|
بررسی نفت و اهمیت آن
تحقیق بررسی نفت و اهمیت آن در 56 صفحه ورد قابل ویرایش
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 56 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 56 |
بررسی نفت و اهمیت آن
مقدمه
نفت خام مایعی است که از تعدادی هیدروکربن و مقداری ترکییات گوگردی اکسیژن دار، ازته و مقدار کمی ترکیبات معدنی و فلزات تشکیل شده است . ترکیبات مختلف نفت خام بنا به موقعیت محلی میدان نفتی و زمان تشکیل آن و حتی بنا به ژرفای منبع مـتغیرند .
در یک جزوه نفتی همراه نفت خام همواره مقداری گاز ، آب و نمک و شن و ماسه وجود دارد که این مواد بر اساس چگالی روی هم انباشته می گردند . نحوة قرار گرفتن آنها بدین شکل است که در زیر یک لایة غیر قابل نفوذ ابتدا آب و نمک ، سپس نفت خان .و بر روی آن گازها قرار دارند .
نفت خام پس از استخراج به واحد بهره برداری انتقال داده شده که در این واحد نفت خام را با عبور از جدا کننده ها و کاهش تدریجی فشار ، از گاز همراه با آن عاری می سازند . سپس در واحد نمک زدایی ، آب و نمک ، شن و ماسة آن را جدا ساخته و در صورت ترش بودن نفت خام ( حاوی گازهای اسیدی مانند ، ، RSH و …. ) آن را در استریپرها با یک گازشیرین تماس داده و را جدا می کند کلیة این اعمال بر ای جلوگیری از خوردگی تجهیزات پالایش می باشد.
طراحی پالایشگاه را بر اساس اجزاء تشکیل دهنده نفت خام مورد استفاده صورت می گیرد . در ضمن با افزایش مدت زمان استخراج از یک حوزة نفتی کیفیت نفت تغییر کرده و به طور معمول مقدار گوگود و آن افزایش می یابد . در نتیجه با تغییر خوراک پالایشگاه نیاز است که شرایط عملیاتی تغییر کند که این تغییرات بر اساس نتایج حاصل از ارزیابی نفت خام صورت می گیرد.
2 ـ واحد ارزیابی نفت خام
هدف از انجام کلیه آرمایشات در واحد ارزیابی نفت خام ، ارزیابی و تعیین مشخصات نقت خام های ایران و کشورهای همسایه که برای امور صادرات و طراحی پالایشگاهها مورد استفاده قرار می گیرد ، است .
از جمله کارهای این واحد ، تقطیر نفت خام و بدست آوردن فرآورده های سبک تا سنگین که به ترتیب حلالها و بنزین و نفت سفید و گازوئیل و روغنها می باشند که مشخصات فیزیکی و شیمیایی و ترمودینامیکی آنها مطابق روشهای استاندارد انجام می شود و همچنین حلالهای نفتی مورد نیاز صنایع در این واحد ساخته می شود.
تواناییهای این واحد علاوه بر موارد فوق در خصوص قسمتهای استاندارد به شرح زیر می باشد:
- 1. تقطیرهای ASTM و IP جهت تهیة برشهای کوتاه و تعیین نقاط جوش و تحت خلاء تا 001/0 میلی باد و تا نفاط جوش حدود 800 .
- 2. تعیین دانسیته ، وزن مخصوص ، گوگرد ، اسیدیته و گرانروی مایعات ، گازها و جامدات.
- 3. تعیین مقدار هیدروکربنتهای آروماتیکی ، نفتینکی، الفینی و پارافینی ( نرمال رایزو)
- 4. تعیین وزن مولکولی ، فشار بخار ، باقیمانده ، کربن ، مقدار واکس و نقطة ذوب آن و خاکستر در نفت خام و فرآوردها
- 5. تعیین مقدار نمک، آب و رسوبات در نفت خام .
- 6. تعیین اندازه ذرات جامد معلق در مایعات و غلظت آنها.
- 7. تعیین ضریب رسانش ، PH ، ارزش حرارتی ، مقاومت اکسیداسیون مایعات .
- 8. تصفیه روغن های خام و تعیین پارامترهای کنترل کیفیت بخصوص اندیس گرانروی ، قسمت رنگ فرآورده ها و نمرة برومین .
- 9. تعیین عددستان ، اندیش دیزل ، نقطة آنیلین ، نقطة آتش گیری ، نقطة اشتعال ، نقطة ابری شدن ، نقطه انجماد ، نقطة ریزش و دمای بسته شدن فیلتر گازوئیل بر روی سوختهای نفت سفید و دیزل.
- 10. تست نوار خوردگی مس ، نقره ، خوردگی فلزات بر روی سوختها و ضدیخ.
معمولاً هر پالایشگاه دارای یک آزمایشگاه کنترل کیفیت است که در آنها آزمایشهایی بر روی فرآورده های مختلف میانی یا نهایی به دو منظور انجام می شود:
- تشخیص صحت کار واحدهای تولید به طور سریع
- اطمینان از مطابقت فرآورده های نهایی با استانداردهای مربرطه
برای انجام این آزمایشها ، دستگاهها و روشهای استاندارد بکار می رود . بطوریکه نتایج به راحتی قابل تکرار و مقایسه باشند . عمدتاً از روشهای ASTM و در مواردی IP ، BP ، DIM و …. استفاده می شود.
در این گزارش به برخی از مهمترین آزمایشها اشاره می شود.
چگالی ( دانسیته )
دانسیته هیدروکربن ها همیشه کمتر از یک است و با افزایش تعداد کربن ، این مقدار در یک سری همولوگ افزایش می یابد . در صورتی که سیستم ها به ترتیب هیدورکربن های اشباع شدة غیر حلقوی ـ اشباع شده حلقوی ـ و آروماتیک باشد . به ازاء تعداد معین کربن دانسیته نیز افزایش می یابد.
مقایسه دانسیته هیدروکربتهای مختلف در درجه حرارت ثابت
دانسیته نفت که مخلوطی از هیدروکربن ها ست بستگی به مواد سازنده آن دارد و به همین لحاظ است که نفت کشورهای مختلف دارای دانسته های متفاوت است . . مثلاً دانسیته نفت آمریکا . 87/0 ـ 800/0 ، نفت ایران در 60 ، 836/0 و نفت و رسید 900/0 ـ 850/0 می باشد.
معمولاً دانسیته در دمای 60 اندازه گیری می شود . برای اندازه گیری SG معمولاً از هیدرومتر و پکنومتر و یا دانسیته مترهای اتوماتیک استفاده می شود. برای اندازه گیری SG معمولاً از هیدرومتر پیکنومتر و یا دانسیته مترهای اتوماتیک استفاده می شود . برای برش های نفتی چگالی به شکل کمیت API نیز بیان می شود : API بوسیله انستیتو نفت آمریکا پیشنهاد شده است و در کشورهای آمریکایی مقدار دانسیته بر حسب آن داده می شود.
روش ASTM
این آزمایش برای اندازه گیر یدانسیته تقطیبر شدههای نفتی در فاصلة دمایی 15 نت 35 درجه سانتیگراد مناسب می باشد . نمونة مورد استفاده باید مایع با فشار بخار کمتر از mmHg 600 و دیسکوزیته کمتر از 15000 در دمای مورد آزمایش باشد . در ضمن نمونه نباید خیلی تیره باشد . بنابراین این نمونه های نفت خام برای این آزمایش مناسب نیستند . این دستگاه دانسیته را با واحد نشان می دهد.
شرح آزمایش
پس از کالیبره کردن دستگاه توسط آب مقطر و هوا و تنظیم دمای 56/15، لوله خرطومی شکل داخل دستگاه با با بهترین شستشو می دهیم . و توسط پمپ هوا داخل آن را خشک می کنیم . لامپ دستگاه را روشن نموده و توسط سرنگ، نمونه را داخل لوله تزریق می کنیم . این عمل باید به گونه ای صورت گیرد که هیچ گونه حبابی داخل لوله تشکیل نشود . زیرا حبابهای هوا بر روی دانسیته تأثیر گذاشته و ایجاد خطا می کند . سپس لامپ دستگاه را خاموش می کنیم ( نور نیز در انجام آزمایش خطا ایجاد می کند .) بر اساس تغییر فرکانس موج وارد شده به نمونه نسبت به حالت مبنا ، تعداد دانسیته اندازه گیری می شود . هنگامی که این مقدار به یک حد ثابتی رسید .عدد نشان داده شده
روش IP
این تست برای گازوئیل ، سوخت دیزل ، ته مانده های سوختهای نفتی ، نفتیهای روغنی و قیر که به دمای 260 رسیده اند ، می باشد . در این روش از حلال هپتان استفاده می شود .
شرح آزمایش
ابتدا تقطیر نفت خام تا دمای 260 صورت می گیرد . سپس مقدار باقی مانده جمع آوری شده و وزن می شوند . زیرا مرحلة اول تخمین میزان آسفالتین موجود در نمونه و یا دانستن مقدار ته مانده های نفت برای تخمین حجم تخمین حجم فلاسک و مقدار هپتان لازم از روی جداول داده شده می باشد . اگر مقدار آسفالتین تخمینی در نمونه بیشتر از 25/0 باشد حداقل ml 25 هپتان لازم است . هر چه مقدار آسفالتین کمتر باشد حجم هپتان لازم کمتر است . به طوریکه به ازای هر 1 گرم از نمونه ml 30 هپتان لازم است .
پس از افزودن هپتان نمونه را به مدت 60 دقیقه می جوشانیم سپس سرد کرده و به مدت 150 ـ 90 دقیقه در یک فضای تاریک نگه می داریم . سپس مخلوط حاصله را فیلتر می کنیم . به جز آسفالتین بقیة اجزاء نمونه در هپتان حل می شوند و از فیلتر عبور می کنند .
و این بار آن را در مجاورت هپتان ( بخارات هپتان ) قرار می دهیم تا جدا سازی کاملتری صورت گیرد . وقتی حلال خروجی از یک بی رنگ شد مطمئن می شویم جداسازی کاملاً انجام گرفته است . سپس به جای هپتان این بار از تولوئین داغ استفاده می کنیم . تولوئین آسفالتینها را می شوید . در ظرفی آسفالتینها را می شوید . در ظرفی آسفالتینهای شسته شده با تولوئن را جمع می کنیم . این محلول را به قدری حرارت می دهیم تا تمام تولوئین تبخیر شده و تنها آسفالتین بماند . با وزن کردن آسفالتین مانده پی به میزان آن در نمونه می بریم .
اندازه گیری واکس ( موم )
واکسها ترکیبات اشباع سنگینی هستند که به طور کلی به سه دسته زیر تقسیم می شوند :
الف ) واکسهای پارافینی خالصل l نقطة ذوب 50 سفید رنگ
ب : واکسهای بینابینی با نقطة ذوب 65 ـ 60 .
ج : واکسهای میرو کریستالی با نقطة ذوب بیشتر از 70 ، دارای رنگی بین زرد تا قهوه ای ، سنگین ترین نوع ، خشک و شکننده ، در حین ذوب چسبندگی زیادی دارد ، نسبت به دیگر نوعهای واکس کاربرد بیشتری دارند .
وجود پارافین های سنگین و واکسها در برشهای روغنی باعث افزایش نقطة انجماد آنها می شود ( بین 20 تا 60 می رسد ) و در نتیجه آنها را برای مصرف نامناسب می سازد . بنابراین باید تمام هیدروکربن هایی را که نقطة انجماد شان بالاتر از حداقل های مصرف روغن است ، حذف کرد.
% 7 ـ 5 نفت ایران را واکسها تشکیل می دهند و درآسیای میانه این مقدار به 16 ـ 15 % نیز می رسد.
نفت های خام شامل واکس را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
الف : clean waxy crude که بیشتر شامل هیدروکربن های سنگین و واکسی می باشد که با کاهش دما بر سطح لوله های انتقال جریان نفت تشکیل کریساتل می دهند و به مرور زمان کل مقطع لوله را سد کرده و توان مورد نیاز برای انتقال را افزایش می دهد. البته این گروه مشکلات رسوبی که عموماً به دلیل کمبود سیستمهای حرارتی و عایق کننده می باشد با کنترل درجه حرارت و استفاده از pig ها قابل حل می باشد.
ب ) regular waxy که بسیار فراوان تر از نوع قبل بوده و حل مشکلات ناشی از رسوب آنها به سادگی حلت قبل نمی باشد . این گونه واکسهای خام دارای مواد دیگری چون آسفالتین ها ، رزین ها ، و ……. می باشد.
روش 237 IP
این روش برای اندازه گیری مقدار واکس در نفت خام و فرآورده های نفتی ، بکار می رود.
4 ـ بررسی و تجزیه مواد نفتی از نظر تقطیر
قبل از این که نفت خام را جهت تقطیر به پالایشگاه بفرستند ابتدا در آزمایشگاه بر روی یک نمونه از آن عملیات لازم را انجام می دهند تا روش مناسب تر را جهت عمل تقطیر بدست آورند.
بهترین راه همان تقطیر مستقیم می باشد و طرز عمل آن بدین قرار است که در یک بالن گردن بلند مقدار 10 تا 100 لیتر ماده خام را حرارت می دهند . بخارات حاصل از عمل تقطیر را سرد نموده ، مایعات حاصل را به حجم های مساوی تفکیک و جمع آوری می نمایند در حالی که درجة حرارت مربوط به ابتدا و انتهای تقطیر هر فراکسیون را یادداشت می کنند میانگین این در درجه حرارت را دمای جوش حقیقی یا T.B.P برای فراکسیون مربوط می نامند .برای شناسایی یک برش نفتی تنها درجه حرارت T.B.P کافی نیست و باید دانسیته و عدد اکتانان نیز نیز معلوم باشد.
هر گاه بر روی محور x ها عدد مربوط به فراکسوین و بر روی محور y ها در جه حرارت T.B.P و عدد اکتان و … را ببریم منحنی هایی بدست می آید که متخصصین مربوط از روی این منحنیها به هویت و وضع هر برشی پی می برند.
منحنی تقطیر T.B.P یک ماده خام نفتی و منحنی های مربوط به اندیس اکتان و اندیس ستان
