دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

تکمیلی دانشکده تحصیلات

“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی- فرآیند

عنوان:

بررسی امکان بکارگیری فرآیندهای جداسازی غشایی به منظور کاهش اسیدیته نفت خام نوروز

چکیده:

با توجه به مضرات نفت های سنگین و اسیدی مانند ارزش اقتصادی پایین و خورندگی بالا در خطوط لوله، تجهیزات فرآیندی سرچاهی و پالایشگاه ها، اختلال در فرآیند جداسازی آب از نفت در نمک زداها و سیستم دفع آب صنعتی، بررسی بر روی روش های کاهش اسیدیته نفت برای پژوهش و توسعه صنعت نفت الزامی می باشد. از اینرو در این پایان نامه تحقیق بر روی منشا اسیدیته در نفت خام مانند نفت خام نوروز، روش های کاهش اسیدیته و پیشنهاد جهت بکارگیری فرآیند ترکیبی استخراج – غشاء جهت کاهش اسیدیته نفت خام انجام گرفته است.

طراحی فرآیند براساس دو مرحله فرآیندی مجزا می باشد. در اولین مرحله شبیه سازی استخراج با حلال توسط نرم افزار HYSYS3.2 برای نفت خام همراه با ترکیب اسیدی فرضی (ترکیبات نفت خام در شبیه سازی شبیه به ترکیبات نفت خام مخزن نوروز) که شامل انتخاب حلال موثر، معادله حالت و آنالیز نتایج می باشد. در مرحله دوم بازیابی حلال جهت زدودن نمک ها و ترکیبات هیدروکربنی از حلال توسط نرم افزار KMS ROPRO 7.0 با بکارگیری فرآیند جداسازی غشایی (اسمز معکوس) شبیه سازی شده است. لازم به ذکر است به خاطر محدودیت در وارد کردن تمامی ترکیبات موجود در فاز مایع استخراج شده به عنوان اطلاعات آنالیز یونی ورودی (خوراک غشاء)، اطلاعات خوراک ورودی به غشاء به گونه ای تعیین شده است که در برگیرنده اکثر هیدروکربن های موجود در فاز مایع استخراج شده (نتایج HYSYS 3.2)، حلال، ترکیب اسیدی فرضی و یون های معمول موجود در آب می باشد. در نهایت تمامی نتایج به دست آمده از هردو نرم افزار ادغام و مورد بررسی قرار گرفته تا نتیجه قابل قبولی حاصل گردد.

مقدمه:

در سال های اخیر میزان برداشت از میادین نفتی اسیدی در سراسر جهان روبه افزایش است. این در حالی است که با توجه به ارزش اقتصادی پایین نفت های اسیدی تکاپوی بسیاری در بین کشورهای نفت خیز جهت یافتن روشی جهت کاهش اسیدیته نفت خام صورت گرفته است.

از طرف دیگر کشورهای دارای تکنولوژی ساخت پالایشگاه ها از نفت های اسیدی به دلیل ارزش اقتصادی پایین استقبال به عمل می آورند که البته آنها نیز در جستجوی پیدا کردن روش هایی جهت پیشگیری از خوردگی ناشی از اسیدیته در تجهیزات فرآیندی همانند سپراتورها، مخازن، خطوط لوله و بویلرها و نمک زداها می باشند. هرکدام از این روش ها اعم از روش های کاهش اسیدیته نفت خام (مستقیم عملیاتی) و روش های پیشگیرانه (غیرمستقیم کنترلی) نیاز به بررسی مجزا و کامل جهت رسیدن به هدف مطلوب دارند.

از این رو در این پایان نامه سعی شده است با توجه به اینکه کشورمان از جمله کشورهای نفت خیز جهان می باشد و اقتصاد نفتی بر روی اقتصاد کشور تاثیر مستقیم می گذارد در ابتدا مشکلات مربوط به طور بنیادی مورد تحقیق قرار گرفته و سپس راهکارهای مختلف با توجه به شرایط بررسی و راهکارهایی جهت کاهش اسیدیته نفت خام پیشنهاد شود. پیشنهاد جهت بکارگیری فرآیند استخراج با حلال و بررسی امکان بکارگیری روش های جداسازی غشایی جهت بازیابی حلال در این پایان نامه مورد بحث قرار گرفته است که البته بررسی امکان به کارگیری فرآیندهای جداسازی غشایی به عنوان فرایند تکمیلی جهت کاهش اسیدیته نفت خام به عنوان موضوع پایان نامه مورد تاکید قرار گرفته است.

فصل اول

1- کلیات:

1-1) هدف

با توجه به مضرات نفت های سنگین و اسیدی اعم از ارزش اقتصادی پایین – خورندگی بالا (در خطوط لوله – تجهیزات فرآیندی سرچاهی – تجهیزات فرآیندی در پالایشگاه ها) – ایجاد اشکال در فرآیند جداسازی آب از نفت در نمکزداها و سیستم دفع آب زاید صنعتی به دلیل اسیدی بودن آن لزوم تحقیق در این مقوله در حال حاضر احساس می شود.

با ملاحظه مدارک موجود مشخص شده است که نفت استحصالی از میدان نوروز اسیدی می باشد و متاسفانه باعث به وجود آمدن مشکلاتی در فرآیندهای جداسازی و نمک زدایی گردیده است. با جستجو در مقالات تحقیقاتی و مطالعات صورت گرفته بر روی روشهای به کار برده شده جهت کاهش میزان اسیدیته نفت خام، امکان استفاده از فرآیندهای استخراج با حلال و جداسازی غشایی (بازیابی حلال) به کمک نرم افزار Hysys 3.2 در مرحله اول و همچنین KMS ROPRO 7.0 در مرحله دوم بررسی گردیده است. لازم به ذکر است در شبیه سازی صورت گرفته هدف اصلی به طور کلی بررسی امکان استخراج ترکیب اسید آلی محلول در نفت توسط حلال انتخابی و همچنین بازیابی آن به کمک فرآیندهای جداسازی غشایی (اسمز معکوس) می باشد. از اینرو مسلما نتایج به دست آمده به طور مستقیم قابل به کارگیری در مورد نفت خام نوروز نمی باشد و با لحاظ کردن نتایج آزمایشگاهی دقیق با اصلاحاتی قابل تامل خواهد بود.

2-1) پیشینه تحقیق

در زمینه کاهش اسیدیته نفت خام تحقیقات و فعالیت های مختلفی صورت گرفته است از قبیل:

– کاهش اسیدیته نفت خام با استفاده از راکتورهای کاتالیستی

– کاهش TAN با مخلوط کردن نفت خام اسیدی با نفت خام شیرین

– کاهش TAN با افزودن محلول قلیایی

متاسفانه تاکنون روش جامعی جهت نیل به این هدف به دست نیامده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.