19079

۱۹۰۷۹

بررسي تجربي و طراحي فرآيند كاهش ويسكوزيته نمونه‌هاي نفتي سنگين با افزودن مواد رقيق‌كننده

كارشناسي ارشد

طراحي شبيه سازي و كنترل فرآيند

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۱۲/۱۹

دكتر محمدامين ثباتي - دكتر سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با كاهش منابع نفت خام متعارف و از طرف ديگر افزايش نياز به انرژي، استفاده از منابع نفتي غيرمتعارف رو به افزايش است. بااين‌حال استفاده از منابع نفتي غيرمتعارف يا همان نفت سنگين، مشكلاتي به همراه دارد. نفت سنگين در مقايسه با نفت سبك، تركيبات سبك كمتري دارد. ازاين‌رو نيازمند فرآيندهاي پالايشي پيچيده‌تري براي توليد تركيبات سبك است. از طرف ديگر به خاطر وجود مقادير بالاي آسفالتن، ويسكوزيته بالايي دارد و براي انتقال توسط خط لوله نيازمند به‌كارگيري روش‌هايي مانند گرمايش، رقيق‌سازي و يا تشكيل امولسيون مي‌باشد. در اين پژوهش، از روش رقيق‌سازي براي كاهش ويسكوزيته نفت خام سنگين نوروز با درجه API برابر با 19.5 و ويسكوزيته 570 ميلي پاسكال ثانيه، استفاده شد. رقيق كننده هاي مورد استفاده در اين تحقيق، نفت سفيد، سوخت ديزل و تولوئن بودند. اين رقيق كننده ها در دماي 25 درجه سانتي گراد تا مقدار 30% حجمي با نفت خام مخلوط شدند. با به كارگيري اين رقيق كننده¬ها، ويسكوزيته نفت خام تا 97% كاهش پيدا كرد. جهت معتبرسازي قواعد اختلاط، نتايج حاصل از اين قواعد با داده¬هاي آزمايشگاهي مقايسه شدند. قواعد اختلاط به كار برده شده در اين مقايسه، قواعد اختلاط ساده و قواعد اختلاط با شاخص اختلاط ويسكوزيته بودند. از بين قواعد اختلاط ساده، قاعده اختلاط كووال با مقدارAARD متوسط 9% براي نفت سفيد و سوخت ديزل نسبت به ساير قواعد اختلاط ساده، پيش¬بيني بهتري از ويسكوزيته داشت. در قواعد اختلاط با شاخص اختلاط ويسكوزيته نيز قاعده اختلاط المعمري و همكاران و نيز قاعده اختلاط ماكسول با مقدار AARD متوسط 6.5% براي نفت خام و سوخت ديزل، بهترين نتايج را براي پيش بيني ويسكوزيته داشتند. قواعد اختلاط به كار برده شده در اين پژوهش، قادر به پيش بيني ويسكوزيته مخلوط نفت خام و تولوئن نبوده اند. نرم افزار ASPEN HYSYS نيز براي پيش بيني ويسكوزيته مخلوط نفت خام با نفت سفيد و سوخت ديزل به كار گرفته شد. مقدار AARD براي پيش بيني ويسكوزيته توسط نرم افزار ASPEN HYSYS ، برابر با 9% براي نفت سفيد و سوخت ديزل مي¬باشد. همچنين تاثير رقيق¬سازي بر روي كاهش افت فشار در خط لوله نيز بررسي شد. نتايج نشان مي¬دهد كه با افزودن 30% رقيق كننده به نفت خام مي¬توان افت فشار را تا 88% درصد كاهش داد.

1397/04/09

Viscosity reduction of heavy crude oil through dilution method:experimental investigation and process design

3/21/2021 12:00:00 AM

Continuous increase in the global energy demand and the shortage of conventional oil resources has led to increase in demand for unconventional crude oil. However, unconventional crude oil needs additional processes which makes their refining costly. Due to its high asphaltene content, it has higher viscosity comparing to the conventional crude oil that makes its transportation difficult. Therefore, some techniques such as heating, dilution or creating oil in water emulsions have been proposed to solve this problem. In this study, dilution method has been investigated to reduce the viscosity of heavy Iranian crude oil produced in Nowrouz field which has a viscosity of 570 mPa.s and API of 19.5. The examined diluents were kerosene, diesel, and toluene in the range of 5-30% v/v in 25°C. it was found that using toluene at 30% v/v reduces the viscosity of crude oil/diluent blend up to 97% in comparison with initial crude oil. To predict the viscosity of crude oil/diluent blend, simple mixing rules and mixing rules based on viscosity blending index have been examined. It was found that the prediction accuracy for crude oil/toluene blends was not satisfactory. Koval, Maxwell, and Almoameri mixing rules showed the best result for predicting the viscosity of blends using kerosene and diesel diluents. The average absolute relative deviation (AARD) for Koval mixing rule was 9.5% for kerosene and diesel diluents. The AARD for Wallace - Henry and Maxwell mixing rules was about 6.5% for kerosene and diesel diluents. ASPEN HYSYS software was also used for predicting the viscosity of crude oil/diluent blends. The AARD was about 9% using ASPEN HYSYS for kerosene and diesel diluents. Moreover, the effect of diluent addition to the pipeline pressure drop has been also investigated. It was found that using 30% v/v diluent can reduce the line pressure drop up to 88%.