تصفیه نمک زدای نفت خام جداسازی غشای ترکیبی UF/RO
تصفیه نمک زدای نفت خام جداسازی غشای ترکیبی UF/RO – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه شیمی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره | ۸۲ |
کد مقاله | CHEM82 |
مترجم | گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی | تصفیه سیال خروجی دستگاه نمک زدای نفت خام به وسیله فرآیند جداسازی غشای ترکیبی UF/RO |
نام انگلیسی | Crude oil desalter effluent treatment by a hybrid UF/ROmembrane separation process |
تعداد صفحه به فارسی | ۲۶ |
تعداد صفحه به انگلیسی | ۹ |
کلمات کلیدی به فارسی | سیال خروجی دستگاه نمک زدا, پیش تصفیه, غشای ترکیبی, اولترافیلتراسیون, اسمز معکوس |
کلمات کلیدی به انگلیسی | Desalter effluent, Pretreatment, Hybrid UF/RO membrane |
مرجع به فارسی | نمک زداییدپارتمان مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، ایرانالزویر |
مرجع به انگلیسی | Desalination ; Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran; Elsevier |
کشور | ایران |
تصفیه سیال خروجی دستگاه نمک زدای نفت خام به وسیله فرآیند جداسازی غشای ترکیبی UF/RO
چکیده
با استفاده از فرآیند جداسازی غشای ترکیبی UF/RO، سیال خروجی دستگاه نمک زدای نفت خام حاصل از پالایشگاه نفت تهران تصفیه شد. از اولترافیلتراسیون (UF) به صورت مقدماتی برای حذف ریزقطره های امولسیون شده نفت به دنبال حذف جامدات حل شده کل (TDS) از طریق اسمز معکوس (RO) استفاده گردید. غشای UF شامل یک غشای اولترافیلتراسیون پلی سولفونی آبگریز بصورت صفحه مسطح با MWCO برابر با ۱۰۰ kDa و غشای RO یک پلی آمید چند سازه بصورت فیلم نازک مارپیچی مورد استفاده قرار گرفت. اثر شرایط عملکرد نظیر فشار عبور از غشا و سرعت جریان عرضی در پیش تصفیه UF بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد که غشای UF بیش از ۷۵% نفت را حذف می کند و می تواند به عنوان یک پیش تصفیه موثر در نظر گرفته شود. علاوه بر این، RO بیش از ۹۵% از TDS را از سیال خروجی دستگاه نمک زدا حذف کرد. در نتیجه، فرآیند تصفیه سیال خروجی دستگاه نمک زدا با استفاده از پروسه جداسازی غشایی UF/RO بعنوان یک مولفه آسان و مطلوب مد نظر می باشد.
کلید واژه ها: سیال خروجی دستگاه نمک زدا، پیش تصفیه، غشای ترکیبی UF/RO
۱- مقدمه
سیال خروجی دستگاه نمک زدای نفت خام باید قبل از دفع یا بازگردانی به فرآیند و بازیافت آن، برحسب مقررات زیست محیطی دقیق، به نحو مناسبی تصفیه شود. روش عمومی برای تصفیه سیال خروجی دستگاه نمک زدا، نفت زدایی و حذف مواد معدنی است. مواد معدنی پسماند، هنگامی که بر روی هیترها، تبادلگرهای شمعی و غیره رسوب کرده و تشکیل پوسته می دهند، ممکن است مشکلاتی را برای فرآیندهای تولید و تصفیه ایجاد نمایند. این مشکل می تواند باعث تسریع خوردگی در لوله کشی و تجهیزات آن شود.
تقریبا در تمام موارد، محتوای نمک نفت خام شامل نمکهای حل شده در ریزقطره های کوچک آب در نفت خام پخش می شوند. به علت مشکلات عملیاتی همراه با نمکها، اغلب پالایشگاهها نفت خام با محتوای نمک ۳۰ تا ۶۰ mg/L را خریداری کرده و سپس قبل از ریختن به داخل دستگاههای تقطیر، تا ۳ الی ۱۵ mg/L نمک زدایی می کنند. اغلب سیستمهای نمک زدایی از تصفیه کننده های الکتروستاتیک برای بدست آوردن کمترین محتوای آب ممکن در روغن استفاده می کنند و بنابراین مقدار رقیق سازی مورد نیاز آب را به حداقل ممکن می رسانند. نمک زدایی الکتروستاتیک سبب ایجاد یک پساب روغنی می شود که محتوی ریزقطره های روغن و نمکهای حل شده در آب است. این پساب یک روغن پایدار درامولسیون آب است و باید قبل از دور ریختن تصفیه شود (۱).
تبدیل سیال خروجی دستگاه نمک زدا به آب آبیاری یا آب قابل بازیابی تازه روش کم هزینه ای را برای استفاده از مقادیر اضافی این پساب فراهم می کند. سیال خروجی دستگاه نمک زدا بعد از آنکه محتوای روغن آن بر اساس استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) تا کمتر از ۳۰ ppm حذف شد، می تواند به عنوان منبعی از آب تازه مورد استفاده قرار گیرد (۲ و ۳).
تصفیه نمک زدای نفت خام جداسازی غشای ترکیبی UF/RO
۲- بخش تجربی
۲-۱ فرآیندهای UF و RO
۲-۱-۱ مواد
غشای UF-PS-100H تولید شده بوسیله شرکت نادیر (آلمان) به خاطر پایداری آن تحت شرایط عملکردی مختلف برای آزمایشهای UF بکار برده شد. گونه هایی از غشای صفحه مسطح در اتاقک آزمایش بکار برده شد. این غشا یک غشای پلیمری است و از پلی سولفان با MWCO برابر با ۱۰۰ kDa ساخته شده است.
غشای RO پلی آمیدی چند سازه به صورت فیلم نازک مارپیچی TFM-50 با پس دهی نمک ۹۸% تولید شده بوسیله شرکت GE Osmonics (USA) برای آزمایشهای RO بکار برده شد.
RO از غشایی استفاده می کند که نیمه تراواست و به سیالی که در حال خالص شدن می باشد اجازه عبور از آن را می دهد، در حالیکه آلاینده های باقیمانده را نمی پذیرد. هنگامی که مقداری سیال از غشا عبور می کند، باقیمانده ها در جریان آب پایین باقی می مانند و گونه های عبور نکرده را به دور از غشا جارو می کنند. هنگامی که غلظت سیال عبور نکرده افزایش می یابد، نیروی محرکه مورد نیاز برای ادامه دادن به تغلیظ سیال افزایش پیدا می کند. این فشار باید از فشار اسمزی محلول خوراک تجاوز نماید. در یک کاربرد عمومی، جزء غشایی مناسب RO در داخل محفظه فشار تعبیه می شود تا اجازه ورود آب نمک دار خوراک تحت فشار به داخل را بدهد.
۲-۱-۲ خوراک UF
از سیال خروجی دستگاه نمک زدای پالایشگاه تهران به عنوان خوراک (ماده ورودی) استفاده شده است. شکل۱ ریزنگار ریزقطره های روغن بدست آمده بوسیله میکروسکوپ Olympus Vanox AHBT3 با بزرگنمایی ×۱۲۵۰ را نشان می دهد. ریزقطره های روغن در محدوده ۰٫۲-۸ µm و با اندازه متوسط ۲٫۴ µm بودند.
۲-۱-۳ اندازه گیری فلاکس های (جریانهای) خالص UF و پساب
نمودار جریان فرآیند در مجموعه دستگاه تجربی UF و RO در شکل ۲ نشان داده شده است. اتاقک UF از دو بخش مجزای پلی کربنات با پایه ای از صفحات فولاد ضد زنگ ساخته شده است. غشا (۵۷٫۵ cm2) بین این بخشها قرار گرفته و مسدود شده است. برای محافظت از غشا در برابر فشار عملی، بین این دو بخش سلول یک پایه قرار داده شده است. لازم به ذکر است که برای هر آزمایش، قطعه جدیدی از غشا بکار برده شده است.
۲-۱-۴ تمایل رسوب گرفتن (گرفتگی) غشای UF
رسوب گرفتن غشاها پدیده پیچیده ای است که معمولا از جذب سطحی اجزای محلول خوراک بر روی ماده غشایی حاصل می شود. قطبیدگی (پلاریزاسیون) غلظتی در مجاورت سطح غشا منجر به افزایش فشار TMP می شود (۲). رسوب کننده (foulant) یا لایه رسوب کننده (fouling layer) اصطلاحات عمومی برای رسوب کردن بر روی یا در داخل غشاست که به طور معکوس بر فیلتراسیون اثر می گذارد. اصطلاح رسوب کردن (fouling) غالبا بطور غیر مشخص برای اشاره به هر پدیده ای که منجر به کاهش سرعت فرآورده می شود، استفاده می گردد (۵). افت فشارها و نیمرخهای غلظت در شکل ۴ نشان داده شده اند.
۲-۱-۵ تصفیه RO
خوراک: ماده نفوذی از UF به عنوان خوراک به کار برده می شود. شکل ۶ ریزنگار این خوراک بدست آمده بوسیله میکروسکوپ Olympus Vanox AHBT3 با بزرگنمایی ×۱۲۵۰ را نشان می دهد.
تصفیه نمک زدای نفت خام جداسازی غشای ترکیبی UF/RO
۳- نتایج و بحث
۳-۱ پیش تصفیه UF
۳-۱-۱ اثر فشار عبور از غشا بر فلاکس نفوذی
اتاقک غشایی با آب فاقد یون در فشار ۲ bar به مدت ۳۰ دقیقه پیش فشرده شد و سپس فلاکس آب خالص (L m-2 h-1) یا LMH در TMP برابر با ۱ bar و سرعت جریان عرضی ۱٫۱۱ m s-1 مورد آزمایش قرار گرفت. در تمام آزمایشها، دما در ۳۰۰C ثابت شد. نتایج، همانگونه در شکل ۷ نشان داده شده، نشان می دهد که هنگامی که فشار افزایش می یابد، فلاکس نفوذی تقریبا بطورخطی افزایش پیدا می کند.
…
تصفیه نمک زدای نفت خام جداسازی غشای ترکیبی UF/RO