3-3-4- معادله مسیر حرکت46
3-4- مدلسازی دستگاه نمک‌زدای الکترواستاتیک تحت تأثیر میدان‌های الکتریکی متناوب افقی و عمودی47
3-5- خواص فیزیکی آب نمک و نفت خام50
3-6- روش حل معادله موازنه جمعیت52
فصل چهارم: نتایج و تحلیل داده‌ها56
4-1- نتایج حاصل از مدلسازی شیر اختلاط56
4-2- نتایج آنالیز حرکت قطرات در حضور میدان الکتریکی متناوب60
4-3- نتایج حاصل از مدلسازی دستگاه الکترواستاتیک62
4-3-1- دستگاه الکترواستاتیک یک مرحله‌ای میدان افقی64
4-3-2- ارزیابی صحت مدلسازی انجام شده72
4-3-3- دستگاه الکترواستاتیک دو مرحله‌ای میدان افقی74
4-3-4- دستگاه الکترواستاتیک میدان عمودی81
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات84
مراجع86
چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 3-1 خواص فیزیکی آب-نمک و نفت خام51
جدول 4-1 ویژگی‌های جریان ورودی به شیر اختلاط57
جدول 4-2 ویژگی‌های شیر اختلاط57
جدول 4-3 مشخصات دستگاه الکترواستاتیک65
جدول 4-4 تأثیر شدت جریان بر راندمان جداسازی آب از نفت خام67
جدول 4-5 تأثیر افت فشار بر راندمان جداسازی آب69
جدول 4-6 اعتبارسنجی مدلسازی انجام شده74
جدول 4-7 مشخصات جریان‌های ورودی به مراحل اول و دوم دستگاه‌های نمک‌زدایی75
جدول 4-8 مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی و اطلاعات صنعتی79
جدول 4-9 تأثیر دبی آب تازه مرحله دوم بر راندمان‌های جداسازی هر دو مرحله80
جدول 4-10 تأثیر شدت میدان الکتریکی بر فرآیند نمک‌زدایی دو مرحله‌ای80
جدول 4-11 تأثیر افت فشار شیر اختلاط بر فرآیند نمک‌زدایی دو مرحله‌ای81
جدول 4-12 مقایسه راندمان‌های جداسازی در میدان‌های افقی و عمودی82
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 1-1 نمای کلی واحد نمک‌زدایی 14
شکل 1-2 نمونه‌ای از شیر اختلاط صنعتی17
شکل 1-3 کریستال نمک در نفت خام 19
شکل 1-4 میدان AC و صفحات مشبک افقی 20
شکل 1-5 تأثیر میدان الکتریکی متناوب بر جابجایی بارهای الکتریکی 21
شکل 1-6 میدان DC و صفحات عمودی 22
شکل 1-7 میدان ترکیبی 23
شکل 3-1 تولد و مرگ قطرات 36
شکل 3-2 تغییر شکل قطره در حضور میدان الکتریکی 41
شکل 3-3 پلاریزه شدن قطره‌ها در میدان الکتریکی 42
شکل 3-4 نیروی‌های الکتریکی وارد بر قطره در حضور میدان 43
شکل 3-5 فرم المانی دستگاه الکترواستاتیک48
شکل 3-6 بیان گرافیکی روش کلاس‌ها 53
شکل 4-1 نحوه تغییر توزیع قطرات آب در مقاطع مختلف شیر اختلاط58
شکل 4-2 جزء حجمی قطرات با قطرهای مختلف در خروجی از شیر اختلاط59
شکل 4-3 نحوه توزیع قطرات آب در شیر اختلاط با تغییر اختلاف فشار60
شکل 4-4 مسیر حرکت نسبی قطره‌ها در میدان الکتریکی متناوب افقی62
شکل 4-5 تأثیر فاصله اولیه دو قطره در میدان الکتریکی متناوب افقی63
شکل 4-6 مسیر حرکت نسبی قطره‌ها در میدان الکتریکی متناوب عمودی64
شکل 4-7 فرآیند یک مرحله‌ای نمک‌زدایی الکترواستاتیک با صفحات عمودی65
شکل 4-8 توزیع قطرات آب در طول دستگاه الکترواستاتیک66
شکل 4-9 تأثیر شدت میدان الکتریکی بر تعداد قطرات خروجی از بالای دستگاه67
شکل 4-10 تأثیر اختلاف فشار بر قطرات خروجی از بالای دستگاه69
شکل 4-11 تأثیر دبی آب تازه بر راندمان جداسازی آب70
شکل 4-12 تأثیر دما بر خروجی از شیر اختلاط71
شکل 4-13 تأثیر دما بر خروجی دستگاه نمک‌زدا72
شکل 4-14 تأثیر دمای فاز پراکنده بر توزیع قطرات جریان خروجی از فرآیند73
شکل 4-15 فرآیند دو مرحله‌ای نمک‌زدایی الکترواستاتیک75
شکل 4-16(الف) توزیع قطرات مرحله اول امولسیون‌سازی76
شکل 4-16(ب) توزیع قطرات مرحله دوم امولسیون‌سازی77
شکل 4-17(الف) توزیع قطرات آب در مرحله اول نمک‌زدایی78
شکل 4-17(ب) توزیع قطرات آب در مرحله دوم نمک‌زدایی79
شکل 4-18 مقایسه جریان خروجی از میدان‌های افقی و عمودی82
فهرست نشانه‌های اختصاری
