مهندسی گاز ایران

بررسی روش‌های مختلف نمک‌زدایی از نفت خام و نحوه عملکرد انواع نمک‌زدای الکترواستاتیکی

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 کارشناس فرایند، شرکت راه‌اندازی و بهره‌برداری صنایع نفت (اُیکو)، میدان نفتی آذر، ایلام، ایران

2 مدیر پروژه، شرکت راه‌اندازی و بهره‌برداری صنایع نفت (اُیکو)، میدان نفتی آذر، ایلام، ایران

3 مدیر سایت، شرکت راه‌اندازی و بهره‌برداری صنایع نفت (اُیکو)، میدان نفتی آذر، ایلام، ایران

چکیده

نمک‌هاى همراه نفت، با توجه به مبدأ و منشأ تولیدشان معمولاً شامل املاح سدیم، پتاسیم و منیزیم هستند. یکی از بهترین و مؤثرترین روش‌های جداسازی آب نمک از نفت خام، استفاده از میدان الکترواستاتیکی است. در این روش، قطرات در حضور میدان الکتریکی پلاریزه شده و یک نیروی الکترواستاتیکی بین آن‌ها ایجاد می‌شود که باعث نزدیک شدن قطرات و انعقاد آن‌ها می‌شود. با استفاده از میدان الکتریکی می‌توان سرعت انعقاد یک فاز پراکنده در امولسیون را افزایش داد. از این رو روش­‌های مبتنی بر جریان الکتریکی مطرح شده‌اند. از دیدگاه بازدهی انرژی، جداسازی الکتریکی، بهترین روش شکستن امولسیون و نمک‌زدایی نفت می‌باشد؛ بنابراین در موقعی که قطرات آب‌نمک به‌سختی از نفت جدا می‌شوند از جریان الکتریسته استفاده می‌گردد. اصول بنیادی نمک­زدایی الکتروستاتیک نفت خام را میتوان در ادغام قطرات کوچک آب تحت میدان الکتریکی اعمال شده و تشکیل قطرات بزرگ‌تر آب با سرعت ته‌نشینی بالاتر خلاصه کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Different Methods of Desalination of Crude Oil and the Operation of Various Types of Electrostatic Desalination

نویسندگان [English]

  • Ashkan Maleki 1
  • Mehrzad Mahmoudi 2
  • Ehsan Pourvali 3

1 Iran, Ilam, Azar oil field, process expert, Oil Industries’ Commissioning and Operation Company (OICO)

2 - Iran, Ilam, Azar oil field, project manager, Oil Industries’ Commissioning and Operation Company (OICO)

3 Iran, Ilam, Azar oil field, site manager, Oil Industries’ Commissioning and Operation Company (OICO)

چکیده [English]

Oil-associated salts, depending on their origin, usually contain sodium, potassium, and magnesium. One of the best and most effective ways to separate salt water from crude oil is to use an electrostatic field. In this method, the droplets are polarized in the presence of an electric field and an electrostatic force is created between them, which causes the droplets to approach and coagulate. Using an electric field, the coagulation rate of a dispersed phase in an emulsion can be increased. Therefore, methods based on electric current have been proposed. From an energy efficiency point of view, electrical separation is the best way to break the emulsion and desalinate the oil. Therefore, an electric current is used when the salt water droplets are difficult to separate from the oil. The basic principles of electrostatic desalination of crude oil can be summed up as the application of small droplets of water under an electric field and the formation of larger droplets of water with higher settling velocities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Desalination
  • Emulsion
  • Electrical Field
  • Crude Oil
 [1]  Aryafard, E., M. Farsi, M. R. Rahimpour, and S. Raeissi. 2015. “Modeling     Electrostatic Separation for Dehydration and Desalination of Crude Oil in an Industrial Two-Stage Desalting Plant.” Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 58: 141–47. http://dx.doi.org/10.1016/j.jtice.2015.06.028.
 [2]  Vafajoo, Leila, Kamran Ganjian, and Moslem Fattahi. 2012. “Influence of Key Parameters on Crude Oil Desalting: An Experimental and Theoretical Study.” Journal of Petroleum Science and Engineering 90–91(July): 107–11.
[3] Bahadori, A., and K. Zeidani. 2005. “Analysis of Crude Oil Electrostatic Desalters Performance.” Canadian International Petroleum Conference 2005, CIPC 2005 (4).
[4] Bradley H.B., “Petroleum Engineering Handbook, by the Society of Petroleum Engineers”, U.S.A., Third printing, 1992.

