مناقشة رسالة ماجستير في قسم الهندسة الكيميائية

تمت مناقشة رسالة الماجستير المسومة (Crude Oil Demulsification using Surfactants Enhanced by Nanoparticles) للطالبة زينة هاني مداح في قسم الهندسة الكيمياوية – كلية الهندسة / جامعة بغداد وقد أشرف على اعداد الرسالة د. طارق محمد نايف.

تألفت لجنة المناقشة من:

١- أ.د. بسمة عباس (رئيسا)

٢- أ.م.د. خالد مرشد – الجامعة المستنصرية (عضوا)

٣- م.د. رنا ثابت (عضوا).

٤- م.د. طارق محمد نايف (مشرفاً)

وبعد امتحان لجنة المناقشة للطالب في محتويات الرسالة قررت اللجنة منح الطالب شهادة الماجستير.

تم إجراء هذا البحث لدراسة أداء تحسين مستحلب كيميائي بواسطة نوعين من الجسيمات النانوية لنوعين من النفط الخام [البصرة، كركوك]. تم تحضير المستحلب من نسب مختلفة للمياه (7 ٪، 20 ٪، 25 ٪)، مع تركيز الملح NaCl 3%، وهو تركيز معظم مستحلبات حقول النفط، وإضافتها إلى نوعين من النفط الخام، في درجة حرارة الغرفة. ثم أضف نسبة مبدئية مختلفة للمياه (7 ٪، 20 ٪، 25 ٪)، مع (3 ٪ بالوزن NaCl) إلى أنواع مختلفة من النفط الخام في درجة حرارة الغرفة. تم إجراء الاستحلاب باستخدام خلاط عند 2000 دورة في الدقيقة لمدة 90 دقيقة للحصول على مستحلب W / O مستقر. تم تنفيذ الجزء الأول باستخدام نوع واحد من الفاعل بالسطح هو Chimec2439 (تجاري) وهو مزيج من مواد سطحية قابلة للذوبان غير الأيونية للزيت الخام (البصرة وكركوك) إن استخدام المادة الفعالة بالسطح (Chimec2439) بتركيزات مختلفة (200,300,400) جزء في المليون يضيف إلى المستحلب عند نسب W/O مختلف ويحسب نسبة فصل الماء وبعد ذلك ندرس بعض العوامل التي تؤثر على عملية الاستحلاب. الجزء الثاني، باستخدام الجسيمات النانوية (γ- Al2O3, SiO2) لكل منها بتركيزات مختلفة (25، 50، 75، 100) جزء في المليون لجميع العينات السابقة التي نضع فيها الفاعل بالسطح، لتعزيز كفاءة عملية الاستحلاب. تم تنفيذ هذين الجزئيين من العمل التجريبي باستخدام نسب مختلفة من المياه إلى النفط.

تناولت الدراسة قياس توزيع حجم القطيرات للمستحلب، ثم دراسة العوامل المؤثرة على عملية الاستحلاب مثل التركيز للمادة الفعالة وللجسيمات النانوية، المحتوى المائي، ومحتوى الملوحة ومحتوى الأسفلت.

أظهرت النتائج في قياس حجم القطيرات في نفط خام البصرة، أن متوسط حجم قطيرات الماء كان بين (5.5 – 7.5) ميكروميتر في محتوى الماء 25٪، بينما كان بين (3.3-4) ميكروميتر في محتوى الماء 7٪. انخفض متوسط حجم قطرة الماء بشكل ملحوظ عندما كان محتوى الماء للمستحلب أقل من 25 ٪. في مستحلب نفط خام كركوك عندما كان في محتوى الماء 7٪ كان بين (4.5-6) ميكرومتر، وفي 20٪ كان بين (4-8) ميكرون، وفي 25٪ كان بين (5-8.8) ميكرون.

وقد وجد أن معدل الفصل يتحسن بزيادة تركيز المستحلب، حيث في مستحلب نفط البصرة، كان أكثر فصلًا عندما كان محتوى الماء 25٪ مع أعلى تركيز للمادة الفاعلة السطحية، كان معدل الفصل 88٪. وأظهرت التجارب أنه عند إضافة SiO2 عند 100 جزء في المليون، كان معدل الفصل 100٪، في حين بلغت نسبة الفصل 96٪ عند إضافة γ- Al2O3. تم العثور على أن الفصل يحسن بزيادة تركيز المستحلب. أظهرت النتائج أن الشد البيني ينخفض بشكل كبير في وجود الجسيمات النانوية. إضافة الجسيمات النانوية مع مستحلب تجاري اظهر كفاءة أكبر في عملية فصل مستحلب الماء / الزيت. ثم أن الجسيمات النانوية من SiO2 التي لديها مساحة سطح عالية وسلوك تتفاعل مع قطرات الماء، والتمسك بها من خلال ظاهرة الامتزاز، وتحسين الاندماج أكثر قليلا من γ- Al2O3.

وقد أظهرت التجارب أن انخفاض محتوى الملح في المستحلب فإن الفصل سيكون أقل. وعلى العكس، تؤدي زيادة الملح إلى زيادة في الفصل. في مستحلب نفط خام البصرة، عندما كان تركيز الملح 0٪، كان معدل الفصل 70.7٪، وعندما كان 3٪، كان الفصل 84٪. وفي مستحلب نفط كركوك الخام، بلغ الفصل 86.2٪ عندما كان تركيز الملح 3٪، و80٪ عندما كان تركيز الملح يساوي 0٪.

وحول تأثير محتوى الإسفلت في الزيت الخام، كانت كفاءة الفصل حوالي (85.7%) لمستحلب كركوك مع محتوى الأسفلت حوالي (1.29 wt.)، في حين وصلت نسبة الفصل إلى (77٪) لمستحلب البصرة مع (2.14٪ wt.) محتوى الإسفلتين.