بررسی تاثیر تنش برشی بر تجمع ذرات آسفالتین با استفاده از مدل موازنه جمعیت

یکی از مهمترین مشکلات در دستیابی به نفت و گاز و استفاده از آنها وجود دارد رسوب دهی اجزاء سنگین است. یکی از اصلی ترین اجزاء سنگین ها در نفت خام، آسفالتین ها است که رسوب دهی آن در محلول های نفتی باعث مشکلات فراوان می شود. امکان رسوبدهی آسفالتین ها در تمام مراحل تولید نفت و انتقال نفت خام وجود دارد . جهت مقابله با وقوع این پدیده، کنترل فرآیندهای تجمع ذرات آسفالتین بسیار حایز اهمیت است. چگونگی رسوبگذاری ذرات کلوییدی، وابستگی زیادی به توزیع اندازه آنها دارد. در این تحقیق از مدل موازنه جمعیت برای بررسی نحوه تجمع ذرات آسفالتین استفاده شده است. مدل موازنه جمعیت چارچوب ریاضی خوبی در مدلسازی فرآیندهای کریستالیزاسیون است. یکی از کاربردهای موازنه جمعیت، در مدلسازی توزیع اندازه ذرات آسفالتین در صنعت نفت می باشد. حل معادله موازنه جمعیت با استفاده از روش رانگ کوتا مرتبه دوم و سوم در برنامه MATLAB انجام شده بود و برای صحت از دقت نتایج با داده های آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته شده است و نتیجه گرفته شده است که مدل موازنه جمعیت با نتایج آزمایشگاهی نسبت به مدل مونتکارلو، دقت بیشتری دارد. همچنین مشاهده شده است که با افزایش میزان تنش برشی اعمال شده بر سیستم، به دلیل اینکه فرآیند شکسته شدن ذرات آسفالتین با شدت بیشتری انجام می گیرد بنابراین مقدار قطر متوسط عددی خوشه های آسفالتین کاهش یافته و در نهایت میزان آسفالتین رسوب کرده در شرایط تنش های برشی زیاد، کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

موازنه جمعیت ، رشد ذرات آسفالتین ، بعد فراکتال ، فرآیند خوشهای شدن ، فرآیند شکسته شدن