مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

بررسی و بهینه‌سازی مشخصه‌های مؤثر در فرایند نمک‌زدایی از نفت خام به‌روش الکترواستاتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حمید مهدی زاده 1
غلامرضا مرادی 2
1 دانشجوی دکتری مهندسی شیمی، دانشگاه رازی کرمانشاه
2 استاد مهندسی شیمی، دانشگاه رازی کرمانشاه
10.22034/ijche.2024.404817.1330
چکیده
هدف از نمک‌زدایی در واحدهای بهره ­برداری جداسازی نمک و آب از جریان نفت خام، جلوگیری از خوردگی و آسیب به تأسیسات است. در این مطالعه تأثیر مشخصه‌های مؤثر شامل دما، نرخ تزریق مادۀ امولسیون‌زدا، میزان تزریق آب رقیق‌کننده و ولتاژ دستگاه نمک‌زدا در بازده فرایند نمک‌زدایی از نفت خام به‌روش الکترواستاتیک برای رسیدن به شرایط بهینه (رسیدن مقدار نمک و آب همراه در نفت به‌ترتیب به کمتر از 10 پوند در هزار بشکه و 1/0 درصد حجمی) بررسی شده‌است. افزایش دمای نفت موجب کاهش گران‌روی می‌شود و فرایند نمک­ زدایی را سرعت می‌بخشد که در این بررسی دمای 48 درجۀ سلسیوس مقدار بهینه به‌دست آمد. تزریق مادۀ امولسیون‌زدا به‌میزان ppm40 و آب رقیق­کننده به‌مقدار 3% حجمی از نفت برای رسیدن به بالاترین راندمان جداسازی ضروری است. با اعمال 20 کیلوولت جریان مستقیم در نمک‌زدا می‌توان به کمترین میزان نمک و مقدار صرف انرژی دست یافت.
کلیدواژه‌ها
نفت خام
نمک‌زدایی
الکترواستاتیک
امولسیون‌زدا

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation and Optimization of Effective Parameters in the Process of Desalination of Crude Oil by Electrostatic Method

نویسندگان English

H. Mehdizadeh 1
Gh. R. Moradi 2
1 Ph. D. Student of Chemical Engineering, Razi University
2 Professor of Chemical Engineering, Kermanshah Razi University
چکیده English

The purpose of desalination in production units is to separate salt and water from the flow of crude oil in order to prevent corrosion and damage to facilities. In this study, the effect of effective parameters including temperature, demulsifier injection rate, dilution water injection rate and desalting device voltage on the efficiency of the desalination process of crude oil by electrostatic method to reach optimal conditions (Reaching the amount of salt and water in oil to less than 10 pounds per thousand barrels and 0.1 percent by volume, respectively) has been investigated. An increase in oil temperature causes a decrease in viscosity and accelerates the desalination process, and in this study, the optimum value was obtained at 48 degrees Celsius. Injection of demulsifier at the rate of 40 ppm and diluting water at the rate of 3% by volume of oil is necessary to achieve the highest separation efficiency. By applying 20 Kv of direct current in the desalination plant, the lowest amount of salt and energy consumption can be achieved.

کلیدواژه‌ها English

Crude Oil
Desalination
Electrostatic
Demulsifier
[1]      Noorollahi, Y., Taghipoor, S., & Sajadi, B. (2017). Geothermal sea water desalination system (GSWDS) using abandoned oil/gas wells. Geothermics, 67, 66-75.
[2]      Varadaraj, R., & Brons, C. (2007). Molecular origins of crude oil interfacial activity part 3: characterization of the complex fluid rag layer formed at crude oil−water interfaces. Energy & fuels, 21(3), 1617-1621.
[3]      Li, R., Huang, H., Wang, X., & Wang, Y. (2022). Effect of ammonium salt on corrosion of pipelines and components in a crude oil distillation column: Electrochemical and AIMD studies. Corrosion Science, 203, 110362.
[4]      Manning, F., & Thompson, R. (1995). Oilfield processing of petroleum: Crude oil. PennWell Books, LLC.
[5]      Salam, K. K., Alade, A. O., Arinkoola, A. O., & Opawale, A. (2013). Improving the demulsification process of heavy crude oil emulsion through blending with diluent. Journal of Petroleum Engineering, 2013.
[6]      Manning, F. S., & Thompson, R. E. (1995). Dehydration of crude oil. Oilfield Processing Volume 2: Crude Oil, 113-143.
[7]      Ranaee, E., Ghorbani, H., Keshavarzian, S., Abarghoei, P. G., Riva, M., Inzoli, F., & Guadagnini, A. (2021). Analysis of the performance of a crude-oil desalting system based on historical data. Fuel, 291, 120046.
[8]      Lei, M., Huang, H., Liu, J., & Peng, F. (2023). A gemini ionic liquid and its low-temperature demulsification performance in water-in-crude oil emulsions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 671, 131696.
[9]      Hamekhani, M, & Sadeghi, MT. (2014). "Application of microwaves in crude oil demulsification process". Iranian Chemical Engineering Journal, 14(83), 6-15, In Persian.
[10]     Arnold, K., & Stewart, M. (1999). Surface production operations, Volume 2: Design of gas-handling systems and facilities (Vol. 2). Elsevier.
[11]     Midanshahi V. (2019). Modeling of electrical interconnection in electrostatic desalination device, Master's thesis, Shiraz University, Iran.
[12]     Anand, V., Srivastava, S., Juvekar, V. A., Naik, V. M., Bhartiya, S., & Thaokar, R. M. (2022). Plantwide Control of Two Stage Desalting Process For Feed Rate and Grade Disturbances. IFAC-PapersOnLine, 55(1), 387-392.
[13]     Ye, F., Zhang, X., Jiang, X., Liu, H., Tang, Y., Qu, Q., ... & Yan, X. (2023). Demulsification of crude oil emulsions using a three-branched betaine type ionic liquid and its demulsification mechanism. Geoenergy Science and Engineering, 230, 212265.
[14]     Li, Z., Chakraborty, A., Fuentes, J., Zamora, E., Vázquez, F., Xu, Z., ... & McCaffrey, W. C. (2021). Study on demulsifier crude oil interactions at oil-water interface for crude oil dehydration. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 630, 127526.
[15]     Ahmadi, S., Khormali, A., & Khoutoriansky, F. M. (2022). Optimization of the demulsification of water-in-heavy crude oil emulsions using response surface methodology. Fuel, 323, 124270.
[16]     Kakhki, N. A., Farsi, M., & Rahimpour, M. R. (2016). Effect of current frequency on crude oil dehydration in an industrial electrostatic coalescer. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 67, 1-10.
مهندسی شیمی ایران
دوره 23، شماره 136
آذر و دی 1403
صفحه 22-34