دانلود مقاله رفتار کشش سطحی و ویسکوزیته نفت خام فوق سنگین با استفاده از روان کننده و آب
چکیده
گزارش های تحقیقاتی حاکی از اهمیت استفاده از مواد شیمیایی مختلف به منظور بهبود انتقال نفت های خام فوق سنگین است. در طول فرایند جابه جایی نفت خام، برش های وارد شده بر خطوط لوله و سایر تجهیزات انتقال، سبب ایجاد یک امولسیون آب در نفت شده که با جذب مولکول های سورفکتانت طبیعی موجود در قطرات آب، باعث افزایش ویسکوزیته سیال می شود. این مطالعه، اثر روان کننده را بر رفتار ویسکوزیته نفت خام فوق سنگین(EHCO) و در امولسیون های تشکیل شده با میزان 5 و 10 درصد آب، ارائه می کند. نتایج بدست آمده حاکی از اثربخشی روان کننده با غلظت های 1، 3 و 5 درصد، در کاهش ویسکوزیته و ارائه یک رفتار جریانی نیوتنی بودند، که این مسئله، کاهش هزینه درمان حرارتی در طول عملیات انتقال نفت خام از طریق خطوط لوله را به دنبال دارد.
1. مقدمه
عمده ذخایر نفت در کشور مکزیک و جهان، از نوع نفت خام فوق سنگین هستند، تخمین زده می شود که ذخایر نفت خام نامتعارف چیزی در حدود 70 درصد از منابع انرژی ناشی از سوخت های فسیلی جهان را تشکیل می دهد[1,2]. پالایش نفت خام نامتعارف نسبت به سایر انواع نفت، درصد کمتری از گاز مایع(LPG) ، بنزین، نفت سفید، و گازوئیل(به عنوان مشتقاتی با ارزش افزوده بالا) را تولید می کند. پس از تکمیل فرایند پالایش، از نفت سنگین و مشتقات آن استفاده های متعددی می شود.
نفت خام از مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها تشکیل می شود که بر اساس ساختار شیمیایی شان به پارافین ها، ایزوپارافین ها، نفتن ها، آروماتیک ها و هیدروکربن های غیراشباع، گازهای نیتروژن، سولفور و اکسیژن تقسیم بندی می-شوند. همچنین، می توان این هیدروکربن ها را بر اساس میزان حلالیت و قطبی بودن شان به ترکیبات اشباع، آروماتیک، رزین و آسفالتین(SARA) نیز طبقه کرد [4]. یکی از مشخصه های نفت خام ویسکوزیته آن است، زیرا که این ویژگی در فرایند تصفیه و مدیریت آن از مخزن به سطح، انتقال آن از طریق خطوط لوله، و حمل و نقل آن به تاسیسات پالایشی بسیار مهم است. درجه API، مبنای طبقه بندی انواع مختلف نفت خام است، در این روش، چگالی نفت خام بر اساس مقایسه آن با چگالی حجم یکسانی از آب، در شرایط دما و فشاری یکسان محاسبه می شود[5]. طبقه بندی انواع نفت خام بر اساس درجه API به صورت زیر است: نفت خام سبک(API> 22, Viscosity <100 mPa s)، نفت خام سنگین(API 10–22, viscosity> 100 mPa s)، نفت خام فوق سنگین(API <10, Viscosity > 10000 mPa s ) [4,6]. نفت خام سنگین به نفت هایی با درجه API کم و ویسکوزیته بالا گفته می شود. علت ویسکوزیته بالای نفت های سنگین، میزان بالای رزین، آسفالتین و شبکه ویسکوالاستیک موجود در آن هاست[7–9]. ویسکوزیته بالای نفت های سنگین و فوق سنگین سبب ایجاد مشکلاتی در فرایند انتقال آن ها از چاه تولیدی و تفکیک گرها به مکان ذخیره سازی و تاسیسات پالایشگاهی می شود. انتقال این نوع نفت های سنگین از طریق خطوط لوله، همواره صنعت نفت را با چالش های بزرگی مواجه کرده است، و محیط متخلخل مخزن نیز همیشه نیازمند انرژی اضافی مانند گرما یا استفاده از مواد شیمیایی کاهنده ویسکوزیته و روان کننده ها، به منظور روان تر کردن نفت خام موجود است.
