-
شماره ركورد
27706
-
پديد آورنده
زهرا دست باز
-
عنوان
ساخت و ارزيابي تعليق پليمري بعنوان عامل كاهش نيروي درگ در جريان تك فازي خطوط لوله انتقال نفت خام
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
-
سال تحصيل
1395
-
تاريخ دفاع
1401/07/19
-
استاد راهنما
سيد نظام الدين اشرفي زاده
-
دانشكده
مهندسي شيمي، نفت و گاز
-
چكيده
هدف از پژوهش حاضر، ساخت تعليقي پايدار از جنس پليمر در آب و بررسي ميزان كاهش نيروي درگ توسط پليمر در جريان نفت خام با استفاده از يك افراشته ديسك چرخان مي¬باشد. تعليق¬هاي پلي¬ايزوبوتيلن (PIB)، استايرن بوتادين رابر (SBR) و پلي¬استايرن (PS) به روش امولسيون¬سازي با استفاده از ماده فعال سطحي سديم لئاريل سولفات (SLS) و دو ماده كمك فعال سطحي ستيل الكل و استئاريل الكل ساخته شدند و پايداري و رفتار رئولوژيكي آنها با استفاده از آزمون¬هاي كدورت¬سنجي، هدايت سنجي، پتانسيل زتا، و آزمون-هاي رئولوژيكي ارزيابي شد. تغيير در هدايت الكتريكي در طي يك زمان مشخص، و تفاوت گرانروي در حالت رفت و برگشتي بيانگر تجمع ذرات قلمداد گرديد. نتايج آزمون كدورت¬سنجي نشان داد كه اكثر تعليق¬هاي هر سه پليمر پس از 7 روز پايداري قابل قبولي را دارا بودند. پتانسيل زتاي همه تعليق¬ها بين 40- تا mV 70- بود كه حاكي از پايداري الكترواستاتيكي آنها بود. آزمون جاروب فركانس براي پايدارترين نمونه¬ها انجام شد و از طريق اندازه¬گيري مدول ذخيره و اتلاف، رفتارهاي الاستيك و گرانروي مواد تعليقي بصورت كيفي مشخص گرديد. نتايج نشان داد، مدول ذخيره نمونه¬هاي حاوي g 2 پليمر PIB، g 45/0 ماده فعال سطحي و نسبت مواد فعال كمكي 66/0، و همچنين حاوي g 3 پليمر SBR و g 50/0 SLS و نسبت مواد فعال كمكي 66/0 همواره بيشتر از مدول اتلاف آنها بود. اما براي تعليق پليمر PS مدول اتلاف همواره بيشتر از مدول ذخيره بود. در مجموع، شرايط پايداري (تداوم تعليق بدون ته¬نشيني، كرمي و يا خوشه¬اي شدن) براي تعدادي از نمونه¬هاي هر سه پليمر محقق شد. يك نمونه تعليق پايدار از هر پليمر، به علاوه¬ي يك نمونه تعليق تجاري ساخت ايران، بطور جداگانه به نفت خام پالايشگاه تهران اضافه شد و كاهش نيروي درگ مورد ارزيابي قرار گرفت. كاهش نيروي درگ به¬شدت به رفتارهاي رئولوژيكي ناشي از غلظت¬هاي مختلف پليمر در نفت خام وابسته بود. براي نمونه¬هايي كه نمودار عامل اتلاف برحسب فركانس حول مقدار 1 قرار داشت و زاويه فاز حدود °45 بود، ميزان كاهش درگ بيشتر بود. علاوه براين، شرايط عملياتي نشان داد كه كاهش نيروي درگ تا يك غلظت بهينه (حدود 15 ppm) تابع افزايشي از غلظت است و پس از آن كاهش مي¬يابد. افزايش سرعت زاويهاي (اغتشاش جريان) نتايج متفاوتي نشان داد، اما افزايش دما به مقدار C° 15 (از 25 به C° 40 و سپس C° 55) باعث افت درگ بيشتر شد. مقدار بهينه كاهش نيروي درگ در غلظت ppm 15 از PIB (~40%) و براي SBR (~27%) در دماهاي 25، 40 و C° 55 و عدد رينولدز 300،000 اتفاق افتاد كه كاهش درگ نمونه PIB تقريباً نزديك به بيشينه كاهش درگ نمونه تجاري (~45%) بود. تعليق¬هاي PS كمترين مقدار كاهش نيروي درگ (%10≤) را در بين همه نمونه¬ها نشان دادند. رفتار جامد گرانرو و عدم كشساني كافي دليل ايجاد كمترين مقدار كاهش نيروي درگ در اين پليمر تعبير گرديد.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1401/10/21
-
عنوان به انگليسي
Preparation and Characterization of Polymeric Suspensions as Drag Reduction Agents in Crude Oil Pipelines
-
تاريخ بهره برداري
10/11/2023 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
زهرا دست باز
-
چكيده به لاتين
