Pedram Kianipour Supervisor: Dr. Parsaei Advisor: Dr. Shahsavani Date: 26th of Shahrivar Time: 7 AM Saadi conference hall

به استحضار می رساند جلسه دفاع از پایان نامه کارشناسی ارشد آقای مهندس پدرام کیانی‌پور در رشته مهندسی نفت با عنوان "بررسی اثر نانوذرات بر جلوگیری از رسوب آسفالتین و ناپایدار کردن امولسیون آب در نفت" در روز دوشنبه 26 شهریور ساعت 7 صبح در سالن سعدی دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز برگزار می گردد. استاد راهنمای این پایان نامه سرکار خانم دکتر پارسایی و استاد مشاور جناب آقای دکتر شاهسونی می باشند. چکیده این پایان نامه به شرح زیر است:

یکی از مشکلات در حین تولید نفت، تولید آب همراه نفت می‌باشد. مقداری از آب ممکن است به صورت آب آزاد تولید شود (یعنی آبی که به سرعت ته‌نشین می‌شود)، درحالی که بخشی آب به شکل امولسیون تولید می‌شود که در آن قطرات آب در نفت پراکنده می­شوند. آبی که همراه نفت وارد ستون چاه می‌شود مشکلاتی از قبیل خوردگی تجهیزات درون چاهی و سر چاهی مانند شیرها، لوله‌ها، پمپ‌ها و فاسد شدن کاتالسیت موجود در صنایع پایین‌دستی و همچنین افزایش گرانروی نفت خام، افزایش هزینه عملیاتی، گرفتگی لوله‌ها و کاهش افت فشار می‌شود. به همین علت، جداسازی آب از نفت خام یکی از مسائل مهم پس از استخراج نفت خام از چاه می‌باشد. یکی از راه‌های از بین بردن امولسیون استفاده از مواد شیمیایی می‌باشد که دراین پایان‌نامه از نانوذرات مختلف  به منظور شکستن امولسیون و همچنین افزایش نقطه رسوب آسفالتین استفاده شده است. همچنین، در این پایان‌نامه به بررسی و شناسایی مولکول‌های آسفالتین جذب شده و جذب نشده در سطح تماس بین آب و نفت پرداخته شده است. در این مطالعه، عملکرد نانوذرات مختلف از جمله گرافن اکساید، گرافن اکساید کاهش‌یافته، گرافن اکساید پوشش داده‌شده با سیلیکا، مگنتیت خالص، مگنتیت صنعتی، تیتانیوم اکساید و زیرکونیوم اکساید در امولسیون‌زدایی آب در نفت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این نانوذرات به دلیل پایداری پایین در محیط آبی و عدم توانایی نفوذ به فیلم سطحی، قادر به شکستن امولسیون نبودند. در مقابل، نانوسیال سیلیکا ، اثرات مثبتی بر فرایند امولسیون‌زدایی نشان داد. به‌طور خاص، در غلظت 07/0 درصد وزنی، میزان امولسیون‌زدایی در نمونه‌های حاوی نفت خام، آسفالتین اولیه، آسفالتین جذب نشده و آسفالتین فعال سطحی به ترتیب 68/75 درصد، 86 درصد، 95 درصد و 4/59 درصد مشاهده شد. با افزایش غلظت نانوسیال سیلیکا، تعداد نانوذرات سیلیکا در سطح بین آب و نفت افزایش یافته و باعث کاهش تجمع آسفالتین‌ها در اطراف قطرات شد. این امر منجر به شکستن فیلم بین سطحی، ادغام قطرات و در نهایت جداسازی فاز آب از امولسیون شد. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش حجم تزریق نانوسیال سیلیکا، اندازه قطرات بزرگ‌تر شده و در حجم تزریق 30 سی‌سی در غلظت 07/0 درصد وزنی، میانگین اندازه قطرات به 94/46 میکرومتر رسید. تحلیل‌های میکروسکوپی نیز تأیید کرد که نانوسیال سیلیکا با شکستن فیلم سطحی، قطرات را به یکدیگر متصل کرده و باعث افزایش اندازه آن‌ها شده است. با افزایش غلظت نانوسیال سیلیکا، کاهش چشم‎گیری در کشش بین سطحی نفت خام و نفت سنتزی مشاهده شد که در غلظت 07/0 درصد وزنی به بیشترین حد خود رسید. نتایج مطالعه نقطه شروع رسوب آسفالتین نشان داد که آسفالتین‌های فعال سطحی در غلظت 40 درصد نرمال هپتان شروع به ترسیب‌گذاری می‌کنند، در حالی که آسفالتین‌های اولیه و آسفالتین‌های جذب نشده در سطح به ترتیب در غلظت‌های 44 و 46 درصد نرمال هپتان شروع به ترسیب‌گذاری دارند. این نتایج نشان می‌دهد که آسفالتین‌های فعال سطحی حساسیت بیشتری به تغییرات غلظت حلال دارند و در غلظت‌های پایین‌تر نرمال هپتان ترسیب می‌کنند. بر اساس آنالیز  FTIR، افزایش میزان متیل در زنجیره‌های آلیفاتیکی باعث افزایش طول این زنجیره‌ها و در نتیجه اختلال در پیوندهای π-π بین صفحات آروماتیکی شده، که این امر موجب تأخیر در شروع ترسیب آسفالتین می‌شود. همچنین، درصد ناجور اتم‌ها (کربوکسیلیک اسید و سولفکسید) نقش مهمی در پایداری امولسیون و کاهش نقطه شروع ترسیب آسفالتین ایفا می‌کنند. نتایج آنالیز رامان نشان داد که با کاهش قطر و تعداد حلقه‌های آروماتیکی، احتمال تشکیل پیوندهای π-π بین صفحات آروماتیکی افزایش یافته و در نتیجه امولسیون پایدارتری شکل می‌گیرد. بررسی‌ها نشان داد که تعداد صفحات آروماتیکی در آسفالتین اولیه، آسفالتین جذب نشده و آسفالتین فعال سطحی به ترتیب 76/15، 95/16 و 63/14 است که بیانگر پایداری بیشتر آسفالتین فعال سطحی است. در آنالیز  H-NMR، مشاهده شد که با کاهش شاخص آروماتیسیته و افزایش میانگین طول زنجیره آلکیلی، ترسیب آسفالتین سریع‌تر اتفاق می‌افتد و امولسیون پایدارتری ایجاد می‌شود. همچنین، آنالیز C-NMR نشان داد که کاهش شاخص آروماتیسیته موجب کاهش ترکیبات آروماتیکی در ساختار آسفالتین و در نتیجه تشکیل امولسیون پایدارتر می‌شود. میزان متیل و متیلن موجود در زنجیره‌های آلیفاتیکی نیز تأثیر قابل توجهی بر پایداری و ترسیب آسفالتین دارد، به‌طوری‌که با کاهش میزان متیل، پایداری امولسیون افزایش و شروع نقطه ترسیب آسفالتین کاهش می‌یابد. به‌طور کلی، نتایج نشان داد که آسفالتین فعال سطحی نسبت به آسفالتین اولیه و آسفالتین جذب نشده در سطح، پایداری بیشتری داشته و نقطه شروع ترسیب آسفالتین آن در غلظت‌های پایین‌تر اتفاق می‌افتد.

بدین وسیله از کلیه علاقه مندان جهت شرکت در این جلسه دعوت بعمل می آید.