پژوهش نفت
سال:1391 | دوره:22 | شماره:70 |تعداد مقالات:12

در این تحقیق شکست حرارتی ته مانده برج تقطیر خلا پالایشگاه های تهران و بندرعباس مورد مطالعه قرار گرفته است. محتوای گوگرد محصول مایع یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت این محصول می باشد. اثر عوامل مختلف در غلظت گوگرد محصول اصلی فرایند (برش مایع) مطالعه شده است. برای هر دو خوراک، حداکثر حدود 25% از گوگرد خوراک وارد محصول مایع شده است. با افزایش دمای فرایند، غلظت گوگرد در محصول مایع افزایش یافت. این در حالی است که با افزایش زمان ماند در یک دمای معین، غلظت گوگرد مایع کاهش می یابد. در نهایت تاثیر خواص فیزیکی- شیمیایی خوراک (مقدار گوگرد، دانسیته، کربن باقی مانده و نسبت هیدروژن به کربن) بر مقدار گوگرد محصول مایع بررسی شده است. مدلی برای واکنش های ترکیبات گوگردی ارائه و براساس آن مدل سازی سینتیکی این واکنش ها انجام شده است. ثوابت سینتیکی برای هر یک از خوراک ها تعیین شده است. درجه واکنش های تولید گوگرد مایع نزدیک به 2 و درجه واکنشهای تولید گوگرد گازی نزدیک به 3 محاسبه گردید.

برای تولید گاز سنتز با استفاده از ریفرمینگ گاز طبیعی به کمک بخار آب از راکتورهای لوله ای با بستر ثابت استفاده می شود. به دلیل اینکه واکنش های ریفرمینگ به شدت گرماگیر هستند، لازم است شار حرارتی بالایی به دیواره لوله ها وارد شود. شار حرارتی بالا، دبی جرمی پایین گاز در فرآیند و بزرگ بودن شعاع لوله ها نسبت به طول لوله ها در ریفرمر فرآیند میدرکس در مقایسه با ریفرمرهای صنعتی متداول، توزیع شعاعی و محوری غلظت و دما را در پی خواهد داشت. توزیع شعاعی و محوری غلظت و دمای گاز فرایند، نقاطی را در طول و شعاع لوله ها پدید می آورد که در آنها پتانسیل ترمودینامیکی تشکیل کک وجود دارد. این تحقیق با استفاده از شبیه سازی و مدل سازی دو بعدی ریفرمر در فرآیند میدرکس، به بررسی این نقاط پرداخته است. نتایج حاصل از شبیه سازی با اطلاعات واقعی کارخانه تطابق خوبی دارد. نتایج نشان می دهد که در تمام طول لوله ها امکان تشکیل کک وجود دارد، هر چند در 0.65 متر ابتدای لوله ها این احتمال بیشتر است.

در سال های اخیر ایده استفاده از هیدرات گاز طبیعی برای ذخیره سازی و انتقال گاز مطرح شده است. بدین علت که می توان آن را در دمایی بسیار بالاتر از گاز طبیعی مایع شده، تولید و منتقل نمود. هدف اصلی در این تحقیق بررسی تاثیر مواد فعال سطحی غیر یونی Tween-20 و Tween-80 بر روی سرعت تشکیل هیدرات متان و ظرفیت ذخیره سازی آن است. Tween-20 با غلظت های 1000 و ppm 2000 و Tween-80 با غلظت های 100 و ppm 500 به کارگرفته شده و نتایج باهیدرات تشکیل شده در آب خالص و محلول آبی با غلظت ppm 500 از SDS مقایسه شده است. غلظت های مختلف مواد فعال سطحی غیر یونی، اثرات متفاوتی بر روی سرعت تشکیل هیدرات و ظرفیت ذخیره سازی آن داشت. از این تحقیق نتیجه گرفته شد که 2000 ppm از Tween-20، سرعت تشکیل هیدرات و ظرفیت ذخیره سازی آن را بالا می برد. این درحالی است که وقتی 1000 ppm این ماده به کار گرفته شد، به صورت موثری از تشکیل هیدرات جلوگیری کرد. Tween-80در هر دو غلظت به کار رفته، سرعت تشکیل هیدرات را کم کرد و بیشترین ظرفیت ذخیره سازی مربوط به ماده Tween-20 با غلظت 2000 ppm بود که برابر125 (V/V) به دست آمد.

