،5

بررسي آزمايشگاهي تأثير افزودنيهاي پليمري
بر نقطه ريزش ديزل و نفتکوره توليدي شرکت پالايش نفت اصفهان

محمدرضا احساني*+، سجاد فرازمند اصفهان، دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدمهدي شادمان
تهران، دانشگاه تربيت مدرس

چكيده: يکي از مشکلهاي صنعت، پديده ايجاد رسوبهاي واکسي مواد نفتي ميباشد. يکي از راههاي جلوگيري از ايجاد رسوبهاي واکسي، استفاده از بازدارنده شيميايي براي کاهش نقطه ريزش ميباشد .باوجود مطالعههاي انجام گرفته، يافتن افزودني هايي که بتواند نقطه ريزش را کاهش دهد و از نظر اقتصادي به صرفه باشد و از نظر شيميايي و زيست محيطي نيز در سطح بهينه و قابل قبولي باشد، مشکل است. در اين مطالعه اثر افزودنيهاي پليمري صنعتي که از نظر اقتصادي مقرون به صرفه مي باشد، بر کاهش دماي نقطه ريزش سه نمونه فرآورده نفتي ديزل سبک، ديزل سنگين و نفت کوره شرکت پالايش نفت اصفهان بررسي شد و افزودني بهينه با غلظت بهينه انتخاب شد.
نتيجهها نشان ميدهد غلظت ppm 055 از همپار اتيلن وينيل استات 82 درصد، موجب کاهش دماي نقطه ريزش ديزل ترکيبي )مخلوط ديزل سبک و سنگين( به ميزان 28 درجه سلسيوس مي شود. هم چنين، غلظت ppm055 از همپار اتيلن وينيل استات 21 درصد، دماي نقطه ريزش نفت کوره را 1 درجه سلسيوس کاهش ميدهد. بر طبق نتيجههاي اين مطالعه، استفاده از همپار اتيلن ونيل استات با ويژگيهاي معين به جاي استفاده از فراوردههاي پالايشي همچون کروسين و بازدارنده هاي تجاري نقطه ريزش پيشنهاد شده است.
واژههاي كليدي: نقطه ريزش؛ همپار اتيلن ونيل استات؛ ديزل؛ نفت کوره؛ .واکس
KEYWORDS: Pour point; Ethylene-vinyl acetate copolymer; Diesel; Fuel oil; Wax.

مقدمه
ديزل و نفتکوره از دسته فرآورده هاي سنگين نفتي به دست آمدهه شاخه دار بوده و در حضور هيهروکربن هاي حلقوي به شکل از برج تقطير و يکي از پرکاربردترين و مهمترين حاملهاي انرژي حلقوي يا آروماتيک در ميآيه که تأثير به سزايي در نقطه ذوب ،در صنعت مديباشدنه ايدن فدرآوردههدا کده داراي مقدهارهايي از نقطه جوش آن و حلاليت واکس در نفت خام دارد [4 د 2] پارافينها و واکسها ميباشنه با کاهش دمدا شدروب بده تلدکيل تلکيل بلورهاي واکس زماني رخ مي دهه که دماي نفت خام بلورهايي مينماينه [3 د 2] ساختار ملکولهاي واکس مستقيم يدا تا زير دماي ظهور واکس)1( که دماي نقطه ابري شهن)2( هم گاهي

+E-mail: [email protected] عهده دار مکاتبات *
)2( Wax Appearance Temperature (WAT) )8( Cloud point
333
ناميهه ميشود، افت کنه [6 ، 5] بلورشهن اين ملکولها ميتوانده در کنار يک ساختار هماننه پليمدر مديتوانده شدامل يدک بخدشسبب توسعه ساختار منظم جامده واکدس شدود کده نفدت خدام را ساختاري باشه تدا از اضدافه شدهن واکدس بديشتدر و رشده بلدور ب ه دام م يان هازد و من ر ب ه ژل ش هن و ک اهش س ياليت آن جلوگيري به عمل آيه [17، 16]
ميشود [8 ، 7 ، 4] نقطه ريزش)1( ملتقهاي نفتي نيدز يکدي از برخي از پژوهلگران پهيهه بازدارنهگي هسدته زايدي و کداهش
ملخصههاي اصلي مواد نفتي پايه پارافيني ميباشهکه به تضدمينجريان کمک مينمايه تلکيل رسوبهاي واکسي در مدواد نفتديبا نقطه ريزش بالا باعث ميشود ملکلهدا ي عمدهه اي در توليده،انتقال، ذخيره سازي اين مواد بوجود آيه [9، 3، 2]
رسوب واکس به طور عمهه شامل پراکنهه سازهاي واکس)2(، طباطبائينژاد نيز اثر افزودنيهاي افزودني زايلن، نرمال هپتان ،اصلاح کننهههاي بلورهاي واکس)3( )بازدارنههها( و کاهنهههاي پليمر متيل متاکريلات و کوپليمر اتيلن ونيل استات 12 درصه نقطه ريزش)4( مي باشنه[14] پراکنهه سازهاي واکس هرچنه بر روي دماي نقطه ريزش ديزل توليهي پالايلگاه تبريز را بررسي به تنهايي به عنوان يک روش پيلگيرانه، به نهرت در ميهانهاي نمودنه نتي هها نلاندهنهه آن است که افزودنيهاي ياد شهه نفتي استفاده ميشونه، با اين حال در مقايسه با ساير روشهاي در کاهش نقطه ريزش مؤثر مي باشه همچنين افزودنيهاي زايلن پيلگيري ،نتي ههاي بهتري نلان داده است پراکنهه سازهاي واکس بهعنوان حلال و نرمال هپتان بهعنوان يکي از اجزا نفت خام تأثير که بهطور عمهه مواد فعال سطحي هستنه که به رسوبهاي واکسي خوبي در کاهش نقطه ريزش اي اد نمودنه]21[ سليماني نظر و
اجازه ميدهنه تا با جهاره لوله يک پيونه ضعيف تلکيل دهنه شفيعيون اثر چنه نمونه از بازدارنهه هاي ت اري و غير ت اري به گونهاي که اين پيونهها با جريان آشفته سيال به راحتي شکسته شهه بر کنترل رسوب ترکيبهاي واکسي با انهازه گيري دماي ريزش و
اگرچه در سالهاي اخير منابع کمي به موضوب کاهش نقطه ريزش پرداخته انه اما به طور کلي ميتوان گفت پژوهلگران روشهاي حل ملکل رسوب واکس را در دو دسته پيگيري نمودهانه؛ روشهاي ازبين بردن واکس نلست کرده و روشهاي پيلگيري از آن معمول ترين روشها براي ازبين بردن واکس رسوب کرده روش مکانيکي، استفاده از گرما، و ازبين بردن شيميايي با حلال است [13 د 11] مواد شيميايي براي جلوگيري از فراينه تلکيل دماي ريزش در حضور کو پليمرهاي اتيلن وينيل استات را بررسي کردهانه
نتي هه ا نل ان داده اس ت ک ه درص ه ويني ل اس تات اس ت که ملخص ميکنه پليمر در کنه کردن رونده رشده بلدور واکدسچقهر مؤثّر است افزودن وينيل اسدتات موجدب تدهاخل در فرايندهبلوري شهن ميشود و همچنين پليمر را قطبيتر ميکنه کده ايدنامر حلاليت را افزايش خواهه داد گرچه وينيل استات خيلدي زيدادموجب محهود شهن همبلوري شهن)5( با واکس ميشود و بنابراين اثر منفي بر بازدارنهگي واکس دارد[ 18]
طبق مطالعههاي اخير پژوهلگران، اثر افزايش همپار متا اکريلات و آلکيل بنزن سولفوناتهاي ت اري بر نمونههاي روغني نيز در برخي پژوهشها مثبت ارزيابي شهه است]19[ مهربان و
که داراي يک ساختار شبيه به ساختار واکس ميباشنه، اجازه ترموديناميکي به تقريب غير ممکن مي باشه] 22[، بنابراين پيها خواهنه کرد تا در رشه بلورهاي واکس ملارکت کننه انهازهگيري دقيق و آزمايلگاهي دماي نقطه ريزش و نقطه ابري شهن

)2( Pour Point )4( Pour-point depressants (PPDs)
)8( Wax dispersants )0( Co-crystallization
)0( Inhibitors or wax crystal modifiers
331
و از ت مع آنها در خطهاي جلوگيري به عمل آيه همچنين پراکنهه سازهاي واکس ميتواننه به بلورهاي واکس در حال رشه جذب شهه و از ت مع بيشتر آنها جلوگيري کننه [16 ، 15] بازدارنهههاي واکس و کاهنهههاي نقطه ريزش به طور معمول پليمرهايي با زن يرههاي بلنه آلکيلي هستنه که براي فراينه رشه و بلور شهن واکس مزاحمت اي اد مينماينه مکانيسم ملخصي براي اين گروه از مواد به طورکامل تعريف نلهه است، ولي مکانيسم کلي بهين گونه ميباشه که پليمرهاي بازدارنهه واکس دماي ابري شهن مخلوط هاي نفتي ارزيابي کردنه و قرار گرفتن اين بازدارنههها را در دستهي پخشکننههها اثبات نمودنه]21[ انتخاب ترکيب بازدارنهه مناسب با نوب مادهي نفتي، بهدست آوردن غلظت بهينه، در کاهش دماي تلکيل رسوب واکس نيز از اهميت خاصي برخوردار است با استفاده از انهازهگيري نقطه ابري شهن و همچنين دماي نقطه ريزش، ميتوان به تاثيرگذاري ترکيبهاي بازدارنهه بر تلکيل بلورهاي واکس و اي اد رسوب در مخلوطها پي برد از آن اييکه پيشبيني دماي ابري شهن توسط مهل به منظور بررسي ملکلهاي احتمالي تلکيل واکس و افزودني مناسب از اهميت ويژه اي برخوردار است بيشتر پژوهلگران به بررسي کاهش نقطه ريزش نفت خامهاي گوناگون پرداختهانه و بيشتر افزودنيهاي مورد استفاده در مطالعههاي پيلين، از خلوص بالايي برخوردار بوده است که بايه براي کاربردهاي صنعتي به صرفه اقتصادي آن توجه نمود
در بيشتر مطالعههاي ان ام شهه ،پژوهلگران به بررسي اثر افزودني هاي پليمري بر روي نفت هاي خام يا مخلوط آن ها پرداختهانه که در بالا به آنها پرداخته شه در منابع موارد کمي يافت ميشود که به کاهش نقطه ريزش ديزل سبک و نفت کوره پرداخته شهه باشه اين امر از اين جهت چلمگير است که بيشتر نفت هاي خام ايران از نوب پارافيني است و ملکلهاي بهوجود آمهه به دليل حضور واکس نه تنها نفت خام، بلکه فرآوردههاي به دست آمهه از آن را نيز در بر ميگيرد که حل اين ملکل براي فرآوردههاي سنگين و نيمه سنگين نفت خام؛ ازجمله ديزل و نفتکوره ضرورت بيشتري دارد در اين مطالعه براي نخستين بار تأثير افزودنيهاي پليمري صنعتي بر دماي نقطهريزش سه نمونه نفتي ديزل سبک، ديزل سنگين و نفتکوره شرکت پالايش نفت اصفهان در غلظتهاي گوناگون بررسي شهه وکارآيي افزودنيهاي گوناگون با يکهيگر مقايسه شهه است همچنين پس از تعيين غلظت بهينه از افزودني مناسب، اثر آن بر روي ساير ويژگيهاي مهم ديزل نهايي)از جمله شاخص ستان)1(، دماي نقطه اشتعال( و ويسکوزيته نفتکوره )پارامتر مهم در ارزيابي نفت کوره( مورد بررسي قرار گرفته است

بخش تجربي مواد
پليمرهاي استفاده شهه شامل همپار اتيلن ونيل استات ،همپار آلفا د اولفين، پلي اتيلن گليکول گريه 6111 و پلي استايرن ميباشنه ساختار شيميايي اين افزودنيها در جهول 1 نلان داده شهه است
نمونههاي نفتي استفاده شهه شامل ديزل سبک و سنگين واحه تقطير، نفتکوره سبک توليهي و ديزل ترکيبي شرکت پالايش نفت اصفهان ميباشه شايان گفتن است که اگرچه ميزان واکس و آسفالتين يکي از موردهاي مهم که بر رفتار رئولوژيکي برشهاي نفت خام موثر است، اما ميزان واکس و
-4178234774

آسفالتين ديزل و نفت کوره مورد بررسي بسيار ناچيز است ويژگيهاي اين سه نمونه نفتي در جهول 2 نلان داده شهه است

آماده سازي نمونه ها
بازهي غلظتهاي مورد بررسي در اين مطالعه، غلظتهاي
51، 111، 211، 311، 511، 1111، 2111، 3111 و ppm5111 وزني به ح مي از افزودني در نمونه نفتي ميباشه با توجه به اينکه بيشتر پليمرهاي مورد استفاده داراي يک زن يره طولاني با وزن مولکولي بالا هستنه، از حلال بسيار قوي زايلن براي انحلال اين پليمرها استفاده شهه است پليمرهاي همپار اتيلن ونيل استات ،همپار آلفا اولفين، پلي اتيلن گليکول با نسبت 1 گرم جامه به 21 ميلي ليتر زايلن استفاده شهه است پلي استايرن به طور مستقيم و محلول پلي اتيلن گليکول توسط اولئيک اسيه )به نسبت 5/1 درصه ح مي در نمونه نفتي( براي پايهاري، تا غلظت ppm 1111 به نمونه هاي نفتي افزوده شهه است با توجه به متفاوت بودن ميزان حلاليت اين پليمرها، از گرمکن همزن مغناطيسي براي تنظيم دما استفاده شه بنابراين اختلاط پليمرها در بازهي دمايي 71 تا 111 درجه سلسيوس صورت گرفت سپس محلول پليمري در غلظتهاي گوناگون به نمونه نفتي اضافه شه

اندازهگيري نقطه ريزش
در اين آزمايش از دستگاه خودکار Mini Pour/Cloud Point Tester مهل 602-MPC ساخت شرکت TANAKA ژاپن ،براي انهازهگيري دماي نقطه ريزش و دماي نقطه ابري شهن نمونههاي نفتي استفاده شهه است اين دستگاه با استفاده از نمونههاي کوچکتر، در زمان کوتاهتر و البته با دقت بيشتر نسبت به دستگاههاي سنتي و دستي عمل مينمايه در اين دستگاه، دماي نقطه ريزش نمونهها طبق استانهارد 9ASTM D674 و دماي نقطه ابري شهن طبق استانهارد ASTM D7683 انهازهگيري ميشونه در اين دستگاه دماي ابري شهن در زمانهايي که درجه دمايي
مضربي از 1 درجه سلسيوس ميباشه و دماي نقطه ريزش در زمانهايي که درجه گرماي مضربي از 1، 2، 3 درجه سلسيوس ميباشه، ميتوانه گزارش شود در اين پژوهش دماي ريزش به صورت مضربهايي از سه درجه سلسيوس گزارش شهه است تا با دماي ريزش خوانهه شهه توسط روشهاي دستي قابل مقايسه کردن باشه پس از برداشت 5/4 ميليليتر
)2( Cetane Index
331
6624321107440

331

EVA
28
%
EVA
19
%
Tafmer
PEG
6000
23

31

33

32

9

5

0

ريزش
کاهش

نقطه

°C
(
)



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید