شماره مدرك
21020
شماره راهنما
18039
پديد آورنده
صباغي هرندي، اميرحسين
عنوان
بررسي اثر پليمرهاي سنتزي زيستسازگار به عنوان بازدارنده تشكيل رسوب آسفالتين و تشكيل دهنده امولسيون آب در نفت
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
طراحي فرايند
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
هفده، 106ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
نفت خام , مخزن , آسفالتين , رسوب , تجمع , بازدارنده , پليمر , زيستسازگار , پلياتيلن گلايكول , كربوكسيمتيل سلولز
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/15
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/15
كد ايرانداك
23218475
چكيده فارسي
رسوب آسفالتين يكي از مهمترين چالشها در فرآيندهاي توليد، انتقال و فرآورش نفت خام است كه ميتواند موجب گرفتگي تجهيزات، كاهش تراوايي مخزن و افت توليد شود. اين پديده عمدتاً در اثر برهمخوردن تعادل كلوئيدي آسفالتينها تحت تأثير تغييرات فشار، دما و تركيب سيال رخ ميدهد. اگرچه بازدارندههاي شيميايي متداول نظير دودسيلبنزنسولفونيكاسيد (DBSA) در مهار رسوب آسفالتين كاربرد گستردهاي دارند، اما به دليل مخاطرات زيستمحيطي و پايداري پايين، استفاده از آنها با محدوديتهايي همراه است. ازاينرو، توسعه بازدارندههاي زيستسازگار بهعنوان جايگزينهاي پايدار، اهميت ويژهاي يافته است.
در اين پژوهش، عملكرد دو پليمر زيستسازگار پلياتيلن گلايكول 400 (PEG400) و كربوكسيمتيل سلولز (CMC)، بهصورت مجزا و تركيبي، بهعنوان بازدارنده رسوب آسفالتين بررسي و با بازدارنده تجاري DBSA مقايسه شده است. آسفالتين از نفت خام ميدان مارون بر اساس استاندارد IP_143 (ASTM D6560) استخراج و خلوص آن با استفاده از آزمونهاي FESEM ، EDX و CHNS تأييد شد. ارزيابي عملكرد بازدارندهها از طريق آزمونهاي طيفسنجي UV–Vis بهمنظور بررسي پايداري آسفالتين، اندازهگيري گرانروي بهمنظور تحليل رفتار رئولوژيكي و بررسي قدرت بازدارندگي رسوب و آزمايشهاي امولسيوني آب در نفت انجام گرفت.
نتايج آزمون پراكندگي آسفالتين به روش طيفسنجي فرابنفش_مرئي (UV–Vis) نشان داد كه تركيب پيشنهادي قادر است تغييرات شدت جذب مؤثر آسفالتين را بهطور معناداري كاهش دهد و عملكردي قابلمقايسه با بازدارنده تجاري DBSA ارائه نمايد، بهگونهاي كه تحت شرايط مشابه اختلاف عملكرد بين دو بازدارنده كمتر از 10% گزارش شد. علاوه بر اين، نتايج آزمون گرانروي نفت خام واقعي در حضور نرمال هپتان حاكي از آن است كه افزودن بازدارنده پيشنهادي موجب انتقال نقطه آغاز رسوب آسفالتين (Onset) از حدود 50% حجمي هپتان در حالت بدون بازدارنده، به حدود 80% ميشود؛ در حاليكه بازدارنده DBSA تحت شرايط مشابه، اين نقطه را تا حدود 90% جابهجا ميكند. اين يافتهها نشان ميدهند كه بازدارنده زيستسازگار و غيرسمي پيشنهادي، عملكردي نزديك به DBSA دارد و بنابراين، از پتانسيل اقتصادي بالايي برخوردار است. همچنين نتايج مربوط به آزمايشهاي امولسيوني سامانه زيستسازگار پيشنهادي، نشان داد كه ميزان تشكيل امولسيون در حضور اين تركيب و در حالتهاي مختلف %0 است، فلذا اين تركيب از تشكيل امولسيونهاي پايدار ناخواسته جلوگيري ميكند.
به طور كلي، هر دو پليمر PEG400 و CMC قادر به كاهش تمايل آسفالتين به تجمع و رسوب هستند و البته، استفاده همزمان از اين دو پليمر منجر به بهبود عملكرد بازدارندگي نسبت به حالت استفاده مجزا شد. اين رفتار به اثر همافزايي ناشي از برهمكنشهاي هيدروژني، افزايش ممانعت فضايي و تقويت پايداري كلوئيدي ذرات آسفالتين نسبت داده ميشود.
چكيده انگليسي
Asphaltene deposition is one of the most significant challenges in the production, transportation, and processing of crude oil, potentially causing equipment clogging, reduced reservoir permeability, and production decline. This phenomenon primarily occurs due to the disruption of the colloidal stability of asphaltenes under variations in pressure, temperature, and fluid composition. Although conventional chemical inhibitors, such as dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA), are widely used to mitigate asphaltene deposition, their application is limited due to environmental hazards and low stability. Therefore, the development of environmentally friendly inhibitors as sustainable alternatives has gained particular importance.
In this study, the performance of two biocompatible polymers, polyethylene glycol 400 (PEG400) and carboxymethyl cellulose (CMC), was investigated both individually and in combination as asphaltene deposition inhibitors, and compared with the commercial inhibitor DBSA. Asphaltenes were extracted from Maroon crude oil according to the IP_143 standard (ASTM D6560), and their purity was confirmed using FESEM, EDX, and CHNS analyses. Inhibitor performance was evaluated through UV–Vis spectroscopy to assess asphaltene stability, viscosity measurements to analyze rheological behavior, deposition inhibition tests, and water-in-oil emulsion studies.
The results of asphaltene dispersion tests by UV–Vis spectroscopy indicated that the proposed polymer blend significantly reduced changes in the effective absorbance of asphaltenes and exhibited performance comparable to the commercial DBSA inhibitor, with less than a 10% difference under similar conditions. Furthermore, viscosity measurements of real crude oil in the presence of normal heptane showed that the addition of the proposed inhibitor shifted the asphaltene onset point from approximately 50% heptane volume (without inhibitor) to around 80%, whereas DBSA shifted this point to about 90% under the same conditions. These findings demonstrate that the proposed non-toxic, biocompatible inhibitor exhibits DBSA-like performance and thus possesses high economic potential.
Additionally, water-in-oil emulsion tests revealed that the proposed biocompatible system displayed favorable emulsification behavior and prevented the formation of unwanted stable emulsions. Overall, both PEG400 and CMC effectively reduced the tendency of asphaltenes to aggregate and precipitate, and their combined use further enhanced inhibition performance compared to their individual application. This synergistic behavior is attributed to hydrogen bonding interactions, increased steric hindrance, and reinforced colloidal stability of asphaltene particles.
استاد راهنما
محسن محمدي
استاد داور
حميدرضا شاه وردي , مرضيه عليدادي