مدل سازي تلفيقي رسوب آسفالتين با تئوري هاي ترموديناميكي حلاليت و معادله حالت PC_SAFT

كارشناسي ارشد

نفت خام مخلوطي از تركيبات مختلف آلي با نقاط جوش متفاوت است در طول فرايند استحصال نفت خام، از استخراج تا فرآوري، شرايط هيدروديناميكي و نيز ترموديناميكي تغيير مي كند. اين تغييرات در مواردي باعث بروز مشكلاتي در بخش هاي مختلف صنايع نفتي مي گردد. يكي از شناخته شده ترين و مهم ترين اين مشكلات، رسوب آسفالتين است كه باعث تحميل هزينه هاي فراوان در طول فرآيند استحصال نفت خام مي گردد. از اين رو پيش بيني شرايط تشكيل رسوب آسفالتين، براي جلوگيري از اين مشكل اهميت فراواني دارد. به دليل ناشناخته بودن ساختار آسفالتين، روش مناسب براي ازبين بردن مشكلات رسوب، پيش بيني و جلوگيري از تشكيل رسوب است. نتايج نشان مي دهند ترموديناميك مي تواند با معادلات حالت بر پايه مدل مولكولي در فهم بهتر مكانيزم رسوب به ما كمك كند، اگرچه بايد آزمايشات تجربي بيشتري براي اضافه كردن جزييات بيشتر به مدل هاي مختلف ترموديناميكي انجام شود. همچنين به دليل مشخص نبودن مكانيزم رسوب استفاده از معادلات و مدل هاي جديد همچنان ادامه دارد. در اين پژوهش، تئوري فلوري هاگينز با دو معادله حالت پي سي سفت و پنگ رابينسون تركيب شده است. وهمچنين آسفالتين به صورت ماكرومولكول هايي كه داراي خاصيت پيش تجمعي مي باشند فرض شده اما خاصيت تجمعي اين ماكرومولكول ها با يكديگر و با ديگر اجزا تركيب ناديده گرفته شده است. در اين مدل سازي آسفالتين شبه مايع در نظر گرفته شد و هر دو حالت تك جز و چند جز براي آن بررسي شد. به منظور تقسيم آسفالتين به چند جز از قوانين مخلوط ها استفاده شد. از آنجايي كه براي تيتراسيون از سه نرمال آلكان مختلف استفاده شد، لذا نياز به گسترش بخش برش سنگين نفت خام بود. همچنين فشار حباب و فشار رسوب براي دما هاي مختلف به دست آمده است. مهم ترين پارامتر در اين روش حلاليت مي باشد؛ در واقع حلاليت را مي توان فشاري كه مولكول هاي دو ماده نسبت به هم وارد مي كنند تعريف كرد كه از طريق محاسبه انرژي چسبندگي محاسبه مي شود. پارامتر حلاليت در تنظيم نمودار هاي تيتراسيون و فشار رسوب مورد استفاده قرار گرفت. اين پارامتر براي آسفالتين معمولا بين 〖MPa〗^0.5 19-25 مي باشد. طبق نتايج اين پژوهش مي توان گفت تقسيم آسفالتين به چند جز تاثير بسيار خوبي در محاسبه فشار رسوب داشته است اين موضوع در نمودار هاي هر دو سيال به وضوح مشخص مي باشد. ميانگين خطاي به دست آمده براي پيش بيني فشار حباب براي نمونه اول (C1) و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكرد چند جز 8 درصد وبراي معادله حالت پي سي سفت 2.8 درصد مي باشد؛ همچنين براي نمونه دوم (Y3) و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكرد چند جز 6.6 درصد و براي معادله حالت پي سي سفت 6.7 درصد مي باشد. براي پيش بيني فشار رسوب براي نمونه اول و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكردچند جز 1.4 درصد وبراي معادله حالت پي سي سفت 0.7 درصد مي باشد؛ همچنين در نمونه دوم و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكرد چند جزيي 6.6 درصد و براي معادله حالت پي سي سفت 6.7 درصد مي باشد. در تيتراسيون براي نمونه اول و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكرد چند جز به ترتيب 2.6 و 10.2 و 7.4 و براي معادله حالت پي سي سفت با رويكرد چند جز به ترتيب 2.3 و 8.9 و 6.6 مي باشد؛ براي نمونه دوم و با استفاده از معادله حالت پنگ رابينسون با رويكرد چند جز به ترتيب 2.3 و 7.3 و 1.5 همچنين براي معادله حالت پي سي سفت چند جز به ترتيب 1.8 و 3.9 و 1.5 مي باشد. به طور كلي مي توان گفت معادله حالت پي سي سفت بر معادله حالت پنگ رابينسون برتري دارد و مدل چند جزيي باعث بهبود كار مي شود.

212166

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نفت- مهندسي مخازن هيدروكربوري

مهدي عصاره