پیشینه تحقیق رسوب واکس و تئوری های واکس و تئوری های مختلف تعادل ترمودینامیکی رسوب واکس دارای ۷۲ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

فصل اول: اهمیت رسوب واکس    ۶
۲-۱- مشکلات رسوب واکس    ۶
۲-۲- توصیف واکس    ۸
۲-۲-۱ – تبلور واکس    ۸
۲-۲-۲- رسوب واکس(wax deposition)    ۹
۲-۳- ماهیت واکس    ۱۱
۲-۴- عوامل موثر در تشکیل رسوب واکس    ۱۹
فصل دو: تئوری های واکس    ۲۲
۳-۱- تئوری هیدرودینامیکی واکس    ۲۲
۳-۱-۱ نفوذ مولکولی    ۲۲
۳-۱-۲- نفوذ براونین    ۲۳
۳-۱-۳- پراکندگی برشی    ۲۳
۳-۱-۴- نشست گرانشی    ۲۴
۳-۱-۵- ورقه ورقه شدن رسوبات واکسی    ۲۴
۳-۲- مدل دینامیکی رسوب    ۲۴
۳-۳- رسوب پارافین در سیستم های جریان تکفازی    ۲۶
۳-۴- رسوب پارافین در سیستم های جریان چند فازی    ۲۷
۳-۴-۱-اثر ترکیب سیال    ۲۸
۳-۴-۲- اثر الگوی جریان    ۲۹
۳-۵- مروری بر روش های ته نشینی واکس    ۳۰
۳-۵-۱- معرفی مدل ریگ، رایدال و رونینگسن    ۳۰
۳-۵-۲- مدل متزین(Matzain)    ۳۳
۳-۵-۳- مدل هیدرو(Hydro)    ۳۵
۳-۵-۴- مدل دانشگاه میشیگان(University of Michigan Model)    ۳۷
۳-۶- شبیه سازی واکس توسط نرم افزار الگا(OLGA)    ۳۸
۳-۷- پارامترهای واکس    ۳۹
پارامترهای تنظیم شونده:    ۴۱
فصل سوم: تئوری های مختلف تعادل ترمودینامیکی رسوب واکس    ۴۲
۴-۱- تعادل فازی    ۴۲
۴-۲- بررسی ترمودینامیکی تشکیل رسوبات واکس    ۴۶
۴-۲-۱ مدل لیرا-گالنا    ۴۷
۴-۲-۲-مدل اریکسون    ۴۸
۴-۲-۳-مدل پدرسن و مدل های تصحیح شده ی آن    ۴۸
۴-۲-۴-مدل وُن    ۴۹
۴-۲-۵-مدل کوتینیو    ۴۹
۴-۳-بررسی تفصیلی مدل های ارائه شده    ۴۹
۴-۴- ترمودینامیک تعادل بخار،مایع و جامد    ۵۶
فصل پنج :پیشینه    ۵۷
مقدمه    ۵۷
۵-۱- پیشینه    ۵۷
فهرست منابع    ۶۱

منابع

[۷]     Venkatesan, R. and Creek, J.L., “Wax Deposition During Production Operations: SOTA”, paper OTC 18798 presented at 2007 Offshore Technology Conference, Houston, Texas, April 30-May 3, 2007

[۸]       Hammami, A.; Ratulowski, J.; Coutinho, J. A. P.: “Cloud Points: Can We Measure or Model Them”, Petroleum Science and Technology, Vol. 21, number 3-4, pp345-358, 2003.

[۹]       Elsharkawy, A. M.; Al-Sahhaf, T. A.; Fahim, M. A.; Al-Zabbai, W.: “Determination and Prediction of Wax Deposition from Kuwaiti Crude Oils”, SPE Paper No. 54006, Presented at Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference held in Caracas, Venezuela, April 21–۲۳, ۱۹۹۹٫

[۱۰]    Singh, P.; Venkatesan, R.; Fogler, H. S.; Nagarajan, N. R.: “Morphological Evolution of Thick Wax Deposits during Aging”, AJChE Journal, Volume 47, No. 1, pp 6–۱۸, May 2001.

[۱۱]    Singh, P.; Venkatesan, R.; Fogler, H. S.; Nagarajan, N.: “Formation and Aging of Incipient Thin Film Wax-Oil Gels”, AJChE Journal, Volume 46, No. 5, pp1059-1074, May 2000.

[۱۲]    Misra, S., Baruah, S., Singh, K., SPE Prod. Facilities 10 (1995). 50-54

[۱۳]    Mozes, G. , Freund, M., Csikos, R., , Keszthelyi, S. ,“Chemical crystallographical, and Physical Properties of liquid Paraffins and Paraffins Waxes, in Paraffin Product, Properties, Technologies, Applications”, Mozes, G.,ED, Elsevier Scientific, New York, 1982.

[۱۴]    Ronningsen, H.P., Bjorndal, B., Hansen, A.B., Pedersen, W.B., Energy Fuels, 5 (1991) 895-908.

[۱۵]    Yang, X.L., Kilpatrick,  P., Energy & Fuels 19 (4) (2005),1360-1375.

[۱۶]      Singh, P., Venkatesan, R., Fogler, H. S., Nagarajan, N., AIChE J. 46 (5) (2000) 1059-1074.

[۱۷]      Garcia, M.D., Area, M., Carbognani, L., Urbina, A., Pet Sci and Tech 19 (2001) 189-196.

[۱۸]    Garcia, M.D., Urbina, A., Pet Sci and Tech 23 (2003) 863-878.

[۱۹]      Briard, AJ., Bouroukba, M., Petitjean, D., Hubert, N., Moise, J.e., Dirand, M., Fuel 85 (2006) 764-777.

[۲۰]    Bishop, A.N. Philip, R.P. , Allen, J., and Ruble,  T.E. ,Donoslia-San    Sebastian, Spain, 1995.

[۲۱]      Srivastava, S.P. J. Phys Chem Solids 54 (1993) 639-645.

[۲۲]      Musser, BJ. and Kilpatrick,  P.K. Energy & Fuels 12 (1998) 715-721.

[۲۳]      Hammami, A. and Raines, M.A. MSPEJ (March 1999) 9.

فصل اول: اهمیت رسوب واکس

۲-۱- مشکلات رسوب واکس

با بوقوع پیوستن مشکل رسوب واکس، صنعت نفت برای چندین دهه دچار مشکل شده است، همزمان با ایجاد دو نگرانی اصلی -فنی و اقتصادی-. رسوب واکس می تواند خفیف، و یا می تواند به اندازه کافی شدید باشد که آن را غیر فابل کنترل کند (شکل ۲-۱).

مسائل فنی در ارتباط با رسوب موم عبارتند از :

کاهش تراوایی و آسیب سازند زمانی که در چاه و اطراف آن رخ می دهد.

کاهش در قطر داخلی و نهایتاً بسته شدن لوله های تولید جریان.

تغییرات در ترکیب مایع مخزن و رئولوژی مایع به علت جدایی فازها بواسطه ی رسوب  ماده جامد رسوب واکس.

فشار اضافی وارده برای پمپاژ بر تجهیزات برای جبران افت فشار در امتداد خط جریان در نتیجه ی تغییرات رئولوژیکی به جهت شروع به تبلور واکس.

از این رو، کنترل رسوب واکس ضروری است. برای پرداختن به موضوع رسوب واکس، سه پدیده ی مهم در نظر گرفته می شود : تشکیل رسوب واکس، نشست پویای واکس و انتقال حرارت از چاه. انسداد واکسی، که از رسوب واکس به دست آمده، ژلی است که حاوی بلورهای واکس جامد و مایع به دام افتاده.[۷] رسوب واکس پدیده ی ترمودینامیکی است که منجر به رسوب بلورهای واکس جامد می شود. رسوب پویا ی واکس پدیده ای که در آن یک ژل با بلورهای واکس و مایع تشکیل شده، می باشد. رسوب واکس به منظور توسعه راه حل های کنترل رسوب موم در چاه باید دقیقاً توصیف گردد.

واکس یک اصطلاح کلی است برای توصیف تمام انواع ماده جامد که رسوب کرده اند و یا در طی سرد یا گرم شدن در محلول حل شده اند، بکار می رود.درجه حرارت ظاهر شدن واکس(WAT) درجه حرارتی است که در آن بلور واکس برای اولین بار دیده می شود؛ آن را نیز نقطه ابری شدن می نامند.دمای تشکیل واکس نفت مخزن ذخیره (STO) با استفاده از Cross polar microscopy اندازه گیری شده و برای  نفت زنده live oil)) از high pressure cross polar microscopy استفاده می گردد.درجه حرارتی که در آن تمام بلورهای واکس به درون نفت برمی گردند به عنوان درجه حرارت انحلال واکس شناخته می شود (Wax Dissolution Temperature). دمای انحلال واکس معمولا بالاتر از دمای تشکیل واکس می باشد.

رسوب واکس در طول تولید نفت خام پارافینی و حمل و نقل آن، یکی از جدی ترین مشکلات در عملیات پایین دستی  و بالا دستی است که با آن مواجه هستند. این رسوبات به طور عمده توسط نرمال پارافین ها (آلکان ها ی خطی) و مقدار کمی از پارافین شاخه دار و همچنین ترکیبات آروماتیک تشکیل می شود. نفتن ها (حلقوی ها) و پارافین های با زنجیره بلند نیز به تشکیل واکس میکروکریستالی کمک نموده و تأثیر قابل توجهی در الگوهای رشد میکروکریستال ها دارد. تعداد مولکول کربن پارافین ها ی موجود در لایه رسوب واکس از ۱۵ اتم به بالاتر شناخته شده است. وقتی رسوب واکس شکل گرفت، به شکل کریستال خوشه ای است، که تشکیل یک ساختار کریستالی می دهد. کریستالی ذاتاً ترمو-پلاستیک بوده و می تواند به صورت جامد و یا مایع در محلول، بسته به درجه حرارت و شرایط فشار نفت خام وجود داشته باشد. تکنیک های پیشرفته تحلیلی این امکان را بوجود آورده اند تا ۱۶۰ اتم کربن در این رسوبات تشخیص داده شود.

۲-۲ توصیف واکس

 ۲-۲-۱- تبلور واکس

تبلور به طور کلی فرآیند جداسازی فاز جامد از محلول همگن می باشد، فاز جامد جدا شده به صورت بلور(کریستال) است. پارافین ها (واکس) در محلول به عنوان اجزای طبیعی نفت خام باقی می ماند تا زمانی که درجه حرارت نزدیک و یا پایین تر از حد حلالیت آنها برسد. جدایی واکس (فاز جامد) از نفت (فاز مایع) در شرایط مطلوب غالب[۸] به عنوان تبلور یا رسوب واکس اشاره شده است. دو نوع از کریستال های واکس متمایز شناخته شده اند.[۹] واکس ماکرو-کریستالی تشکیل شده عمدتا از نرمال پارافین ها و واکس میکرو-کریستالی متشکل از ایزو-پارافین ها و نفتن ها ( پارافین های حلقوی).

تشکیل بلورهای واکس شامل دو مرحله هسته زایی است. هنگامیکه حد حلالیت نزدیک می شود، انرژی جنبشی مولکول های پارافینی در نتیجه ی کاهش درجه حرارت کاهش می یابد. نتیجه کاهش این انرژی جنبشی، مانع حرکت مولکول های واکسی شده، منجر به کاهش مستمر و بسته شدن فضای بین مولکول ها می شود. با توجه به ادامه ی این روند، مولکول های واکس درهم پیچیده، تشکیل خوشه های بزرگتر و با ثبات پس از رسیدن به یک اندازه بحرانی قطعی است. اندازه بحرانی وابسته به شرایط حاکم است. با این حال، خوشه دوباره زمانی که اندازه بحرانی به دست نیامده باشد حل شده  ناپایدار می گردد.

این خوشه ها به عنوان هسته نامیده می شود. هسته هایی که به اندازه بحرانی خوشه می رسند تعداد فزاینده ای از مولکول ها به آنها تحت شرایط حاکم چسبیده، که منجر به افزایش اندازه بلورهای واکس می گردد. این فرآیند افزایش در اندازه، به عنوان “مرحله رشد کریستال واکس” شناخته شده است. هسته زایی و رشد در نفت به طور همزمان رخ می دهد ، حتی با وجود غالب بودن یکی از دو فرآیند در یک زمان نسبت به دیگری.

 ۲-۲-۲- رسوب واکس(wax deposition)

واکس های نفتی را بر حسب مواد اولیه ای که از آن بدست می آیند، می توان به سه دسته تقسیم کرد.

الف: واکس های پارافینی

این نوع واکس از مواد اولیه با نقطه جوش پایین به دست آمده و بیشتر ترکیبات سازنده ان از هیدرو کربن های پارافینی تشکیل شده است. بیشتر هیدروکربن های شاخه دار از نوع ایزومر پارافین ها هستند. هیدروکربن های سازنده واکس دارای ۲۰ تا ۴۰ اتم کربن می باشند و جرم مولکولی آن ها بین ۲۸۰ تا ۵۶۰ متغییر است. همچنین در دمای عادی جامد بوده و گرانروی آن حدود ۳۵-۴۵ (در ۱۰۰ درجه سانتی کراد) و کریستال های آن به صورت سوزنی یا صفحه ای است.

ب: واکس های میکروکریستال

واکس های میکرو کریستال از واکس گیری مواد اولیه سنگین (مواد اولیه با نقطه جوش بالا) به دست می آیند. کریستال های آن از انواع پارافینی ریزتر بوده و جرم مولکولی آن حدود ۴۵۰-۸۰۰ و تعداد ترکیبات کربن سازنده آن بین ۳۲-۵۷ می باشد.

واکس های میکرو کریستال در مقایسه با انواع پارافین ها با اسید سولفوریک، اسید نیتریک و اسید سولفونیک بهتر ترکیب می شوند و علت این ترکیب، وجود هیدروژن، روی کربن نوع سوم است. انواع اکسید شده ی این واکس ها در صنایع تولیدی واکس کف اتاق استفاده می شود. همچنین در تولید رنگ به عنوان پیگمان سوسپانسیون به کار گرفته می شوند.

ج)پترولاتوم

اگر عمل واکس گیری بر روی مواد باقی مانده تقطیر انجام شود واکس حاصل را پترولاتوم می نامند. کریستال های آن از دو نوع قبلی ریزتر بوده و مقداری روغن را در خود نگه داری می کنند به طوری که معمولاً حالت ژلاتینی دارند.

جرم مولکولی آن بین ۵۶۰-۹۸۰ و نقطه ی ذوب آن بین ۵۵-۸۵ درجه سانتی گراد است. در مواثعی که بخواهند پترولاتوم را بدون استفاده از حلال و حرارت پخش کنند، از پترولاتوم امولسیون شده در آب داغ استفاده می شود. جدول ۲-۱ خواص فیزیکی و شیمیایی واکس های پارافینی-میکروکریستال و پترولاتوم را نشان می دهد.

گاهی اوقات در مقالات، عبارت رسوب(deposition) با عبارت بارش(precipitation) برابر تفسیر می شود ، اما مفهوم آنها متفاوت است. رسوب واکس تشکیل لایه ای از فاز جامد جدا شده بوده، و رشد نهایی این لایه، بر روی یک سطح در تماس با نفت خام است. رسوب واکس می تواند از فاز رسوب جامد حاضر (واکس) تشکیل گردد آنهم از طریق مکانیسم تنش پراکندگی،نشست گرانشی و حرکت براونیان، و یا از مولکول های واکس حل شده از طریق یک مکانیسم نفوذ مولکولی تشکیل شده است. ترسیب مولکول واکس لزوماً به رسوب منجر نمی شود، بنابراین، ترسیب، هر چند شرط مهم برای رسوب است، لزوماً برای رسوب واکس کافی نمی باشد.

سینگ و همکاران. [۱۰] گزارش دادند که در فرآیند رسوب واکس دو مرحله وجود دارد: تشکیل ژل واکس و پس از آن کهنه شدن ژل واکسی رسوب کرده. لایه رسوب واکس نفت حاوی نفت خام، آب، چسب ها، رزین ها، شن و ماسه و آسفالتین ها، با توجه به ماهیت نفت خام مورد نظر که در طول فرایند تبلور و رسوب گیر افتاده، می باشد. نفت به دام افتاده باعث نفوذ مولکول های واکس به لایه ژلی و نفوذ متقابل نفت از لایه ژل، که یک فرایند وابسته به تعداد کربن بحرانی از نفت است، می شود. تعداد کربن بحرانی(حیاتی) برای نفت خام های واکسی مختلف منحصر به فرد است و بستگی به شرایط عملیاتی حاکم دارد .[۱۱] روند نفوذ و نفوذ متقابل منجر به سخت شدن لایه رسوب، افزایش در میزان رسوب، و افزایش در مقدار واکس در لایه ژل شده، که به نام کهنگی(aging) معرفی می شود که بدان مرحله دوم رسوب واکس اطلاق می گردد.

۲-۳- ماهیت واکس

مطالعه تعادلات جامد-مایع یکی از تکنیک های اصلی در طراحی و توسعه فرآیند های جداسازی از قبیل: کریستالیزاسیون و تجزیه می باشد. فرآیند کریستالیزاسیون در جداسازی مخلوط ها از یکدیگر کاربرد بسیار دارد. دانش تعادلات جامد-مایع همینطور برای طراحی خطوط لوله که در آنها تشکیل کریستال ها که سبب صدمات جبران ناپذیری می شود از اهمیت بسیاری برخوردار است. تشکیل رسوبات نفتی همواره یکی از مشکلات اصلی در زمینه انتقال و توزیع فرآورده های نفتی می باشد[۱۲].

در اثر رسوب واکس در خطوط لوله مشکلات عدیده ای پیش می آید که از آن جمله می توان به: عدم توانایی در پیش بینی دقیق حجم، افزایش میزان جامد در خطوط لوله و تانک ذخیره، افزایش گرانروی مایع و افزایش هزینه های پمپ کردن نام برد. در نتیجه درک موضوع رسوب و نیز محاسبه میزان رسوب در خطوط لوله انتقال نفت به عنوان اولین مرحله در کاهش هزینه های انتقال می باشد.

به منطور بررسی جامع پدیده ی رسوب مواد سنگین هیدروکربوری، شناخت مکانیزم های ریزش رسوب امری اجتناب ناپذیر است و نیاز است این پدیده از دیدگاه ترمو دینامیکی و کلوئیدی مورد بررسی قرار گیرد. به طور طبیعی مواد سنگین هیدرو کربوری در طی سالیان متمادی در یک حالت تعادل حساس قرار دارند که هر گونه تغییر در شرایط ترمودینامیکی باعث بهم خوردن تعدل ترمودینامیکی و کاهش حلالیت برخی از مواد سنگین تشکیل دهند ه ی نفت خامی می شود و در نتیجه این مواد ریزش کرده و هسته های اولیه رسوب تشکیل و به دنبال آن پس از تشکیل هسته ها، کریستالیزاسیون واکس و خوشه ای شدن ترکیبات سنگین صورت می گیرد. بر اساس ماهیت شرایط عملیات بهره برداری، رسوب مواد نفتی در موارد زیر می تواند بوجود آید:

تغییر در ترکیب مواد نفت (تزریق امتزاج پذیر گاز)

دو فازی شدن نفت زیر فشار نقطه حباب ( در مخزن و در چاه تولیدی خطوط انتقال و تأسیسات نفتی)

کاهش فشار به نزدیکی نقطه حباب‌ ( در سازند های نفتی، چاه های تولیدی، خطوط انتقال و تأسیسات)

کاهش درجه حرارت ( خطوط انتقال نفت خام به خصوص در زیر سطح دریا و تأسیسات تولیدی نفت خام زیر نقطه تشکیل رسوب واکس)

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.