بررسي آزمايشگاهي اثر ميدان الكتريكي بر شار عبوري از غشاي ميكروفيلتراسيون در امولسيون اب و نفت

كارشناسي ارشد

در اين مطالعه به‌كارگيري نيروي دي‌الكتروفورز منفي بر كارايي فرآيند ميكروفيلتراسيون آب و نفت براي اولين بار مورد مطالعه قرار گرفت. سرچشمه‌ي به‌كارگيري اين پديده را مي‌توان در اختلاف ثابت دي‌الكتريك نفت و آب جستجو كرد. در ابتدا يك امولسيون نفت در آب پايدار، با توزيع اندازه‌ي مناسب سنتز شد. سپس پارامترهاي تاثيرگذار بر فرآيند الكتروميكروفيلتراسيون، از قبيل دما، فشار، سرعت خطي، تراكم توري، غلظت خوراك، ولتاژ، توان، نوع پوشش الكترود، ضخامت الكترود صفحه‌اي، جنس الكترود توري و نوع پساب نفتي، در يك سري آزمايش‌هاي غربال‌گري دو‌سطحي تعيين و بررسي شد. در ادامه اثرات متقابل دماي عملياتي و ابعاد الكترودها توسط روش پاسخ سطح و بر اساس باكس-بنكن، سپس اثرات پوشش‌هاي مختلف، پساب‌هاي نفتي متفاوت و اثر توان اعمالي با به‌كارگيري روش يك فاكتور در زمان بررسي شد. نتايج نشان داد كه دما به صورت مستقيم بر فرآيند اثر گذار است در حالي پس‌زني تأثيرپذيري چشم‌گيري بر شار و پس‌زني فرآيند در مقايسه با ساير پارامترها در دامنه‌ي موردبررسي از خود نشان نداد به نحوي‌كه اين تاثير در كل اين دامنه كم‌تر از 2% بوده است. در طي اين مرحله از پژوهش، دو مدل با خطاي نسبي 76/2% و 9/1% به ترتيب براي شار عبوري و پس‌زني ارائه شد. شار عبوري و پس‌زني در شرايط بهينه به ترتيب (LMH) 4/227 و 94.3% به دست آمد. همچنين كمترين دي‌الكتروفورز منفي زماني مشاهده شد كه از پوشش اتيلن وينيل الكل استفاده شد درحالي‌كه پلي وينيل كلرايد و پلي‌يورتان تقريباً اثر برابري از خود نشان دادند. نتايج حاصل از اعمال دي‌الكتروفورز منفي بر سيستم‌هاي امولسيوني مختلف، نشان داد كه اين نيرو مي‌تواند شار عبوري را به ترتيب به ميزان 95%، 87% و 60% براي نفت سفيد-آب، گازوئيل-آب و نفت خام-آب نسبت به حالت بدون اعمال دي‌الكتروفورز منفي افزايش دهد؛ اين نتايج در شرايطي است كه پس‌زني تقريباً ثابت مانده است. به منظور بررسي اثر توان اعمالي و نيز بهينه‌سازي مصرف انرژي در سه حالت سيستم موردمطالعه قرار گرفت كه شامل اعمال پيوسته‌ي دي‌الكتروفورز با توان W200 به صورت پيوسته، دي‌الكتروفورز با توان W200 به صورت پالسي و دي‌الكتروفورز با توان W100 به صورت پيوسته شدند. بيشترين شار عبوري زماني مشاهده شد كه توان W200 به صورت پيوسته اعمال شد و بيشترين پس‌زني مربوط به اعمال W100 پيوسته به دليل اعمال نيروي دي‌الكتروفورز بود. نتايج اين پژوهش توانايي بالاي اثر دي‌الكتروفورز منفي را در افزايش كارايي ميكروفيلتراسيون آب و نفت نشان داد.

189847

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي، شبيه سازي و كنترل فرآيندها

دكتر نوراله كثيري بيدهندي - دكتر تورج محمدي