مقدمه:
از آنجایی که در لایه های زیرین زمین، نفت بر روی آب شور قرار گرفته، لذا نفت خروجی از چاه ها، به ویژه برای مخازنی که در نیمه عمر تولید خود هستند، به ندرت بدون درصدی از آب می باشند. مشکل اصلی این آب، نمک حل شده موجود در آن است. مقدار این آب، در حدود 1/0 تا 10 درصد و حداکثر 50 درصد در نیمه دوم عمر مخزن می باشد. این آب معمولاً از املاح نمک اشباع شده است. نمک حل شده در آب عمدتاً به شکل کلرید سدیم، کلسیم و منیزیم موجود می باشد. برخی مواقع مقداری از این نمک به صورت کریستال در نفت خام وجود دارد. البته در محاسبات و شبیه سازی های فرآیند نمک زدایی معمولاً فرض می شود که کلیه نمک در آب (آزاد و امولسیونی) حل شده است. مقدار بسیار زیادی از این آب شور، در مراحل اولیه جداسازی (Separation) از نفت جدا می شود. ولی به دلیل بالا بودن میزان این آب همراه در نفت، وقتی نفت خام در نهایت به پالایشگاه ارسال می گردد، مقداری آب شور هنوز در آن وجود دارد. معمولاً میزان شوری آب همراه از 160 تا 240 هزار میلی گرم در لیتر متغیر می باشد. و عمدتاً شامل یونهای سدیم، پتاسیم،کلسیم و منیزیم و همچنین کلرید، سولفات و کربنات است.از آنجایی که در لایه های زیرین زمین، نفت بر روی آب شور قرار گرفته، لذا نفت خروجی از چاه ها، به ویژه برای مخازنی که در نیمه عمر تولید خود هستند، به ندرت بدون درصدی از آب می باشند. مشکل اصلی این آب، نمک به طور کلی مشکلات ناشی از وجود آب شور در نفت را می توان به شکل زیر دسته بندی نمود:آب نمکی بسیار خورنده بوده و باعث خوردگی شدید و جدی در خطوط لوله، برجهای تقطیر، مبدلهای حرارتی و کلیه تجهیزات موجود در صنایع پایین دست می شود. همچنین، بر اثر تقطیر نفت در پالایشگاه ها، نمک¬های کلریدی محلول در آب هیدرولیز شده و تولید اسید کلریدریک می¬کند. اسید کلریدریک بسیار خورنده بوده وباعث خوردگی فراوانی در صنایع پایین دست می¬شود.

1- وقتی نفت خام همراه آب، در واحدهای مختلف پالایشگاه حرارت داده و گرم می¬شود، آب موجود در آن به شکل بخار خارج می¬گردد ولی نمک محلول در آب در نفت باقی می¬ماند. این نمک یا بشکل کریستال درآمده و یا به صورت ذرات معلق در نفت باقی مانده و باعث گرفتگی در مبدل¬های حرارتی، لوله¬های کوره¬ها، پایین برج تقطیر و سایر تجهیزات بهره برداری می¬گردد. این مساله باعث کاهش راندمان دستگاه¬ها و حتی پایین آوردن کیفیت و محصولات می¬شود. همچنین این نمک باعث گرفتگی راکتورها و خرابی بسترهای کاتالیستیموجود در آنها می¬گردد.
2- آب موجود در نفت باعث افزایش ویسکوزیته آن می¬گردد و افزایش ویسکوزیته انتقال و پالایش نفت را مشکل¬¬تر می¬نماید.
3- آب، درجه API نفت خام را کاهش می دهد، در صورتیکه هر چقدر درجه API نفت خام بیشتر باشد، قیمت آن بالاتر است.
4- با کاهش میزان آب هزینه حمل و نقل نفت کاهش می یابد.
5- در نفت خام، علاوه بر آب، ناخالصی¬های دیگری مانند ذرات بسیار ریز شن، خاک رس،اکسید آهن، گل حفاری، سولفید آهن،آرسنیک، کربن و¬…. وجود دارند. این ذرات می¬توانند مانند نمک، مشکلات فراوانی برای پالایش نفت به وجود آورند. با نمکزدایی از نفت، می¬توان تا حدود زیادی میزان این ذرات را هم علاوه بر نمک کاهش داد.
به دلیل کلیه مسائل مطرح شده در بالا، حذف نمک و آب از نفت خام از اهمیت زیادی برخوردار است و به همین دلیل حداکثر آب و نمک مجاز در نفت در صنایع مختلف تعیین شده، و خریداران، تنها نفتی با خواص مناسب کار خود را خریداری می نماید. این میزان بطور مثال بین 1/0 تا 3 درصد وزنی یا 10 پوند به ازای هر 1000 بشکه (10 PTB ) و یا حداکثر مجاز نمک 29 گرم در متر مکعب می باشد.