ضریب HamakerAعدد بوندBiعدد مویینگیCaضرفیت گرمایی ویژهCpقطر قطرهdراندمان برخوردeijشدت میدان الکتریکیEاحتمال تولد قطرهv از شکست قطره wf (v,w)نیروFشدت جاذبه زمینgتابع شکستg (v)سرعت تولید ذراتHثابت قابل تنظیم معادلهkثابت بولتزمنkBتعداد قطرات حاصل از شکست قطره wm (w)متوسط تعداد ذرات در واحد حجمnتعداد برخورد ناشی از حرکات براونیNbrownتعداد برخورد ناشی از جریان آشفتهNturbulentفشارPفاصله بین مراکز قطراتrسرعت تغییر مختصات خارجیṘفاصله بدون بعد قطراتsغلظت نمکSزمانtدماTسرعتuحجم قطرهvسرعت قطره i نسبت به قطره j تحت تأثیر نیروی گرانش V(0)ijحجم قطرهwعدد وبرWeسرعت تغییر مختصات داخلیẊمختصات فضایی (مکان)z
فصل اول
مقدمه و مفاهیم اولیه
1-1- مقدمه
همواره نفت خام استخراج شده از چاه با ناخالصی‌های مختلفی از جمله گل، ذرات جامد، آب، نمک، املاح، مقادیر اندکی از فلزات وانادیوم، نیکل، مس، کادمیوم، سرب، و آرسنیک همراه است. این ناخالصی‌ها می‌بایست قبل از ورود به پالایشگاه به حداقل میزان ممکن برسند تا از بروز مشکلات جلوگیری شود. در بین ناخالصی‌ها،‌ خطرناک‌ترین آن‌ها وجود نمک در نفت خام است. ترکیب نمک محلول در نفت خام معمولاً به صورت کلرید سدیم و نمک‌های منیزیم و کلسیم می‌باشد. با گرم نمودن نفت خام، مخلوطی از ترکیبات کلرید، سولفات‌ها و کربنات‌های جامد بر جای می‌ماند و نمک‌های حل شده در نفت هیدروژن کلرید آزاد می‌کنند. وجود حتی مقادیر اندک کلریدریک، خاصیت خورندگی ترکیبات سولفوری را افزایش می‌دهد.
وجود مقادیر زیاد آب نمک در نفت موجب بروز مشکلات بزرگ و خسارات مالی سنگین و مکرر می‌شود. زیرا:
نمک‌های محلول در آب خاصیت خورندگی1 شدید دارند و باعث سوراخ شدن دستگاه‌ها و تجهیزات گرانبهای بهره‌برداری از جمله لوله‌ها، شیرها، تلمبه‌ها، مخازن و کشتی‌های نفتکش می‌شوند. بخش‌های داخلی برج‌های تقطیر پالایشگا‌ها را سوراخ می‌کند که از سرویس خارج کردن و تعمیر آن‌ها مخارج سنگینی را به شرکت‌ها تحمیل می‌کند.
به جای ماندن رسوب املاح بر سطح داخلی تجهیزات باعث گرفتگی و افزایش افت فشار می‌شود، لوله‌های دستگاه‌های گرم کننده نفت را مسدود نموده و سبب بالا رفتن حرارت و فشار آن‌ها می‌شود.
موجب مسمومیت کاتالیست شده و کاتالیست را غیر فعال می‌کند یا فعالیت آن را کاهش می‌دهد.
قسمتی از مخازن و لوله‌های نفت توسط آب اشغال می‌شود، در نتیجه هزینه‌های ثابت و عملیاتی افزایش می‌یابد و حجم نفت ارسالی نیز کاهش خواهد یافت.
کیفیت و خواص نفت تغییر می‌کند. دانسیته نفت خام می‌تواند از kg/m3 800 برای نفت خالص تا kg/m3 1030 برای امولسیون تغییر کند. بیشترین تغییرات در ویسکوزیته مشاهده می‌شود که به عنوان نمونه می‌تواند از چند میلی پاسکال ثانیه تا 1000 میلی پاسکال ثانیه افزایش یابد. درجه API نفت کاهش می‌یابد،‌ در نتیجه ارزش و قیمت نفت کاهش می‌یابد [1].
آب نمک موجود در نفت خام بر اساس قطر قطرات پراکنده در آن به سه دسته آب آزاد، آب امولسیون شده و آب حل شده تقسیم می‌شود. قطرات درشت آب که به صورت آزاد در نفت پراکنده‌اند، در مدت زمانی کمتر از پنج دقیقه در ته ظرف ته‌نشین می‌شوند. بخشی از آب نیز به صورت قطرات ریز امولسیون در نفت معلق می‌ماند و هیچ‌گاه خودبه‌خود ته‌نشین نمی‌شود. هر چه قطرات ریزتر باشند جدا کردن آ‌ن‌ها از نفت خام مشکل‌تر است. آب حل شده در نفت نیز ته‌نشین نمی‌شود و در عمل تنها راه جداسازی آن، پایین آوردن درجه حرارت است. حلالیت آب در نفت تا حد زیادی تابع درجه حرارت و نوع هیدروکربن‌های موجود در نفت خام است.
امولسیون به مخلوطی اطلاق می‌شود که قطرات یک مایع غیر قابل حل در مایع دیگر، پراکنده شده باشند. امولسیون‌ها در صنایع مهمی از جمله صنایع غذایی، آرایشی، تولید خمیر کاغذ و مقوا، سیالات بیولوژیکی، دارویی، صنعت کشاورزی و مهندسی نفت یافت می‌شوند [2]. مایعی که به صورت قطرات کوچک پراکنده و ناپیوسته است را فاز پراکنده، و مایعی که آن‌ها را احاطه کرده را فاز پیوسته نامند.
1-1-1- عوامل موثر در پایداری امولسیون‌ها
امولسیون آب در نفت خام ممکن است در هر یک از مراحل تولید نفت و صنایع فرآیندی به‌وجود آید؛ و به وسیله‌ی طیف وسیعی از مواد طبیعی موجود در نفت یا عوامل مختلف، پایدار بماند. پایداری امولسیون‌ها وابسته به عوامل مختلفی است که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد [3].
1-1-1-1-اندازه قطره‌ها

