مدلسازي رسوب واكس از سيالات مخزني برپايه ي مشخصه سازي پارافيني - نفتني - آروماتيك بوسيله ي معادله حالت آماري PC-SAFT

كارشناسي ارشد

گروه¬هاي پارافيني و نفتني (كم) با جرم مولكولي بالا (واكس) در نفت خام موجب بروز مشكلات عملياتي در خطوط لوله و تانك ذخيره مي¬گردند. در اثر اختلاط سيالات مخزني به دليل شرايط دمايي امكان تشكيل رسوب واكس بالا مي¬رود و مانع از عبور سيال و باعث افت فشار اضافي مي¬شود. به منظور جلوگيري از صدمات و ضررهاي اقتصادي، توسعه مدل¬هاي ترموديناميك براي فهم بهتر نحوه¬ي رسوب واكس ضروري است. مدل¬سازي رسوب واكس نقش بسيار مهمي در پيش¬بيني دماي پيدايش واكس و مقدار رسوب دارد. از اين رو، به منظور پيش¬گيري و كاهش صدمات ناشي از رسوب واكس، در پايان¬نامه¬ي مورد تحقيق تلاش شده است كه يك مدل ترموديناميكي مناسب با دقت بالا توسعه يابد. در مدل معرفي شده از روش چندجامدي براي محاسبات تعادلي فاز جامد استفاده شده است و براي بررسي رفتار فازي مايع از معادله حالت PC-SAFT بهره برده شده است. براي بهبود مقادير وزن واكس رسوبي و دماي ابري شدن محاسبه شده¬، دو رويكرد بهينه سازي مطالعه شده است. در رويكرد اول، اجزاي نفت خام به صورت برش نفتي در نظر گرفته شده¬اند و سنگين¬ترين جزء نفت خام به برش¬هاي نفتي تا عدد كربن 100 تقسيم شده¬ است. سپس، هيدروكربن¬ها به گونه¬اي دسته ¬¬¬بندي شده¬اند تا ميزان رسوب و تعداد اجزاي رسوبي را به بهترين شكل نشان دهند. همين¬طور، مقادير ضريب برهم¬كنش دوتايي و اختلاف ظرفيت گرمايي ويژه بين مايع و جامد بهينه شده¬اند. در روش دوم، بعد از گروه¬بندي برش¬هاي نفتي، هر يك از شبه¬ جزء¬ها به زيردسته¬هاي پارافيني، نفتني و آروماتيكي تقسيم شده¬اند تا از استفاده¬ي مقادير ميانگين براي خواص شبه جزء¬ها جلوگيري شود. در اين روش فقط ضريب برهم¬كنش اجزاي غيرپارافيني مورد بهينه¬سازي قرار گرفته¬اند. براي اعتبار سنجي دو روش معرفي شده، ابتدا نتايج مدل¬سازي رسوب واكس حاصل با رويكرد اول براي يازده نمونه نفت مصنوعي و خام درياي شمال با مدل¬هاي ليراگالينا (1)، دليرصفت و فيضي (2) و باقري¬نيا (3) مقايسه شده¬اند. هم¬چنين، وزن واكس و دماي پيدايش واكس پنج نمونه نفت خام درياي شمال با استفاده از رويكرد دوم مدل¬سازي شده و با نتايج مدل¬هاي پيشين مقايسه گرديده¬اند. خطاي محاسباتي براي وزن واكس براي نمونه¬هاي نفت خام براساس رويكردهاي اول و دوم به ترتيب برابر با 0.19 و 0.18 مي¬باشد، درحالي¬كه اين مقدار براي مدل¬هاي ليراگالينا (1) و باقري¬نيا (3) 0.36 و 0.38 محاسبه شده است.

194977

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخازن هيدروكربوري

دكتر مهدي عصاره