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست مطالب:

چکیده…………………………………………………………………………………….1
مقدمه……………………………………………………………………………………. 2

شرح تکنولوژی های نمک زدایی

آب آزاد، آبی است که با نفت مخلوط نشده و صورت فازی کاملاً جدا از نفت در زیر آن قرار می گیرد. از آنجایی که این آب سنگین تر از نفت است، و در نفت پراکنده نشده، می توان به راحتی آنرا پس از زمان اقامت مناسب از نفت جدا کرد. این آب حدوداً ظرف 5 دقیقه از نفت جدا می شود. برای جداکردن این آب معمولاً از مخازن تفکیک گر سه فازی(Three Phase Separators)، مخازن جداسازی آب آزاد (Free Water Knockout Drums) و یا مخازنته نشین کننده (Setting Tanks) استفاده می شود.اختلاف وزن مخصوص آب و نفت باعث جدا شدن دو فاز آب و نفت از یکدیگر می شود. از آنجایی که روش جدا سازی این آب ساده بوده و احتیاج به تکنولوژی خاصی ندارد، توصیه می شود که در همان اولین مراحل فراورش آنرا از نفت جدا نمود، تا هزینه مراحل بعدی کاهش یافته و جداسازی با سهولت بیشتری انجام گیرد. در ضمن مقدار آب آزاد در نفت بستگی به عمر تولید چاه داشته و معمولاً بین 10 تا 50 درصد می باشد.

1-1-2- آب امولسیونی (EMULSIFIED WATER)
اگر آب به صورت قطرات بسیار ریزی درآمده و درون فاز نفت پخش گردد، به دلیل ایجاد سطح زیاد بین قطرات ریز آب و فاز پیوسته نفت، امولسیون تشکیل می شود. وجود مواد فعال کننده سطحی (Emulsifying Agent) مانند مواد پارافینی، آسفالتین، واکس، ذرات جامد و اسیدهای آلی که بطور طبیعی در نفت وجود دارند، شرط لازم برای تشکیل امولسیون آب در نفت است. هر چقدر میزان این مواد در نفت بیشتر باشد، امولسیون به وجود آمده سخت تر و پایدارتر می شود. معمولاً درصد نمک موجود در آب آزاد و امولسیونی با هم برابر است.
به همین دلیل است که نفت بنگستانی نسبت به نفت آسماری بدلیل داشتن مواد پایدار کننده بیشتر، دارای امولسیون های سخت تری است. به عنوان مثال نفت های بنگستانی هم دارای امولسیون های بسیار پایدار و سخت بوده و افت فشار در چاه های بنگستان مزید بر علت شده، در تسهیلات سطح الارضی موجب بوجود آمدن امولسیون های ریزتر و بیشتر می گردد. همچنین چاههای بنگستانی معمولاً درصد آب آزاد کمی دارند، در نتیجه احتمال اینکه به دلیل پایین بودن درصد آب همراه، مقداری نمک در حین عبور از تسهیلات سطح الارضی بصورت کریستال نمک درآید بسیار زیاد است. از بین بردن کامل امولسیون ها تنها با استفاده از روشهای برقی و نمکزداهای دارای میدان های الکتریکی امکان پذیرمی باشد.

