عنوان پایان‌نامه
طراحی خط لوله انتقال نفت خام سنگین وبررسی تجربی روش های گرانروی نفت خام(اعمال میدان مغناطیسی یا الکتریکی ) درمسافت های طولانی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 850.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42036
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- فاطمه همایونی
- چکیده
- سیالیت نفت خام سنگین در مخازن و هنگام انتقال آن توسط خطوط لوله، یک چالش اساسی در مورد مصرف این گونه نفت ها می¬باشد. در گذشته تولید چنین نفت¬های سنگینی به علت عدم امکان پذیری اقتصادی¬ آنها و در دسترس بودن نفت¬های سبک¬تر مورد توجه قرار نگرفته است. تقاضاهای رو به افزایش اخیر برای نفت-های خام، موجب ترغیب پژوهشگران برای تحقیق در مورد بهبود خواص جریان نفت¬های خام¬سنگین که مهم-ترین آنها گرانروی می¬باشد، شده است.گرانروی نفت¬های خام سنگین در محدودهcp 300¬تا cp 10000 قرار دارد و درجه API آنها بین 10 تا 20 می¬باشد. جهت انتقال این¬گونه نفت¬ها از طریق خطوط لوله، مقدار مناسب گرانروی کمتر از cp 200 می¬باشد. گرانروی را می¬توان با روش¬های متعددی مانند گرمایش نفت، اختلاط نفت خام سنگین با نفت خام های سبک تر، ایجاد جریان حلقوی آب در اطراف هسته نفت، بهبود کیفیت نفت¬خام در محل، تزریق عوامل کاهش دهنده نیروی درگ در خطوط لوله، ایجاد امولسیون¬های نفت در آب در حضور ماده فعال سطحی و اعمال پالس میدان الکتریکی یا مغناطیسی کاهش داد. در این تحقیق، روش¬های گرمایش نفت¬خام، اختلاط نفت¬خام با برش¬های سبک¬تر نفتا، کروزن و نفت¬خام سبک، تشکیل امولسیون آب در نفت و اعمال پالس میدان الکتریکی و مغناطیسی برای بررسی میزان کاهش گرانروی دو نمونه نفت¬خام از میدان¬های سروش و نوروز استفاده شده¬اند. نتایج بدست آمده نشان می¬دهند که گرمایش نفت¬خام تاثیر بسیار سریع و شدیدی بر کاهش گرانروی هر دو نوع نفت دارد. همچنین در روش اختلاط با برش¬های هیدروکربنی سبک¬تر، نتایج نشان می¬دهند که اختلاط با برش¬های نفتا، کروزن و نفت¬خام سبک در¬ کسر¬های حجمی پایین، موجب کاهش موثر گرانروی نفت می¬شود و اینکه برش نفتا بیش¬ترین تاثیر را بر کاهش گرانروی دارد. نتایج آزمایشات تشکیل امولسیون نفت در آب به کمک ماده فعال سطحی¬Triton X-100، در غلظت¬های 01/0، 03/0، 05/0 و 07/0 درصد وزنی از ماده فعال سطحی و درصدهای حجمی 75، 80 و85 از نفت، نشان می¬دهند که در غلظت¬های 03/0 و 05/0 درصد وزنی از ماده فعال سطحی گرانروی امولسیون در تمام درصد حجمی¬های نفت کاهش یافته ولی شدت این کاهش در غلظت 05/0 درصد وزنی کم¬تر است. در غلظت¬های 01/0 و 07/0 گرانروی امولسیون در کسر حجمی¬های 80 و 85 از نفت افزایش یافته است. در کسر حجمی 75 از نفت در تمامی درصدهای وزنی از ماده فعال سطحی، گرانروی امولسیون کاهش یافته است. در روش اعمال پالس میدان الکتریکی و مغناطیسی، شدت¬های 03/0، 1/0، 2/0و 3/0تسلا از میدان مغناطیسی و 5/0، 1، 5/1 و 8/1 از میدان الکتریکی در محدوده زمانی 5 تا 600 ثانیه استفاده شدند و کاهش گرانروی نفت خام سروش تا حدود¬ 8¬درصد در این آزمایشات مشاهده شده است. هم¬چنین قطر بهینه خط لوله برای دبی معین و میزان افت فشار نفت خام سروش ، قبل و بعد از اعمال پالس میدان الکتریکی و مغناطیسی در شدت های مختلف، محاسبه شده¬اند.
- Abstract
- A very important challenge in transporting heavy crude oils is their low fluidity. Years ago, production of these kinds of crudes wasn’t feasible because of economical problems and availability of light crude oils. By increasing world demand and declining light crude reservoirs, nowadays researches on improving characteristics of heavy crude oil’s flows are performed. The most important characteristics of these fluids is their high viscosity which is in the range of 300 cp to 10000 cp. To transport these heavy crudes by pipeline, it is desired to decrease their viscosity to less than 200cp. Viscosity can be reduced by many methods like heating, blending by lighter hydrocarbons, making core annular flow of water, upgrading, injecting drag reducing agents to the flow in the pipeline, making oil/water emulsions and by pulsed electric or magnetic field. In this research, viscosity reduction of two kinds of Iranian heavy crudes from Soroosh and Norooz fields is experimentally investigated by heating, blending by lighter hydrocarbons, making oil/water emulsions and by pulsed electric or magnetic field. Results showed that by heating both two kinds of heavy crudes, viscosity decreases very rapidly and effectively. Also by blending these two crudes by Naphtha, Kerosene and light crude oil in 3-25 vol.% of these blends, viscosity decreases very well and naphtha is the most effective blend to reduce the viscosity. By making oil in water emulsions using Triton x-100 as the emulsifier in 0.01, 0.03, 0.05 and 0.07 wt % of emulsifier and 75, 80 and 85 vol. % of the Soroosh crude oil, it revealed that in 0.03 and 0.05%wt of this kind of emulsifier, viscosity of heavy crude oil is reduced and this reduction is more with 0.03 wt % but by making oil in water emulsions with 0.01 and 0.07%wt of the emulsifier, viscosity of oil in 80 and 85%vol increases. To reduce the viscosity of Soroosh and Norooz crude oils by pulsed magnetic field, magnetic field intensities of 0.03T, 0.1T, 0.2T and 0.3 T in pulse durations in the range of 5-600s. For viscosity reduction by pulse electric field to Soroosh crude oil, electric field intensities of 0.5 , 1 , 1.5 and 1.8 were used in 5 to 600 seconds duration. Results showed that by exerting pulse electric or magnetic field, viscosity of heavy crude oils can be reduced up to 8 %.
