این پروژه امولسیون سازی سیالات نفتی با هدف کاهش ویسکوزیته و به نوعی کاهش خوردگی در مسیر خط لوله اجرا گردیده که بموجب آن کاهش افت فشار چشمگیری در طول خط لوله نفتی بوجود می آید که باعث کاهش زیاد مصرف انرژی جهت پمپاژ سیالات نفتی در طول خط مسیر لوله می شودو این کمک بسیار زیادی در کاهش هزینه ها، تعمیر و نگهداری خط لوله می نماید. برای شبیه سازی حرکت این سیالات در طول مسیر خط لوله از نرم افزارFluent 6.3یکی از قدرتمند ترین نرم افزار های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)یا (Computational Fluid Dynamic)است استفاده شده است. دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)،حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره ای مربوط به سیستم هایی نظیر جریان سیال ، انتقال حرارت و واکنشهای شیمیایی که با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری انجام می شود این نرم افزار قادر است بادقتی فوق العاده وبی نظیر درشرایط مختلف دو بعدی وسه بعدی فرایند های ذکر شده را شبیه سازی نماید.نتایج بدست آمده در این پروژه شبیه سازی حاکی از آن است که ما با مصرف 4.97 درصد از اانرژی اولیه که صرف پمپاژ نفت کوره برای طی یک دور از مسیر پایلوت می کردیم می توانیم این انتقال را انجام دهیم و به اندازه 95.025 درصد در میزان مصرف انرژی و هزینه ها صرفه جویی کنیم.
امولسیون . [ اِ یُن ْ ] (فرانسوی ، اِ) ۞ در اصطلاح دواسازی ، هر داروی مرکب مایع و شیرمانندی که جهت آشامیدن مریض ترتیب دهند. (ناظم الاطباء). اگر دانه های روغن دار را با کمی آب در هاون صلایه کنند و توده ٔ خمیری شکل حاصل را با آب بسایند مایع شیری شکلی بدست می آید که بنام امولسیون موسوم است . بنا بر این امولسیونها از گویچه های کوچک (گلبول ) روغن تشکیل شده است که بوسیله ٔ مواد پروتئیدی دانه ها در آب بحالت تعلیق درآمده است و آنها را امولسیونهای طبیعی مینامند. همچنین اگر مواد روغنی مختلف رزین ها ۞ ، گم رزین ها ۞ و مواد غیرمحلول را بکمک ماده ٔ امولسیون ۞ در آب بحالت تعلیق درآورند اشکال دارویی حاصل بنام امولسیون مصنوعی نامیده میشود و منظره ای شیری شکل دارد. در داروخانه ها بیشتر صمغ عربی و کتیرا را برای این منظور مصرف میکنند. امولسیونها خیلی زود فاسد میشوند و از اینرو آنها را فقط در موقع احتیاج تهیه می کنند.
امولسیون:
کولوئید دو مایع است که ذرات یکی از آنها به طور یکسان و یکنواخت در سرتاسر دیگری پخش شده اند، اما محلول نیستند. غذاها، لوسیون ها، روانسازها، داروها و رنگ ها نمونه هایی از امولسیون به شمار می آیند. امولسیون ها پایدار نیستند و مایعات تشکیل دهنده آنها، پس از مدتی ار هم جدا می شوند. امولسیون کننده ها کمک می کنند که این مایعات به صورت مخلوط نگه داشته شوند. پروتئین کازئین، امولسیون کننده با آمیزنده ای است که چربی کره را در آب به صورت پخش شده نگه می دارد. بسیاری از غذاهای آماده، حاوی امولسیون کننده ها و سیار مواد نگهدارنده هستند. لایه پوشش دهنده فیلم عکاسی که امولسیون نامیده می شود، در حقیقت یک کولوئید حساس به نور است .
رنگ صنعتی، نمونه ای از یک امولسیون است. از آنجا که امولسیون های دائمی و پایدار نیستند، مایعات سازنده رنگ از هم جدا می شوند. به همین دلیل، رنگ را باید، قبل از مصرف، خوب هم بزنیم
همچنین بنا به تعریف بیچر (1965)امولسیون سیستم هتروژنی است که شامل دو مایع غیر قابل اختلاط میباشد و یکی از مایعها در دیگری بصورت قطره هایی با قطر بالاتر از 1/0 میکرون براکنده شده است.این سیستم ها بایداری کمی دارند و بایداری انها را میتوان توسط عوامل فعال سطحی و مواد دیگر افزایش داد.در غذاها امولسیون ها معمولا شامل دو فاز روغن و اب هستند .اگر اب فاز مداوم و روغن فاز براکنده را تشکیل دهد امولسیون از نوع روغن در اب و بر عکس اگراب فاز براکنده و روغن فاز بیوسته را تشکیل دهد امولسیون از نوع اب در روغن خاهد بود. نامیزه یا امولسیون (به انگلیسی: emulsion) محلولی است که در آن قطره‌های ریز یک مایع (مانند روغن) در مایعی دیگر (مانند آب) بی‌آنکه با یکدیگر درآمیزند، پراکنده است .به عبارت دیگر تجمیع مایع با مایع را در صورتی که دو مایع در هم حل نشوند و به حال تعلیق در آیند امولسیون می‌گویند.بیشتر امولسیونها ترکیب آب و روغن هستند
فرمولاسیون امولسیون ها :
با توجه به وجود عوامل امولسیون کننده ی بسیار متنوع , انتخاب سیستم امولسیون کننده برای یک فرآورده ی خاص نیاز به تجربه فراوانی دارد . اتخاذ تصمیم نهایی در انتخاب نوع امولسیون کننده بستگی زیادی به ویژگی ها و نحوه ی کاربرد فرآورده ی نهایی و نیز سایر مواد مورد نیاز جهت فرمولاسیون فرآورده دارد . روغن ها و چربی های مورد مصرف از راه خوراکی , چه خودشان به عنوان دارو مصرف شوند , یا به عنوان حامل برای داروهای محلول در چربی بکار روند , بدون استثنا به صورت امولسیون های روغن در آب فرموله میشو.ند . در اینصورت آنها خوش طعم بوده و قابل خوردن خواهند بود(شکل 4-1) .
امولسیون هایی که برای تزریق وریدی تهیه می شوند , الزاما از نوع روغن در آب میباشند . ولی در صورت نیاز به فراورده های طولانی الاثر از یک داروی محلول در آب جهت تزریق عضلانی می توان از نوع آب در روغن استفاده نمود .
امولسیون ها بیشترین کاربرئ را جهت مصارف خارجی دارند . امولسیون نیمه جامد کرم نامیده میشود و امولسیون های مایع تر یا لوسیون خوانده می شوند و یا چنانچه جهت ماساژ پوستی مد نظر باشند , به آنها لینمان گفته خواهد شد . هر دو نوع o/w و w/o در مصارف خارجی بکار میروند و نوع اول به منظور کاربرئ موضعی داروهای محلول در آب بیشتر جهت اثرات موضعی مورد استفاده واقع میشود . این نوع از امولسیون فاقد حالت چرب پایه های روغنی است . لذا مصرف آن روی پوست برای بیمار خوشایند بوده , به راحتی از سطح پوست شسته میشود . امولسیون های آب در روغن دارای خاصیت مسدود کننده گی هستند . لذا لایه ی شاخی پوست را هیدراته نموده و از تبخیر ترشحات غدد پوستی جلوگیری می نمایند(شکل 5-1)
از طرف دیگر , این امر ممکن است سرعت جذب دارو را از چنین فراوارده هایی تحت تاثیر قرار دهد . این نوع امو.لسیون همچنین می تواند جهت زدودن آلودگی های محلول در چربی از سطح پوست مورد استفاده واقع شود . هر چند که حالت چرب آنها همیشه از نقطه نظر آرایشی قابل قبول نیست(شکل 6-1) .
امولسیفایر:
ماده ی سومی یا ترکیبی از چندین ماده برای بایداری امولسیون لازم است که این عوامل فعال سطحی امولسیفایر نامیده میشوند.امولسیفایرها توانایی کاهش کشش بین سطحی هوا- مایع و مایع- مایع را دارند.مواد غذایی دارای امولسیفایر های طبیعی زیادی هستند که در این میان فسفو لیپیدها معمولترین انها میباشند.مخلوطهای فسفولیپیدی خام که از صمغ گیری روغن سویا بدست می ایند بصورت وسیع بعنوان امولسیفایرهای غذایی مورد استفاده قرار میگیرند و به سویا لیسیتین موسومند.امولسیفایر ها برای استفاده در بسیاری از سیستم های امولسیونی غذایی ساخته میشمند.احتمالا مونو گلیسریدهای بدست امده از گلیسروز چربی ها بیشترین استفاده را در بین امولسیفایرهای مختلف دارند.مولکول های امولسیفایر در سیستم های ابی پدیده ی مزومورفیسم را نشان میدهند.مزومورفیسم به معنی تشکیل فازهای کریستالی مایع میباشد.در چنین سیستمهایی ممکن است چندین مزوفاز بوجود اید که توسط (Larsson,Krog1968)نشان داده شده است(شکل 7-1).
تفاوت محلول امولسیون با محلول حقیقی
در محلولهای کلوئیدی و امولسیون (و سوسپانسیون) ، مسیر نور مشخص است و نور در آن منعکس و پراکنده میشود، ولی در محلول حقیقی مسیر نور مشخص نیست. یعنی عبور نور بدون انتشار صورت می‌گیرد و ذرات کلوئیدی برخلاف محلول حقیقی قابلیت دیالیز ندارند، یعنی از غشاء نیم تراوا عبور نمی‌کنند. بنابراین از روش دیالیز برای جدا کردن اجسام این دو دسته استفاده میکنند.
تفاوت بین امولسیون ، لخته شدن و ژل
همانطور که گفته شد، به پخش و پراکندگی مایع در مایع دیگر ، امولسیون گفته میشود که بطور کلی آنها را به دو دسته متمایز تقسیم میکنند: سیستم آب در روغن و سیستم روغن در آب. اما ممکن است که فاز و محیط پخش ، یک جامد ، و ذرات پخش شونده ، یک مایع باشد. در این صورت یک ژل بدست می‌آید که مانند کلوئیدها و امولسیون سیلان ندارد. به عبارت دیگر ، به هم چسبیدن ذرات کلوئید را به یکدیگر و ته نشین شدن آنها را به صورت ذرات بزرگتر ، لخته شدن می‌گویند و اگر به صورت توده نیمه جامد تبدیل شوند، آن را ژله شدن مینامند(شکل 9-1).
فهرست مطالب:
فصل اول:مقدمه
1-1 امولسیون 1
1-1-1فرمولاسیون امولسیون ها 5
2-1-1امولسیفایر 7
3-1-1تفاوت محلول امولسیون به محلول حقیقی 8
4-1-1تفاوت بین امولسیون، لخته شدن و ژل 9
5-1-1نمونه هایی از کاربرد امولسیون در صنعت 10
2-1نفت خام 14
1-2-1تشکیل نفت از مواد آلی 16
2-2-1مواد سازنده نفت 17
3-2-1خواص نفت خام 18
فصل دوم:امولسیون سازی
1-2روش های تهیه امولسیون ها 23
2-2روشهای تهیه امولسیونهای قیر 24
3-2امولسیون های نفت درآب 27
فصل سوم: مدل سازی عبور امولسیون نفت در آب از میان خط لوله با استفاده از نرم افزار فلوئنت
1-3معرفی نرم افزار فلوئنت 31
2-3شرایط حل مسئله 32
3-3گردآوری داده ها
1-3-3مشخصات پایلوت و داده های تجربی 33
2-3-3آنالیز نفت کوره 34
4-3نحوه انتقال دادهها به نرم افزار فلوئنت 36
5-3دریافت خروجی های نرم افزار
1-5-3شبیه سازی گرافیکی امولسیون نفت در آب 40
2-5-3منحنهای حل مدل برای قبل وبعد از تشکیل امولسیون 41
3-5-3نمودارهای توزیع فشار 43
فصل چهارم: مقایسه مدل طرح شده توسط نرم افزار با روابط تئوری و محاسبه میزان خطا
1-4مقایسه افت فشار 46
2-4مقایسه میزان صرفه جویی در مصرف برق 49
3-4مقایسه راندمان صرفه جویی 49
نتیجه گیری 53
مراجع
شامل 55 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود پروژه امولسیون سازی سیالات نفتی با هدف کاهش ویسکوزیته