16676

16676

مدل سازي ترموديناميكي رسوب آسفالتين با استفاده از مدل محلول جامد

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و كاتاليست

آبان ماه 1395

دكتر فرزانه فيضي - دكتر مهدي عصاره

شيمي

چكيده رسوب آسفالتين در توليد، جابجايي و فرآوري نفت مي¬تواند باعث ايجاد مشكلاتي شود. به عنوان مثال عدم اطمينان در توليد مداوم چاه¬هاي نفت در اثر رسوب آسفالتين يكي از مشكلات رايج فرآيند توليد نفت از مخازن سبك و سنگين است. در اين پژوهش به بررسي شرايط تشكيل رسوب آسفالتين در دماهاي مختلف و هم¬چنين ميزان رسوب آن در اثر افزودن حلال با تاكيد بر مدل¬سازي فاز جامد پرداخته شده است. در اين پژوهش در ابتدا آسفالتين رسوبي به صورت يك جامد خالص فرض شده است و تعادل گاز- مايع نيز يك بار با استفاده از معادله حالت پنگ¬رابينسون و بار ديگر با استفاده از معادله حالت پي‌سي- سَفت مورد بررسي قرار گرفته است. در گام بعد به منظور بهبود پيش‌بيني‌هاي صورت گرفته، با به حساب آوردن بس‌پراكندگي آسفالتين، براي توصيف فاز جامد از تئوري محلول جامد و مدل ضريب فعاليت يونيكواك استفاده شده است. در اين حالت نيز براي توصيف تعادل گاز- مايع از معادله حالت¬هاي پنگ¬رابينسون و پي‌سي- سَفت استفاده شده است. نتايج حاصل از مدل¬سازي فشار حباب، فشار جدايش و ميزان رسوب آسفالتين در اثر افزودن نرمال- پنتان با داده‌هاي آزمايشگاهي دو نمونه نفت خام مكزيكي، مقايسه شده است. در حالتي كه براي توصيف آسفالتين از مدل ضريب فعاليت يونيكواك و براي توصيف تعادل گاز- مايع از معادله حالت پي‌سي- سَفت استفاده شده است، اين مقايسه نشان¬دهنده تطابق بالاي نتايج مدل¬سازي با داده‌هاي آزمايشگاهي است. در اين پژوهش بيشترين درصد ميانگين خطا در محاسبه ميزان رسوب آسفالتين مربوط به حالتي كه فرض شده است آسفالتين به صورت جامد خالص رسوب مي¬كند و براي توصيف تعادل گاز- مايع از معادله حالت پنگ¬رابينسون استفاده شده است. كمترين درصد ميانگين خطا نيز مربوط به حالتي است كه براي توصيف فاز جامد از مدل ضريب فعاليت يونيكواك استفاده شده است و براي توصيف تعادل گاز- مايع از معادله حالت پنگ¬رابينسون استفاده شده است. بيشترين و كمترين درصد ميانگين خطا در محاسبات ميزان رسوب براي نفت C1 به ترتيب برابر با 2616/10 و 586/1، و براي نفت Y3 به ترتيب برابر با 1457/4 و 0196/1 است. واژه‌هاي كليدي: آسفالتين، محلول جامد، يونيكواك، پي‌سي- سَفت.

1395/11/27

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract Asphaltene precipitation an​d Subsequently deposition in reservoir, surface facilities an​d pipes can cause major problems during oil production, transportation an​d processing. This research is concentrated to examination of asphaltene precipitation conditions at different temperatures, an​d also examination of amount of asphaltene precipitation due to adding n-pentane in two Mexican crude oil by the emphasis on thermodynamic modeling of solid phase. In the first part of this research, the precipitated asphaltene is assumed to be a pure solid an​d for examining vapor-liquid equilibrium, Peng-Robinson an​d PC-SAFT equations of state were utilized. In order to improve predictions, in the next step the poly-dispesity of asphaltene is considered an​d to model solid phase, the solid solution theory an​d UNIQUAC activity coefficient model was used. For both oil samples, in the case of using UNIQUAC activity coefficient model for asphaltene phase an​d PC-SAFT equation of state for vapor an​d liquid phases, the best agreement with experimental data were obtained. Also, when asumming asphaltene precipitate as a pure solid an​d using Peng-Robinson equation of state for vapor an​d liquid phases, it provides poor prediction. Minimum an​d maximum average absolute deviation percentage in calculation of the amount of asphaltene precipitation due to adding n-pantane for oil C1 were respectively 10.2616 an​d 1.586, an​d for oil Y3 were respectively 4.1457 an​d 1.0196. Keywords: Asphaltene, PC-SAFT, UNIQUAC, Solid-Solution