بررسی آزمایشگاهی و شبیه سازی فرآیند میکروفیلتراسیون جریان متقاطع امولسیون نفت در آب با غشای سلولز استات

فاضلاب های هیدروکربنی و مشکلات زیست محیطی آن سبب شده است که نیاز به رسیدگی فوری داشته باشد. از سوی دیگر خالص سازی آب جهت استفاده های ضروری انگیزه ای برای محققان جهت جداسازی این فاضلاب ها توسط فرآیند میکروفیلتراسیون در سال های اخیر موردتوجه قرارگرفته است. در این مطالعه، جداسازی امولسیون نفت در آب در فرآیند میکروفیلتراسیون توسط غشای سلولز استات به صورت آزمایشگاهی و شبیه سازی بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی، میزان شار تراویده برای آب خالص و امولسیون نفت در آب در فشارهای عملیاتی یکسان و متفاوت به دست آورده شده است. در بخش شبیه سازی توسط نرم افزار کامسول ورژن ۳/۵، شار تراویده در حالت پایا به کمک قانون دارسی پیش بینی شده و با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. مقایسه نتایج نشان داد که مقادیر پیش بینی شده برای شارش آب هنگام استفاده از خوراک حاوی قطرات نفت در حالت پایا، در فشارهای عملیاتی ۱ و ۲ بار به میزان ۱۵% و ۳۵%، اما برای آب خالص ۵% خطا به دست آمده است. این خطا برای امولسیون نفت در آب می تواند ناشی از در نظر نگرفتن ساختار غشا، صرف نظر کردن مقاومت های گرفتگی داخلی غشا و لایه قطبیدگی غلظتی در معادله دارسی باشد. با حل هم زمان معادلات مخلوط، موازنه جرم و قانون دارسی در دامنه محاسباتی، اثر پارامترهای مختلف ازجمله سرعت خوراک ورودی و فشار متوسط بر ضخامت لایه قطبیدگی غلظتی و سرعت های خروجی نیز آنالیز شده است. با افزایش سرعت خوراک از ۱/۰ به ۱/۱ متر بر ثانیه در شبیه سازی، میزان ضخامت لایه قطبیدگی غلظتی ۵۲% کاهش، با افزایش فشار متوسط از ۱ به ۲ بار، سرعت خروجی جریان تراویده تقریبا ۱۹۰% افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

امولسیون نفت در آب ، میکروفیلتراسیون ، شبیه سازی ، غشای سلولز استات ، قطبیدگی غلظتی