نمای شماتیک از  اسکیمر های افقی

نمای شماتیک از اسکیمر های افقی

1-1 آب همراه نفت………………………………………………………………………. 5
1-2-1 آب آزاد…………………………………………………………………………….. 5
1-2-2 آب امولسیونی………………………………………………………………….. 5
1-2-3 آب محلول در نفت……………………………………………………………….. 6
1-3 شرح کلی فرآیند نمک زدایی………………………………………………………. 7
1-4 روش های تصفیه……………………………………………………………………. 8
1-4-1 جداسازی آب نمک از نفت خام با روش ثقلی…………………………………. 8
1-4-2 جداسازی آب نمک از نفت خام با روش های مکانیکی ائتلافی…………….. 13
1-4-3 جداسازی آب نمک از نفت خام با استفاده از مواد تعلیق شکن……………. 16
1-4-4 جداسازی آب نمک از نفت خام با روش حرارتی……………………………… 18
1-4-5 جداسازی آب نمک از نفت خام با روش الکتریکی…………………………… 26
1-4-6 روش سانتریفیوژ و فیلتراسیون …………………………………………………..53
1-5 بررسی سیستم های نمک زدایی از لحاظ تعداد مراحل……………………….. 59
1-5-1 نمک زدایی یک مرحله ای…………………………………………………………. 59
1-5-2 نمک زدایی دو مرحله ای …………………………………………………………..61
1-5-3 نمک زدایی چند مرحله ای………………………………………………………….. 62
1-6 اختلاط……………………………………………………………………………………. 65
1-6-1 MANUAL GLOBE VALVE ا……………………………………………………………66
1-6-2 MIXING VALVESا…………………………………………………………………….. 66
1-6-3 STATIC MIXERS ا……………………………………………………………………68
1-6-4 MECHANICAL MIXERSا…………………………………………………………… 69

