عنوان پایان‌نامه
شکست امولسیون آب در نفت با استفاده از میدان های الکتریکی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K69;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78663;کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K69;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78663
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۵
- دانشجو
- امیر حسن پور
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی, عمیدالدین نورعلیشاهی
- چکیده
- رفتار امولسیون‌ها فارغ از منشاء تشکیل آنها که گاهی همچون صنایع نفتی که تشکیل آنها ناخواسته بوده و نامطلوب است و گاهی همچون صنایع غذایی و دارویی هدفمند ساخته می شوند، در حوزه وسیعی از علوم و صنایع از اهمیت بسیاری برخوردار می‌باشد. در حقیقت نفت استخراجی از چاه‌های نفتی اغلب امولسیونی از قطرات ریز آب در فاز پیوسته نفتی است که با افزایش عمر چاه درصد آب استخراج شده به همراه نفت بیشتر نیز می‌گردد؛ امولسیون‌های آب در نفت اغلب بسیار پایدار هستند بطوریکه بر اساس برش آب آنها روش‌های مختلفی برای جداسازی دو فاز آب و نفت پیشنهاد شده است. ته نشین کننده‌های ثقلی که سالها برای جداسازی این دست امولسیون‌ها بکار گرفته می‌شد، در طی چند دهه اخیر جای خود را به استفاده از روش‌هایی با سرعت و کارایی بیشتر سپرده که یکی از مهم‌ترین آنها امولسیون شکنی الکترواستاتیکی است. در این روش، استفاده از میدان‌های الکتریکی سبب تسریع در رخداد دو پدیده بنیادین پیوند قطره ـ قطره و پیوند قطره ـ فصل مشترک در ابعاد میکروسکوپی از طریق مکانیسم‌های مختلف از جمله قطبش می‌گردد. در این پژوهش اثر عوامل مختلفی همچون شدت و نوع میدان الکتریکی مورد اسفاده، بررسی تاثیر برش آب، ویسکوزیته فاز آلی و کشش سطحی دو فاز آلی و آبی بر بازده جداسازی مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته شد. نتیجتا مشاهده شد که هنگامی که تمامی متغیرهای فوق الذکر ثابت باشند، برای رسیدن به بیشینه درصد جداسازی استفاده از میدان الکتریکی مستقیم (kV/m 142) ارجح می‌باشد. برای بررسی اثر برش آب چهار نمونه امولسیون با برش آب‌های 15% تا 30% تهیه گردید و ملاحظه گردید که با افزایش برش آب امولسیون در شدت میدان الکتریکی ثابت درصد جداسازی افزایش می‌یابد. تحلیل نتایج اثر ویسکوزیته فاز آلی برای سه نمونه امولسیون آب در روغن پالم، روغن دانه‌ی آفتابگردان و هپتان مایع نشان می‌دهد که با کاهش ویسکوزیته فاز آلی، درصد جداسازی دو فاز از یکدیگر افزایش یافته و حدود 96% می‌باشد. بررسی تاثیرات کشش سطحی نشان داد که با استفاده از سورفکتانت CTAB و SDS و کاهش مقدار این متغیر درصد جداسازی دو فاز از هم افزایش می‌یاید و حدود 97% گزارش گردید. نهایتا در این پژوهش با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی مدل شکست امولسیون و تاثیر هر یک از متغیرها بر درصد جداسازی ارائه شده است.
- Abstract
- The behavior of emulsions without considering the source of formation which sometime (oil industry) is undesirable and unwanted, Sometime are made targeted like Food and pharmaceutical industries. Formatin of emulsion is so important in wide range of sciences and technologies. In fact, Most extractive fluids from oil well include water droplets with various radius size. These small droplets form emulsion in most cases, with increasing the age of well the percentage of water in fluid extracted, will increase. Generally water in oil emulsion is stable and based on water cut there are various method have been suggested for separating water from oil. Gravitational settler wich was used for separation of emulsions for long while, during recent decades using more efficient and fast techniques replaced with Gravitational settler. One of the most important Techniques is electrostatical breakage of emulsion by using electric field. In this method, usig of electric fields cause expedite incident the two fundamental phenomenons: Drp-Drop and Drop-Interface coalescences with different mechanisms such polarization. In this study, investigate for effective factors on separation efficiency of water in oil emulsions experimentaly, such as: electric field type and strength, effect of water cut, effect of organic phase viscosity and also surface tension. at the end of laboratorial process by using experimental data, introduce the model of breakage and effect of each factor on separation efficiency. For Achieving the maximum of separation efficiency using the DC electric field with 142 kV/m is Preferred. To discussion about the effect of water cut on separation efficiency four cases of emulsions with 15% to 30% water cut was prepared, and was observed with incearsing the water cut in constant electric field strength, separation efficiency was increased. Analysis of the data for effect of organic phase viscosity for three sample: water in Sunflower oil, Palm oil and n-Heptane showed that by decreasing viscosity the separation efficiency increased and the maximum value is about 96% for n-Heptane (lowest viscosity). To investigation of surface tension effect, SDS an CTAB was used as surfactant and decreasing the surface tension caused increasing the separation efficiency and maximum value is about 97%. Keywords: Emulsion, Watre in oil emulsion, Electrocoalescence, Electrostatical breakage of emulsions, Drop-Drop coalescence, Drop-Interface coalescence.