هرچه قطر قطرات فاز پراکنده بزرگتر باشد، امولسیون ناپایدارتر خواهد بود. بنابراین اگر با استفاده از روش‌های فیزیکی و شیمیایی بتوان قطرات امولسیون را به هم متصل کرد، قطرات بزرگتری بوجود می‌آید که در اثر اختلاف وزن مخصوص آب نمک و نفت ته‌نشین می‌شوند.

1-1-1-2- اختلاف دانسیته فاز پیوسته و فاز پراکنده

همان‌طور که ذکر شد، عامل ته‌نشین شدن قطرات آب پراکنده در نفت، اختلاف دانسیته بین دو فاز می‌باشد. اگر اختلاف دانسیته فاز پیوسته و فاز پراکنده کم باشد, امولسیون پایدارتر است و جداسازی فاز پراکنده سخت‌تر صورت می‌گیرد. وجود نمک در آب موجب افزایش دانسیته امولسیون شده، در نتیجه اختلاف دانسیته بین آب و نفت افزایش می‌یابد. لذا ته‌نشین شدن قطرات آب با سرعت بیش‌تری صورت می‌گیرد.

1-1-1-3- ویسکوزیته

به طور کلی امولسیون‌ها سیالات غیرنیوتنی هستند و در امولسیون آب-نفت، مقدار ویسکوزیته وابسته به مقدار آب نمک موجود در نفت است. هرچه ویسکوزیته فاز پیوسته بیشتر باشد، سرعت ته‌نشینی قطره‌ها، طبق قانون استوکس، کمتر شده بنابراین امولسیون پایدارتر است و فاز پراکنده دیرتر ته‌نشین می‌شود. از طرفی هرچه ویسکوزیته فاز پراکنده بیشتر باشد احتمال شکست قطره‌ها به قطرات کوچک‌تر، کمتر است و امولسیون ناپایدارتر خواهد بود. بنابراین پایداری امولسیون به ویسکوزیته هر دو فاز پراکنده و پیوسته وابسته است اما ویسکوزیته فاز پیوسته از اهمیت بیشتری برخوردار است. وجود یک فاز خارجی با ویسکوزیته بالا ضریب نفوذ و فرکانس برخورد قطره ها را کم می‌کند، بنابراین پایداری امولسیون را افزایش می‌دهد. با توجه به اینکه ویسکوزیته مایعات با افزایش دما کاهش می‌یابد، لذا دما یکی از مهم‌ترین پارامترها در جداسازی قطرات فاز پراکنده از پیوسته می‌باشد. با افزایش دما ویسکوزیته فاز پیوسته کاهش یافته لذا سرعت ته‌نشینی قطرات افزایش می‌یابد. اما افزایش دما موجب افزایش فشار بخار نفت خام می‌شود که امری نامطلوب می‌باشد.

1-1-1-4- غلظت مواد تعلیق‌کننده و تعلیق‌شکن

در محیط امولسیون ترکیباتی به نام مواد فعال سطحی وجود دارند که با ایجاد لایه بسیار نازکی اطراف قطرات موجب ثبات امولسیون می‌گردند. از جمله‌ی این مواد می‌توان به آسفالتن‌ها2، رزین‌ها3، سورفکتنت‌های طبیعی4 و جامداتی از قبیل کلی5 و واکس6 اشاره کرد [1]. از طرفی، مواد تعلیق‌شکن به عنوان ناپایدار کننده امولسیون استفاده شده و به طور ویژه برای هر چاه نفت تعریف می‌شوند. مواد تعلیق شکن باعث شکستن و از بین رفتن لایه‌ی فیلم نازک تشکیل شده توسط مواد امولسیون کننده، می‌شوند. مواد تعلیق‌شکن چهار وظیفه اصلی را به عهده دارند:
جذب قوی در فصل مشترک آب-نفت: این مواد بایستی جایگزین عوامل تعلیق‌کننده‌ای که بر روی سطح قطرات قرار گرفته‌اند شوند؛ یا اثر آن‌ها را خنثی کنند.
دلمه‌سازی: این مواد بایستی هرگونه دافعه بارهای الکتریکی بین قطرات پخش شده را خنثی کرده و عاملی برای تماس آن‌ها با یکدیگر شوند.
انعقاد: این مواد بایستی به قطرات کوچک اجازه دهند تا با یکدیگر ترکیب شده و قطرات بزرگتری به وجود آورند و در نهایت ته‌نشین شوند. این امر نیازمند آن است که پایدار کننده امولسیون و فیلم اطراف قطرات از هم گسسته شود.
خیس‌کنندگی جامدات: تعلیق‌شکن بایستی از ایجاد مانع فیزیکی در طی انعقاد در سطح قطره‌ها، به‌وسیله ذرات ریز جلوگیری کند. خاک رس، گل حفاری و ذرات ریز سولفیدهای آهن قابلیت خیس‌شدگی با آب را دارند؛ همین عامل باعث می‌شود تا این مواد از لایه فیلمی در فصل مشترک قطره‌های آب و نفت، خارج شده و به داخل ذرات آب مهاجرت کنند. آسفالتن‌ها و واکس‌ها نیز توانایی انحلال و خیس‌شدگی با نفت و نهایتاً پخش شدگی در فاز پیوسته را دارند.

1-1-1-5- نسبت حجم فازها

افزایش حجم فاز پراکنده یا تعداد قطره‌ها، مساحت فصل مشترک و انرژی سطحی اضافی را افزایش می‌دهد. هم‌چنین این امر باعث می‌شود فاصله بین قطره‌ها کاهش پیدا کرده که این پدیده برخورد قطره‌ها را افزایش می‌دهد. به طور کلی این عامل پایداری امولسیون را کاهش می‌دهد.

1-1-1-6- دما

دما تأثیر چشمگیری بر پایداری امولسیون دارد. افزایش دما موجب کاهش ویسکوزیته فاز پیوسته شده و سرعت حرکت قطرات را افزایش می‌دهد. از طرفی با تغییر نیروی کشش بین سطحی و حلالیت نسبی عوامل انعقاد‌کننده، لایه نازک فصل مشترک را مختل می‌کند. به طور کلی تمام این موارد پایداری امولسیون را کاهش می‌دهند. هم‌چنین موجب افزایش فشار بخار نفت خام می‌شود.

1-2- تاریخچه جدا کردن آب از نفت خام

قبل از پیدایش صنعت نفت در سال 1885 میلادی، هدف از جدا کردن آب شور از نفت خام بازیافت نمک بوده است. در طی فرآیند بازیافت نمک، مقداری نفت خام نیز تولید می‌شده است. مخلوط آب و نفت در یک گودال روباز قرار داده می‌شده و آنقدر صبر می‌کردند تا لایه‌های نفت خام جدا شده و روی آب شور جمع شود. سپس نفت را از گودال خارج کرده و محصول اصلی که نمک بوده را از آب بازیافت می‌کردند. پس از اینکه متوجه شدند ارزش نفت خام از نمک تولید شده بیشتر است، روش مشابهی برای جدا کردن آب از نفت خام به‌کار می‌بردند. لایه‌ای در فصل مشترک آب و نفت تشکیل می‌گردید که تصور می‌شد ماده‌ا‌ی خطرناک است بنابراین آن را به گودال‌های روباز برده و می‌سوزاندند.
پیش از سال 1900 میلادی معلوم شد که این ماده خطرناک مخلوطی از نفت خام، آب و مواد جامد است که به صورت امولسیون درآمده و ذرات جامد در سطح مشترک دو فاز تجمع کرده‌اند. لذا مشخص شد از لحاظ اقتصادی سوختن و از بین بردن آن درست نیست. در سال‌های بعد تلاش‌هایی جهت شکستن امولسیون‌های نفتی و جدا کردن آب و نفت صورت گرفت. از آن جمله می‌توان به حرارت دادن نفت به‌وسیله لوله‌های حاوی بخار آب و ته‌نشینی در گودال‌های بزرگ اشاره کرد که هیچ‌کدام به اندازه کافی موفقیت‌آمیز نبوده است.
در سال 1906 تحولات بیشتری در حوزه شکستن امولسیون آب و نفت ارائه شد. در این سال کاترل دستگاه الکترواستاتیک را برای ته‌نشین کردن مواد جامد همراه با آب، از نفت خام تکمیل نمود. او با آگاهی از تلف شدن مقدار زیادی از نفت خام کالیفرنیا به‌صورت امولسیون اصولی برای جدا کردن قطرات آب از نفت خام براساس میدان الکتریکی منتشر نمود. در همین زمان ویلیام بارنیکل مشغول مطالعه در زمینه استفاده از مواد شیمیایی برای شکستن امولسیون آب و نفت بود. اولین موفقیت در این مورد در سال 1913 با تولید 56000 بشکه نفت خام از شکستن امولسیون آب و نفت حاصل شد [3].

