نمک زدایی با روش التراسونیک

1. ‫های‬ ‫فرآیند‬
‫نفت‬ ‫پاالیش‬
‫استاد‬:‫دکتر‬
‫ثباتی‬
‫نفت‬ ‫زدایی‬ ‫نمک‬
‫امواج‬ ‫کمک‬ ‫به‬ ‫خام‬
‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫فراصوت‬
‫ای‬
‫تموزی‬ ‫امین‬
‫محمودی‬ ‫محمود‬

2. ‫فهرست‬
‫مقدمه‬
‫زدایی‬ ‫نمک‬ ‫های‬ ‫روش‬
‫فراصوت‬ ‫امواج‬ ‫با‬ ‫زدایی‬ ‫نمک‬
‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫زدایی‬ ‫نمک‬
‫آزمایش‬ ‫شرح‬
‫نتایج‬
2

3. ‫نمک‬
‫زدایی‬
‫خام‬ ‫نفت‬ ‫پاالیش‬ ‫مرحله‬ ‫اولین‬
‫خوردگی‬ ‫عامل‬ ‫شور‬ ‫آب‬
‫تجهیزات‬ ‫وگرفتگی‬
3

4. ‫نمک‬ ‫های‬ ‫روش‬
‫زدایی‬
•‫جداسازی‬ ‫های‬ ‫تانک‬ ‫نشینی‬ ‫ته‬
•‫فایر‬ ‫دیمولسی‬ ‫کردن‬ ‫اضافه‬ ‫شیمیایی‬
•‫گرما‬ ‫با‬ ‫نفت‬ ‫گرانروی‬ ‫کاهش‬ ‫حرارتی‬
•‫فیلتر‬-‫مرکز‬ ‫از‬ ‫گریز‬ ‫مکانیکی‬
•‫منفی‬ ‫و‬ ‫مثبت‬ ‫قطب‬ ‫ایجاد‬ ‫الکتریکی‬
4

5. ‫و‬ ‫آبگیری‬‫زدایی‬ ‫نمک‬
‫فراصوت‬ ‫امواج‬ ‫با‬
‫عنوان‬ ‫به‬ ‫فراصوت‬ ‫امواج‬ ‫از‬ ‫تازگی‬ ‫به‬
‫نمک‬ ‫و‬ ‫آبگیری‬ ‫برای‬ ‫کارآمد‬ ‫روش‬ ‫یک‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫زدایی‬.
‫ایجاد‬ ‫آب‬ ‫و‬ ‫نفت‬ ‫امولسیون‬ ‫از‬ ‫آب‬ ‫حذف‬
‫خام‬ ‫نفت‬ ‫به‬ ‫آب‬ ‫عمدی‬ ‫تزریق‬ ‫توسط‬ ‫شده‬
‫در‬ ‫محلول‬ ‫های‬ ‫نمک‬ ‫انحالل‬ ‫منظور‬ ‫به‬
‫نفت‬
‫امواج‬ ‫اعمال‬ ‫تحقیقات‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
‫حدود‬ ‫فرکانس‬ ‫با‬ ‫اولتراسونیک‬30kHz
‫آب‬ ‫فاز‬ ‫سازی‬ ‫جدا‬ ‫باعث‬ ‫میتواند‬‫از‬
‫آلی‬‫شود‬
5

6. ‫مکانیزم‬
‫اولتراسونیک‬
‫موج‬ ‫اعمال‬ ‫با‬ ‫فشاری‬ ‫های‬ ‫گره‬ ‫ایجاد‬
‫فراصوت‬
‫دلیل‬ ‫به‬ ‫آب‬ ‫قطرات‬ ‫تجمع‬ ‫و‬ ‫سازماندهی‬
‫ونفت‬ ‫آب‬ ‫چگالی‬ ‫اختالف‬
6

7. ‫دو‬ ‫یا‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫تک‬
‫ای؟‬ ‫مرحله‬
‫وجود‬ ‫گذشته‬ ‫تحقیقات‬ ‫در‬ ‫رو‬ ‫پیش‬ ‫مشکل‬
‫سورفکتانت‬،‫ها‬‫روغنهای‬ ‫و‬ ‫صمغی‬ ‫مواد‬
‫با‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫سنگین‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫در‬ ‫اسیدی‬
‫از‬ ‫مایع‬ ‫قطرات‬ ‫سطح‬ ‫در‬ ‫فیلم‬ ‫ایجاد‬
‫گیری‬ ‫جلو‬ ‫آنها‬ ‫جداسازی‬‫میکرد‬.
‫دمای‬ ‫در‬ ‫قبلی‬ ‫های‬ ‫آزمایش‬ ‫همچنین‬
80‫گراد‬ ‫سانتی‬‫در‬ ‫بود‬ ‫گرفته‬ ‫صورت‬
‫پاالیشگاه‬ ‫در‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫دمای‬ ‫که‬ ‫حالی‬
‫حدود‬ ‫در‬ ‫معموال‬130‫تا‬140‫درجه‬
‫است‬ ‫گراد‬ ‫سانتی‬.
‫به‬ ‫نیاز‬ ‫باال‬ ‫ویسکوزیته‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫و‬
‫حدود‬ ‫در‬ ‫زیاد‬ ‫اقامت‬ ‫زمان‬90‫دقیقه‬
‫زیادی‬ ‫فضای‬ ‫و‬‫بود‬.
7

8. ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫زدایی‬ ‫نمک‬
‫امواج‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫از‬ ‫حاضر‬ ‫مطالعه‬ ‫در‬
‫دوم‬ ‫دوره‬ ‫تاثیر‬ ‫بررسی‬ ‫برای‬ ‫فراصوت‬
‫بازده‬ ‫میزان‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫بر‬ ‫امواج‬
‫است‬ ‫گرفته‬ ‫صورت‬ ‫جداسازی‬
‫قطرات‬ ‫فراصوت‬ ‫امواج‬ ‫اعمال‬ ‫از‬ ‫پس‬
‫موج‬ ‫اکوستیک‬ ‫نیروی‬ ‫تاثیر‬ ‫تحت‬
‫فشار‬ ‫های‬ ‫گره‬ ‫سمت‬ ‫به‬ ‫ایستاده‬
‫کنند‬ ‫می‬ ‫مهاجرت‬
‫و‬ ‫امولسیون‬ ‫شکستن‬ ‫برای‬ ‫اول‬ ‫مرحله‬
‫قطرات‬ ‫پیوستن‬ ‫هم‬ ‫به‬ ‫برای‬ ‫دوم‬ ‫مرحله‬
‫است‬.
8

9. ‫استوکس‬ ‫قانون‬
𝑈𝑡‫حد‬ ‫سرعت‬
𝑟‫ها‬ ‫قطره‬ ‫شعاع‬
∆𝜌‫چگالی‬ ‫اختالف‬
‫ها‬ ‫فاز‬ ‫بین‬
𝜇‫ویسکوزیته‬
9
 𝑈𝑡 =
2𝑟2∆𝜌𝑔
9𝜇
‫نرخ‬ ‫افزایش‬
‫سازی‬ ‫جدا‬
‫با‬ ‫ها‬ ‫چگالی‬ ‫اختالف‬ ‫افزایش‬
‫کننده‬ ‫رقیق‬
‫افزایش‬ ‫با‬ ‫ویسکوزیته‬ ‫کاهش‬
‫دما‬ ‫امواج‬ ‫با‬ ‫قطر‬ ‫افزایش‬
‫فراصوت‬

10. 𝐹1,𝑎𝑐‫نیروی‬
‫اولیه‬ ‫آکوستیک‬
𝑎‫قطره‬ ‫قطر‬
𝐸 𝑎𝑐‫انرژی‬
‫آکوستیک‬
𝑥‫ضد‬ ‫از‬ ‫فاصله‬
‫فشاری‬ ‫گره‬
10
𝐹1,𝑎𝑐 = 4𝜋𝑎3 𝑘𝐸 𝑎𝑐 𝐹 sin(2𝑘𝑥)
‫تئوری‬ ‫مبانی‬

11. 11
‫آبی‬ ‫فاز‬ ‫چگالی‬ ‫چون‬
‫فاز‬ ‫چگالی‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬
‫پیوسته‬(‫نفت‬)‫است‬
‫گرانشی‬ ‫های‬ ‫نیرو‬ ‫مجموع‬
‫بویانسی‬ ‫و‬𝐹𝑛𝑒𝑡(𝑔−𝑏)‫به‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫پایین‬ ‫سمت‬
‫بر‬ ‫وارد‬ ‫نیروهای‬ ‫مجموع‬
‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫بسیار‬ ‫قطره‬
‫ویسکوز‬ ‫های‬ ‫نیرو‬ ‫مجموع‬
‫و‬ ‫بوده‬ ‫سطحی‬ ‫کشش‬ ‫و‬
‫می‬ ‫صورت‬ ‫راحتی‬ ‫به‬ ‫حرکت‬
‫گیرد‬.
𝐹1,𝑎𝑐 + 𝐹𝑛𝑒𝑡(𝑔−𝑏)
𝐹𝑣,𝑠
≫ 1
‫تئوری‬ ‫مبانی‬

12. 𝐹2,𝑎𝑐‫نیروی‬
‫ثانویه‬ ‫آکوستیک‬
‫به‬ ‫کمک‬ ‫باعث‬ ‫است‬
‫قطرات‬ ‫انعقاد‬
‫میشود‬
𝑉1‫𝑉و‬2‫دوقطره‬ ‫حجم‬
𝑟‫مراکز‬ ‫فاصله‬
‫قطرات‬
𝛾 𝑑‫پذیری‬ ‫تراکم‬
12
𝐹2,𝑎𝑐 =
𝑘2
𝐸 𝑎𝑐
2𝜋
(1 −
𝛾 𝑑
𝛾𝑓
)2
𝑉1 𝑉2
𝑟2
‫تئوری‬ ‫مبانی‬

13. ‫فراصوت‬ ‫امواج‬ ‫اعمال‬
‫فشاری‬ ‫های‬ ‫گره‬ ‫ایجاد‬ ‫دلیل‬ ‫به‬
‫دارد‬ ‫وجود‬ ‫کویتاسیون‬ ‫احتمال‬
‫باید‬ ‫کویتاسیون‬ ‫از‬ ‫جلوگیری‬ ‫برای‬
‫کنترل‬ ‫آن‬ ‫اعمال‬ ‫زمان‬ ‫و‬ ‫موج‬ ‫انرژی‬
‫شود‬.
‫گرفته‬ ‫صورت‬ ‫آزمایشاتی‬ ‫اساس‬ ‫این‬ ‫بر‬
‫شود‬ ‫مشخص‬ ‫شرایط‬ ‫بهترین‬ ‫که‬.
13

14. ‫راکتور‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫آزمایش‬batch‫برای‬
‫خام‬ ‫نفت‬ ‫در‬ ‫آب‬ ‫امولسیون‬ ‫شکستن‬
‫شده‬ ‫انجام‬
‫ی‬ ‫محفظه‬ ‫یک‬ ‫شامل‬ ‫راکتور‬ ‫این‬
‫بازتابنده‬ ‫یک‬ ‫و‬ ‫فوالدی‬ ‫سیلندری‬
‫است‬ ‫زنگ‬ ‫ضد‬ ‫فوالد‬
‫نفت‬ ‫از‬ ‫باالیی‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫راکتور‬ ‫این‬
‫شده‬ ‫طراحی‬ ‫خام‬(‫باالی‬80‫سانتی‬
‫گراد‬)‫قرار‬ ‫اب‬ ‫حمام‬ ‫داخل‬ ‫انرا‬ ‫و‬
‫عنوان‬ ‫به‬ ‫شیشه‬ ‫پشم‬ ‫از‬ ‫و‬ ‫اند‬ ‫داده‬
‫شده‬ ‫استفاده‬ ‫عایق‬‫است‬
14
‫مورد‬ ‫دستگاه‬ ‫شرح‬
‫آزمایش‬ ‫در‬ ‫استفاده‬

15. ‫موج‬ ‫یک‬ ‫دریافت‬ ‫برای‬ ‫فرکانس‬ ‫بهترین‬
‫و‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫نوع‬ ‫به‬ ‫توجه‬ ‫با‬ ‫ایستاده‬
‫نفت‬ ‫در‬ ‫صوت‬ ‫سرعت‬ ‫چون‬ ‫هایی‬ ‫ویژگی‬
‫شده‬ ‫محاسبه‬
‫مبدل‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫مبدل‬
‫پیزوالکتریک‬‫است‬
‫فراصوتی‬ ‫های‬ ‫سیستم‬ ‫در‬ ‫مبدل‬ ‫این‬ ‫که‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫استفاده‬
‫سیگنال‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫الکتریکی‬ ‫سیگنال‬
‫کند‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫ارتعاشی‬
15

16. ‫به‬ ‫که‬ ‫آب‬ ‫با‬ ‫خام‬ ‫نفت‬ ‫نمونه‬ ‫ابتدا‬
‫آن‬ppm2‫امولسیون‬ ‫شکننده‬ ‫ی‬ ‫ماده‬
‫کرده‬ ‫مخلوط‬ ‫را‬ ‫شده‬ ‫اظافه‬
‫داخل‬ ‫به‬ ‫و‬ ‫زده‬ ‫راهم‬ ‫مخلوط‬ ‫سپس‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫فرستاده‬ ‫راکتور‬
‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫نفت‬ ‫از‬ ‫آب‬ ‫جداسازی‬ ‫برای‬
‫میشود‬ ‫اعمال‬ ‫فراصوت‬ ‫امواج‬
‫امولسیون‬ ‫شکستن‬
‫ته‬ ‫نرخ‬ ‫افزایش‬ ‫و‬ ‫قطرات‬ ‫چسبیدن‬ ‫بهم‬
‫نشینی‬
‫انجام‬ ‫ی‬ ‫نحوه‬
‫ازمایش‬
16

17. ‫مورد‬ ‫متفاوت‬ ‫حالت‬ ‫دو‬ ‫ازمایش‬ ‫این‬ ‫در‬
‫دادند‬ ‫قرار‬ ‫بررسی‬
1-‫توان‬ ‫اولین‬75 w‫توان‬ ‫دومین‬ ‫و‬50
w
2-‫توان‬ ‫اولین‬50 w‫توان‬ ‫دومین‬ ‫و‬75
w
‫ازمایش‬ ‫این‬ ‫انجام‬ ‫از‬ ‫هدف‬
‫یا‬ ‫اولیه‬ ‫ورودی‬ ‫توان‬ ‫کردن‬ ‫پیدا‬
‫جداسازی‬ ‫افزایش‬ ‫باعث‬ ‫که‬ ‫ای‬ ‫ثانویه‬
‫شود‬ ‫می‬
‫ته‬ ‫زمان‬ ‫کردن‬ ‫پیدا‬ ‫برای‬ ‫همچنین‬
17

18. ‫امواج‬ ‫از‬ ‫تجربی‬ ‫نتایج‬
‫فراصوت‬
18

19. ‫مناسب‬ ‫زمان‬ ‫مدت‬ ‫کردن‬ ‫پیدا‬
‫موج‬ ‫هر‬ ‫اعمال‬ ‫برای‬
19

20. before 75 w and time of 45 s
s
50 W and time of 45 safter first settling time of 5 min
after second settling time of 5 min.
20

21. ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫های‬ ‫حالت‬ ‫بررسی‬
‫بدون‬ ‫و‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫ای،تک‬
‫موج‬ ‫اعمال‬
21

22. ‫گیری‬ ‫نتیجه‬
‫مرحله‬ ‫تک‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫روش‬
‫بیشتر‬ ‫بازده‬ ‫دارای‬ ‫ای‬
‫موج‬ ‫هر‬ ‫اعمال‬ ‫زمان‬ ‫ای‬ ‫مرحله‬ ‫دو‬ ‫در‬
‫مدت‬ ‫به‬ ‫فراصوت‬45‫و‬ ‫ثانیه‬
‫مدت‬ ‫به‬ ‫نشینی‬ ‫ته‬5‫بیشترین‬ ‫دقیقه‬
‫داشت‬ ‫خواهد‬ ‫را‬ ‫جداسازی‬
22

23. ‫توجه‬ ‫از‬ ‫باتشکر‬
‫شما‬
‫پایان‬