايان با استفاده از نرم‌افزار كامسول فرايند انعقاد قطره‌ها تحت تاثير ميدان الكترواستاتيكي شبيه‌سازي شد. با توجه به نتايج به دست آمده مشخص شد كه جهت شبيه‌سازي انعقاد قطره‌ها مدل ميدان فازي در مقايسه با مدل حجم سيال از دقت بالاتري برخوردار است.

1395/11/17

1/1/1900 12:00:00 AM

In this study, the demulsification of water in crude oil was investigated under various conditions in bench scale by AC current using SDS demulsifier. The effect of various parameters including temperature, voltage, salinity, an​d electrode configuration on the separation efficiency were studied. To prepare a stable emulsion, Maroon 224 crude oil was used. A W/O emulsion, in which the volume fraction of water was 25%, was produced. To eliminate the effect of asphalten an​d resin a 30wt% aqueous solution of SDS was used. After employing a voltage of 20 kV to a cylinderical cell for 7 minutes, at 22 ˚C, 90% of the suspended water droplets were separated from the emulsion. Further continuing of the process resulted in a more effective separation, i.e. after 11 minutes, the separation efficiency gained 98%. In another phase of the study, effects of temperature, salinity, time, an​d electrode configuration on separation in both cuboidal an​d cylinderical cells were investigated. Increasing the temperature up to 55 °C increased efficiency of separation up to about 96%, in the condition that the applied voltage was 6 kV.Further increase in temperature made the efficiency decreased. It was concluded that the relation between temperature an​d the efficiency of separation is not monotonic. It was deduced that the saltier the emulsion, the less efficient the separation. On the other hand, the results of experiments revealed that there is a direct relationship between the time length of the operation an​d the separation efficiency. At the end, electrocoelescence of two droplets was simulated by means of Comsol software, an​d its results were compared to other studies. It was shown that the accuracy of phase field model is more than volume of fluid model.