1-3- روش‌های جداسازی آب‌نمک از نفت خام
از دیرباز روش‌های مختلفی به منظور جداسازی آب از نفت مورد استفاده قرار گرفته است که در ادامه به این روش‌ها اشاره شده است [3].

1-3-1- ته‌نشینی توسط نیروی ثقل

ته‌نشینی توسط نیروی ثقل قدیمی‌ترین روشی است که برای جدا کردن آب از نفت خام استفاده شده است. در این روش نفت خام را در یک مخزن انباشته و منتظر می‌مانند تا قطرات آب در اثر نیروی ثقل ته‌نشین شوند. این روش به جدا شدن آب آزاد نفت خام کمک می‌کند. امروزه با توجه به حجم بالای تولید نفت خام در مناطق نفتی و مسایل اقتصادی لازم است از روش‌های دیگری جهت تسریع عمل جداسازی استفاده شود. با توجه به اهمیت ویسکوزیته فاز پیوسته در سرعت ته نشینی قطرات آب، ایجاد دمای بهینه جهت افزایش سرعت ته نشینی از اهمیت بالایی برخوردار است.

1-3-2- روش‌ حرارتی

یکی از عوامل موثر در جدا شدن آب‌نمک از نفت, یا به‌عبارت دیگر ته‌نشینی قطرات آب نمک، حرارت است. بر این اساس در اکثر کارخانجات نمک‌زدایی نفت را حرارت می‌دهند. حرارت باعث ضعیف‌تر شدن دیواره خارجی قطرات آب نمک، افزایش حرکات براونی و جابجایی طبیعی و درنتیجه شدت بخشیدن بهم پیوستن قطره‌های آب، افزایش اختلاف چگالی بین آب و نفت خام و هم‌چنین کاهش ویسکوزیته نفت شده لذا جداسازی قطرات را تسهیل می‌نماید. میزان حرارت نباید از حد معینی تجاوز نماید زیرا حرارت زیاد باعث جدا شدن هیدروکربن‌های سبک نفت می‌شود. در نتیجه چگالی نسبی نفت بالا رفته و نفت سنگین‌تری ایجاد می‌شود؛ از لحاظ اقتصادی نفتی که API پایینی داشته باشد ارزش کمتری دارد. امروزه برای حرارت دادن نفت خام از گرم کننده‌هایی استفاده می‏شود که با گاز یا نفت کار می‌کنند و امولسیون آب و نفت از داخل لوله‌های آن‌ها گذشته و گرم می‌شود. این روش به انرژی زیادی نیاز دارد.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1-3-3- استفاده از مواد شیمیایی

در این روش به کمک تزریق مواد شیمیایی سرعت ته‌نشین شدن قطرات آب نمک را بالا می‌برند. جداره خارجی قطرات آب نمک به‌وسیله فیلمی از مواد فعال سطحی احاطه شده است. لذا تزریق مواد شیمیایی تعلیق‌شکن باعث شکسته شدن این دیواره می‌شود، در نتیجه قطرات کوچک جذب یکدیگر شده و قطرات بزرگتری را تشکیل می‌دهند که جداسازی آن‌ها راحت‌تر صورت می‌گیرد. مواد شیمیایی تعلیق‌شکن شامل ترکیبــات کلــردار، تولــوئن، هیدروکلریت‌ها و غیره می‌باشد که می‌توانند خصوصیات تمـاس بـین دو فاز آب و نفت را تغییر دهند، بنابراین به قطرات آب اجـازه می‌دهند که راحت‌تر به قطرات بزرگتـر تبدیل شـوند.
میزان تزریق این مواد وابسته به نوع نفت یا مقدار آب نمک و درجه حرارت نفت است، که بین 5 تا 100 قسمت در میلیون متغیر است؛ چنانچه بیشتر از این مقدار تزریق شود نتیجه عکس می‌دهد. لذا این مواد باید به مقدار بهینه‌ تزریق شوند. روش شیمیایی در بسیاری از فرآیندهای جداسـازی به‌کار برده می‌شود ولـی اثرات زیست محیطـی و اقتصـاد مناسـبی ندارد.

1-3-4- شست‌وشو با آب خالص‌تر

به منظور کاهش غلظت آب نمک همراه نفت خام مقداری آب به نفت اضافه می‌شود. لذا آبی که به نفت اضافه می‌شود باید خالص‌تر از آب موجود در نفت خام باشد؛ به عبارت دیگر غلظت نمک در آن کمتر از غلظت آب‌نمک موجود در نفت خام باشد. اضافه کردن آب نه‌تنها غلظت نمک در آب همراه نفت خام را کاهش می‌دهد، بلکه با افزایش تعداد قطرات آب امکان برخورد و بهم پیوستن آن‌ها را افزایش می‌دهد در نتیجه راندمان جداسازی افزایش می‌یابد.

1-3-5- روش‌های مکانیکی

از جمله روش‌های مکانیکی که در جداسازی امولسیون‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد می‏توان به روش‏های فیلتر‏کردن و سانتریفیوژ اشاره کرد. در روش فیلتر کردن نفت را از میان صافی‌های مخصوص عبور می‌دهند. پس از مدتی کار کردن می‌بایست فیلتر‌ها را تمیز یا تعویض نمود.
در روش سانترفیوژ از خاصیت نیروی گریز از مرکز استفاده می‌شود. به این صورت که نفت را در ظروف مخصوص قرار می‌دهند و آن ظروف را حول محوری می‌چرخانند. پس از مدتی قطرات آب نمک به یکدیگر متصل شده و به‌علت اختلاف دانسیته آن‌ها با نفت، ته‌نشین می‌شوند. به‌علت تولید بالا در صنایع نفت، این روش اقتصادی نبوده و از روش گریز از مرکز بیشتر در تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می‌شود.

