بررسی اثر نانو ذرات Fe3O4 و Al2O3 بر تشکیل واکس، ریخت شناسی و رفتار جریانی در نفت خام

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این گزارش، از نانو ذرات Fe3O4  و Al2O3 برای بررسی اثرات آن­ها بر تشکیل واکس، ریخت شناسی و رفتار جریانی نفت خام در یک نمونه نفتی استفاده‌شده است. برای این منظور، آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC)، آنالیز میکروسکوپ قطبی نوری  (CPM) و آنالیز ویسکومتری به‌عنوان تکنیک‌های اصلی تجربی مورداستفاده قرارگرفته‌اند. نانو ذرات Fe3O4 و Al2O3 به ترتیب با کاهش WAT از 24 درجه سلسیوس به 14 و 5/17 درجه سلسیوس در ppm 100  بیشترین تأثیر مثبت را بر تشکیل اولین کریستال واکس (WAT) نفت خام داشته ­اند. افزودن نانو ذرات به نفت خام باعث تغییر شکل کریستال‌های واکس به ساختارهای کروی‌تر و منظم‌تر شده است. علاوه بر این، حضور نانو ذرات از تشکیل شبکه سه‌بعدی قوی در ساختارهای واکس در دماهای بالا جلوگیری کرده است. بنابراین، ویژگی­ های منحصربه‌فرد وابسته به‌اندازه نانو ذرات، عامل کنترل رشد هسته‌های کریستال واکس و کاهش WAT می­باشد. یافته ­های این کار پتانسیل نانو ذرات Fe3O4 و Al2O3 را به‌عنوان افزودنی­ های کارآمد و کم‌هزینه برای تولید، ذخیره‌سازی و حمل‌ و نقل نفت خام واکسی نشان می­ دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Lonje B.M., Liu G., Review of Wax Sedimentations Prediction Models for Crude-Oil Transportation Pipelines, Petroleum Research, 43(5): 2096–2124 (2021).
[2] Guevara Z., Sebastian A., Dumon F.C., Economy-Wide Impact of Conventional Development Policies in Oil-Exporting Developing Countries: The Case of Mexico, Energy Policy.,161: 112679 (2022).
[3] Speight J.G., Asphaltenes and the Structure of Petroleum, Pet. Chem. Refin., 59(5): 117–134 (2020).
[4] Das D.D., Cannella W.J., McEnally C.S., Mueller C.J., Pfefferle L.D., Two-Dimensional Soot Volume Fraction Measurements in Flames Doped with Large Hydrocarbons, Proc. Combust. Inst., 36(1): 871–879 (2017).
[5] Hanqing Zhao, Jun Xu, Tao Li, Tongshuai Wang, Xiaoming Wei, Jie Wang, Yisheng Xu, Li Li, and Xuhong Guo., Effect of Heteroaromatic Pendants in Comb Copolymers on Paraffin Crystallization and Cold Flow Ability of Crude Oil, Energy and Fuels, 30(7): 5398–5403 (2016).
[6] Theyab M.A., Wax Deposition Process: Mechanisms, Affecting Factors and Mitigation Methods, Open Access J. Sci., 2(2): 112-118 (2018).
[7] Sajjad Vakili, Saber Mohammadi, Arash Mirzaei Derazi, Fatemeh Mahmoudi Alemi,Nasrollah Hayatizadeh, Omid Ghanbarpour, Fariborz Rashidi., “Effect of metal oxide nanoparticles on wax formation, morphology, and rheological behavior in crude oil: An experimental study”, Journal of Molecular Liquids, 343: 117566 (2021).
[8] Neto D., Neto B., Determination of Wax Appearance Temperature (WAT) in Paraffin/Solvent Systems by Photoelectric Signal and Viscosimetry, Brazilian J. Pet. Gas, 3(4): 149–157 (2009).
[9] Amiri-Ramsheh B., Safaei-Farouji M., Larestani A., Zabihi R., Hemmati-Sarapardeh A., Modeling of Wax Disappearance Temperature (WDT) Using Soft Computing Approaches: Tree-Based Models and Hybrid Models, Journal of Petroleum Science and Engineering, 208(E): 109774 (2022).
[10] Wei L., Li D., Liu C., He Z., Ge Y., Study of Wax Deposition Pattern of High Wax-Bearing Crude Oil Based on Cold Finger Experiment, processes, 10(1): 103 (2022).
[11] Li W., Zhang H., Li H., Wang W., A Promising Flow Assurance Application of Superparamagnetic Nanoparticle Heating for Wax Removal in Offshore Pipeline and Production Tubing: Mechanism and Simulation, SPE J., 27(3): 1597-1606 (2022).
[12] Al-yaari M., “Paraffin Wax Deposition : Mitigation & Removal Technique”, SPE Saudi Arabia section Young Professionals Technical Symposium, Dhahran, Saudi Arabia, 14-16 March, (2011).
[13] Behbahani T.J., Dahaghin A., Kashefi K., Effect of Solvent on Rheological Behavior of Iranian Waxy Crude Oil, Pet. Sci. Technol., 29(9): 933–941 (2011).
[14] Afdhol M.K., Abdurrahman M., Hidayat F., Chong F.K., Mohd Zaid H.F., Review of Solvents Based on Biomass for Mitigation of Wax Paraffin in Indonesian Oilfield, Appl. Sci., 9(24): 5499 (2019).
[15] Yang F., Paso K., Norrman J., Li C., Oschmann H., Sjöblom J., Hydrophilic Nanoparticles Facilitate Wax Inhibition, Energy and Fuels, 29(3): 1368–1374 (2015).
[16] Song X., Yin H., Feng Y., Zhang S., Wang Y., Effect of SiO2 Nanoparticles on Wax Crystallization and Flow Behavior of Model Crude Oil, Ind. Eng. Chem. Res., 55(23): 6563–6568 (2016).
[17] Norrman J., Solberg A., Sjöblom J., Paso K., Nanoparticles for Waxy Crudes: Effect of Polymer Coverage and the Effect on Wax Crystallization, Energy and Fuels, 30(6): 5108–5114 (2016).
[18] Rao Z.H., Zhang G.Q., Thermal Properties of Paraffin Wax-Based Composites Containing Graphite, Energy Sources, Part A Recover. Util. Environ. Eff. 33(7): 587–593 (2011).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار