پژوهش نفت
سال:1390 | دوره:21 | شماره:67 |تعداد مقالات:10

در این پژوهش، نانو ذرات اکسید آهن (a-Fe2O3) با گستره 50-20 نانومتر به عنوان کاتالیست سنتز فیشر- تروپش در رآکتور بستر ثابت مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیزهای SEM XRD, و BET بر روی نانو ذرات اکسید آهن تازه و قرص نانوکاتالیست آهن تهیه شده انجام شد، تا اثر روش تهیه بر فعالیت کاتالیست بررسی گردد. نانوکاتالیست تهیه شده، فعالیت و گزینش پذیری مناسبی در شرایط معمولی سنتز فیشر- تروپش از خود نشان داد. به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی سنتز FT به کمک نانوکاتالیست آهن از روش طراحی آماری تاگوچی بهره گرفته شد. برای تشکیل جدول طراحی آزمایش ها سه فاکتور دما، نسبت مولی H2/CO و سرعت فضایی گاز سنتز ورودی به رآکتور به ترتیب در محدوده های260-300oC ، 0.67-2 و 3-15NL gFe-1h-1 در سه سطح انتخاب شد. آزمایش ها در فشار ثابت 20 bar انجام شدند. میزان تولید C5+ به ازای مقدار مصرف گاز CO (بازده تولید (C5+ به عنوان تابع هدف انتخاب گردید. شرایط بهینه عملیاتی حاصل از نتایج طراحی آماری به صورت زیر می باشد: دما 260oC، نسبت مولی H2/CO=0.67 و سرعت فضایی .3 NL gFe-1h-1 بازده تولید C5+ در شرایط بهینه 35.5948 (g/g cat. mol CO consumed) به دست آمد. برای مقایسه عملکرد نانوکاتالیست تهیه شده با کاتالیست های دیگر از پارامتر a که از مدل ASF به دست آمده، استفاده شد. نانوکاتالیست آهن به کار برده شده در رآکتور بستر ثابت در مقایسه با نانوکاتالیست های BASF NANOCAT, و کاتالیست صنعتی UCI گزینش پذیری C5+ بالاتری از خود نشان داد.

در این مقاله یک سیستم کارشناس فازی به منظور کمک در تبدیل PFD به P&ID توسعه داده شد. طراحی بستر دانش این سیستم بر اساس ترکیب دو تکنیک رایج نمایش دانش شامل نمایش برمبنای قوانین و نمایش برمبنای چهارچوب ها، انجام شد. این سیستم کارشناس فازی شامل دو بخش عمده پایگاه داده ها و برنامه اجرایی می باشد. پایگاه داده ها با استفاده از نرم افزار Rational Rose طراحی و توسط نرم افزار InterBase پیاده سازی شد. برنامه اجرایی نیز بر مبنای ایده شی گرایی و استاندارد UML طراحی و سپس با استفاده از کامپایلر Borland C++ Builder پیاده سازی گردید. در نهایت کارایی این نرم افزار کارشناس فازی با اعمال PFD واحد صنعتی Super Fractionation یک پالایشگاه گاز ارزیابی شد. این مطالعه نشان داد که نرم افزار کارشناس توسعه داده شده به شرط داشتن یک بستر دانش غنی به خوبی قادر به تبدیل PFD واحدهای صنعتی می باشد.

پوشش های پلی اتیلن دولایه متشکل از زیرلایه پلی اتیلن مالئینه و روکش HDPE سالهاست که مورد استفاده قرار می گیرند. در تحقیق حاضر به منظور افزایش دوام و چسبندگی لایه پلی اتیلن مالئینه به فلز، از اصلاح شیمیایی سطح به وسیله نوعی ترکیبات آلی سیلان استفاده شده است. انتظار می رود با انجام عملیات اصلاح شیمیایی سطح طی فرآیند اعمال پوشش پلی اتیلن مالئینه، محصولات پوششی با خواصی معادل پوشش های پلی اتیلن سه لایه (اپوکسی / چسب / پلی اتیلن)، تولید نمود. بدین منظور، چسبندگی لایه پلی اتیلن مالئینه به فلز پس از اصلاح شیمیایی سطح در شرایط متفاوت، اندازه گیری شد. همچنین آزمون جدایش کاتدی بر روی تعدادی از نمونه های پوشش دار که سطح فلز آن قبلا تحت اصلاح شیمیایی قرار گرفته بود، اجرا گردید. در انتها نتایج آزمون های چسبندگی و جدایش کاتدی نمونه های پوشش پلی اتیلن مالئینه بدون عملیات اصلاح شیمیایی با نمونه هایی که اصلاح شیمیائی سطح را طی کرده بودند، مقایسه گردید.