1-3-5- روش الکتریکی

آب یک ماده قطبی است، هنگامی ‌که مواد معدنی مثل نمک‌ها در آن حل می‌شوند به علت وجود آنیون‌ها وکاتیون‌ها، حالت قطبی بودن آن تشدید می‌شود. لذا وقتی که آب‌نمک به‌صورت امولسیون و ذرات کروی بسیار ریز درنفت درمی‌آید بار منفی در مرکز کره و بار مثبت در سطح کره پخش می‌شود. این طرز قرار گرفتن بار الکتریکی در ذرات امولسیون موجب پایداری قطرات می‌شود. به همین خاطر قطره‌های آب‌نمک همواره از یکدیگر فاصله گرفته و باعث ثبات امولسیون می‌شوند.
به منظور جداسازی قطرات ریز موجود در نفت از جریان الکتریسیته استفاده می‌شود. بدین منظور دستگاه‌های جدا کننده‌ای ساخته شده‌اند که دارای دو قطب مثبت و منفی با ولتاژ بالا و در حدود 25000-12000 ولت می‌باشند. قطرات آب پراکنده در نفت تحت تاثیر نیروی الکترواستاتیکی پلاریزه می‌شوند، مراکز بار مثبت و منفی جدا شده و می‌توانند به‌صورت قطرات بیضی شکل درآیند. درنتیجه قطرات نزدیک به راحتی در یکدیگر ادغام شده و امولسیون ته‌نشین می‌گردد. چنانچه قطرات خیلی بزرگ باشند، جریان الکتریسیته آن‌ها را متلاشی کرده و تبدیل به قطرات کوچک‌تر می‌کند. بنابراین برای اینکه میدان الکتریکی بتواند در جداسازی آب‌نمک از نفت موثر واقع شود، باید فاصله بین قطرات کم باشد و قطرات خیلی بزرگ نباشند. به همین منظور در سیستم‌های نمک‌زدایی به روش الکتریکی معمولاً آب تازه به نفت ورودی تزریق می‌کنند تا ذرات نمک در آب حل شوند، فاصله بین قطرات کمتر شده و اندازه قطرات در وضعیت مناسبی قرار گیرند.
یک حساب سرانگشتی نشان می‌دهد یک عملیات الکترواستاتیکی با اندازه مشخص، تقریباً دو برابر یک عملیات مکانیکی با همان اندازه،‌ نفت خام فرآوری می‌کند. هم‌چنین با استفاده از جریان الکتریسیته، آب‌زدایی در دمای کمتری صورت می‌پذیرد.

1-3-6- استفاده از غشاء

قطرات بسیار ریز آب به علت حرکات تصادفی احتمال زیادی برای برخورد با غشاء دارند. آب درون منافذ مانند حلال استخراج‏کننده عمل کرده و نمک موجود در قطرات را در خود حل و خارج می‌کند. از طرف دیگر با برخورد قطرات آب با غشاء، لایه‌ی مواد امولسیون‏کننده‌ای که اطراف قطرات آب را گرفته و باعث پایداری امولسیون شده‌اند، شکسته شده و آب می‌تواند توسط غشاء از نفت جدا شود. بنابراین می‌توان از غشاء برای شکستن امولسیون و هم‌چنین نمک‌زدایی استفاده نمود. این نتایج در مقیاس آزمایشگاهی بدست آمده و کاربردی بودن آن مستلزم تحقیقات بیشتر می‌باشد. قابلیت جداسازی طیف گسترده‌ای از مواد همراه پساب نمکی، عدم نیاز به مواد شیمیایی برای جداسازی، سیستم کاربردی و کنترلی ساده و قابلیت تبدیل از مقیاس پایلوتی به صنعتی، از مزایای سیستم‌های غشایی است. هم اکنون چهار روش عمده جداسازی نفت از ذرات جامد معلق و پساب‌های همراه در واحدهای نمک‌زدایی، با عنوان‌های میکروفیلتراسیون7، اولترافیلتراسیون8، نانوفیلتراسیون9 و اسمز معکوس10 با استفاده از غشا وجود دارد که جداسازی روش فرآیند فیلتراسیون غشایی دینامیکی فرایندی ارتقاء یافته از نوع الترافیلتراسیون و یکی از بهترین روش های جداسازی نفت از ناخالصی‌هاست.

1-3-7- استفاده از امواج اولتراسونیک و میکروویو

در این روش از تابش امواج میکروویو و التراسونیک استفاده می‌شود. نیروی التراسونیک وارد بر امولسیون به دلیل تفاوت سرعت صوت درون دو سیال و اختلاف دانسیته دو فاز باعث جداسازی قطره‌ها از سیال همراه می‌گردد. امواج میکروویو پیوند الکتریکی دوگانه آب و نفت را می‌شکنند در نتیجه قطره‌های آب می‌توانند آزادانه ته‌نشین شوند که این امر به جداسازی بهتر آب و نفت کمک می‌کند.
1-3-8- روش بیولوژیکی

در این روش از باکتری‌های خاصی برای شکستن امولسیون‌های نفت در آب و آب در نفت استفاده می‌شود. این روش تاکنون تجاری نشده است و در مرحله تست پایلوت باقی مانده است.

1-4- شرح فرآیند نمک‌زدایی الکترواستاتیک

روش‌های سنتی نمک‌زدایی از نفت خام برای نفت‌های سبک و متوسط با API بیشتر از 30 مناسب می‌باشند. معمولاً نمک‌زدایی از نفت‌های سنگین در صنعت با استفاده از دستگاه نمک‌زدای الکترواستاتیکی صورت می‌گیرد. نمای کلی از واحد بهره‌برداری و نمک‌زدایی الکترواستاتیک در شکل 1-1 نشان داده شده است. در این فرایند ابتدا نفت خام وارد مخازن گاززدایی شده و طی چندین مرحله گاز از نفت جدا می‌شود. تعداد مخازن مورد استفاده متناسب با میزان گاز همراه نفت و فشار گاز ورودی خواهد بود. نفت خروجی از مخزن گاززدایی وارد مخزن ائتلاف کننده شده و با ایجاد زمان ماند کافی، آب آزاد از نفت جدا می‌شود. با افزایش زمان ماند در این مخزن میزان جداسازی افزایش می‌یابد. ساختمان داخلی این مخزن به گونه‌ای است که به نفت خام اجازه می‌دهد حدود 24 ساعت (بسته به میزان نفت خام) در داخل مخزن بچرخد و زمان کافی برای ته‌نشین شدن قطرات آب مهیا شود. در بسیاری از تجهیزات با حرارت دادن به نفت خام و اضافه کردن مواد امولسیون شکن، سرعت جداسازی را افزایش می‌دهند. نفت خامی که از این مخزن خارج می‌شود حدود 5/0 تا 2 درصد آب همراه دارد؛ این مقدار آب وابسته به شرایط فرآیند متغیر می‌باشد. فشار نفت خروجی مخزن ائتلاف‌کننده، توسط تلمبه تقویت شده و وارد مخزن نوسان‌گیر11 می‌شود. در مخزن نوسان‌گیر، نوسانات شدت جریان گرفته شده و جریان ورودی به مرحله بعد یکنواخت می‌شود. سپس نفت پمپ شده و وارد مبدل‌های حرارتی می‌شود. پس از گرم شدن، جریان نفت به ورودی ائتلاف‌کننده‌های الکتریکی وارد می‌شود. در این بخش مقداری آب شیرین و ماده تعلیق‌شکن به جریان نفت خام تزریق می‌شود. با ترکیب نفت خام آب‌زدایی شده و آب تازه، غلظت نمک در آب موجود در نفت کاهش می‌یابد. در مخزن نمک‌زدای الکترواستاتیک، آخرین ذرات پراکنده آب‌نمک در نفت ته‌نشین و تخلیه می‌شوند. استفاده از میدان الکتریکی و امولسیون‌شکن سرعت ته‌نشین شدن قطرات آب را افزایش می دهد.

شکل 1-1 نمای کلی واحد نمک‌زدایی [4]
به طور کلی فرآیند نمک‌زدایی الکترواستاتیکی شامل سه مرحله است:
انحلال و ترقیق: در این مرحله آب تازه به نفت اضافه می‌شود. نفت و آب به‌وسیله‌ی شیر اختلاط و در اثر افت فشار ایجاد شده در شیر با هم مخلوط شده و یک امولسیون سبک ایجاد می‌شود. این مرحله در واقع مرحله اصلی انتقال نمک به فاز آبی بوده و منجر به کاهش غلظت نمک در نفت می‌شود.
لخته شدن در حضور میدان الکتریکی: در صورت عدم حضور میدان الکتریکی، جهت‌گیری مولکول‌های آب در یک حجم مشخص به صورت تصادفی بوده و در مجموع گشتاور کل وارد بر مولکول‌های آب صفر است. تا زمانی‌که آب در میدان الکتریکی قرار نگرفته است، قطرات آب به صورت کروی می‌باشند اما وقتی به آب نیروی الکتریکی اعمال می‌شود قطرات آب پلاریزه می‌شوند. سطوحی از قطرات که دارای پتانسیل مثبت هستند، به نزدیکترین سطح با پتانسیل منفی نزدیک می‌شوند و برعکس. بنابراین با ایجاد نیروی جاذبه بین سطوح قطرات و افزایش احتمال برخورد قطرات با یکدیگر، سرعت لخته‌شدن و به هم چسبیدگی آن‌ها افزایش می‌یابد. نیروی جاذبه بین دو قطره با افزایش ولتاژ افزایش می‌یابد؛ اما میدان بیش از حد قوی باعث شکست قطرات به قطرات ریزتر می‌شود که مطلوب نیست.
ته نشینی: با فرض کروی بودن قطرات، سرعت سقوط قطرات آب طبق قانون استوکس قابل پیش‌بینی می‌باشد:
(1-1)
در رابطه بالا V سرعت سقوط قطره، g شتاب ثقل، r شعاع قطره، ρ_d چگالی آب، ρ_c چگالی نفت و μ ویسکوزیته فاز نفت می‌باشد. به منظور جداسازی آب از نفت می‌بایست سرعت سقوط قطرات آب بیشتر از سرعت بالا آمدن نفت از میان الکترودها باشد.

1-5- امولسیون‌سازی در شیر اختلاط

همگن‌سازی در فشار بالا12 در صنایع شیمیایی، دارویی و غذایی به منظور تهیه امولسیون و تولید و توزیع قطرات ریز و با قطر کم در سیال فاز پیوسته استفاده می‌شود. اندازه و چگونگی توزیع قطرات به عواملی از جمله پایداری، واکنش‌پذیری و طعم مواد (در صنایع غذایی) وابسته است. در یک همگن‌کننده‌ی فشار بالا، امولسیون با قطرات درشت از درون یک شکاف باریک یا یک اریفیس عبور می‌کند، در نتیجه در اثر اعمال اختلاف فشار بالا در دو طرف شکاف، قطرات بزرگ به قطرات کوچک‌تر شکسته می‌شوند. با عبور سیال از شکاف باریک، یک ناحیه با آشفتگی بالا ایجاد می‌شود در نتیجه تنش ایجاد شده باعث تغییر شکل و شکستن قطرات می‌گردد. انتخاب وسیله مناسب برای امولسیون‌سازی وابسته به میزان انرژی مورد نیاز برای این کار و کاربرد امولسیون ساخته شده می‌باشد. امولسیون‌سازی بسته به کاربرد آن ممکن است در یک یا چند مرحله صورت پذیرد [5].
در عملیات نمک‌زدایی از روش‌های مختلفی برای امولسیون‌سازی و مخلوط کردن آب تازه13 یا آب با غلظت کمتری از نمک، با نفت خام استفاده می‌شود. از جمله این روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود [3]:
استفاده از یک وسیله T شکل برای پمپ کردن آب تزریقی به جریان نفت خام
تزریق آب رقیق‌کننده در یک وسیله T شکل و سپس به دنبال آن شیر اختلاط توپی14 نیمه باز با افت فشار بین psi25-15.
پمپ کردن آب رقیق‌کننده از میان سیستمی از نازل‌های اسپری‌کننده15 و به دنبال آن شیر کنترل دیفرانسیلی که در افت فشار psi15-5 کار می‌کند.
استفاده از مخلوط‌کن‌های استاتیک
شکل 1-2 نمونه‌ای از شیر اختلاط صنعتی را نشان می‌دهد.
1-5-1- راندمان اختلاط

راندمان اختلاط16 عبارت است از کسری از آب رقیق‌کننده که با آب موجود در نفت مخلوط می‌شود. به دلیل این‌که راندمان اختلاط به احتمال تماس بین آب رقیق‌کننده و آب‌نمک موجود در نفت (متناسب با تعداد قطرات موجود در نفت خام است) وابسته است، بالاترین راندمان قابل دستیابی شیرهای اختلاط در حدود 70 تا 85 درصد می‌باشد [6].
شکل 1-2 نمونه‌ای از شیر اختلاط صنعتی
1-5-2- آب رقیق‌کننده

آب رقیق‌کننده‌ای17 که به جریان نفت خام افزوده می‌شود هم از لحاظ کمیت (مقدار) و هم از لحاظ کیفیت باید مورد توجه قرار گیرد. آب رقیق‌کننده باید به اندازه کافی در دسترس باشد تا موازنه جرم لازم برای رقیق کردن آب‌نمک پراکنده در نفت خام را برآورده کند. از طرفی، کیفیت آب رقیق کننده نیز اهمیت دارد، زیرا اگر آب رقیق کننده کیفیت مطلوب را نداشته باشد، ممکن است باعث بالا بردن pH محیط شود، یا اینکه غلظت مواد تعلیق‌کننده را در محیط افزایش دهد که این عامل موجب افزایش پایداری امولسیون می‌شود. روشن است که برای خارج کردن نمک از نفت خام می‌بایست آب رقیق‌کننده مقدار کمی نمک داشته باشد. جریان‌های آبی که حاوی مقدار زیادی از ذرات کک18،‌ جامدهای معلق19 و سولفید آهن20 هستند نباید به‌عنوان آب رقیق‌کننده مورد استفاده قرار گیرند.
ترجیحاً pH آب افزوده شده باید کمتر از 0/9 باشد و اگر افزودن آب رقیق‌کننده موجب بالا رفتن pH ‌شود، باید امکان تزریق اسید برای کنترل pH وجود داشته باشد. pH‌ بالا ممکن است تشکیل امولسیون پایدار را تشدید کند در حالی‌که pH کمتر از 5/6 نگرانی‌ها را برای خوردگی دستگاه نمک‌زدا21 افزایش می‌دهد. هم‌چنین غلظت اکسیژن و فلوراید آب رقیق‌کننده می‌بایست به ترتیب کمتر از ppm 02/0 و کمتر از ppm‌1 باشد [6].
بخش مهم و اصلی حل کردن آب در نفت خام در مراحل بالادستی دستگاه نمک‌زدا و قبل از پیش گرم کردن صورت می‌گیرد. گرمایش بیش از حد امولسیون موجب تبخیر آب همراه نفت و افزایش حلالیت آب در نفت می‌شود. این پدیده می‌تواند باعث تشکیل کریستال نمک شود. جدا کردن کریستال نمک از نفت بسیار دشوار است. حضور ذرات کریستالی در محیط موجب تشکیل رسوب و گرفتگی مبدل‌های حرارتی می‌شود. شکل 1-3 حضور کریستال نمک در نفت خام را نشان می‌دهد.

شکل 1-3 کریستال نمک در نفت خام [7]
1-6- اصول نمک‌زدایی الکترواستاتیکی

چنان‌چه قطره‌های پراکنده و معلق آب موجود در نفت خام در حضور میدان الکتریکی با ولتاژ بالا قرار گیرند، بارهای مثبت و منفی قطرات در نیم‌کره‌ای که مقابل الکترود با بار مخالف قرار گرفته‌اند، متمرکز می‌شوند. این پدیده را اصطلاحاً پلاریزه شدن قطره گویند. دو قطره پلاریزه شده مجاور به یکدیگر نیروی جاذبه الکتریکی وارد می‌کنند. اگر این نیرو به اندازه کافی قوی باشد، قطره‌ها به سمت یکدیگر حرکت کرده، لایه‌های خارجی آن‌ها شکسته شده، به یکدیگر می‌چسبند و در نهایت قطره بزرگتری تشکیل می‌شود.

1-6-1- جریان متناوب
متداول‌ترین روش آب‌زدایی استفاده از جریان متناوب22 است. شکل 1-4 دستگاه نمک‌زدا الکترواستاتیک جریان متناوب با صفحات افقی را نشان می‌دهد. در این فرآیند از یک جریان متناوب با فرکانس 50 تا 60 هرتز استفاده می‌شود و معمولا از 2 الکترود شبکه‌ای افقی به ‌صورت موازی استفاده می‌شود. ولتاژ اعمال شده به الکترودها بین 12000 تا 25000 ولت است. الکترود پایین به ترانسفورماتور و الکترود بالا به زمین وصل می‌شود. معمولاً یک میدان متناوب ضعیف بین الکترود و فصل مشترک دو فاز و یک میدان متناوب قوی بین الکترود شارژ شده و الکترود زمین برقرار می‌شود. مخلوط آب و نفت از زیر الکترود پایین و بالای فصل مشترک دو فاز وارد مخزن می‌شود. در ابتدا تحت تأثیر میدان متناوب ضعیف، قطره‌های آب منعقد شده، با عبور از میان شبکه‌ها تحت تأثیر میدان متناوب قوی، قطره‌های کوچک‌تر و بیشتری منعقد شده و آب‌زدایی از نفت خام صورت می‌گیرد. پس از عبور از میدان الکتریکی و تأثیر میدان بر به هم چسبیدن و بزرگ شدن قطره‌ها، نفت آب‌زدایی شده از بالای دستگاه الکترواستاتیک و آب ته‌نشین شده از قسمت پایین دستگاه خارج می‌گردد.

شکل 1-4 میدان AC و صفحات مشبک افقی همان‌طور که شکل 1-5 نشان می‌دهد، با حضور قطره‌های آب در میدان الکتریکی حاصل از جریان متناوب، بارهای مثبت و منفی درون قطره‌ها جابه‌جا شده در نتیجه پلاریزه می‌شوند و به قطره‌های مجاور نیروی جاذبه الکتریکی وارد می‌کنند. این نوع از میدان روی بار خالص قطره‌ها تأثیری ندارد و در واقع قطره‌ها از لحاظ الکتریکی خنثی هستند، تنها جهت‌گیری بارها درون قطره‌ها تغییر می‌کند که این پدیده به منعقد شدن قطرات آب پراکنده در نفت کمک می‌کند.

