مطالعه تجربي و بهينه‌سازي جذب به عنوان يك تكنيك امولسيون‌زدايي در سيستم‌هاي آب-نفت با استفاده از جاذب زيستي كيتوزان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نفت

كارشناسي ارشد

كيتوزان يك پليمر طبيعي حاصل از پوسته سخت‌پوستان است كه مشكلات زيست‌محيطي مواد شيميايي را ندارد و به¬دليل گروه‌هاي آميني كه دارد باعث مي‌شود خاصيت جذب آب بالايي داشته¬باشد. براي بررسي توانايي كيتوزان در جداسازي فاز آب-نفت، ابتدا امولسيون‌هاي آب در نفت مصنوعي با نسبت‌هاي مختلف آب و نفت از40/60 تا 5/95 ساخته شده و با توجه به نسبت فازها، با افزودن تدريجي 1/0 تا 1 گرم از سورفكتانت¬هاي SDS، تويين80 و سي تب پايدار شدند كه سورفكتانت تويين80 بهترين عملكرد را داشت. سپس با آزمون جدايش فازي، پايداري امولسيون‌ها بررسي شد. امولسيون‌هاي آب در نفت تهيه شده به مدت 14 روز تحت مشاهده قرار گرفتند. نتايج نشان داد امولسيون بدون سورفكتانت سريعا ناپايدار مي‌شود، اما استفاده از سورفكتانت‌ها ميزان و سرعت جدايش فازي را كاهش مي‌دهد، به‌طوري‌كه تويين80 منجر به 40 درصد جدايش فازي در مدت زمان 14 روز مي‌شود، استفاده همزمان SDS و تويين80 با اثر هم‌افزايي مثبت، باعث كاهش جدايش فازي به 20 درصد در همين مدت زمان گرديد. براي بررسي توانايي كيتوزان در جداسازي فازهاي امولسيون آب در نفت، گرانول‌هاي كيتوزان با تركيب گلوتارآلدهيد و محلول كيتوزان حل شده در آب و استيك اسيد، سنتز شده و به امولسيون¬ها اضافه گرديد. نسبت گلوتارآلدهيد به كيتوزان استفاده شده، 2/0 تا 2 درصد وزني است كه محدوده امن استفاده از گلوتارآلدهيد مي¬باشد و به صورت قطره اي با سرنگ انسولين به قطرات محلول كيتوزان بر روي ظروف پتري اضافه شد. گرانول‌ها طي فرايند جذب، مولكول‌هاي آب را به دليل دارا بودن گروه‌هاي آمين آزاد و گروه¬هاي هيدروكسيل جذب كرده و بدين ترتيب فاز آبي از امولسيون جدا شده و در پايين قرار مي¬گيرد و فاز بالايي غني از نفت باقي مي‌ماند. امولسيون‌هاي آب در نفت با سه نسبت 40/60، 25/75 و 10/90 تهيه شدند، سپس با استفاده از گرانول‌هاي كيتوزان، فرايند جذب و جداسازي مجدد فازهاي آب و نفت صورت گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش ميزان گرانول¬هاي كيتوزان از31/0 تا 2 گرم در امولسيون 25/75، درصد جداسازي فازها از %28 تا %95 افزايش يافت. اما در امولسيون 10/90 با استفاده از 35/1 گرم گرانول، به همين ميزان جداسازي 95 درصدي مي¬رسيم. بنابراين مشاهده مي‌شود كه با افزايش نسبت آب، مقدار بيشتري گرانول كيتوزان مورد نياز است. همچنين افزايش غلظت كيتوزان از 1 گرم به 8/1 گرم در محلول كيتوزان حل شده در 100 ميلي¬ليتر آب و 3 درصد حجمي استيك اسيد، منجر به كاهش عملكرد گرانول‌هاي كيتوزان در جداسازي امولسيون‌هاي آب در نفت مي‌گردد. همچنين با افزايش pH از 1 تا 7، درصد جدايش¬فازي افزايش و در pH=7 به حداكثر مي‌رسد، اما پس از آن كاهش مي‌يابد. همچنين با افزايش زمان خشك شدن گرانول¬هاي كيتوزان، بازده جداسازي افزايش مي‌يابد. به‌طوركلي، نتايج نشان داد استفاده از تكنيك جذب و جاذب زيستي كيتوزان، روش مؤثري براي جداسازي فاز آب از نفت در امولسيون‌ها است.

226701

مخازن

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان