فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 67 (مهر و آبان 1390)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 67 (مهر و آبان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/10/25
  • تعداد عناوین: 8
|
  • کاوه کلانتری، مرتضی سهرابی صفحه 3
    در این پژوهش، نانو ذرات اکسید آهن (α-Fe2O3) با گستره 50-20 نانومتر به عنوان کاتالیست سنتز فیشر- تروپش در رآکتور بستر ثابت مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیزهای XRD، SEM و BET بر روی نانو ذرات اکسید آهن تازه و قرص نانوکاتالیست آهن تهیه شده انجام شد، تا اثر روش تهیه بر فعالیت کاتالیست بررسی گردد. نانوکاتالیست تهیه شده، فعالیت و گزینش پذیری مناسبی در شرایط معمولی سنتز فیشر- تروپش از خود نشان داد. به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی سنتز FT به کمک نانوکاتالیست آهن از روش طراحی آماری تاگوچی بهره گرفته شد. برای تشکیل جدول طراحی آزمایش ها سه فاکتور دما، نسبت مولی H2/CO و سرعت فضایی گاز سنتز ورودی به رآکتور به ترتیب در محدوده های ° C 300-260، 2-67/0 و NL gFe-1h-1 15-3 در سه سطح انتخاب شد. آزمایش ها در فشار ثابت bar 20 انجام شدند. میزان تولید C5+ به ازای مقدار مصرف گاز CO (بازده تولید C5+) به عنوان تابع هدف انتخاب گردید. شرایط بهینه عملیاتی حاصل از نتایج طراحی آماری به صورت زیر می باشد: دما °C 260، نسبت مولی 67/0= H2/CO و سرعت فضایی NL gFe-1h-1 3. بازده تولید C5+ در شرایط بهینه (g/g cat. mol CO consumed) 5948/35 به دست آمد. برای مقایسه عملکرد نانوکاتالیست تهیه شده با کاتالیست های دیگر از پارامتر α که از مدل ASF به دست آمده، استفاده شد. نانوکاتالیست آهن به کار برده شده در رآکتور بستر ثابت در مقایسه با نانوکاتالیست های NANOCAT، BASF و کاتالیست صنعتی UCI گزینش پذیری C5+ بالاتری از خود نشان داد.
  • بهنام بلوچی، رامین بزرگمهری صفحه 14
    در این مقاله یک سیستم کارشناس فازی به منظور کمک در تبدیل PFD به P&ID توسعه داده شد. طراحی بستر دانش این سیستم براساس ترکیب دو تکنیک رایج نمایش دانش شامل نمایش برمبنای قوانین و نمایش برمبنای چهارچوب ها، انجام شد. این سیستم کارشناس فازی شامل دو بخش عمده پایگاه داده ها و برنامه اجرایی می باشد. پایگاه داده ها با استفاده از نرم افزار Rational Rose طراحی و توسط نرم افزار InterBase پیاده سازی شد. برنامه اجرایی نیز برمبنای ایده شیءگرایی و استاندارد UML طراحی و سپس با استفاده از کامپایلر Borland C++ Builder پیاده سازی گردید. در نهایت کارایی این نرم افزار کارشناس فازی با اعمال PFD واحد صنعتی Super Fractionation یک پالایشگاه گاز ارزیابی شد. این مطالعه نشان داد که نرم افزار کارشناس توسعه داده شده به شرط داشتن یک بستر دانش غنی به خوبی قادر به تبدیل PFD واحدهای صنعتی می باشد.
  • جواد حیدریان، احمد بابانعلبندی، همایون حسین خانلی صفحه 30
    پوشش های پلی اتیلن دولایه متشکل از زیرلایه پلی اتیلن مالئینه و روکش HDPE سالهاست که مورد استفاده قرار می گیرند. در تحقیق حاضر به منظور افزایش دوام و چسبندگی لایه پلی اتیلن مالئینه به فلز، از اصلاح شیمیایی سطح به وسیله نوعی ترکیبات آلی سیلان استفاده شده است. انتظار می رود با انجام عملیات اصلاح شیمیایی سطح طی فرآیند اعمال پوشش پلی اتیلن مالئینه، محصولات پوششی با خواصی معادل پوشش های پلی اتیلن سه لایه (اپوکسی/چسب/پلی اتیلن)، تولید نمود. بدین منظور، چسبندگی لایه پلی اتیلن مالئینه به فلز پس از اصلاح شیمیایی سطح در شرایط متفاوت، اندازه گیری شد. همچنین آزمون جدایش کاتدی بر روی تعدادی از نمونه های پوشش دار که سطح فلز آن قبلا تحت اصلاح شیمیایی قرار گرفته بود، اجرا گردید. در انتها نتایج آزمون های چسبندگی و جدایش کاتدی نمونه های پوشش پلی اتیلن مالئینه بدون عملیات اصلاح شیمیایی با نمونه هایی که اصلاح شیمیائی سطح را طی کرده بودند، مقایسه گردید.
  • داود کاه فروشان، اسماعیل فاتحی فر، آرام زویداوی، نعمت الله جعفرزاده حقیقی فرد، سیدمهدی هدایت زاده صفحه 39
    محاسبه ضرایب انتشار یکی از روش های ساده و کم هزینه برای ارزیابی میزان آلایندگی حاصل از منابع آلاینده می باشد. در بین منابع آلاینده، ضرایب انتشار مشعل ها با خطای بالایی همراه است. چراکه میزان احتراق در مشعل ها به خصوص در حالت های اضطراری نامشخص بوده و اطلاعات دقیقی در مورد بازده احتراق واقعی مشعل ها در دسترس نیست. مقاله حاضر به منظور ارزیابی ضرایب انتشار سه آلاینده CO،اSO2 و NOx در مشعل ها انجام شده است. در این تحقیق، از روش محاسبه معکوس که بر اساس اندازه گیری محیطی همراه با استوار است، برای تخمین ضرایب انتشار آلاینده های گازی مورد نظر برای یک نمونه مشعل گازی در یکی از واحدهای موجود در مناطق نفت خیز جنوب ایران استفاده گردید. ضرایب انتشار متوسط آلاینده های CO، اSO2 و NOx برای این مشعل نمونه به ترتیب 07/1، 037/0 و lb /MMBtu/0168/0 با عدم قطعیت هایی معادل 5/27، 3/34 و 3/36% تعیین شد. مقایسه این ضرایب انتشار با ضرایب انتشار ارائه شده در مراجع، شامل ضرایب انتشار سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) و انجمن نفت آمریکای لاتین (ARPEL) نشان داد که هر دو مرجع برای تخمین میزان انتشار آلاینده ها به خصوص در مورد آلاینده های NOx و CO دارای خطای بالایی هستند. برای تعیین ضرایب واقعی مشعل های گازی، مطالعات دقیق در خصوص بررسی تاثیر شرایط محیطی بر بازده مشعل ها همراه با اندازه گیری آلاینده ها از طریق مشابه سازی مشعل های گازی، واقعی در آزمایشگاه مورد نیاز است.
  • سکینه شکرالله زاده، محمد زاهدزاده، عماد رعایایی، مژگان رادمهر صفحه 50
    تشکیل رسوبات معدنی در سازند وتسهیلات سرچاهی یکی از مهم ترین مشکلات چاه های نفت و گاز است که باعث افت تولید و در موارد حادتر بسته شدن چاه می شود. معمولا این رسوبات در اثر تغییر شرایط دمایی، فشاری و اختلاط آب های ناسازگار در مخزن به وجود می آیند. موثرترین روش جهت حل مشکل فوق به کارگیری بازدارنده مناسب به منظور جلوگیری و یا به تاخیر انداختن تشکیل رسوب می باشد. پیش از استفاده از بازدارنده رسوب در میدان، نیاز به مطالعه جامع آزمایشگاهی کارایی بازدارنده تحت شرایط مختلف می باشد. در این تحقیق کارایی بازدارنده تجاری مورد استفاده در یکی از میادین نفتی ایران برای آب تزریقی که مخلوطی از آب دریا و آب تولیدی می باشد، در شرایط محیط و شرایط مخزن مورد بررسی قرار گرفته و غلظت بهینه آن مشخص شده است.
  • کبری رهبر شمس کار صفحه 60
    به منظور سهولت کاربرد و با در نظر گرفتن مسائل زیست محیطی و ایمنی، گوگرد در کشاورزی به صورت گرانول مصرف می شود. سختی گرانول های گوگرد کشاورزی باید به حدی باشد که در زمان حمل و نقل و انبارش، کمترین مقدار خاکه تشکیل شود. از طرف دیگر با مصرف گرانول های گوگرد کشاورزی، باکتری های تیوباسیلوس موجود در خاک، ذرات گوگرد عنصری را به اسید سولفوریک تبدیل نموده و باعث کاهش pH خاک می شوند. یکی از عوامل موثر بر اکسیداسیون گوگرد در خاک، اندازه ذرات آن می باشد. بنابراین سختی گرانول های گوگرد کشاورزی باید به گونه ای باشد که در تماس با آب به تدریج متورم شده و به ذرات بسیار ریز گوگرد فروپاشیده شود. در این پژوهش، ابتدا با بررسی سختی و ساختار میکروسکوپ الکترونی گرانول های گوگرد عنصری به دست آمده در دماهای مختلف، دمای بهینه محیط انجماد تعیین گردید. نتایج آنالیز نشان داد که دمای بهینه حدود oC 30 است. در دماهای بالاتر میزان تشکیل خاکه به مقدار قابل توجهی افزایش می یابد. در مرحله بعد گرانول های گوگرد کشاورزی، گوگرد کشاورزی غنی شده با آهن، روی و منگنز در دمای بهینه محیط انجماد تهیه گردیدند. مقاومت مکانیکی، سایشی و درصد فروپاشی گرانول های کودهای گوگردی اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که سختی گرانول های کودهای گوگردی نسبت به گوگرد عنصری افزایش یافته است که این مساله می تواند به دلیل وجود مواد معدنی در آنها باشد. در عین حال درصد ازهم پاشیدگی گرانول های کودهای مذکور نیز به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است به طوری که بیش از 94% از گرانول ها طی مدت 2 ساعت فروپاشیده می شوند.
  • محمود معماریانی، علیرضا بنی اسد صفحه 70
    میادین مسجد سلیمان، هفت کل، پرسیاه و نفت سفید از میادین تولیدی هستند که در حاشیه جبهه کوهستانی شمال شرق دزفول فروافتاده قراردارند. در این کار تحقیقاتی جهت تعیین ویژگی های نفت مخزن آسماری از دیدگاه ژئوشیمیایی، خواص فیزیکی و شیمیایی نمونه هایی از نفت خام این میادین مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به پارامترهای فیزیکی به دست آمده از نمونه های نفتی و خصوصیات نفت های موجود در چاه های تحت مطالعه، دو روند شناسایی گردید. یک روند شمال غربی- جنوب شرقی که با کاهش کیفیت نفت و افزایش میزان سولفور همراه است و یک روند جنوب غربی- شمال شرقی که در آن نیز کاهش کیفیت نفت با کاهش مقادیر سولفور دیده می شود. با توجه به نتایج حاصل از آنالیزهای کروماتوگرافی گازی بر روی نمونه های نفت، درصد برش های مختلف هیدروکربنی، مقادیر عناصر نیکل و وانادیوم، پارامترهای پریستان و فیتان، توزیع آلکان های نرمال، اندیس ارجحیت هیدروکربنی و مقادیر ایزوتوپی 13C، مشخص شد که نفت های تجمع یافته در مخزن آسماری در این میادین از نوع پارافینیک-آروماتیک (در روند شمال غربی- جنوب شرقی) و تا اندازه ای افزایش پایه نفتنیکی(در روند جنوب غربی- شمال شرقی) بوده و از سنگ(های) منشاء با کروژن نوع II و III با بلوغ متوسط تغذیه شده اند که در محیط دریایی و احیایی رسوب کرده اند. نفت های تجمع یافته در این میادین تحت هیچ گونه فرآیند دگرسایی قرار نگرفته اند.
  • محمدرضا جعفری نصر، آیدا همت، امین سالم صفحه 83
    با اینکه مبدل های پوسته و لوله معمولی سابقه طولانی و موفقی در صنعت داشته اند، ولی این تجهیزات دارای مشکلات و محدودیت های عملیاتی هستند. پایین بودن میزان ضریب انتقال حرارت در سمت پوسته و نحوه حرکت جریان سیال به ویژه در سمت پوسته این مبدل ها به نحوی است که احتمال به وجود آمدن نواحی مرده و در نتیجه تشکیل رسوب در آنها زیاد است. همچنین میزان افت فشار به ازای ضریب انتقال حرارت و ایجاد لرزش در دسته لوله ها بالا است. در این پژوهش طراحی پیشرفته ای از خانواده مبدل های حرارتی پوسته- لوله به نام «مبدل حرارتی با لوله های پیچشی» معرفی شده است. در این مبدل حرارتی خاص، بیشتر مشکلات مربوط به انواع ساده مبدل های پوسته- لوله ای برطرف شده است. پس از استخراج قوانین حاکم بر انتقال حرارت و افت فشار از مراجع معتبر، الگوریتم طراحی سریعی با هدف استفاده بهینه از افت فشار مجاز ارائه و نتایج آن با اطلاعات سایر مراجع اعتبار سنجی شده است. به منظور مقایسه میزان کارایی مبدلی با لوله های پیچشی نسبت به مبدلی با لوله های ساده، با ارائه شاخصی، سطح انتقال حرارت لازم برای تبادل یک بار حرارتی معین با یکدیگر مقایسه شده و مزیت به کارگیری مبدل هایی با لوله های پیچشی به خوبی روشن گردیده است.
|
  • Page 3
    Iron oxide nanoparticles (α-Fe2O3, 20-50 nm) have been evaluated as catalysts in Fischer-Tropsch Synthesis in a fixed bed reactor. XRD, BET and SEM analyses were performed on fresh nanopowders and nanocatalyst to investigate the preparation method effect on catalyst activity. Activity and selectivity of this catalyst were determined at a constant pressure of 20 bar. To optimize the operating conditions of FTS, Taguchi experimental design method has been implemented. The effect of three pertinent factors has been considered: temperature, inlet H2/CO molar ratio and syngas space velocity. Experiments were carried out under a wide range of conditions including reaction temperature of 260-300 °C, inlet H2/CO molar ratio of 0.67-2.00 and space velocity of 3-15 NL gFe-1h-1. The rate of formation of heavier hydrocarbons (C5+) as a function of CO consumption has been chosen as the response of the system. The results from statistical design showed that the optimum conditions were: reaction temperature: 260 °C, inlet H2/CO molar ratio: 0.67, syngas space velocity: 3 NL g Fe-1h-1. Under these conditions, the rate of formation of C5+ versus CO consumption was 35.5948 g/g cat. mol CO consumed. Growth probability of hydrocarbons (α) was taken as a basis for comparing the performance of several iron nanocatalysts (NANOCAT, 3nm and BASF, 20-80nm) and industrial UCI catalyst applied in the slurry phase FT process with the present iron nanocatalyst. Results indicated that iron oxide nanoparticle applied in a fixed bed reactor exhibits a higher activity in hydrocarbon chain growth in comparison with those applied in a slurry phase FT process.
  • Page 14
    A fuzzy expert system has been developed to aid in PFD to P&ID conversion. The knowledge base of this system has been designed according to the following representation techniques: 1) Rule based representation and 2) Frames. The fuzzy expert system consists of two main parts: database and application program. The database has been designed using Rational Rose Software and implemented using InterBase. The application program has been designed based on object oriented paradigm and UML standard and then it has been implemented using Borland C++ Builder compiler. Performance of the developed software has been evaluated based on the super fractionation unit of a gas refinery. This case study shows that the software is capable of handling an industrial PFD providing a rich knowledge base.
  • Page 30
    Two layer polyethylene coatings consisting of maleinated polyethylene primer and HDPE topcoat have been used for many years. In this research, in order to enhance adhesion and durability of the maleinated polyethylene layer, a kind of surface chemical treatment on substrate with organosilane materials has been used. It is expected that by addition of silane chemical treatment to the application process of maleinated polyethylene coating, an improved product with coating properties at least equal to 3LPE (3 Layer polyethylene: epoxy/adhesive/polyethylene) can be obtained. Therefore, adhesion of maleinated polyethylene layer to metal after chemical treatment with organosilans at different conditions was measured. Also, cathodic disbonding tests were conducted on samples whose metal substrate had previously been treated with organosilanes. Finally, the results of adhesion and cathodic disbonding tests for chemically treated and untreated coated panels were compared.
  • Page 39
    Emission factors technique is one of the simple and low cost methods for estimating pollution from air pollutant sources. However, emission factors of gas flare may have high uncertainty because in flares, especially under emergency conditions, flow rate of flaring gases as well as combustion efficiency are unknown. The aim of this paper is to evaluate SO2, NOx and CO emission factors in gas flares. For this purpose, emission factors were estimated using back calculation method based on modeling and pollutant emission measurement in ambient air in a selected flare in an Iranian oil and gas plant. SO2, NOx and CO average emission factors for selected flare are determined to be 0.037, 0.0168 and 1.07 MMBtu/lb, respectively, with uncertainty of 34.3, 36.3 and 27.5%, respectively. Comparison of calculated emission factors with United States Environmental Protection Agency (EPA) and Regional Association of Oil and Natural Gas Companies in Latin America and the Caribbean (ARPEL) emission factors showed that both emission factors have high uncertainty, especially for NOx and CO emission estimation. Therefore, it is necessary to study details of the influence of ambient conditions on combustion efficiency of flares as well as experimental simulation of actual flare to obtain more representative emission factors of flares.
  • Page 50
    This paper discusses the assessment of efficiency and optimum concentration of a scale inhibitor on one of the Iranian offshore oil fields. This field has suffered from several problems due to the deposition of mineral scales at formation and surface facilities during recent years. The deposits are usually formed due to a change in pressure, temperature or mixing of incompatible waters. Using the scale inhibitors is a common method to prevent scale deposition or delay the process. Before applying the chemical, its performance should be tested in the laboratory and the minimum inhibitor concentration (MIC) should be determined at various conditions. Different scale inhibitor concentrations were added to a mixture of sea water and produced water. The experimental results at reservoir and ambient conditions show that this scale inhibitor has a good efficiency and the optimum inhibitor concentration is also proposed to be applied in the field.
  • Page 60
    On the basis of environmental and safety reasons, hardness of agricultural sulfur granules should be high enough to have minimum dust formation during transportation and storage. On the other hand, by using agricultural sulfur, soil indigenous thiobacillus bacteria can oxidize elemental sulfur to sulfuric acid and decrease the soil pH. Sulfur particle size is one of the most important parameters, which affect the oxidation rate. Thus, hardness of sulfur granules should be low enough to be easily crushed to fine particles. In this research, first, hardness and electromicroscopic structure of elemental sulfur granules, solidified at different medium temperatures were investigated and the optimum temperature was determined. The results indicated that the optimum temperature is 30°C. At higher temperatures, the percent of dust formation was considerably increased. In the next stage, the agricultural sulfur and the enriched sulfur with Fe, Zn and Mn were prepared at optimum medium temperature. Mechanical strength, abrasion resistance and dispersion percent of the prepared granules were measured. The data indicated that sulfur fertilizer granules were harder than elemental sulfur ones probably due to their inorganic content. In addition, their dispersion in contact with water was significantly increased compared with elemental sulfur granules so that more than 94 percent of granules crushed to fine particles during 2 hours.
  • Page 70
    Masjid-e-Solyman, Haft kel, Par-e-Siah and Naft Safid are productive oil fields, which are located in mountain front of NE Dezful Embayment. In this research, in order to determine the physical and chemical properties of Asmari oils from geochemical viewpoints, a few oil samples were subjected to geochemical analyses.Based on physical properties such as SARA test, API, K.Viscosity, sps. Gravity and sulfur contents of studied oils, two trends were identified. A NW-SE trend, in which decrease of oil quality and slight increase in sulfur content and the second trend with SW-NE direction, in which decrease of oil quality and sulfur content can be observed. Based on geochemical parameters such as Pri/Phy, Ni/V ratios, different fractions of oils and 13C isotope values, Asmari oils in NW-SE direction show paraffinic-aromatic properties, while moving from SW towards NE oilfields, naphthenic quality of oils are pronounced. The oils accumulated in these reservoirs are generated from a marine source rock(s), with kerogen type II and III, which have been deposited in an anoxic environment. No indication of oil alteration has been observed for accumulated oils in these reservoirs.
  • Page 83
    In this paper, a novel design algorithm for “Twisted Tube Heat Exchangers”, based on full utilization of maximum allowable pressure drops has been introduced. To develop such a new algorithm, the required correlations for heat transfer and pressure drop need to be extracted from given correlations of valid literature. This algorithm correlates the pressure drops, heat transfer area and coefficients through a simple relationship. The algorithm is verified by comparison of obtained results with those from the work of other researchers. By execution of the algorithm, it is shown that the performance of this exchanger is about two times higher than the conventional one. The paper reveals the highly potential benefits of this technology in design and replacement of twisted tube heat exchangers with the conventional shell and tubes type. To compare potential benefits of application of twisted tube heat exchangers with plain tube unit, a performance index is developed in this study.