شکل 1-5 تأثیر میدان الکتریکی متناوب بر جابجایی بارهای الکتریکی [7]
1-6-2- جریان مستقیم

همان‌طور که شکل 1-6 نشان می‌دهد، در میدان حاصل از جریان مستقیم23، الکترودها به تعداد زیاد و به صورت عمودی و موازی در دستگاه تعبیه شده‌اند. در ابتدای ورود امولسیون به میدان حاصل از جریان مستقیم، قطرات آب پلاریزه شده و به سمت نزدیکترین الکترود حرکت می‌کنند. پس از تماس با الکترود، دارای بار الکتریکی مشابه با بار الکترود شده و همزمان با حرکت به سمت بالا به همراه جریان فاز پیوسته، در جهت مخالف به سمت الکترود دیگر حرکت می‌نمایند. حرکت قطرات بین الکترودها باعث برخورد آن‌ها با یکدیگر و به‌هم‌ پیوستگی قطرات می‌شود. این مکانیزم به صورت متوالی تکرار می‌گردد. استفاده از جریان مستقیم در نمک‌زدای الکترواستاتیکی دارای مشکلاتی نیز می‌باشد؛ جریان برق تولید شده در نیروگاه‌ها جریان متناوب است که تبدیل آن به جریان مستقیم در ولتاژهای بالا کار هزینه‌بر و سختی است. رفتار متفاوت قطرات آب در جریان مستقیم و برخورد آن‌ها با الکترودها احتمال خوردگی الکترود‌ها را افزایش می‌دهد. هم‌چنین با توجه به این‌که بین صفحات موازی باردار ماده‌ای عایق وجود دارد، دستگاه نمک‌زدای الکترواستاتیکی را می‌توان به صورت یک خازن در نظر گرفت. هنگامی‌که حجم قطرات آب بین دو الکترود زیاد باشد به علت بالا بودن ثابت دی‌الکتریک آب، بین صفحات خازن اتصال کوتاه برقرار شده و درنتیجه باعث سوختگی الکترود‌ها می‌شود. این مشکلات باعث می‌شوند که از جریان مستقیم به تنهایی استفاده نشود.

1-6-3- ترکیب میدان‌های متناوب و مستقیم
در دهه 1970 میلادی، فرآیندی با عنوان تجاری دو قطبی24 برای به‌کارگیری ترکیبی از میدان‌های مستقیم و متناوب، استفاده از مزایای هر دو نوع میدان و برطرف کردن مشکل خوردگی میدان‌های جریان مستقیم، مورد توجه قرار گرفت.

شکل 1-6 میدان DC و صفحات عمودیاین روش مزایای هر دو روش از جمله جداسازی در نفت‌های با درصد بالا آب جریان متناوب و راندمان بالای جریان مستقیم را شامل می‌شود. همان‌طور که شکل 1-7 نشان می‌دهد، روش خاص اتصال الکتریکی که در این سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد یک میدان متناوب در ناحیه زیر الکترودها و یک میدان مستقیم در بین الکترودهای عمودی مجاور هم برقرار می‌نماید. بنابراین میدان جریان مستقیم محدود به ناحیه الکترودهای عمودی بوده در حالی‌که ساختار استفاده شده یک میدان متناوب را نیز درون مخزن ایجاد می‌نماید که وظیفه آن ممانعت از بروز خوردگی است؛ زیرا قبل از اینکه جریان نفت وارد میدان مستقیم شود مقدار زیادی از آب خود را از دست داده است بنابراین تعداد برخوردها با الکترودها کمتر می‌شود. هم‌چنین احتمال رخ دادن اتصال کوتاه بین الکترودهای عمودی کمتر می‌شود. این ساختار امکان مهاجرت و برخورد قطرات بسیار ریز باقی‌مانده را در میدان مستقیم فراهم نموده تا حداکثر میزان جداسازی آب حاصل شود.

شکل 1-7 میدان ترکیبی [7]
1-6-4- فرکانس دوگانه25
به طور کلی هدایت الکتریکی امولسیون آب و نفت بر راندمان جداسازی آّب بسیار تأثیرگذار است. الکترودهای موجود در نمک‌زداهای الکترواستاتیک مانند صفحات خازنی هستند که امولسیون موجود بین آن‌ها نقض ماده دی الکتریک دارد. در صورتی‌که ضریب هدایت الکتریکی امولسیون بالا باشد، مقداری از بار الکتریکی الکترودها بین صفحات جابه‌جا شده و اختلاف ولتاژ بین الکترودها کاهش می‌یابد. بنابراین موجب کاهش شدت میدان الکتریکی و در نتیجه افت قابل توجه راندمان جداسازی می‌شود. این پدیده تابع فرکانس جریان بوده و با افزایش فرکانس، افت ولتاژ کاهش می‌یابد. از این‌رو با بهینه کردن فرکانس منبع تغذیه، می‌توان مدت زمان شارژ و تخلیه را کاهش داده و از افت شدت میدان الکتریکی و در نتیجه کاهش راندمان جداسازی جلوگیری نمود [8].
فصل دوم

مروری بر تحقیقات گذشته
تاکنون تحقیقات زیادی بر روی فرآیند نمک‌زدایی صورت گرفته است. تمرکز بسیاری از این تحقیقات بر روی روش‌های آزمایشگاهی جداسازی می‌باشد. در این پژوهش‌ها اثر پارامترهایی نظیر دما، مقدار آب تازه، نرخ ورود خوراک، غلظت امولسیون‌شکن، زمان ماند مواد درون مخزن نمک‌زدا، شدت میدان اعمال شده در مخزن الکترواستاتیک و شدت اختلاط، بر روی راندمان جداسازی آب و نفت بررسی شده است. تمرکز برخی از پژوهش‌ها نیز بر مدلسازی اختلاط آب و نفت و عملیات جداسازی آب و نفت در حضور و یا عدم حضور میدان الکتریکی می‌باشد. در اکثر تحقیقات صورت گرفته، مدل موازنه جمعیت به دلیل دقت و سرعت قابل قبول در پاسخ‌دهی نسبت به سایر روش‌ها بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است. هم‌چنین هدف برخی از تحقیقات بهینه‌سازی شرایط عملیاتی واحد نمک‌زدایی جهت کمینه کردن غلظت آب و نمک محصول خروجی بوده است.

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید