بهبود خواص نفت سنگین در سامانه کاویتاسیون هیدرودینامیک: اثر حضور منبع هیدروژنی و نانوذرات فلزی

کاویتاسیون یکی از تکنیک‌هایی است که می‌توان از آن برای افزایش کارایی فرآیند پالایش باقی‌مانده‌های برج تقطیر و یا افزایش استحصال ترکیبات سبک‌تر و مفیدتر نفت خام سنگین و افزایش کیفیت آن استفاده کرد.

فروپاشی سریع حباب که در حالت آدیاباتیک اتفاق می‌افتد باعث افزایش ناگهانی فشار و دمای موضعی سیال می‌شود. شرایط پیش آمده به‌گونه‌ای است که می‌تواند باعث شکستن پیوند بین اتم‌ها، ایجاد و انتشار رادیکال‌های فعال در محیط و در نتیجه انجام واکنش‌های شیمیایی و همچنین فعال شدن کاتالیست‌های مجاور حباب‌های در حال فروپاشی شود. در مقاله مورد بررسی محققان دانشگاه تهران، از سامانه آزمایشگاهی کاویتاسیون هیدرودینامیک برای بهبود خواص نفت کوره پالایشگاه لاوان استفاده کردند. سامانه آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق، یک سامانه خودساخته فلزی است که مقدار ۶ الی ۸ لیتر سیال خوراک از طریق یک پمپ دوار در آن به گردش در می آید و امکان نمونه گیری از خروجی محفظه کاویتاسیون در فواصل زمانی مختلف در آن وجود دارد. در آزمون‌های این تحقیق، از بنزین به‌عنوان منبع تولید هیدروژن و همچنین از نانوذرات آهن به‌عنوان کاتالیست برای بهبود خواص نفت سنگین استفاده شده است. مهم ترین آنالیز استفاده شده در طول آزمون های این تحقیق برای سنجش میزان سبک سازی نفت سنگین به کار گرفته شده، آنالیز گرانروی است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از ۱% حجمی بنزین در فرآیند کاویتاسیون می‌تواند گرانروی نفت سنگین را در مدت زمان ۱۰ دقیقه به‌میزان ۱۹ % کاهش دهد. همچنین حضور نانوذرات آهن در این فرآیند باعث افزایش سرعت مصرف هیدروژن و در نتیجه افزایش سرعت کاهش گرانروی در حضور منبع هیدروژنی مناسب می‌شود؛ در واقع ذرات فلزی نقش ناپایدارکننده امولسیون را ایفا می کنند که با مهاجرت به سطح تماس قطره و خنثی کردن اثر سورفاکتنت هایی که باعث تشکیل امولسیون شده اند و منقطع کردن فیلم بین سطحی، باعث ناپایدار شدن و از بین رفتن امولسیون می شوند.

مجله: پژوهش نفت

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان:

محمد عسگریان۱، علی وطنی۱، محسن عدالت۱

۱دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران

ایمیل مسئول مقاله: askarianm@ut.ac.ir

کلیدواژه ها:

کاویتاسیون هیدرودینامیک؛ منبع هیدروژنی؛ نفت سنگین؛ کاهش گرانروی؛ نانوذرات آهن

لینک دریافت مقاله: http: pr.ripi.ir article_769_b041b33b14550c04378aa8051c5db902.pdf