محاسبه ضرایب انتشار یکی از روش های ساده و کم هزینه برای ارزیابی میزان آلایندگی حاصل از منابع آلاینده می باشد. در بین منابع آلاینده، ضرایب انتشار مشعل ها با خطای بالایی همراه است. چراکه میزان احتراق در مشعل ها به خصوص در حالت های اضطراری نامشخص بوده و اطلاعات دقیقی در مورد بازده احتراق واقعی مشعل ها در دسترس نیست. مقاله حاضر به منظور ارزیابی ضرایب انتشار سه آلاینده CO،SO2 و NOx در مشعل ها انجام شده است. در این تحقیق، از روش محاسبه معکوس که بر اساس اندازه گیری محیطی همراه با استوار است، برای تخمین ضرایب انتشار آلاینده های گازی مورد نظر برای یک نمونه مشعل گازی در یکی از واحدهای موجود در مناطق نفت خیز جنوب ایران استفاده گردید. ضرایب انتشار متوسط آلاینده های CO،SO2   NOx وبرای این مشعل نمونه به ترتیب 1.07، 0.037 و 0.0168lb /MMBtu با عدم قطعیت هایی معادل 27.5، 34.3 و 36.3% تعیین شد. مقایسه این ضرایب انتشار با ضرایب انتشار ارائه شده در مراجع، شامل ضرایب انتشار سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) و انجمن نفت آمریکای لاتین (ARPEL) نشان داد که هر دو مرجع برای تخمین میزان انتشار آلاینده ها به خصوص در مورد آلاینده های NOx و CO دارای خطای بالایی هستند. برای تعیین ضرایب واقعی مشعل های گازی، مطالعات دقیق در خصوص بررسی تاثیر شرایط محیطی بر بازده مشعل ها همراه با اندازه گیری آلاینده ها از طریق مشابه سازی مشعل های گازی، واقعی در آزمایشگاه مورد نیاز است.

تشکیل رسوبات معدنی در سازند و تسهیلات سرچاهی یکی از مهم ترین مشکلات چاه های نفت و گاز است که باعث افت تولید و در موارد حادتر بسته شدن چاه می شود. معمولا این رسوبات در اثر تغییر شرایط دمایی، فشاری و اختلاط آب های ناسازگار در مخزن به وجود می آیند. موثرترین روش جهت حل مشکل فوق به کارگیری بازدارنده مناسب به منظور جلوگیری و یا به تاخیر انداختن تشکیل رسوب می باشد. پیش از استفاده از بازدارنده رسوب در میدان، نیاز به مطالعه جامع آزمایشگاهی کارایی بازدارنده تحت شرایط مختلف می باشد. در این تحقیق کارایی بازدارنده تجاری مورد استفاده در یکی از میادین نفتی ایران برای آب تزریقی که مخلوطی از آب دریا و آب تولیدی می باشد، در شرایط محیط و شرایط مخزن مورد بررسی قرار گرفته و غلظت بهینه آن مشخص شده است.

به منظور سهولت کاربرد و با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی و ایمنی، گوگرد در کشاورزی به صورت گرانول مصرف می شود. سختی گرانول های گوگرد کشاورزی باید به حدی باشد که در زمان حمل و نقل و انبارش، کمترین مقدار خاکه تشکیل شود. از طرف دیگر با مصرف گرانول های گوگرد کشاورزی، باکتری های تیوباسیلوس موجود در خاک، ذرات گوگرد عنصری را به اسید سولفوریک تبدیل نموده و باعث کاهش pH خاک می شوند. یکی از عوامل موثر بر اکسیداسیون گوگرد در خاک، اندازه ذرات آن می باشد. بنابراین سختی گرانول های گوگرد کشاورزی باید به گونه ای باشد که در تماس با آب به تدریج متورم شده و به ذرات بسیار ریز گوگرد فروپاشیده شود. در این پژوهش، ابتدا با بررسی سختی و ساختار میکروسکوپ الکترونی گرانول های گوگرد عنصری به دست آمده در دماهای مختلف، دمای بهینه محیط انجماد تعیین گردید. نتایج آنالیز نشان داد که دمای بهینه حدود 30oC است. در دماهای بالاتر میزان تشکیل خاکه به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. در مرحله بعد گرانول های گوگرد کشاورزی، گوگرد کشاورزی غنی شده با آهن، روی و منگنز در دمای بهینه محیط انجماد تهیه گردیدند. مقاومت مکانیکی، سایشی و درصد فروپاشی گرانول های کودهای گوگردی اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که سختی گرانول های کودهای گوگردی نسبت به گوگرد عنصری افزایش یافته است که این مساله می تواند به دلیل وجود مواد معدنی در آنها باشد. در عین حال درصد ازهم پاشیدگی گرانول های کودهای مذکور نیز به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است به طوری که بیش از 94% از گرانول ها طی مدت 2 ساعت فروپاشیده می شوند.

میادین مسجد سلیمان، هفت کل، پرسیاه و نفت سفید از میادین تولیدی هستند که در حاشیه جبهه کوهستانی شمال شرق دزفول فروافتاده قراردارند. در این کار تحقیقاتی جهت تعیین ویژگی های نفت مخزن آسماری از دیدگاه ژئوشیمیایی، خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه هایی از نفت خام این میادین مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به پارامترهای فیزیکی به دست آمده از نمونه های نفتی و خصوصیات نفت های موجود در چاه های تحت مطالعه، دو روند شناسایی گردید. یک روند شمال غربی- جنوب شرقی که با کاهش کیفیت نفت و افزایش میزان سولفور همراه است و یک روند جنوب غربی- شمال شرقی که در آن نیز کاهش کیفیت نفت با کاهش مقادیر سولفور دیده می شود. با توجه به نتایج حاصل از آنالیزهای کروماتوگرافی گازی بر روی نمونه های نفت، درصد برش های مختلف هیدروکربنی، مقادیر عناصر نیکل و وانادیوم، پارامترهای پریستان و فیتان، توزیع آلکان های نرمال، اندیس ارجحیت هیدروکربنی و مقادیر ایزوتوپی 13C، مشخص شد که نفت های تجمع یافته در مخزن آسماری در این میادین از نوع پارافینیک-آروماتیک (در روند شمال غربی- جنوب شرقی) و تا اندازه ای افزایش پایه نفتنیکی (در روند جنوب غربی- شمال شرقی) بوده و از سنگ (های) منشا با کروژن نوع II و III با بلوغ متوسط تغذیه شده اند که در محیط دریایی و احیایی رسوب کرده اند. نفت های تجمع یافته در این میادین تحت هیچ گونه فرآیند دگرسایی قرار نگرفته اند.

با اینکه مبدل های پوسته و لوله معمولی سابقه طولانی و موفقی در صنعت داشته اند، ولی این تجهیزات دارای مشکلات و محدودیت های عملیاتی هستند. پایین بودن میزان ضریب انتقال حرارت در سمت پوسته و نحوه حرکت جریان سیال به ویژه در سمت پوسته این مبدل ها به نحوی است که احتمال به وجود آمدن نواحی مرده و در نتیجه تشکیل رسوب در آنها زیاد است. همچنین میزان افت فشار به ازای ضریب انتقال حرارت و ایجاد لرزش در دسته لوله ها بالا است. در این پژوهش طراحی پیشرفته ای از خانواده مبدل های حرارتی پوسته- لوله به نام «مبدل حرارتی با لوله های پیچشی» معرفی شده است. در این مبدل حرارتی خاص، بیشتر مشکلات مربوط به انواع ساده مبدل های پوسته- لوله ای برطرف شده است. پس از استخراج قوانین حاکم بر انتقال حرارت و افت فشار از مراجع معتبر، الگوریتم طراحی سریعی با هدف استفاده بهینه از افت فشار مجاز ارائه و نتایج آن با اطلاعات سایر مراجع اعتبار سنجی شده است. به منظور مقایسه میزان کارایی مبدلی با لوله های پیچشی نسبت به مبدلی با لوله های ساده، با ارائه شاخصی، سطح انتقال حرارت لازم برای تبادل یک بار حرارتی معین با یکدیگر مقایسه شده و مزیت به کارگیری مبدل هایی با لوله های پیچشی به خوبی روشن گردیده است.