The present study is aimed at fabricating a stable aqueous suspension drag reducer from polymers and to investigate its performance under crude oil pipeline conditions using Taylor-Couette setup. Suspensions of polyisobutylene (PIB), styrene butadiene rubber (SBR), and polystyrene (PS) were made by emulsification method and their stability and their behavior were evaluated using turbidimetry tests, zeta potential, rheological behavior, and etc. The turbidity evaluation results for PIB suspension showed that most of the samples still retained their turbidity after one day. SBR samples also showed acceptable stability after 7 days. The turbidity results for samples made of PS also indicated the relative stability of these samples. The zeta potential of all samples was between -40 to -70 mV and therefore, all samples were electrostatically stable. The frequency sweep test was performed for the most stable samples and through the measurement of the storage and loss modulus, the elastic behavior and viscosity of the suspentions were determined qualitatively. The results showed that the storage modulus of samples containing 2 g of PIB polymer, 0.45 g of surfactants and the ratio of co-surfactants of 0.66, and also containing 3 g of SBR polymer and 0.50 g of SLS and the ratio of co-surfactants 0.66 was always higher than their loss modulus. But for PS polymer suspension, the loss modulus was always higher than the storage modulus. Generally speaking, stability conditions (suspension without sedimentation, creaminess or flocculation) were achieved for a number of samples of all three polymers. A stable suspension sample of each polymer, in addition to a commercial suspension sample made in Iran, was separately added to Tehran refinery crude oil and the reduction in drag was evaluated. The reduction of the drag was strongly dependent on the rheological behaviors caused by different concentrations of the polymer in the crude oil. For samples where the loss factor diagram in terms of frequency was around the value of 1 and the phase angle was about 45°, the amount of drag reduction was higher. In addition, the operational conditions showed that the reduction of the drag up to an optimal concentration (about 15.0 ppm) is a function of increasing concentration and then decreases. An increase in angular velocity (flow turbulence) showed different results, but an increase in temperature to 15°C (from 25 to 40°C and then 55°C) caused more drag loss. The optimum amount of drag reduction occurred at 15.0 ppm concentration of PIB (~40%) and for SBR (~27%) at temperatures of 25, 40 and 55°C and Reynolds number of 300,000, where the drag reduction of the PIB sample was almost close to the maximum. The drag reduction for commercial sample was ~45%. PS suspensions showed the lowest amount of drag reduction (≤10%) among all samples. Viscous solid-like behavior and insufficient elasticity were interpreted as the reason for the lowest amount of drag reduction in this polymer.
-
كليدواژه هاي فارسي
تعليق پليمري، كاهش دهنده¬ درگ، جريان نفت خام در خط لوله، دستگاه ديسك چرخان، رئولوژي
-
كليدواژه هاي لاتين
Polymer Suspension, Drag Reducer, Crude Oil Flow in Pipeline, Rotating Disc Apparatus, Rheology
-
Author
Zahra Dastbaz
-
SuperVisor
Seyyed Nezameddin Ashrafizadeh
-
لينک به اين مدرک :