اثر میدان الکتریکی در جداسازای امولسون نفت در آب

محققین دانشگاه علم و صنعت ایران به منظور بررسی اثر میدان الکتریکی بر عملکرد فرایند جداسازی امولسیون نفت در آب، این فرایند را به مدلسازی و به طور تجربی بررسی کردند.

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری «انرژی امروز»، در سال های اخیر با گسترش مطالعات مدلسازی در زمینه فرآیندهای غشائی، اطلاعات ارزشمندی در خصوص نحوه شکل گیری لایه قطبش غلظتی و کاهش شار در طول زمان به دست آمده است. در این میان، فرآیند جداسازی غشائی امولسیون نفت در آب به دلیل اهمیت آن از منظر تصفیه آب آلوده در نواحی نفت خیز، بخش عمده ای از توجه محققان را به خود اختصاص داده است.

بدین منظور محققین دانشگاه علم و صنعت با تکیه بر قابلیت های روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به کمک نرم افزار فلوئنت (FLUENT)، یک مدل میکروسکوپی برای بررسی رفتار قطره نفتی توسعه یافتند. این مدل با کمک اطلاعات آزمایشگاهی استخراج شده از منابع مطالعاتی، اعتبارسنجی شده است. در مرحله بعد محققین با استفاده از نرم افزار Design expert، به کمک روش های طراحی آزمایش، تأثیر شرایط مختلف عملیاتی و فیزیکی بر فشار بحرانی تراوش به عنوان معیاری از رفتار قطره را مورد مطالعه قرار دادند.

در این پژوهش فشار بحرانی تراوش در قالب یک رابطه درجه دوم با خطای 7 درصد در مقایسه با نتایج مدل CFD، در شرایط بهینه، بیان شده است. همچنین برای کاهش پدیده گرفتگی غشا توسط قطرات نفت از قابلیت نیروی دی الکتروفورز در دفع قطرات نفتی از سطح غشا استفاده شد. مطالعه تئوری تاثیر القای میدان از طریق توسعه مدل میکروسکوپی الکترومیکروفیلتراسیون، کارایی القای میدان الکتریکی بر بهبود فرآیند را اثبات کرد. اعتبار این مدل نیز به کمک اطلاعات آزمایشگاهی موجود در مراجع در خصوص فاصله تأثیرگذاری نیروی دی الکتروفورز، تائید شد.

محققین به منظور بررسی امکان عملیاتی شدن فرایند الکتروفیلتراسیون نفت در آب، یک سیستم آزمایشگاهی الکترومیکروفیلتراسیون بر پایه القای میدان الکتریکی متناوب طراحی و ساختند. این سیستم در شرایط عملیاتی معین و فقط با تغییر اختلاف پتانسیل الکتریکی، تأثیرگذاری استفاده از انرژی الکتریکی در بهبود عملکرد سیستم را به اثبات می رساند. با در نظر گرفتن فشار عملیاتی، سرعت جریان خوراک، غلظت فاز نفتی و اختلاف پتانسیل الکتریکی به عنوان متغیرهای سیستم، کمیت های شار تراوشی در حالت پایا و مقدار درصد پس زنی نفت از غشا به عنوان دو پاسخ سیستم، انتخاب شدند.

در نهایت تابعیت هریک از پاسخ ها از متغیرهای سیستم، بر اساس نتایج آزمایش ها ارائه شده است که در نقطه بهینه به ترتیب 4 3 و 6 درصد خطا در شار پایا و مقدار درصد پس زنی نسبت به نتایج آزمایشگاهی داشتند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که القای جریان الکتریکی در جداسازی امولسیون نفت در آب تاثیر مثبتی دارد و باعث بهبود این فرایند می شود.

مهندس مریم عباسی منفرد ، دانشجوی دوره دکتری مهندسی‌شیمی ، سه شنبه نهم آبان ماه 1396، از رساله خود با عنوان «بررسی تجربی و مدلسازی اثر میدان الکتریکی بر عملکرد فرآیند جداسازی غشائی امولسیون  نفت  در آب» با راهنمایی دکتر نوراله کثیری و  دکتر تورج محمدی دفاع خواهد نمود.