هدف از طراحی اصلاحی مبدل های حرارتی، در زمان افزایش ظرفیت یک واحد تولیدی، رفع موانع گلوگاهی فرایند و تلاش برای کارکردن واحد در حالتی است که مقدار مصرف انرژی در همان میزان قبل از افزایش ظرفیت ثابت بماند. بدین ترتیب از نیاز به نصب تجهیزات جانبی گران قیمت مانند کوره یا مبدل های حرارتی جدید جلوگیری می شود. در زمان تصمیم به افزایش ظرفیت واحد، با استفاده از روش های بهبود انتقال حرارت و به کارگیری فناوری های نوین نظیر مبدل های با لوله های پیچشی، ضرورت افزودن سطح انتقال حرارت اضافی در محدوده ای که متاثر از روش بهبود انتقال حرارت است، کمتر شده و یا در مواردی برطرف خواهد گردید. در این پژوهش، روشی برای هدف گذاری اصلاحی توسط وسایل افزاینده انتقال حرارت در هر دو سمت لوله و پوسته ارائه شده است که به کمک آن به راحتی می توان اثر بهبود حرارتی بر شبکه ای از مبدل های حرارتی را پیش از رسیدن به مرحله طراحی به طور دقیق ارزیابی کرد. این روش برای یک شبکه پیش گرمکن پالایشگاه نفت به عنوان یک مورد صنعتی به کار گرفته شده است و نتیجه آن کاهش 30% در هزینه سرمایه گذاری با تعویض دسته لوله هایی از نوع پیچشی نسبت به لوله های معمولی در مبدلهای حرارتی در حال کار می باشد.

هدف از این تحقیق، مطالعه امکان سنجی تصفیه پذیری فاضلاب های پالایشگاهی با بیوراکتور غشایی به منظور دست یابی به استانداردهای تخلیه و استفاده کشاورزی و در نتیجه کاهش مشکلات زیست محیطی ناشی از تخلیه فاضلاب های نفتی و مشکلات عملیاتی فرایند لجن فعال متعارف می باشد. برای این منظور یک پایلوت در مقیاس نیمه صنعتی ساخته و از پسآب خروجی واحد شناورسازی با هوای محلول تصفیه خانه پالایشگاه تهران به عنوان خوراک استفاده شد. سامانه غشایی مورد استفاده، یک مدول غشایی ساخته شده از 56 غشای اولترافیلتر صفحه ای از جنس پلی اتر سولفون بود که در درون بیوراکتور غوطه ور شد. درصد حذف پارامترهای مورد نظر نسبت به زمان مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات در سه شار و سه زمان ماند هیدرولیکی متفاوت انجام گرفت. در مرحله دوم آزمایش و با زمان ماند هیدرولیکی 15.87 ساعت، نتایج بهتری نسبت به مراحل دیگر به دست آمد. متوسط درصد حذف پارامترهای٬ COD، BOD5، TOC، TSS، نفت و چربی و رنگ و مورد در این مرحله به ترتیب برابر 97.32%، 92.58%، 96.36%، 99.99%، 99.18%، 95.58% بود. نتایج به دست آمده در همه مراحل بیان گر کیفیت مناسب پسآب تصفیه شده برای استفاده کشاورزی و یا تخلیه به آب های سطحی است. با افزایش غلظت MLSSاز 6000 mg/L در ابتدای راه اندازی سامانه به 9900 mg/L در انتهای آزمایش، راندمان حذف از 86.00% به 97.32% در مرحله دوم و 95.22% در مرحله سوم تغییر کرد. نتایج حاکی از امکان پذیری تصفیه فاضلاب پالایشگاه نفت با این روش بود.

