بخشی از مقاله
خلاصه
آسفالتین به عنوان سنگین ترین و قطبی ترین جز نفت براساس انحلال پذیری در محلولها تعریف میشود که در آروماتیک ها حل میشود اما در آلکان های سبک انحلال پذیری ندارد.رسوب گذاری آسفالتین در مخزن و دهانه ی چاه و خط لوله باعث بروزمشکلات و هزینه هایی می شود. ذرات آسفالتین در نفت دارای بار سطحی هستند که می توان با
اعمال میدان الکتریکی به روی طول خاصی از لوله باعث رسوب گذاری آسفالتین شد.در این مقاله به بررسی بار الکتریکی ذرات آسفالتین در حالت استاتیک و تاثیر میدان الکتریکی بر روی رسوب گذاری در حالت دینامیک پرداخته شده است.
کلمات کلیدی: آسفالتین،میدان الکتریکی،بار سطحی ،رسوب گذاری الکتریکی
.1 مقدمه
رسوب گذاری آسفالتین به دلیل مشکلاتی مانند رسوب گذاری در لوله ها و بستن آن ها و تغییر در ترشوندگی سنگ مخزن، از مسائل مهم در صنعت نفت است. آسفالتین به عنوان قطبی ترین و سنگین ترین جز نفت است که در مواد آروماتیک مانند تلوئن حل می شود و در نرمال آلکان ها مانند نرمال-هپتان به صورت نامحلول است - لئون . - 2000بررسی های بسیاری برروی رسوب گذاری و جذب آسفالتین شده است مانند جذب روی سطح نانوذرات - مدحی - 2017 و کار فیروزآبادی که به تاثیر بار الکتریکی و میدان الکتریکی بر روی پایداری و رفتار ذرات آسفالتین در نفت پرداخته است - فیروزابادی - 2012اندرسون گزارش کرده است که اگر دو الکترود را در ظرفی که شامل نفت است قرار داده شود بعد از چند دقیقه ذرات آسفالتین بر روی الکترود مثبت رسوب میکند. با افزایش مقدار هپتان در مخلوط نفتی میزان رسوب بر روی الکترود منفی افزایش و روی الکترود مثبت کاهش می یابد. - اندرسون - 2009 برای تست دینامیک دو سر حلقه به پایانه مثبت و منفی یک منبع تغذیه دی سی وصل شد و با اندازه گیری افت فشار لوله و مشاهده ی افزایش افت فشار به رسوب گذاری پی بردند. - حشمی و جوش - 2015 در این کار اندازه گیری بار ذرات آسفالتین اهمیت بسیار دارد و به بررسی تاثیر میدان الکتریکی بر روی رسوب گذاری آسفالتین در حالت دینامیک و استاتیک پرداخته شده است. برای این کار چهار نفت مدل با غلظت های متفاوت و نسبت های هپتان مختلف آماده شد و تاثیر غلظت آسفالتین و هپتان مورد بررسی قرار داده شد.
-1 مواد و روش ها
-1-2نفت
با استفاده از زوش IP143آسفالتین را از نفت جدا کرده و در تلوئن با غلظت های متفاوت حل کرده تا نفت مدل ساخته شود سپس به مدت ده دقیقه بر روی همزن قرار داده و سپس بیست دقیقه در فرکانس بیست هزارهرتز سونیکیت کرده تا مخلوط یکنواخت شود سپس برروی همزن گذاشته و نرمال هپتان به صورت یکنواخت اضافه میکنیم و سی دقیقه هم میزنیم. نفت مدل Aمحلول یک گرم بر لیتر آسفالتین که با 20درصد نرمال هپتان مخلوط شده است نفت مدل Bمخلوط یک گرم بر لیتر با 40درصد نرمال هپتان است و نفت C با غلظت بالاتر 2گرم بر لیتر آسفالتین و 20درصد نرمال و نفت Dهمان نفت با نسبت 40درصد نرمال هپتان است.
-2-2ستاپ استاتیک
ستاپ استاتیک همانطور که در شکل 1مشاهده میکنیم از دو ظرف استوانه ای که دو الکترود در آن قرار دارد تشکیل شده است طول هر الکترود 20سانتیمتر و قطر خارج آن 6/4میلیمتر است و فاصله ی دو الکترود 2 سانتیمتر است و این الکنرود ها از طریق سیم به منبع تغذیه وصل شده اند.چهار میدان الکتریکی با قدرت های 5/5،1،1/0و 2 کیلوولت مورد بررسی قرار گرفت. در وسط در ظرف یک سوراخ برای گرفتن نمونه از نفت در هر سی دقیقه تعبیه شده است.بعد از پایان هر تست اسفالتین روی هر الکترود با استفاده از تلوئن شسته می شود تا مقدار رسوب روی هر الکترود به صورت دقیق تعیین شود.
-3-2تست دینامیک
در شکل 2 ستاپ دینامیک را مشاهده می کنیم که قسمت اصلی آن یک لوله با قطر خارجی یک چهارم اینچ و قطر داخلی یک هشتم اینچ هست که با سیم به منبع تغذیه وصل شده است.در بعضی هز تست ها این لوله به پایانه مثبت و در بعضی به پایانه منفی منبع تغذیه وصل می شود.در تمام تست ها لوله ای که منبع تغذیه وصل است از طریق لوله های پلاستیکی از بقیه قسمت ها جدا شده است. در این سیستم از طریق اندازه گیری افت فشار دو سر لوله به بررسی رسوب گذاری پرداخته می شود.در تست اول لوله بدون ایجاد میدان به بررسی تغییرات افت فشار پرداخته می شود.در تست های بعدی رسوب گذاری تحت میدان های الکتریکی 5/5،1،1/0و 2کیلوولت مورد بررسی قرار گرفت.
میزان دبی یک میلی لیتر بر دقیقه و حجم کل 260سی سی است و در پایان هر تست لوله با تلوئن شسته و قسمت های پلاستیکی عوض می شود.
-3نتایج و تحلیل ها
-1-3خواص نفت های مدل
ویسکوزیته برای چهار نفت A، B، C و D به ترتیب 0/541 ،0/499 ،0/543و 0/508 سنتیپویز با استفاده از فنسک ویسکومتر درآمد. چگالی برای نفت های مدل به ترتیب 0/839 ،0/796 ،0/842 و 0/799 است. با استفاده از روش spectrophotometry میزان نقطه آنست برای هر چهار نفت به ترتیب 0/503 ،0/473، 0/448 و 0/43بدست آمد.
-2-3نتایج تست استاتیک
همانطور که در شکل 3 میبینیم ذرات آسفالتین بر روی الکترود منفی رسوب کرده اند و این به این معنی است که ذرات آسفالتین دارای بار مثبت هستند.در تمام آزمایش ها رسوب آسفالتین فقط روی الکترود منفی است که این مشخص میکند این ذرات دارای بار الکتریکی مثبت هستند.یک مقدار رسوب قابل صرف نظر بر روی الکترود مثبت دیده می شود که با افزایش میدان الکتریکی مقدار آن بر روی الکترود مثبت کاهش میابد.
