عنوان پایان‌نامه
بررسی پارامتر های موثر بر انتشار نفت در دریا
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1223.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56130
- تاریخ دفاع
- ۰۳ بهمن ۱۳۹۱
- دانشجو
- عرفان توجه
- استاد راهنما
- محمدحسین صراف زاده
- چکیده
- با توجه به اینکه دسترسی به بسیاری از مخازن نفتی نیازمند حفاری در اعماق دریاها است، لذا در حین بهره¬برداری از این مخازن امکان نشت نفت به دریا و گسترش آن در پهنه وسیعی از آب¬ها وجود دارد. هنگامی که یک لکه نفتی در دریا ایجاد می¬گردد، اولین قدم در پاکسازی شناخت پدیده انتشار است تا بتوان در جهت انتخاب بهترین روش برای کنترل و پاکسازی قدم برداشت. در این مطالعه، پدیده انتشار نفت در دریا و عوامل اثرگذار بر رفتار آن مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله عوامل موثر بر نحوه انتشار و گسترش یک لکه نفتی در دریا، شرایط هیدرودینامیکی محیط و خواص فیزیکو شیمیایی سیالات است. در این پژوهش با ثابت در نظر گرفتن شرایط هیدرودینامیکی مانند دما، حضور امواج و ...، اثر خواص فیزیکوشیمیایی مانند تغییر در میزان غلظت نمک موجود در آب و اثر مواد فعال سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه نفت و آب سیال غیر قابل امتزاج هستند، بر هم کنش آن ها در یک سطح مشترک رخ می¬دهد لذا می-بایست تغییرات سیستم را در فصل مشترک دنبال کرد. در همین راستا با استفاده از دستگاه اندازه گیری تنش میان-رویه مقدار تنش میان-رویه در فصل مشترک دو فاز اندازه¬گیری شده است. بررسی این پارامتر تغییرات ناشی از حضور مواد فعال سطحی و میزان شوری آب بر رفتار و مقدار پراکندگی یک لکه نفتی را مشخص می¬سازد بطوریکه در روابط ریاضی بدست آمده نیز این اثر به طور مستقیم دیده می¬شود. نتایج مطالعات حاکی از اثر کاهشی ماده فعال سطحی سدیم دو دسیل سولفات بر تنش میان-رویه می¬باشد. که مقدار آن را تا 72 درصد مقدار اولیه کاهش داده است. این کاهش منجر به افزایش مقدار ضریب گسترش شده و مقدار آن را از 69 به 94 رسانده است. که در نهایت منجر به پراکندگی راحت¬تر نفت بر روی آب می¬گردد. از طرف دیگر شوری محیط اثر عکس مواد فعال سطحی داشته و هرچه مقدار غلظت نمک افزایش یابد مقدار تنش میان-رویه سیستم آب و نفت افزایش می¬یابد بطوریکه مقدار تنش میان-رویه از 34.8 میلی نیوتن بر متر که در سیستم نفت و آب مقطر به مقدار 35.92 میلی نیوتن در محلول حاوی نمک با غلظت 40 گرم درلیتر رسیده است. این افزایش سبب کاهش ضریب گسترش و مقدار سطح تحت پوشش یک لکه نفتی شده و سطح لکه ای به حجم 4 میلی لیتر نفت را به میزان 16 درصد کم نموده و مقدار ضخامت لکه را نسبت به محیطی که آب آن شوری کمتری دارد، 19 درصد افزایش می¬دهد. نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که در دریای خزر با توجه به کمتر بودن شوری آب نسبت به آب¬های آزاد از حساسیت بیشتری از نظر وسعت انتشار برخوردار است.
- Abstract
- Large number of oil reservoir is located in deep seas. Therfore the excavation platforms of crude oil extraction are installed all over the seas. In consequence, the oil spill at sea is inevitable and demanding the protetctive actions to reduce the exposure and harm. Recognizing the fate of oil spill and knowing the parameters affecting the propagation of the oil slick at sea are important step which should have done before cleaning the contaminated areas. In this research, parameters which affect the oil spill at sea are observed. The hydrodynamic condition of sea water and its composition are significant parameters affecting the oil spreading on water. During this observation the hydrodynamic condition of fluids such as temperature, wave, etc are supposed to be constant and the effects of the phisycochemical properties variation of substrate fluid such as salinity and surfactant concentration are observed. Crude oil and water are immiscible fluids, so their interactions are happened on a specific interface. In consequence the phenomena should be analysed on that interface. The interfacial tension is a parameter which shows the effect of salinity and surfactants concentration on the propagation of oil slick at sea. Observing the interfacial tension of crude oil and water shows the straight effect of interfacial tension amount on spreading state of crude oil on sea. The results of this study show the surfactants have the decreasing effect on the interfacial tension and decreased to 0.28 of primary amount of interfacial tension. This effect leads to increasing the spreading factor of crude oil from 69 to 94 unit and causes to easier spreading of oil on water. On the other side, the variation of salinity affects the fate of oil spreding in a different way from surfactant concentration. The increased salinity of water causes the interfacial tension of oil and water goes up and amount of interfacial tension of crude oil increases from 32.2 mN/m in ionized water to 35.9 mN/m in a brine which salinity is 40 gr/lit. Increasing the interfacial tension causes the spreading factor decreases and area of an oil slick, which primary volule of crude oil is 4ml, decreases 16% and thickness of oil layer on water increases 19%.
