دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – فرآیند

عنوان:

بررسی فرایند غشایی تصفیه آب همراه نفت

چکیده

آب معمولاً همراه با نفت در مخازن نفتی یافت می شود. علاوه بر آن، یک لایه آبده که در نتیجه بالاتر بودن چگالی آب نسبت به نفت در یک لایه جداگانه ای در زیر یا حاشیه مخزن نفتی قرارگرفته، وجود دارد. آبی که به طور طبیعی در مخزن وجود دارد. بعد از آنکه استخراج نفت و گاز در طول زمان انجام شد، آب لایه های آبده به چاه های تولیدی می رسد و تولید آب شروع می شود. برشهای آب خروجی از نفت در طول زمان و استخراج هر چه بیشتر از چاه های نفتی ویا گازی افزایش می یابد. تا آن جا که تولید نفت از میادین متوقف می شود، محتوای نفت خروجی چاه می تواند به کمتر از دو درصد و آب به نود و هشت درصد برسد. مشکل بزرگ ایجاد شده تصفیه این پساب نفتی جهت رساندن استاندارد لازم به منظور دور ریز به دریا و در شرایط بهتر آماده کردن این آب به منظور تزریق مجدد به چاهها از طریق واحدهای تزریق آب موجود با مشخصات تعیین شده است.

لذا به منظور تصفیه این پساب سه غشا تجاری موجود از جنسPVDF از سه شرکت سازنده مختلف مورد بررسی قرار گرفته شده است همچنین اثر دبی جریان و TMP مورد بررسی قرار گرفته شده است.

در این کار از مدل های هرمیا به منظور بررسی مکانیسم های رسوب در آلترافیلتراسیون آب همراه بهره گرفته شده است و نتیجه آن نشان می دهد که مدل تشکیل لایه کیک و انسداد حفره میانی و همچنین مدل انسداد استاندارد حفره به ترتیب از مدلهای دیگر سازگاری بیشتری با رسوب ایجاد شده روی غشاها نشان می دهند و در نتیجه مدل ترکیبی با داده های آزمایشگاهی بهترین تطبیق را دارد.

مقدمه

صنایع نفت و گاز مقدار زیادی پساب به عنوان محصول جانبی تولید می کنند در جزیره سیری سالیانه در حدود 10000000 بشکه آب همراه تولید می شود و این آب می تواند منبع اصلی آلودگی زیست محیطی دریایی باشد چون نهایتا این آب به دریا می ریزد. می توان با تصفیه این آب و حذف نفت همراه و رساندن میزان کدری به حد قابل قبول آن را همراه با آب تزریقی به چاهای تزریق فرستاد. ترکیب آب همراه متفاوت است (بسته به نوع مخزن) و شامل مواد نفتی، مود آلی، جامدات معلق و حل شده و نمکها و فلزات می باشد.

از نظر تاریخی که در سال 1778 فیزیکدان فرانسوی بنام آنتوان نولت پدیده ای که در حال حاضر اسمز شناخته می شود را بیان کرد که در این فرآیند آب را در طول یک غشا نیمه تراوا از محلول آبی با ذرات کمتر به محلول آبی به ذرات بیشتر نفوذ می کند و به تعادل می رسد. دویست سال بعد محققان دریافتند که با صرف انرژی جهت این فرایند را می توان برعکس کرد و آب خالص بدست آورد آنها این پدیده را اسمز معکوس نامیدند.

در فرآیند مدلسازی غشایی تصفیه آب همراه سعی خواهد شد به طور بنیادی این فرایند مورد بررسی قرار گیرد و تاثیر عوامل مختلف فیزیکی بر روی بازدهی فرآیند تحقیق شود همچنین سعی خواهد شد مبنای مدلسازی فرایند الترافیلتراسیون باشد تا اینکه درصد جداسازی نفت و حذف کدری آب بررسی شود و با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردد.

بنابراین اهداف پروژه به شرح زیر است:

– حذف نفت باقیمانده در آب همراه بعد از تفکیک کننده و رساندن آن به میزان استاندارد

– بررسی مکانیسم رسوب ایجاد شده روی غشاهای مورد استفاده

– بررسی پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار، دبی جریان خوراک

– حذف محیط زیست

در فصل 1 به بررسی آب همراه و روش های مختلف تصفیه آن اشاره خواهد شد، فصل 2 به شیمی غشا و خواص و ساختار غشاها و فصل سه راه های ازدیاد شار و انتخاب غشای مناسب در نهایت در فصل 4 مدل سازی و ارزیابی مدل، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.