4. نتیجه گیری
دما بر ویسکوزیته نفت خام تاثیرگذار است. خواص رئولوژیکی جریان در دماهای پایین را می توان با حرارت دادن تا دمایی در حدود C° 40 تا60 و یا استفاده از روان کننده هایی بر پایه استرهای اسیدهای چرب، به طور قابل ملاحظه ای بهبود بخشید.
کاهش ویسکوزیته و رفتار نیوتنی جریان با استفاده از روان کننده در درصد های 1%، 3% و 5%، یکی از اهداف انجام شده در این مطالعه است که این مسئله سبب کاهش هزینه عملیات حرارتی در طول فرایند حمل و نقل نفت خام از طریق خط لوله می شود. افزودن روان کننده ها می تواند به منظور جابه جایی نفت خام از طریق خطوط لوله بکار گرفته شود. درصدهای وزنی 1، 3، 5% از روان کننده در دمای C° 25، سبب کاهش 45، 64، و 75 درصدی، در ویسکوزیته نهایی( s-1100) می شود. هنچنین نتایج نشلن دادند که، افزودن 5 و 10 درصد وزنی آب به نفت خام فوق سنگین، سبب افزایش 60 درصدی ویسکوزیته و تشکیل امولسیون آب در نفت خام می شود.مشکل جدی تشکیل امولسیون آب در نفت می تواند در حین فرایند بازیابی، تصفیه، حمل و نقل و پالایش نفت ایجاد شود. این امولسیون ها با تشکیل یک لایه سخت در سطح تماس بین نفت و آب به پایداری می رسند. رفتار امولسیون های تشکیل شده به وسیله خواص آسفالتین ها و رزین های موجود در لایه جذب شده کنترل می شوند. پیچیدگی امولسیون آب در نفت به ترکیب نفت وابسته است، زیرا که بیشتر مولکول هایی که در لایه سطحی تشکیل می شوند، مولکول های دوگانه دوست هستند. با این وجود، از طریق استفاده از روان کننده ها و دماهای C° 25 و C° 40، می توان با افزایش ویسکوزیته ناشی از تشکیل امولسیون مقابله کرد، البته همواره هزینه استفاده از مواد و مقدار انرژی مورد نیاز باید در نظر گرفته شوند. نتایج این پژوهش برای کاربردهای آینده در زمینه حمل و نقل سیال، ساخت و ساز های احتمالی و مطالعات هزینه - فایده، مهم تلقی می شود.
Abstract
Research reports reveal the importance of applying various substances to enhance extra-heavy crude oil pipeline transportation. During the crude oil conduction process, shearing occurs in the equipment and pipe accessories, producing a water-in-crude emulsion associated with forming a rigid film by adsorbing natural surfactant molecules in the droplets water, leading to increased Viscosity. This study presents the effect of a flow enhancer (FE) on the behavior of the Viscosity of an extra heavy crude oil (EHCO) and in emulsions formed with 5% and 10% water (W). The results revealed the effectiveness of the 1%, 3%, and 5% flow enhancer in lowering the Viscosity and presenting a Newtonian flow behavior which will help reduce the cost of heat treatment during the transportation of crude oil through the pipeline.
1. Introduction
The petroleum reserves in Mexico and the world are mainly heavy and extra-heavy crude oils, it is estimated that the unconventional crude oil reserves account for around 70% of the world’s energy resources derived from fossil fuels [1,2]. Refining unconventional oils produce fewer proportions of liquefied petroleum gas (LPG), gasoline, kerosene, and diesel (as high-added value products) [3]. After refining, multiple uses can be given to heavy oil and the generated residues.
A complex mixture of hydrocarbons constitutes Crude oil, according to their chemical structure is classified into paraffin and isoparaffins, naphthenes, aromatics and unsaturated, and nitrogen, sulfur, and oxygen compounds. These compounds are also classified according to solubility and polarity as Saturates, Aromatics, Resins, and Asphaltenes (SARA) [4]. One characteristic of crude oil is its Viscosity, which is very important in treating and handling crude oil, from the reservoir to the surface, its conduction through pipelines, and transportation to the refining facilities. The classification of the different crude oils is based on their value of degrees API, which is a method of measuring the density or specific gravity based on the comparison of the density of oil with the same volume of water under the same conditions of pressure and temperature [5]. The classification of crude oils according to the above properties are light (◦ API> 22, Viscosity <100 mPa s), heavy (◦ API 10–22, viscosity> 100 mPa s) and extra heavy (◦ API <10, Viscosity> 10 000 mPa s [4,6]. Heavy crude oil refers to high viscosity and low API gravity oil. High Viscosity is attributed to the content of resins, asphaltenes and viscoelastic network among them [7–9]. Serious problems due to high Viscosity presents the transportation of heavy and extra-heavy crude, from the point of production of the wells, separation batteries to the point of storage and refinery. The oil industry faces a great challenge to transport these heavy oils through pipes, and porous media almost always require additional energy to make them more fluid and manageable, such as adding heat or using Viscosity reducing products or flow improvers.
4. Conclusions
The Viscosity of crude oil is sensitive to temperature. The low-temperature flow rheological properties can be improved appreciably on heating about 40◦C–60 ◦C or used a flow enhancer based on esters of fatty acids. The decrease in viscosity and flow Newtonian behavior using 1%, 3%, and 5% flow enhancer is one of the objectives met with this study which will help lower the cost of heat treatment during transportation of crude oil through the pipeline. The addition of this flow enhancer can serve the purpose of pipeline transportation of extra-heavy crude. 1%, 3%, and 5% flow enhancer show profound decrease in the final viscosity (100 s− 1 ) percentage between 45%, 64%, and 75% at 25 ◦C. Adding 5 and 10% water to extra-heavy crude oil led to increased Viscosity above 60% and the formation of water-in-crude emulsions. This serious problem can arise during the recovery, treatment, and transportation, and refining of oil. The stability of these emulsions has been associated with forming a “Rigid film” at the oil-water interface. The behavior of emulsions is controlled by the properties of the asphaltenes and resins present in the adsorbed layer. The emulsions’ complexity in oil depends on its composition, as are the molecules form in the interfacial phase, mainly the amphiphilic molecules. However, the high Viscosity can counteract with the use of the flow enhancer and temperatures between 25◦C and 40 ◦C, always considering the costs involved in applying substances and the amount of energy applied. This study is considered important for a future application in fluid flow transport, possible construction applications and a cost-benefit study.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. بخش تجربی
1.2. خصوصیات نفت خام و مخلوط
2.2. آماده سازی مخلوط ها
3. نتایج و بحث
4. نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Experimental section
2.1. Characterization of crude oil and mixtures
2.2. Mixtures preparation
3. Results and discussion
4. Conclusions
Declaration of competing interest
References
این محصول شامل پاورپوینت ترجمه نیز می باشد که پس از خرید قابل دانلود می باشد. پاورپوینت این مقاله حاوی 23 اسلاید و 4 فصل است. در صورت نیاز به ارائه مقاله در کنفرانس یا سمینار می توان از این فایل پاورپوینت استفاده کرد.
در این محصول، به همراه ترجمه کامل متن، یک فایل ورد ترجمه خلاصه نیز ارائه شده است. متن فارسی این مقاله در 9 صفحه (1400 کلمه) خلاصه شده و در داخل بسته قرار گرفته است.
علاوه بر ترجمه مقاله، یک فایل ورد نیز به این محصول اضافه شده است که در آن متن به صورت یک پاراگراف انگلیسی و یک پاراگراف فارسی درج شده است که باعث می شود به راحتی قادر به تشخیص ترجمه هر بخش از مقاله و مطالعه آن باشید. این فایل برای یادگیری و مطالعه همزمان متن انگلیسی و فارسی بسیار مفید می باشد.
بخش مهم دیگری از این محصول لغت نامه یا اصطلاحات تخصصی می باشد که در آن تعداد 30 عبارت و اصطلاح تخصصی استفاده شده در این مقاله در یک فایل اکسل جمع آوری شده است. در این فایل اصطلاحات انگلیسی (تک کلمه ای یا چند کلمه ای) در یک ستون و ترجمه آنها در ستون دیگر درج شده است که در صورت نیاز می توان به راحتی از این عبارات استفاده کرد.
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش و pdf بدون آرم سایت ای ترجمه
- پاورپوینت فارسی با فرمت pptx
- خلاصه فارسی با فرمت ورد (word)
- متن پاراگراف به پاراگراف انگلیسی و فارسی با فرمت ورد (word)
- اصطلاحات تخصصی با فرمت اکسل