توصیف تکنولوژی های تصفیه پساب

یکی از مسائلی که در عملیات نمک زدایی از نفت در میادین نفتی مطرح می باشد، تولید پسابهای آلوده به نفت می باشد. جهت جداسازی آلودگی نفتی از پسابهای تولیدی تجهیزات متفاوتی بسته به شرایط و مشخصات پساب می توان در نظر گرفت.
بنا به اینکه محل دفع پساب تصفیه شده، تزریق به لایه زیرزمینی ، دفع در دریا و یا رودخانه،… و یا استفاده مجدد از آب تولیدی باشد، روش انتخاب تکنولوژی حذف نفت از پساب متفاوت خواهد بود که به طور کلی می توان گفت که پساب خروجی از واحد نمک زدایی می بایست قبل از دفع تا اندازهای مورد تصفیه گردد که میزان نفت آن بنا به محل دفع تا حد مجاز و استاندارد محیط زیست کاهش یابد و از طرفی ذرات جامد معلق نیز باید قبل از تزریق از پساب جدا گردند.
اگر چنانچه پساب تصفیه شده به لایه های زیرزمینی و یا چاههای دفع تزریق می شود می بایست قبل از تزریق عمل اکسیژن زدایی نیز بر روی آن صورت گیرد که این عمل توسط عریان کننده های تخت خلاء یا با تزریق گازی انجام می شود و اگر لازم است که میزان اکسیژن تا حد پایین کاهش یابد از مواد شیمیایی (Oxygen Scavenger) استفاده می شود و نیز جهت از بین بردن باکتریهای SRBاز مواد شیمیایی Biocide و جهت جلوگیری از رسوب مواد شیمیایی Scale Inhibitor قبل از تزریق به چاه استفاده می شود.
2-2- دسته بندی نفت درون آب
نفت از نظر خصوصیات فیزیکی و جداسازی از آب در 5 گروه طبقه بندی می شوند:
1- نفت آزاد : این دسته به سرعت تحت شرایط سکون به سطح مایع می آیند.
2- نفت با پراکندگی مکانیکی : ذرات کوچکی هستند که قطر آنها در حد میکرون تا میلیمتر است به علت بار الکتریکی و یا سایر نیروها به این حالت در آمده اند و در این حالت ثبات زیادی ندارند.
3- امولسیون های پایدار شیمیایی: ذرات نفت مشابه گروه دوم هستند که به دلیل عوامل شیمیایی دارای ثبات بیشتری می باشند.
4- نفت محلول : این گروه حالت محلول دارند. ذرات نفت بسیار کوچک هستند. (کمتر از 5 میکرون قطر دارند) و معمولاً حذف این گروه توسط روشهای متداول فیزیکی مشکل است.
5- ذرات نفتی که به سطح ذرات چسبیده اند: این گروه، جامدات موجود در پساب را بعنوان پایه انتخاب کرده و بر روی آن می چسبند.
پساب پالایشگاههای نفت حاوی نفت به صورت آزاد و امولسیون می باشد.
2-3- روشهای حذف نفت از پساب
روشهای متداول جهت جداسازی نفت عبارتند از:
1- جداسازی ثقلی.
2- ائتلاف.
3- فیلتراسیون.
4- شناور سازی با هوا.
5- انعقاد، لخته سازی و ته نشین سازی.
6- هیدروسیکلون.
7- تصفیه بیولوژیک.
مزایا و معایب روشهای فوق در جدول زیر آمده است.
در تصفیه اولیه نفت آزاد و غیر امولسیون حذف می گردد و در مراحل بعدی با استفاده از روشهای گوناگون امولسیون آب-نفت شکسته شده و این دسته از مواد برطرف میگردند.
تعیین روش حذف به نوع نفت بستگی دارد زمانیکه مقادیر قابل توجهی از نفت از نوعی باشند که براحتی به سطح می آیند (نفت آزاد) جداسازی ثقلی روش مطلوب و مناسبی خواهد بود و برای حذف نفت امولسیونی و کلوئیدی روش استفاده از گاز (IGF) و نیروی سانتریفوژ همراه با استفاده از مواد منعقد کننده شیمیایی مناسب است.

HYDRAULIC INDUCED GAS FLOATATION

HYDRAULIC INDUCED GAS FLOATATION

2-1 مقدمه کلی برای بررسی سیتم های جداسازی نفت از آب………………………..72
2-2 دسته بندی نفت درون آب………………………………………………………………. 72
2-3 روش های حذف نفت از پساب…………………………………………………………..73
2-3-1 جداسازی ثقلی (تصفیه اولیه)………………………………………………………… 74.
2-3-2 شناورسازی……………………………………………………………………………….114
2-4 مقایسه فنی بین تکنولوژی های مربوط به واحد تصفیه پساب………………………. 115
نتیجه گیری…………………………………………………………………………………….. 123
منابع………………………………………………………………………………………………. 124

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست جداول:

مقایسه تصفیه کننده های افقی صفحه ای……………………………………………………..24
مزایا و معایب روش های حذف نمک…………………………………………………………….. 74
قابلیت انحلال هوا در آب و خصوصیات مربوطه…………………………………………………… 87
پارامترهای طراحی سیستم DGFا……………………………………………………………….. 89

فهرست نمودارها:

نمودار عمومی برای میزان کاهش دمای عملیاتی در تکنولوژی DUAL POLARITYا…………. 37
نمودار عمومی برای درصد کاهش حجم بر حسب دما …………………………………………….37
نمودار عمومی برای افزایش میزان جریان مورد فرآورش…………………………………………… 37
مقایسه کلی بین روش های حذف روغن………………………………………………………….. 116
میزان جداسازی روغن بر حسب سایز در تجهیزات مختلف………………………………………… 117
مقایسه کلی بین روش های حذف روغن بر اساس سایز ذره………………………………………. 118
مزایا و معایب روش های جداسازی روغن……………………………………………………………. 119

فهرست شکل ها:

تانک شستشو…………………………………………………………………………………………….. 11
فرآیند ائتلاف قطرات آب در نفت در صفحات کنگره ای سیستم………………………………………..15
تصفیه کننده عمودی با گرمکن…………………………………………………………………………….. 20
تصفیه کننده افقی با گرمکن………………………………………………………………………………. 21
تصفیه کننده های افقی با جریان عمودی………………………………………………………………… 22
تصفیه کننده افقی صفحه ای………………………………………………………………………………. 24
تصفیه کننده الکتریکی………………………………………………………………………………………. 28
تکنولوژی TRIGRID & TRIDMAX ا………………………………………………………………………….31
تکنولوژی DUAL POLARITY در نمک گیرهای برقی…………………………………………………….. 35
شماتیک قرار گرفتن الکترودها در تکنولوژی DUAL POLARITYا………………………………………… 36
شماتیک میدان های الکتریکی ایجاد شده در تکنولوژی DUAL POLARITY ا…………………………..36
شماتیک از تکنولوژی TRIVOLT در نمک گیر های برقی…………………………………………………. 43
نمک زدایی BILECTRIC ا……………………………………………………………………………………….47
نمای عمومی از نمک زدای BILECTRIC ا…………………………………………………………………..48
سطح مقطع نمک زدای BILECTRICا………………………………………………………………………. 48
روش EDDا…………………………………………………………………………………………………….. 50
روش CEC ا……………………………………………………………………………………………………..51
روش ELECTROMAX DESALTERا………………………………………………………………………….. 52
تکنولوژی سانتریفوژ……………………………………………………………………………………………. 55
تکنولوژی CIP ا…………………………………………………………………………………………………..57
تکنولوژی TAا…………………………………………………………………………………………………… 58
فرآیند نمک زدایی یک مرحله ای ……………………………………………………………………………..61
فرآیند نمک زدایی دو مرحله ای………………………………………………………………………………. 62
فرآیند نمک زدایی چند مرحله ای…………………………………………………………………………….. 64
MIXING VALVE ا………………………………………………………………………………………………..67
MECHANICAL MIXER ا………………………………………………………………………………………..70
جداکننده API ا…………………………………………………………………………………………………..76
اسکیمرهای عمودی…………………………………………………………………………………………… 78
اسکیمرهای افقی………………………………………………………………………………………………. 79
جداکننده CPIا……………………………………………………………………………………………………. 81
جداکننده PPIا…………………………………………………………………………………………………….. 82
جداکننده SP-PACK ا………………………………………………………………………………………………85
DISPERSED GAS FLOATAION UNIT WITH INDUCTOR HYDRAULIC INDUCED GAS FLOATATION ا91
HYDRAULIC INDUCED GAS FLOATATION .ا………………………………………………………………..92
MECHANICAL INDUCED GAS FLOATATION ا……………………………………………………………….94
نمای شماتیک فیلتر NUTSHELL ا………………………………………………………………………………..97
نمای عمومی FILTER BACKWASH SEQUENCE NUTSHELL ا………………………………………………98
NUTSHELL FILTER BACKWASH SEQUENCE, FILTER CYCLEا………………………………………….. 99
NUTSHELL FILTER BACKWASH SEQUENCE, FLUIDIZATION ا…………………………………………100
NUTSHELL FILTER BACKWASH SEQUENCE, DISCHARGEا……………………………………………. 101
NUTSHELL FILTER BACKWASH SEQUENCE, SETTLING ا………………………………………………102
NUTSHELL FILTER BACKWASH SEQUENCE, NORMALIZATION ا………………………………………..103
نحوه عملکرد FIL-TORE ا………………………………………………………………………………………..107
نحوه عملکرد TORE ا………………………………………………………………………………………………108
هیدروسیکلون………………………………………………………………………………………………………. 110
نحوه عملکرد هیدروسیکلون………………………………………………………………………………………. 111
هیدروسیکلون صنعتی……………………………………………………………………………………………….112

 



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان