پایان نامه کارشناسی ارشد استفاده از باکتری های امولسيون کننده نفت سنگين در جلوگيري از رسوب گذاري در مسير خط لوله

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد : مهندسی شیمی

گرایش : بیوتکنولوژی

عنوان : استفاده از باکتری های امولسيون کننده نفت سنگين در جلوگيري از رسوب گذاري در مسير خط لوله

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

دانشکده مهندسی شیمی

پایان نامه دوره دکتری در رشته مهندسی شیمی گرایش بیوتکنولوژی

موضوع:

استفاده از باکتری های امولسيون کننده نفت سنگين در جلوگيري از رسوب گذاري در مسير خط لوله

اساتید راهنما:

دکترمجید تقی زاده

دکتر باقر یخچالی

دکترکامیار موقر نژاد

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:

انتقال نفت سنگین توسط خط لوله یکی از مهمترین و مناسب ترین روشهای انتقال بوده و ویسکوزیته بالای ترکیبات سنگین نفتی و رسوب گذاری آنها در مسیر انتقال، بارزترین مشکل این نوع انتقال است. امولسیون نمودن نفتهای سنگین در آب یکی از بهترین روشهای حل این مشکل محسوب می شود. در این پروژه برای تشکیل امولسیون پایدار و مناسب، از چهار سویه میکروبی ACO4، ACO1، 91-B و1072  برای تولید امولسیون کننده های زیستی استفاده شده است. این امولسیون کننده ها با رشد سویه ها در محیط کشت و شرایط مناسب، تولید و طی فرآیندی چند مرحله ای، جداسازی شده اند. با بکار گیری این مواد و اجرای دقیق فرآیند امولسیون سازی، امولسیون های مختلف نفت در آب برای تمام سویه ها و دو نمونه نفت سنگین تهیه شده از میادین نفتی نوروز و سروش، ساخته شدند. مطابق مدل طراحی آزمایش تاگوچی آزمایش های کاهش ویسکوزیته و پایداری امولسیون انجام شده و توانایی این امولسیون کننده های زیستی در ایجاد یک امولسیون پایدار نفت در آب به اثبات رسید. در شرایط بهینه (35% آب، 32/1% امولسیون کننده حاصل از سویه ACO4 و 45 درجه سانتیگراد دما) میزان ویسکوزیته نمونه های نفت سنگین تا 98% کاهش یافته و تا 48 ساعت پایدار ماندند. این کاهش بعد از گذشت 8 روز به 60% رسید. با توجه به توان بالای این امولسیون کننده در امولسیون سازی نفت سنگین در آب، در بخش دوم این پروژه از این ماده برای امولسیون سازی در مقیاس پایلوت استفاده شد. با تشکیل امولسیون نفت در آب در مقیاس نیمه صنعتی و ایجاد شرایط بهینه، ویسکوزیته نمونه نفت سنگین بعد از کاهش تا cP 830 تا 72 ساعت پایدار ماند. با عبور امولسیون تولیدی از خط لوله نیمه صنعتی و مقایسه میزان رسوب گذاری آن با نفت سنگین، کاهش رسوب گذاری در اثر عبور نفت به شکل امولسیون مشخص است. این مزیت، شرایط راحتتر و کم هزینه تری را برای انتقال نفت سنگین توسط خط لوله، فرآهم می آورد.

فصل اول: مقدمه (مروری بر منابع)

1-1- نفت خام سنگین و روشهای انتقال

روند رو به رشد تقاضا برای انرژی در سراسر دنیا به ویژه کشور های صنعتی و در حال توسعه لزوم و نقش تولید و انتقال نفت خام سنگین را برای تامین نیازهای انرژی، دو چندان و بسیار برجسته کرده است. طبق پیش بینی آژانس بین المللی انرژی تقاضای دنیا برای انرژی اولیه در سال 2011 ، 28% و تا سال 2030 بمیزان 60% افزایش خواهد یافت و به عبارتی نرخ رشد متوسط تقاضای انرژی 1/7% در هر سال خواهد بود .سهم و نقش منابع هیدرو کربنی در تامین و پوشش دادن به این تقاضای فزاینده انرژی بسیار بزرگ و مقدم بر سایر منابع انرژی می باشد و نقش نفت خام سنگین بسیار برجسته و تعیین کننده تر خواهد بود]1و2[.

در جهان امروز بيش از 60% از انرژي مصرفي بشر فرآورده هاي نفتي است كه اين ميزان در كشور ما بيش از 80% مي باشد. از مجموع فرآورده هاي مصرفي نفت حدود 70% بنزين و گاز يا به اصطلاح برشهاي سبك است ، و الباقي به همان صورت سنگين (برشهاي سنگين) استفاده مي شوند]2و3[.

طبق آمارها و تخمین های ارائه شده ، میزان نفت در ذخایر نفتی جهان حدود 6200 میلیارد بشکه برآورد شده است که میزان 1300 میلیارد بشکه ازآن نفت خام با API  بیشتر از 020  است که اصطلاحا نفت سبک نامیده می شوند. و الباقی در حدود 4900 میلیارد بشکه، نفت سنگین با API  کمتر از 020  است که اصطلاحا نفت سنگین نامیده می شوند. اما در حال حاضر درصد بسيار كمي(1 تا 2 درصد) ازمنابع نفت خام سنگين جهان بهره برداري مي شود. در نتیجه پژوهش در زمینه های استخراج ، فراوری و انتقال نفت سنگین میتواند ضمن ایجاد ارزش افزوده بالا باعث بالا رفتن میزان ذخایر قابل دسترسی و استفاده نفتی و سوختهای فسیلی شود. (جدول 1-1)   ]3-4[.

با توجه به حجم بالای ذخایر نفت سنگین در چند سال گذشته عملیات استخراج این گونه نفتها با استفاده از روشهای معمول در اکثر کشورهای پیشرفته شروع شده است و با سرعت بالایی در حال توسعه است. این موضوع باعث شده دیدگاهها و تفکرات ذیل در خصوص استفاده و فراوری هر چه سریعتر نفت سنگین بیان شود]2و3[.

1- توانایی استخراج نفت خام سنگین با هدف بهره گیری از منابع نفتی به عنوان انرژی های نهفته موجود.

2- امکان انتقال نفت خام سنگین به مراکز و کارخانجات مصرف کننده و پالایشگاه های نفت.

3- ایجاد عاملی که بتواند قیمت جهانی نفت را بر اساس افزایش تعداد کشورهای استخراج کننده نفت، ثابت نگه دارد.

4- کاهش جنبه استراتژیکی محصولات نفتی.

5- به تاخیر انداختن نیاز به سرمایه گذاری کلان برای استخراج و استفاده از منابع سوختی دیگر مانند زغال سنگ وسایر سوختهای سنتزی.

با توجه به مطالب فوق میتوان نتيجه گرفت كه انجام فرآيندهاي بهبود نفت سنگين (برشهاي سنگين) مطابق پيشرفتهاي جديد صنايع وابسته نفت، مي تواند مشكل كمبود فرآورده هاي سبك را تا حد مناسبي حل كند.

بطور کلی بهره برداری از نفت سنگین، از تولید گرفته تا انتقال و پالایش، به علت خواص ویژه آن مستلزم استفاده از فناوری های پیشرفته است. بعلاوه به علت سنگین شدن تدریجی نفت در مخازن و مقادیر عظیم ذخایر نفت سنگین تولید ، انتقال و فراوری آن نیاز مند سرمایه گذاری خاص وبیشتر از سرمایه گذاری لازم برای بهره برداری از نفت متعارف است. در حال حاظر پروژه های متعدد تولید و علی الخصوص انتقال نفت سنگین از طریق خط لوله در کشور های تولید کننده نفت در سراسر دنیا در حال انجام و عمل می باشند که با مسائل و مشکلات عدیده ای به لحاظ های فنی و اقتصادی روبرو هستند. در اینجا روش های موجود  پیشنهادی برای انتقال نفت خام سنگین به وسیله خط لوله از جنبه های فنی و اقتصادی بررسی و تحلیل شدند]2و5[.

انتقال نفت سنگین به وسیله خط لوله بدون کاهش قبلی در ویسکوزیته آن امکان پذیر نمی باشد. بالا بودن ویسکوزیته نفت خام، که بخشی از آن حاصل لختگی یا رسوب مواد آسفالتین با جرم مولکولی بسیار بزرگ است، مشکلات شدیدی را پیش می آورد که گرفتگی حفره چاه در عملیات تولید و ته نشینی و نهایتا انسداد در خط لوله طی عملیات انتقال از اهم آنها می باشند. بررسی گزارشهای متعدد نشان می دهد که تولید نفت سنگین به ویژه  از سال 2000 رو به افزایش بوده است و انتظار می رود این روند افزایش تولید حداقل تا سال2020 همچنان ادامه یابد. از این رو نیاز مبرم به نفت سنگین به منزله منبع انرژی هیدروکربنی ، جهت تامین ایمن تقاضای فزاینده برای انرژی در دهه های آینده نه تنها لزوم توسعه و دست یابی به روشهای موثر با صرفه اقتصادی را برای حمل و نقل نفت سنگین توسط خط لوله، ایجاب می کند؛ بلکه به عنوان یک ضرورت استراتژیک برای یک کشور نفت خیز در گستره درون مرزی و بین المللی باید مطرح باشد]6و7[.

شکل 1-1 توزیع این ذخایر نفتی و مقادیر استحصال شده ویا قابل استحصال آنها را نشان می دهد. این حجم ذخایر در کشور های خاور میانه ،روسیه،آمریکای جنوبی و ایالات متحده و به میزان اندکی در منطقه خاور دور توزیع یافته اند. میزان قابل توجهی از ذخایر نفت سنگین در خارج از منطقه خاور میانه واقع اند و بهره برداری از آنها می تواند در کنترل و کاهش قیمت نفت متعارف توسط کشور های تولید کننده پیشرو منطقه موثر باشد. وضعیت خاص جغرافیایی منطقه خاور میانه از جمله کشور پهناور جمهوری اسلامی ایران، ذخایر بزرگ غنی از نفت در این منطقه  و توانایی استخراج نفت سنگین در دهه های آتی باعث شده است جایگاه کشور های تولید کننده نفت این منطقه در عرضه جهانی بخصوص ممالک عضو سازمان توسعه همکاری اقتصادی، بیش از پیش فزونی یابد]2و5[.

برداشت افراطی نفت از ذخایر و رقابت برای برداشت بیشتر در منطقه خاورمیانه باعث نزول کیفیت تدریجی نفت در مخازن هیدرو کربنی در مناطق خشکی و دریایی شده است و این مسئله امکان تبدیل نفت های سبک به ترکیبات سنگین و تشکیل رسوب آسفالتین توسط نفت های سنگین را بسیار افزایش می دهد]7و8[.

فشار میتواند تاثیر مهمی بر رسوب آسفالتین در ذخایر نفت داشته باشد به طوری که کاهش فشار اغلب سبب تشکیل رسوب آسفالتین می گردد. البته لازم به یاداوری است که کاهش فشار همیشه منجر به تشکیل و افزایش مقدار رسوب نمی شود. در فشارهایی کمتر از فشار نقطه حباب روند معکوس اتفاق می افتد. هر چند که رسوب آسفالتین در ذخایر نفت یک مساله شناخته شده قدیمی است اهمیت تاثیر آن بر نزول کیفیت نفت ویا بعبارتی سنگین شدن آن و فعالیت های علمی و مهندسی در توصیف و مقابله با حداقل کنترل رسوب آسفالتین تنها در سال های اخیر نمایان و افزون شده است و قطعا در سال های آینده شدت خواهد یافت. انتقال نفت با کیفیت نازل یعنی سنگین به پالایشگاه ها و مراکز مصرف و فروش بین المللی چالش های علمی- مهندسی ویژه ای را ایجاد خواهد کرد که نه تنها گریز از آنها قابل تصور نمیباشد بلکه تداوم آنها و دست یابی به راهکار های بهینه فنی واقتصادی در انتقال نفت سنگین یک ضرورت استراتژیک است]9و8[.

انتقال نفت خام از مبادي توليد تا پالايشگاهها و مراكز مصرف به دليل گذر از مسيرهاي ناهموار و صعب العبور داراي روندي دشوار و طاقت فرساست. به طور معمول، انتقال نفت خام به پالايشگاههاي داخلي و پايانه هاي صادراتي از طريق خطوط لوله و كشتي هاي حمل نفت خام ميسر مي باشد. براي ايجاد سهولت و حفظ فرآيند استراتژيك انتقال نفت خام به پالايشگاهها و بنادر صادراتي، به كارگيري خطوط لوله از اولويتهاي اصلي انتقال ميباشد. لازم به ذكر است هر چنداستفاده از خطوط لوله براي انتقال نفت خام و فرآوردههاي نفتي، احتياج به سرمايه گذاري اوليه بالايي دارد، اما هزينه هاي جاري خطوط لوله نسبت به ساير روشهاي انتقال بسيار پايين تر ميباشد. هم اكنون، مجموعه خطوط لوله انتقال نفت خام و فرآوردههاي نفتي با مسئوليت سوخت رساني به كليه نقاط كشور به عنوان اصلي ترين وسيله انتقال مورد بهره برداري قرار دارد.

چندين ميدان نفت سنگين در نقاط مختلف کشورمان شناسايي و بهره برداري می شوند که بايد برای استخراج، انتقال، فرآوری و ارتقاء كيفيت آنها راهی انديشيده شود (جدول 1-2). چگالی = 962/0 ، میزان ترکیبات پارافینی= 5/19% (w/w) ، میزان ترکیبات آروماتیک= 33% (w/w)، میزان آسفالتین= 28%(w/w).

بعد از خط لوله آلاسكا، دومين خط لوله انتقال پر پیچ و خم نفت در دنيا خط لوله انتقال نفت خام مارون- اصفهان، مي باشد. اين خط به طول 435 كيلومتر، روزانه 550 هزار بشكه نفت خام را از مركز انتقال نفت شهيد جابرآل خميس واقع در 25 كيلومتري شهرستان اميديه (آغاجاري)، با لوله هاي 30 و 32 اينچي به پالايشگاه اصفهان منتقل ميكند و مازاد خوراك نفت خام پالايشگاه اصفهان به پالايشگاههاي تهران و تبريز منتقل مي شود. مشخصات و ظرفیت برخی از خطوط لوله انتقال نفت خام در داخل کشور و خارج از کشور برای صادرات محصولات در جدول 1-3 آورده شده است ]3[.

با توجه به طولاني بودن فاصله جغرافيايي كشورهاي توليد كننده و كشورهاي مصرف کننده نفت، بيش از 90 درصد نفت خام صادراتي جهان با كشتي حمل ميشود. در ايران نیز بيشترين موارد حمل و نقل كالا ، از طريق كشتي و دريا به انتقال نفت و گاز و فرآوردههاي نفتي مربوط مي شود و ترمينال جزيره خارك در اين مورد، نقش عمده اي را ايفا مي كند. در سال 1386 بالغ بر 79/2 ميليون تن نفت خام از طريق كشتيهاي شركت ملي نفتكش ايران به بازارهاي داخلي و جهانی حمل شده که نسبت به سال قبل 2/7 درصد کاهش داشته است ]1[ .

انتقال نفت و گاز درياي خزر به علت عدم دسترسي به درياي آزاد تنها از طريق خطوط لوله امكان پذير ميباشد و ايران نيز به خاطر داشتن منابع غني نفت و گاز در منطقه خليج فارس و نزديكي به درياهاي آزاد داراي موقعيت استراتژيك بسيار حساس و متمايزي در منطقه خزر است و ميتواند يك مسير ترانزيت مؤثر و اقتصادي براي پنج كشور حوزه درياي خزر به بازارهاي جهاني باشد. به علاوه وجود شبكه انتقال وسيع نفت در ايران و دسترسي به راههاي جايگزين با حداقل سرمايه گذاري از ديگر علل توجه ايران براي دستيابي به بازارهاي مصرف ميباشد. هر چند برخي از مشكلات سياسي – اقتصادي موجود در كشورهاي حوزه درياي خزر موانعي را در اين خصوص به وجود آورده است. ايران همچنان نقش ترانزيت نفت خام كشورهاي حوزه درياي خزر موسوم به (کراس) راعهده دار مي باشد. ساخت خطوط لوله انتقال نفت خام از پايانه نكا به تأسيسات ري و تلمبه خانه هاي آن نيز انجام گرفته است. ظرفيت مورد نظر 450 هزار بشكه در روز جهت انتقال نفت خام از پايانه ساري تا ري در نظر گرفته شده است ]1[.

تعداد صفحه : 160

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 
 

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید