بررسی عملکرد اکسیدهای فلزی نانو ساختار کبالت و آهن برای جلوگیری از رسوب آسفالتین نفت خام سنگین

Abstract

هدف از این مطالعه، بررسی روش جدید تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های متفاوف با نانوذرات اکسید کبالت و اکسید آهن در کاهش میزان آسفالتین و ویسکوزیته سینماتیک نفت خام سنگین است. در ابتدا، نفت خام مورد مطالعه در دمای ثابت C˚ 20 تحت تابش امواج مافوق صوت در حالت تک فرکانس و چند فرکانس قرار گرفت. در مرحله بعد، چیدمان مبدل‌های پیزوالکتریک و دمای انجام آزمایش‌ها بهینه گردید. در نهایت، تأثیر امواج مافوق صوت و نانوذره Co2O3 و همچنین، نانوذره مغناطیسی γ-Fe2O3 در یک میدان مغناطیسی ثابت مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز SEM نشان داد که نانوذره اکسید کبالت و اکسید آهن هر دو دارای مورفولوژی تقریبا کروی شکل و متوسط اندازه به ترتیب nm 50 و nm 40-20 می‌باشند. نتایج نشان داد که تابش امواج مافوق صوت با فرکانس kHz 25 در زمان بهینه min 10 و دمای ثابت C˚ 20، میزان آسفالتین را از 52/13% به 65/7% و ویسکوزیته سینماتیک را از cSt 2/87 به cSt 7/65 کاهش می‌دهد. تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های kHz 25 و MHz 7/1عملکرد بهتری در کاهش میزان این دو پارامتر نسبت به حالت تک فرکانس (kHz 25) نشان داد. در شرایط بهینه (دمای C˚ 50، زمان پرتودهی min 10 و غلظت .wt% 4/0 از هر دو نانوذره)، میزان آسفالتین نفت خام تقریباً کاهشی مشابه با 61% برای هر دو نانوذره به نمایش گذاشت. درحالی‌که تحت شرایط فوق و در حضور میدان مغناطیسی ثابت با نانوذره مغناطیسی γ-Fe2O3، این میزان کاهش به 63% رسید. در گذشته مطالعاتی در مورد تأثیر امواج مافوق صوت و روش‌های دیگر بر نفت‌های خام مختلف انجام گرفته، اما نتایج به‌دست آمده از این تحقیق نشان داد که استفاده از تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های مختلف و تزریق نانوذره مغناطیسی می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای میزان آسفالتین و ویسکوزیته نفت خام سنگین را کاهش دهد.

Keywords

• نفت سنگین
• امواج مافوق صوت
• نانوذره مغناطیسی
• آسفالتین
• ویسکوزیته سینماتیک