آب‌زدایی از نفت‌خام با کمک فناوری نانو

دانشجوی دکتری واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی برای اولین بار طرحی را در قالب پایان‌نامه خود با عنوان «استفاده از فناوری نانو در فرایند آب‌زدایی از نفت خام و بررسی تأثیر آن روی شرایط عملیاتی فرایند» ارائه کرد.

به گزارش ایسنا، فاطمه فرخی، دانشجوی دکتری رشته مهندسی شیمی واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی با بیان این که این پایان نامه با راهنمایی دکتر محمدرضا جعفری نصر و دکتر محمدرضا رحیم پور و مشاوره دکتر سیدعلی وزیری یزدی و دکتر مهدی ارجمند ارائه شده است، اظهار کرد: با توجه به پیشرفت صنایع و نیاز روزافزون به انرژی در جهان و کاهش ذخایر نفت خام مرغوب، صنایع پالایش به استفاده از نفت خام سنگین که شامل مواد نامطلوبی مثل نمک زیاد است، روی آورده‌اند. فرایند پالایش این نوع نفت خام علی رغم سودآوری بالا، مخاطرات فراوانی از جمله افزایش میزان خوردگی و آلودگی‌های محیط زیست را در پی دارند.

وی با بیان اینکه در حال حاضر مساله وجود نمک به همراه نفت تولیدی، در بسیاری از مناطق مشکل‌ساز است، افزود: استخراج و تولید نفت خام عموما همراه با امولسیون‌های پایدار آب – نفت خام است که در صورت باقی ماندن آنها، سبب افزایش مصرف انرژی برای انتقال سیال در خطوط لوله، خوردگی خطوط و مشکلات عملیاتی سایر واحدهای پایین‌دستی صنایع نفت خواهند شد.

فرخی ادامه داد: امولسیون آب-نفت خام دارای گرانروی بالا و چسبناک است که سبب مسموم شدن کاتالیستهای جریان پایین دستی می‌شود، بنابراین جداسازی کامل آب از فاز نفت خام قبل از انتقال و انجام فرایندهای پالایش بسیار ضروری است.

وی با بیان اینکه برای فرایند جداسازی آب از نفت از امولسیون شکن‌ها استفاده می‌شود، افزود: از جدیدترین امولسیون شکن‌ها، نانو امولسیون شکن‌های مغناطیسی آب دوست هستند. این مواد می‌توانند به طور موثری لایه فیلمی امولسیون را شکسته و قطرات آب را به هم پیوند ‌دهند که بازده آب زدایی را چند برابر می‌کنند.

فرخی با اشاره به پایان نامه خود گفت: در این پایان نامه از نانوامولسین شکن Basrorol P DB-9935 که از نوع مغناطیسی است، برای بررسی تأثیر آن روی بازده فرایند آب‌زدایی از نفت خام، دمای عملیاتی و زمان ماند فرایند بر سه نوع نفت خام سبک هنگام، نیمه سنگین مارون و سنگین خارک استفاده شده است.

وی با بیان اینکه با تنظیم آزمایشات به روش «طراحی آزمایشات به روش تاگوچی»،50 آزمایش بر روی هر یک از انواع نفت خام صورت گرفته است، تصریح کرد: نتایج حاصل نشان داد که با حضور نانوذرات، در مقایسه با روش‌های رایج در صنعت نمک زدایی، با مقدار کمتری امولسیون شکن و در دمای کمتر عملیاتی و همچنین زمان ماند کمتر، بالاترین میزان جداسازی آب از نفت خام حاصل می‌شود.

فرخی خاطرنشان کرد: در این پژوهش مواردی نظیر بررسی معادلات دو پارامتری و سه پارامتری به منظور پیش بینی و محاسبه بازده فرایند آب‌زدایی بر حسب غلظت نانوامولسیون شکن، دمای عملیاتی و زمان ماند، محاسبه غلظت بهینه نانوامولسیون شکن و دمای عملیاتی فرایند آب‌زدایی برای انواع نفت خام، بررسی تأثیر میدان مغناطیسی روی بازده جداسازی آب، تخمین دمای بهینه فرایند آب زدایی بر اساس API نفت خام با کمک مدلسازی ریاضی نیز انجام گرفت.