مدلسازی غشایی تصفیه آب همراه – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:136
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

مدلسازی غشایی تصفیه آب همراه – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب
چکیده ۱
مقدمه ۲
فصل ۱
مقدمه ای بر تصفیه آب همراه
۱٫ مقدمه ۴
۱٫۱ سرچشمه آب همراه ۴
۲٫۱ نسبت اجزای سازنده آب همراه ۵
۳٫۱ تأثیر آب همراه روی محیط زیست ۶
۴٫۱ مدیریت آب همراه و توافقات بین المللی ۶
فصل ۲
۱٫ روشهای سنتی برای تصفیه آب همراه
۱٫۱ جداسازی بر مبنای گرانش- شناورسازی ۸
۲٫۱ روشهای جداسازی گردشی (سیکلونی) ۸
۳٫۱ تکنولوژی جداسازی بر مبنای فیلتراسیون ۹
۴٫۱ رقابت های نوین در اداره آب همراه ۹
۲٫ مدیریت آب همراه از راه به حداقل رساندن تولید آن
۱٫۲ جداسازی زیر دریایی ۹
۲٫۲ تکنولوژی درون چاهی ۱۰
۳٫۲ روش های مسدود کردن آب ۱۰
۴٫۲ ایجاد مسیر های انحرافی ۱۰
۳٫ پیشرفت های اخیر در تصفیه آب همراه
۱٫۳ جداسازی توسط فیلتراسیون ۱۱
۲٫۳ تصفیه آب توسط استخراج ۱۱
۳٫۳ ازدیاد جداسازی نفت با استفاده از به هم پیوستگی (Coalescence) 12
۴٫۳ روش ها بر مبنای جذب توسط بستر جامد ۱۲
فصل ۳
فرایند غشایی
۱٫ تعریف و دسته بندی فرایند های غشایی ۱۳
۲٫ شیمی غشاء، ساختار و کاربردها ۱۸
۱٫۲ فیلتر های ژرف در مقایسه با فیلترهای غربالی ۱۸
۲٫۲ غشاهای میکرو متخلخل در مقایسه با غشاهای نامتقارن ۲۱
۳٫۲ پلیمرهای استفاده شده در ساخت غشاها ۲۳
۱٫۳٫۲ پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) 24
۳٫ رسوبگیری و تمیزکاری ۲۵
۱٫۳ مشخصات رسوب ۲۵
۱٫۱٫۳ تغییر در خواص غشاء ۲۵
۲٫۱٫۳ تغییر در خواص خوراک ۲۵
۳٫۱٫۳ پلاریزاسیون غلظتی ۲۵
۱٫۳٫۱٫۳ شار آب ۲۶
۲٫۳ نتیجه رسوب ۲۷
۳٫۳ فاکتورهای موثر بر رسوب ۲۸
۱٫۳٫۳ خواص غشاء ۲۸
۲۸ ﻲﺘﺳوﺪﺑآ ۳٫۳٫۱٫۱
۲٫۱٫۳٫۳ توپوگرافی سطح ۳۰
۳٫۱٫۳٫۳ تغییر روی غشاء ۳۱
۴٫۱٫۳٫۳ اندازه حفره ها ۳۲
۵٫۱٫۳٫۳ اصلاح سطح ۳۳
۲٫۳٫۳ خواص مواد حل شونده ۳۴
۱٫۲٫۳٫۳ نمک ها ۳۴
۳۵ pH 3.3.2.2
۳٫۲٫۳٫۳ چربی-روغن ها ۳۶
۴٫۲٫۳٫۳ آنتی فوم ۳۷
۵٫۲٫۳٫۳ مواد هیومیک ۳۸
۳٫۳٫۳ مهندسی فرایند ۳۸
۳۸ ﺎﻣد ۳٫۳٫۳٫۱
۲٫۳٫۳٫۳ سرعت جریان و تلاطم ۳۹
۴۰ رﺎﺸﻓ ۳٫۳٫۳٫۳
۴٫۳٫۳٫۳ فاکتورهای طراحی که روی شار موثرند ۴۱
۴٫ انتخاب غشا مناسب فرآیند آلترافیلتراسیون ۴۳
۱٫۴ مقدمه ۴۳
۲٫۴ انتخاب غشاء و راهکار افزایش بازدهی آن در فرایند آلترافیلتراسیون آب همراه ۴۴
۳٫۴ اصلاح ویژگی آبدوستی غشاء ۴۵
۱٫۳٫۴ آماده سازی غشاهای PES/پلورنیک F127 46
۲٫۳٫۴ مشخص کردن و توصیف غشای F127/PES 47
۳٫۳٫۴ عملکرد جداسازی غشا برای محلول امولسیون آب/روغن ۴۸
۵٫ احیای غشا در تصفیه پساب نفتی و راهکار ازدیاد شار در خلال فرایند UF 49
۱٫۵ مقدمه ۵۰
۲٫۵ ازدیاد شار با تزریق گاز به غشا آلترافیلتراسیون پساب نفتی جریان متقاطع ۵۰
۱٫۲٫۵ وابستگی فشار به شار تراوا ۵۰
۲٫۲٫۵ اثر تزریق گاز ۵۱
۵٫۲٫۳ نتایج ۵۲
فصل ۴
مدلسازی فرایند غشایی
۱٫ چکیده ۵۶
۲٫ مقدمه ۵۶
۳٫ فیلتراسیون غشایی ۵۷
۴٫ آنالیز داده ها ۶۶
۵٫ مدل سازی تصفیه فرایند UF آب همراه ۷۱
۱٫۵ ناحیه ای که توسط فشار کنترل می شود: ۷۳
۱٫۱٫۵ پلاریزاسیون غلظتی ۷۷
۲٫۵ مدل انتقال جرم (تئوری فیلم) ۷۹
۳٫۵ مدل مقاومتی ۸۰
۱٫۳٫۵ مقاومت غشا Rm 82
۲٫۳٫۵ انسداد حفره ها (z)Rp و تشکیل لایه کیک (z)Rc 82
۳٫۳٫۵ رسوبگیری۱ (z)Rsc و پلاریزاسیون غلظتی (z)Rcp 82
۴٫۵ مدل فشار اسمزی برای برای شار محدود شده ۸۴
۶٫ مدلسازی داده های آزمایشگاهی بر اساس مدل رسوبی ۸۶
۷٫ پیش بینی شار تراوا با استفاده مدل های هرمیا ۸۹
۱٫۲٫۷ تجزیه و تحلیل انسداد استانداد حفره ۹۱
۲٫۲٫۷ آنالیز انسداد کامل حفره ۹۲
۳٫۲٫۷ آنالیز انسداد میانی حفره ها ۹۳
۴٫۲٫۷ آنالیز تشکیل کیک ۹۴
۵٫۲٫۷ مدل ترکیبی ۹۵
فصل ۵
ارزیابی مدل
۱ Scaling
۱٫ ارزیابی مدلسازی تصفیه فرایند UF آب همراه ۹۷
۲٫ ارزیابی مدلسازی رسوب غشا ۹۹
۱٫۲ مشخصات تراوا ۹۹
فصل ۶
نتایج ۱۰۳
علائم ۱۰۵
منابع ۱۰۶
چکیده انگلیسی ۱۰۷
چکیده
آب معمولاً همراه با نفت در مخازن نفتی یافت می شود. علاوه بر آن، یک لایه آبده که در نتیجه بالاتر بودن چگالی آب نسبت به نفت در یک لایه جداگانه ای در زیر یا حاشیه مخزن نفتی قرارگرفته، وجود دارد. آبی که به طور طبیعی در مخزن وجود دارد. بعد از آنکه استخراج نفت و گاز در طول زمان انجام شد، آب لایه های آبده به چاه های تولیدی میرسد و تولید آب شروع می شود. برشهای آب خروجی از نفت در طول زمان و استخراج هر چه بیشتر از چاه های نفتی ویا گازی افزایش می یابد. تا آن جا که تولید نفت از میادین متوقف می شود، محتوای نفت خروجی چاه می تواند به کمتر از دو درصد و آب به نود و هشت درصد برسد. مشکل بزرگ ایجاد شده تصفیه این پساب نفتی جهت رساندن استاندارد لازم به منظور دور ریز به دریا و در شرایط بهتر آماده کردن این آب به منظور تزریق مجدد به چاهها از طریق واحدهای تزریق آب موجود با مشخصات تعیین شده است. لذا به منظور تصفیه این پساب سه غشا تجاری موجود از جنس PVDF1 از سه شرکت سازنده مختلف مورد بررسی قرارگرفته شده است همچنین اثر دبی جریان و TMP2 مورد بررسی قرار گرفته شده است.
در این کار از مدل های هرمیا [۲] به منظور بررسی مکانیسم های رسوب در آلترافیلتراسیون آب همراه بهره گرفته شده است و نتیجه آن نشان می دهد که مدل تشکیل لایه کیک و انسداد حفره میانی و همچنین مدل انسداد استاندارد حفره به ترتیب از مدلهای دیگر سازگاری بیشتری با رسوب ایجاد شده روی غشاها نشان می دهند و در نتیجه مدل ترکیبی با داده های آزمایشگاهی بهترین تطبیق را دارد.

مقدمه

صنایع نفت و گاز مقدار زیادی پساب به عنوان محصول جانبی تولید می کنند در جزیره سیری سالیانه در حدود ۱۰۰۰۰۰۰۰ بشکه آب همراه تولید می شود و این آب می تواند منبع اصلی آلودگی زیست محیطی دریایی باشد چون نهایتا این آب به دریا می ریزد. می توان با تصفیه این آب و حذف نفت همراه و رساندن میزان کدری به حد قابل قبول آن را همراه با آب تزریقی به چاهای تزریق فرستاد. ترکیب آب همراه متفاوت است (بسته به نوع مخزن ) و شامل مواد نفتی، مود آلی، جامدات معلق و حل شده و نمکها و فلزات می باشد.  از نظر تاریخی که در سال ۱۷۷۸ فیزیکدان فرانسوی بنام آنتوان نولت پدیده ای که در حال حاضر اسمزشناخته می شود را بیان کرد که در این فرآیند آب را در طول یک غشا نیمه تراوا از محلول آبی با ذرات کمتر به محلول آبی به ذرات بیشتر نفوذ می کند و به تعادل می رسد. دویست سال بعد محققان دریافتند که با صرف انرژی جهت این فرایند را می توان برعکس کرد و آب خالص بدست آورد  آنها این پدیده  را اسمز معکوس نامیدند.

در فرآیند مدلسازی غشایی تصفیه آب همراه  سعی خواهد شد به طور بنیادی این فرایند مورد بررسی قرار گیرد و تاثیر عوامل مختلف فیزیکی بر روی بازدهی فرآیند تحقیق شود همچنین سعی خواهد شد مبنای مدلسازی فرایند الترافیلتراسیون  باشد تا اینکه درصد جداسازی نفت و حذف کدری آب بررسی شود و با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردد.

بنابراین اهداف پروژه به شرح زیر است:

•         حذف نفت باقیمانده در آب همراه بعد از تفکیک کننده و رساندن آن به میزان استاندارد

•         بررسی مکانیسم رسوب ایجاد شده روی غشاهای مورد استفاده

•         بررسی پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار، دبی جریان خوراک

•         حفظ محیط زیست

در فصل ۱ به بررسی آب همراه و روش های مختلف تصفیه آن اشاره خواهد شد، فصل ۲ به شیمی غشا و خواص و ساختار غشاها و فصل سه راه های ازدیاد شار و انتخاب غشای مناسب در نهایت در فصل ۴ مدل سازی و ارزیابی مدل، مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

نتایجه گیری

طبق مدل تئوری فیلم هر کوششی به منظور افزایش شار نظیر افزایش فشار، بدون فراهم آوردن یک مکانیسم جبرانی افزایش سرعت حرکت برعکس ماده حل شونده ( مانند افزایش سرعت جریان متقاطع یا افزایش دبی خوراک) منجر به شکست خواهد شد.

مقایسه نتایج حاصل از این کار با نتایج مشابه، که اکثر آنها با خوراک ساختگی برای مثال ترکیب روغن موتور با آب دیونیزه و یا ترکیب آب با گازئیل است، نشان می دهند تطابق آن نتایج با مدل های هرمیا بیشتر است زیرا آب همراه بسته به جنس مخزن و همچنین مواد شیمیایی که در هنگام بهره برداری به نفت خام افزوده می شود که این مواد افزودنی شامل مواد شیمیایی ضد خوردگی، ضد کف، آبزدا (دیمولسیفایر) و غیره است همچنین یون کلسیم موجود در آب همراه به ویژه اگر جنس مخزن کربناته باشد به دلیل وجود یون  کلسیم که عامل اصلی رسوب است به صورت پل نمکی بین غشا و مواد هیدروکربنی عمل کرده و باعث رسوب هیدروکربن می شود. شار را می توان با حذف کلسیم توسط روش هایی نظیر سانتریفیوژ و الکترودیالیز و مبادله یون بهبود بخشید. بنابراین ناخالصی ها موجود در آب همراه  سرعت رسوب غشا را به سرعت افزایش می دهند چون کنش متقابل شیمی سطح غشا با مواد حل شده در آب همراه به مراتب بیشتر از خوراک های ساختگی است بنابراین تطابق کمتر داده های آزمایشگاهی با مدل های هرمیا برای خوراک آب همراه طبیعی است.

نتایج همچنین نشان می دهد که فرایند UF در فشار پایین و دبی جریان بالا بهترین شار و کیفیت تراوا را دارد. از سه غشا PVDF استفاده شده غشا BN بهترین نتایج کیفیت آب و مشخصه های جداسازی را از خود نشان می دهد. در ضمن غشا ۵k بهترین شار را دارد ولی مشخصه های جداسازی آب کمتر از غشا BN است.

نتایج حاصل از مدل سازی تصفیه آب همراه به منظور بررسی اثر فشار و دبی جریان خوراک بر شار تراوا نشان می دهد که:

افزایش TMP باعث بهبود شار تراوا می شود. در غلظت های پایین امولسیون اثر  پلاریزاسیون غلظتی کمتر است و فشار کنترل کننده است.  در غلظت های بیشتر امولسیون و فشار بالای psi 30 شار با لایه ژل کنترل می شود. یعنی انتقال جرم کنترل کننده است.

طبق مدل رابطه بین مقاومت ژل  و TMP بدین صورت است که با افزایش فشار مقاومت ژل افزایش می یابد. با استفاده از یک غشاهای انتخابی در این تحقیق، نفت در تراوا به شدت کاهش می یابد. به هر حال، غلظت های نفت آشکارا با افزایش TMP بالاتر از فشار بحرانی افزایش می یابد. بنابراین انتخاب TMP باید زیر فشار بحرانی انتخاب شود تا اینکه به استاندارد پساب خروجی مناسب دست یابیم. همچنین نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که افزایش دبی جریان خوراک به طور واضحی مقاومت های غشا را کاهش می دهند و در نتیجه شار به نسبت افزایش می یابد.

نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که سه مدل تشکیل کیک، انسداد میانی حفره و انسداد استاندارد حفره ها به ترتیب بهترین تطبیق را با نتایج آزمایشگاهی دارند لذا همانطور که پیش بینی می شود مدل ترکیبی باید بهترین نتایج را نشان دهد که نتایج حاصل از برازش مدل ترکیبی این پیش بینی را اثبات می کند.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط