اثرات برشي جريان بر تشكيل و گسيختگي توده هاي آسفالتين

اجزای نفت خام شامل گازهای سبك همراه با مولكول های سبك هیدروكربنی و هیدروكربن های سنگین شامل واكس ، آسفالتین و رزین می باشد. تغیرات در شرایط عملیاتی مانند دما، فشار و همچنین تغیر در متغیرهای رئولوژیكی مانند تنش برشی در تركیبات نفتی در طی تولید ، انتقال و فرآوری نفت خام باعث رسوب كردن این مواد جامد میشود. در این مقاله اثر تنش برشی بر ویسكوزیته امولسیون، قطر متوسط ذرات آسفالتین و اثر غلظت ذرات آسفالتین بر رشد توده در تنش برشی ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تخلل ذرات آسفالتین در تنش برشی ثابت بحث شده است. نتایج نشان می دهد؛ در حضور تنش برشی اندازه توده ها در ابتدا رشد كرده و به مقدار بیشینه می رسند، سپس در اثر غلبه فرآیند شكست ذرات، اندازه توده ها افت كرده و در نهایت به یك مقدار ثابت پایدار می رسد. تنش برشی و اندازه اولیه خوشه ها در مسیر تكامل توزیع اندازه توده ها بسیار مؤثر است. برای درك بهتر این پدیده از یك روش ریاضی، مدل تعادل جمعیت PBM برای توصیف روند تكه تكه شدن توده آسفالتین استفاده شده است. همچنین برای اندازه گیری اندازه ذرات آسفالتین در مخلوط تولوئن هپتان از روش عكاسی، همراه با تجزیه و تحلیل تصویر استفاده شده است.

Crude oil includes light gases, light hydrocarbon molecules and heavy hydrocarbons such as asphaltenes and resins. Changes in operating conditions such as temperature, pressure and rheological variables such as shear stress of petroleum compounds during the production, transfer and processing of crude oil cause to precipitation of this solid materials. In this research, the effect of shear stress on the emulsion viscosity and the average diameter of the aggregates,is evaluated. In addition, the effect of the asphaltene particles concentration on the aggregates growth in constant shear stress is investigated and the effect of asphaltene particles porosity on the shear stress is discussed. The results show that in presence of shear stress, at first the size of aggregates increases and reaches to a maximum value, and then decreases because of domination of particle fragmentation process, and finally it reaches to a steady value. This indicate that the shear stress and initial cluster size are very effective on the distribution of size of aggregates. A Population Balance Model, which is a mathematical method, is applied for better understanding of the aspheltene fragmentation process. Moreover, a photographic technique is used in order to measure the aspheltene particles size in the toluene-heptane mixture and pictures is analyzed in detail.