استفاده از فناوری نانو در آب زدایی از نفت خام

به گزارش تبیان به نقل از خبرگزاری مهر، فاطمه فرخی دانشجوی دکتری رشته مهندسی شیمی واحد علوم تحقیقات گفت: با توجه به پیشرفت صنایع و نیاز روز افزون به انرژی در جهان و کاهش ذخایر نفت خام مرغوب، صنایع پالایش به استفاده از نفت خام سنگین که شامل مواد نامطلوبی مانند نمک زیاد است، روی آورده اند. فرآیند پالایش این نوع نفت خام علی رغم سودآوری بالا، مخاطرات فراوانی از جمله افزایش میزان خوردگی و آلودگی های محط زیست را در پی دارند.

وی با بیان اینکه در حال حاضر مسئله وجود نمک به همراه نفت تولیدی، در بسیاری از مناطق مشکل ساز است، افزود: استخراج و تولید نفت خام عموما همراه با امولسیون های پایدار آب ٓ نفت خام است که در صورت باقی ماندن آنها، سبب افزایش مصرف انرژی برای انتقال سیال در خطوط لوله، خوردگی خطوط و مشکلات عملیاتی سایر واحدهای پایین دستی صنایع نفت خواهند شد.

این پژوهشگر اظهار داشت: امولسیون آب- نفت خام دارای گرانروی بالا و چسبناک است که سبب مسموم شدن کاتالیست های جریان پایین دستی می شود بنابراین جداسازی کامل آب از فاز نفت خام قبل از انتقال و انجام فرآیندهای پالایش بسیار ضروری است.

فرخی با بیان اینکه برای فرآیند جداسازی آب از نفت از امولسیون شکن ها استفاده می شود، افزود: از جدیدترین امولسیون شکن ها، نانو امولسیون شکن های مغناطیسی آب دوست هستند. این مواد می توانند به طور موثری لایه فیلمی امولسیون را شکسته و قطرات آب را به هم پیوند دهند که بازده آب زدایی را چند برابر می کنند.

وی گفت: در این پایان نامه از نانو امولسین شکن Basrorol P DB-۹۹۳۵ که از نوع مغناطیسی است، برای بررسی تأثیر آن روی بازده فرآیند آب زدایی از نفت خام، دمای عملیاتی و زمان ماند فرایند بر سه نوع نفت خام سبک هنگام، نیمه سنگین مارون و سنگین خارک استفاده شده است.

این پژوهشگر با بیان اینکه تنظیم آزمایشات به روش «طراحی آزمایشات به روش تاگوچی»، ۵۰ آزمایش بر روی هر یک از انواع نفت خام صورت گرفته است، اظهار داشت: نتایج نشان داد که با حضور نانوذرات، در مقایسه با روش های رایج در صنعت نمک زدایی، با مقدار کمتری امولسیون شکن و در دمای کمتر عملیاتی و همچنین زمان ماند کمتر، بالاترین میزان جداسازی آب از نفت خام حاصل می شود.

فرخی خاطر نشان کرد: در این پژوهش مواردی نظیر بررسی معادلات دو پارامتری و سه پارامتری به منظور پیش بینی و محاسبه بازده فرآیند آب زدایی بر حسب غلظت نانوامولسیون شکن، دمای عملیاتی و زمان ماند، محاسبه غلظت بهینه نانوامولسیون شکن و دمای عملیاتی فرآیند آب زدایی برای انواع نفت خام، بررسی تأثیر میدان مغناطیسی روی بازده جداسازی آب، تخمین دمای بهینه فرآیند آب زدایی براساس API نفت خام با کمک مدلسازی ریاضی نیز انجام گرفت.

این پایان نامه به راهنمایی محمدرضا جعفری نصر و محمدرضا رحیم پور و با مشاوره سید علی وزیری یزدی و مهدی ارجمند انجام شده است.