[5] Arnold K. and Stewart M., “Surface production operations, Design of Oil-Handling Systems and Facilities”, Vol 1, Butterworth-Heinemann, 2nd ed., 1999.
[6] Berg, Gunnar, Lars E. Lundgaard, Michaël Becidan, and R. Svein Sigmond. 2002. “Instability of Electrically Stressed Water Droplets in Oil.” IEEE International Conference on Conduction and Breakdown in Dielectric Liquids, ICDL (7): 220–24.
[7] Sharaf Eldean, Mohamed A., and A. M. Soliman. 2017. “A Novel Study of Using Oil Refinery Plants Waste Gases for Thermal Desalination and Electric Power Generation: Energy, Exergy & Cost Evaluations.” Applied Energy 195: 453–77. http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.03.052.
[8] آرش امانی، احسان طیرانی نیک نژاد، محمد علی حسینی، مینوش رحیم لباف‌زاده، (1395)، «اندازه‌گیری توزیع ذرات قطرات امولسیون در نفت خام به روش NMR». دومین کنفرانس بین‌المللی یافته­های نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، تهران، ایران.
[9] سپیده مرادی حقیقی، سجاد جوزیان، لیلا جمالی هندری، (1396)، «بررسی روش‌های مختلف نمک­زدایی از نفت خام». چهارمین کنفرانس بین‌المللی نوآوری­های اخیردر شیمی و مهندسی شیمی، تهران، ایران.
 [10] Binks, B. P., and C. P. Whitby. 2003. “Temperature-Dependent Stability of Water-in-Undecanol Emulsions.” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 224(1–3): 241–49.
[11] سیدرضا مزارعی، حسین اسماعیلی، داریوش جعفری، (1395)، «جداسازی امولسیون آب از نفت با ماده امولسیون‌زدا»، سومین کنفرانس بین‌المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، تهران، ایران.
[12] Eotvos, R.,"Influence of temperature on interfacial films", Annalen der Physik,Vol. 27, pp. 448-460, 1886.
[13] Stasiuk, Elaine N., and Laurier L. Schramm. 2001. “The Influence of Solvent and Demulsifier Additions on Nascent Froth Formation during Flotation Recovery of Bitumen from Athabasca Oil Sands.” Fuel Processing Technology 73(2): 95–110.
[14] حسین کشاورز، نادیا اسفندیاری، (1394)، «بررسی روش‌های نمک‌زدایی از نفت خام»، سومین همایش ملی نفت و گاز و صنایع وابسته، کرمان، ایران.
[15] علی نجمی، علی رنجکش،(1395)، «بررسی فرایندهای نمک‌زدایی از نفت خام و مقایسه تکنولوژی‌های نوین نمک‌گیرهای برقی با روش سنتی موجود و امکان‌سنجی استفاده از این تکنولوژی‌ها جهت افزایش بازده نمک‌زدایی»، دومین همایش ملی نفت و گاز و پتروشیمی، گچساران، ایران.
[16] امین منظوری، سمیرا عامری، (1395)، «اختلاط آب رقیق‌سازی و آب موجود در نفت در فرایند نمک‌زدایی از نفت خام به روش الکترواستاتیک»، سومین کنفرانس بین‌المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، تهران، ایران.
[17] Mohammadi Mehdi, Shahrokh Shahhosseini, and Mahmoud Bayat. 2011. “The Effect of Electric Field on Water Droplets Coalescence.” (May 2015).
[18] Mohammad Mahdi, Shahrokh Shahhosseini, and Mahmoud Bayat. 2014. “Numerical Study of the Collision and Coalescence of Water Droplets in an Electric Field.” Chemical Engineering and Technology 37(1): 27–35.
[19] Kvamsdal D., Electrostatic Dehydration of Oil, Separation Technology Conference, Stavanger, Norway, 2011.
[20] Sams G.W. and Warren K.W., New methods of application of electrostatic fields, AIChE spring meeting, New Orleans, 2004.
[21] Warren K.W., Sams G.W. and Nakayama T., “Electrostatic fields: essential tools for desalting”, NATCO Group, Presented at AIChE spring meeting, New Orleans, (1998).
[22] مهدی محمدی، شاهرخ شاه‌حسینی و محمود بیات، بررسی اثر ولتاژ و دما بر عملکرد نمک‌زدا نفت خام با استفاده از شبیه‌سازی CFD، چهارمین کنفرانس ملی کاربرد CFD در صنایع شیمیایی و نفت، اهواز، ایران، 1391.
 [23] Prestridge F.L., US Patent No. 3772180, 1973.
[24] فرهاد باقری اصل، جاسم دیناروند، علی عساکره، (1395)، «مطالعه آزمایشگاهی تأثیر به‌سزایی کیفیت آب تزریقی به نفت خام و روش افزایش عملکرد فرایند نمک‌زدایی و کاهش مصرف آب در واحدهای نمک‌زدایی اهواز»، سومین کنفرانس بین‌المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، تهران، ایران.
[25]  Francis S. Manning and Richard E. Thompson, “Oilfield Processing”, Vol. two: Crude Oil, 1991.
[26] Sams G.W., Challenges of Desalting Canadian Crudes, Joint Canadian Crude Quality Technical Association/Crude Oil Quality Association Meeting, New Orleans, US, 2010.
مهندسی گاز ایران
دوره 7، شماره 2 - شماره پیاپی 12
اسفند 1399
صفحه 64-72
  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 05 اردیبهشت 1401