بهینه سازی غلظت نمک موجود در سیال حفاری، وزن گل، دما و سایر عوامل به منظور آنالیز صحیح و کامل پایداری دیواره چاه، به ویژه در هنگام حفاری در محیط های با دما و فشار بالا و هم چنین حفاری چاه های انحرافی ضروری می باشد. انتخاب صحیح این پارامترها مستلزم درک صحیح فعل و انفعالات انجام شده بین سیال حفاری و سازند شیلی در هنگام حفاری از درون این سازندها می باشد. بررسی های میدانی نشان داده که اثرات ترکیبی گرادیان های پتانسیل شیمیایی و حرارتی روی جریان سیال، می تواند به میزان قابل ملاحظه ای فشار منفذی و در نتیجه توزیع تنش نزدیک به دیواره چاه را تحت تاثیر خود قرار دهد در این تحقیق مدلی کامل برای جریان حل شونده، حلال (آب) و حرارت ارائه می شود. مدل ارائه شده در این تحقیق، هر دو محلول الکترولیتی یعنی سیال حفاری و سیال موجود در درون سازند را برخلاف متون قبلی که محلول ها را ایده آل فرض می کردند، غیر ایده آل فرض کرده است. این فرض به منظور ارائه مدلی صحیح و واقعی از جریان سیال و یون ها به درون غشاهای شیلی الزامی می باشد. به دلیل وجود اختلاف پتانسیل شیمیایی بین محلول های الکترولیتی، آب یا همان حلال می تواند از سمت غلظت حل شونده پایین یا از سمتی که پتانسیل شیمیایی آب بالا است، به سمت غلظت حل شونده بالا یا پتانسیل شیمیایی کم، جریان پیدا کند. اثرات گرادیان دمایی روی پایداری دیواره چاه های نفتی می تواند به ویژه در حفاری های انحرافی و ازمیان سازندهای با حرارت و فشار خیلی زیاد، مانند سازندهای واقع شده در مناطق عمیق دریایی و هم چنین چاه های عمیق که تغییر اندکی در دمای دیواره چاه باعث مشکلات ناپایداری زیادی می شود، بسیار مهم و ضروری باشد. پروفیل فشار منفذی در اطراف چاه از حل معادلات انتقال که در ادامه ذکر می شوند، به دست می آید.

مواد سرامیکی پروسکایتی (BSCFO) Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-d با استفاده از روش کمپلکس EDTA و اسید سیتریک سنتز و به شکل دیسکی شکل دهی شد و در راکتور غشائی استفاده گردید. عملکرد این غشاء راکتوری جهت بارگذاری کاتالیست Ni/a-Al2O3 فرآیند اکسیداسیون جزئی متان مورد بررسی قرار گرفت. در زمانهای اولیه، شار عبور اکسیژن، میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید CO وابستگی زیادی به حالت نیکل در کاتالیست (اکسیدی و یا (Ni0 داشت. بعد از حدود 17 ساعت از شروع واکنش، شرایط پایدار حاصل شد و شار عبور اکسیژن، میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید COبه ترتیب به (min.cm2)9.3 ml/، 80.5 و 98.3% رسیدند. عملکرد غشاء راکتور BSCFO در دماهای مختلف (950oC-850) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج خوبی در دماهای بالا حاصل شد، به طوریکه در دمای 950oC میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید COبه ترتیب به 98.5 و 98.2% رسید. میزان شار اکسیژن در شرایط واکنش در دمای 950oC برابر 11.6 ml/(min.cm2) بود که حدود 5.1 برابر بیشتر از شرایط هلیوم- هوا است. نتایج نشان داد که در شرایط واکنش، مرحله تبادل سطحی در عبور اکسیژن نقش مهمی پیدا می کند.

در سال های اخیر قوانین سخت گیرانه ای جهت کاهش میزان گوگرد در سوخت ها به تصویب رسیده است. فناوری استفاده از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن در حذف آلاینده ها حرکت جدیدی است که نسبت به روش های قبلی اقتصادی تر و کارآمدتر می باشد. در این تحقیق، نانوجاذب مغناطیسی جدیدی از طریق اصلاح سطح نانوذرات اکسید آهن توسط مایع یونی سنتز گردید و جهت حذف مغناطیسی ترکیبات گوگردی آروماتیک از بنزین مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. خصوصیات نانوجاذب توسط روش های پراش اشعه(XRD) X میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) بررسی گردید. در ادامه، عوامل موثر بر فرآیند گوگردزدایی بهینه شد و تحت شرایط بهینه، مطالعات بر روی یک نفت الگو و یک نمونه واقعی انجام شد. نتایج نشان داد که مایع یونی تثبیت شده، قابلیت حذف ترکیبات گوگردی آروماتیک را دارا بوده و یک جاذب مناسب جهت گوگردزدایی عمیق محسوب می شود. نانوجاذب استفاده شده از طریق اعمال میدان مغناطیسی و شستشو با حلال تتراکلریدکربن قابلیت احیا شدن و استفاده مجدد را داراست.

در پژوهش حاضر، پس از صحه گذاری روند حل، انتقالحرارت جا به جایی توام درهم گل حفاری (به عنوان سیال غیر نیوتنی) و آب (به عنوان سیال نیوتنی) درون محفظه ای مربعی به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود بررسی شده است. مدل های اغتشاش به کار رفته در اینپژوهش، مدل های معتبری چون RNG k-e Standard k-e و RSM بوده است. از نتایج این پژوهش مشخص گردید که درحالت حاکمیت جا به جایی طبیعی، لایه مرزی سرعتی روی دیواره سرد تا حدودی نامتقارن بوده و سیال موجود در مرکز محفظه، لایه لایه و ساکن باقی می ماند. از نمودارهای موجود نیز مشخص شد شدت درهمی برای حالت حاکمیت جا به جایی اجباری بیشتر از حالت حاکمیت جا به جایی طبیعی است. همچنین بیشینه شدت اغتشاش برای گل حفاری بیشتر از آب است. به عنوان یکی از اصلی ترین نتایج این مطالعه، می توان گفت که در شرایط مشابه، عدد ناسلت برای سیال آب بسیار بیشتر از عدد ناسلت برای گل حفاری است که این خود نشان دهنده بیشتر بودن انتقال حرارت جابه جایی برای سیال آب در مقایسه با گل حفاری است.

چکیده: مقدار تنش های اصلی درجا در یک چاه، بدون شک از اصلی ترین عواملی است که بر پایداری آن موثر است. عموما در مناطقی که از لحاظ تکتونیکی وضعیت عادی دارند، تنش های اصلی غالبا شامل دو مولفه افقی و یک مولفه قائم هستند. در این تحقیق، تنش های درجا با استفاده از فرضیات و روابط موجود در چهار حلقه از چاه های میدان نفتی منصوری در جنوب غربی ایران محاسبه گردید. از آنجا که موثر ترین پارامتر در این فرآیند، چگالی سازند است، سازند قرار گرفته در مقطع چاه به سه زون دارای لاگ چگالی، بدون لاگ چگالی و دارای لاگ گرافیکی و بدون لاگ تقسیم شده و با استفاده از لاگ های مذکور در چاه های شماره 1، 48، 47 و 56 این میدان، مقدار چگالی سازند تخمین زده شده است. سپس با محاسبه تنش قائم در عمق نهایی این چاه ها، گرادیان تنش قائم به دست آمده و رابطه ای نیز با استفاده از روش های تئوریک موجود به منظور برآورد مقدار تنش افقی ارائه گردیده است. نتیجه محاسبات نشان داد با وجود اینکه چاه ها از پراکندگی نسبتا مناسبی در محدوده میدان برخوردار هستند، گرادیان تنش به دست آمده از آنها در مقایسه با یکدیگر تغییرات کمی دارد و مقدار متوسط آن می تواند به عنوان مرجع محاسبه تنش قائم در این میدان مورد استفاده قرار گیرد.