9954

9954

مطالعه آزمايشگاهي و شبيه سازي CFD هيدروكربن سيكلون جهت جداسازي آسفالتين ازنفت خام سنگين

كارشناسي ارشد

شيمي گرايش شبي هسازي، كنترل و طراحي فرآيندها

بهمن ماه 1390

بهمن ماه 1390

دكتر سيد حسن هاشم آبادي- دكتر محمود بيات

چكيده جداسازي آسفالتين از نفت خام سنگين باعث ارتقاء كيفيت نفت خام و كاهش هزينه هاي مخازن نگهداري، تجهيزات فرايندي و لول ههاي انتقال مي شود. در اين تحقيق جداسازي آسفالتين با نسبت CFD هيدروكرب نسيكلون به صورت آزمايشگاهي مطالعه شده وسپس با استفاده از شبي هسازي به اصلاح هندسه هيدروسيكلون جهت افزايش راندمان جداسازي اقدام و تاثير تغيير در شرايط عملياتي بر بازدهي كل هيدروسيكلون مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور با طراحي و ساخت يك سامانه آزمايشگاهي، تاثير تغيير شرايط عملياتي و هندسه هيدروسيكلون به صورت آزمايشگاهي بر روي جداسازي آسفالتين موجود در نفت خام سنگين بررسي شده است. نفت خام ميادين نفتي سروش و نوروز به عنوان خوراك تحت شرايط دمايي و محيطي متفاوت مورد فرآوري قرار گرفته و با عبور از هيدروكربن سيكلون هايي با ابعاد متفاوت ، درصد آسفالتين در خروجي هاي هيدروكربن سيكلون مورد اندازه گيري قرار گرفت. هيدروكرب نسيكلون مدل اغتشاش بكار برده شده، مدل تنش رينولدز CFD براي شبي هسازي و مدل برهمكنش بين فازي از نوع مخلوط بوده و قطر ذرات آسفالتين 30 ميكرون در نظر (RSM) گرفته شده است. براي صحت سنجي، نتايج حاصل از شبيه سازي، با داد ههاي آزمايشگاهي مقايسه و نتايج تجربي نشان دهنده خطايي در CFD شده است. مقايسه راندمان جداسازي حاصل از شبي هسازي حدود % 10 م يباشد. در بررسي هندسه سيكلون ارتفاع قسمتهاي استوانه اي، مخروطي و همينطور قطر هيدروسيكلون مورد شبي هسازي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با كوتا هتر شدن ارتفاع قسمت استوان هاي و افزايش ارتفاع قسمت مخروطي بازدهي كل در هيدروسيكلون افزايش م ييابد. همچنين با كمتر شدن قطر كه باعث كوچك تر شدن ساير ابعاد هيدروسيكلون نيز م يشو د، بازدهي كل هيدروسيكلون افزايش مي يابد. در بررسي شرايط عملياتي دبي ورودي، قطر ذرات آسفالتين، ويسكوزيته فاز پيوسته و نسبت جدايش مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان دهنده افزايش راندمان جداسازي با افزايش دبي ورودي و كاهش ويسكوزيته م يباشد. همچنين افزايش قطر ذرات آسفالتين به 50 ميكرون باعث افزايش 133 % در بازدهي كل هيدروسيكلون گرديد. بررسي تاثير نسبت جدايش نشان دهنده يك تاثير دوگانه در عملكرد هيدروسيكلون بود. با افزايش نسبت جدايش مقدار جريان خارج شده از سرريز هيدروسيكلون كه در واقع محصول فرآيند م يباشد كاهش يافته و از طرف ديگر بازدهي كل هيدروسيكلون افزايش مي يابد. لذا در اين خصوص بايستي بين كيفيت و كميت محصول بهينه سازي انجام شود. نفت خام سنگين، آسفالتين، ،CFD واژ ههاي كليدي: مطالعه آزمايشگاهي، شبي هسازي هيدروكربن سيكلون، ارتقاء كيفيت نفت خام.