Document
Biosurfactant to improve the flow properties of Omani heavy crude oil for pipeline transportation.
Publisher
Sultan Qaboos University.
Gregorian
2020
Language
English
English abstract
Crude oil transport through pipelines has advantages in terms of safety,
efficiency, and low environmental impacts over the other methods of transporting oil.
However, transporting heavy crude oil from fields to refineries has been a challenge due
to high viscosity and high economical pumping coststhrough pipelines. Thisresearch was
carried out to use a biosurfactant (BS) as a viscosity reducer, instead of chemically
synthesized surfactants (CS) and other energy-intensive methods to improve the flow
properties of heavy crude oil through the transportation pipeline and to reduce the
pumping requirements via emulsification.
Karim heavy crude oil of 17.95° API gravity and viscosity of 6-12 Pa.s at the shear
rate 17-68 s-1 and 25 °C was used to investigate the percentage of viscosity reduction
(VR) after emulsification using the BS. Furthermore, the reduction in pumping pressure
to pump the crude oil after emulsification was tested through a pipe of 1 m in length and
a diameter of 0.50 inches at different flow rates. The BS showed promising emulsifying
activities, where the emulsified Karim oil using it provided a VR> 97 % at different
temperatures 10, 25, and 40 °C and oil content 95, 90, and 70 %. Additionally, heating of
Karim oil to 40 °C to reduce the viscosity of transported heavy oil gives VR= (74-83) %,
while emulsification gives VR>97% at the same temperature. Another strength point was
added to the BS side, where the emulsifying activity of it was compared to the chemical
surfactant (CS). The CS was used without dilution because it was insoluble in water or
brines, but BS was diluted in Karim brine with concentrations of (0.25, 0.75 and 1.25 %).
The comparison was made at the same conditions of 25°C temperature, 90% oil content,
and a shear rate of 0.034-17 s-1. Both, the diluted BS to 0.75 v/v % and the undiluted CS
provides VR of 91% at the mentioned range of shear rate even though the BS was diluted
while the CS was not diluted. Moreover, the emulsification of heavy crude oil using this
BS achieved a 33-36 % reduction in pumping pressure, which will aid in lowering the cost
of pumping requirements and make the process more efficient. Furthermore, the BS
exhibits many advantages over CS. The BSs are more efficient and functional, where their
Critical Micelle Concentration (CMC) is many times lower than CS. Most of BS can stand
at high ranges of temperature and pH values. BS is environmentally friendly and can be
easily degraded, has low toxicity, and can be produced from available raw material.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
إن نقل النفط الخام الثقيل المنتج من الحقول إلى المصافي يشكل تحديًا من الحقول إلى المصافي بسبب لزوجته العالية وصعوبة ضخه اقتصاديا عبر خطوط أنابيب النقل. حيث تتمتع خطوط النابيب بمزايا من حيث السلامة والكفاءة وتأثيرات بيئية اقتصادي منخفضة مقارنة بالطرق الخرى لنقل النفط. تم إجراء هذا البحث لستخدام مادة صابونية عضوية )BS )كخافض للزوجة النفط الخام الثقيل بدل من المادة الصابونية المصنعة كيميائيا )CS )وغير ذلك من الطرق المستهلكة جدا للطاقة، وذلك لتحسين تدفقه خلال خطوط أنابيب النقل وتقليل متطلبات الضخ عن طريق الستحلب. s عند درجة حرارة 25 درجة مئوية لدراسة النسبة المئوية لمدى انخفاض اللزوجة بعد الستحلب باستخدام BS .1 -تم استخدام "نفط كريم " الخام الثقيل الذي يملك API° 95.17 ولزوجة s.Pa 12-6 بمعدل القص 68-17 بالضافة إلى ذلك، تم اختبار انخفاض ضغط الضخ اللزم لضخ النفط الخام بعد الستحلب من خلال أنبوب طوله متر واحد وقطره نصف بوصة بمعدلت تدفق مختلفة. أظهرت BS انخفاضا مذهل للزوجة النفط الثقيل بعد عملية الستحلب، حيث وصلت نسبة انخفاض اللزوجة إلى أعلى من 97 ٪عند درجات الحرارة 10 و25 و40 درجة مئوية ومحتوى زيت منخفض 70 و90 و95 .٪ بالضافة إلى ذلك، فإن تسخين نفط كريم إلى 40 درجة مئوية كوسيلة لتقليل لزوجة النفط الثقيل المنقول قد أظهر انخفاضا بنسبة 74-83 ،٪ بينما أعطى الستحلب نسبة انخفاض أعلى من 97 ٪عند نفس درجة الحرارة. كما تمت إضافة نقطة قوة أخرى لصالح BS ،حيث تمت مقارنة نشاط الستحلب باستخدامها ضد الستحلب باستخدام CS .تم استخدام CS بدون تخفيف؛ وذلك لنها غير قابلة للذوبان في الماء، ولكن تم تخفيف BS في الماء المنتج مع نفط كريم بتراكيز 25.0 ،75.0 و25.1 .٪تم إجراء المقارنة عند s 17-034.0 ،وقد أظهرتا كل من BS 1 -درجة حرارة 25 درجة مئوية و90 %محتوى الزيت وبمعدل القص المخففة إلى %75.0 وCS الغير مخففة انخفاضا في لزوجة نفط كريم بنسبة %91 عند معدل القص المذكور بالرغم من أن BS كانت مخففة بينما لم يتم تخفيف CS .علوة على ذلك، حقق استحلب النفط الخام الثقيل باستخدام BS انخفا ًضا بنسبة 33-36 ٪في ضغط الضخ المتطلب لعميلة ضخ النفط الخام الثقيل في النابيب، مما سيساعد على خفض تكلفة متطلبات الضخ وجعل العملية أكثر كفاءة. كما أن BS تمتلك العديد من المزايا مقارنة مع CS .تعد BS أكثر فاعلية وكفاءة، حيث يكون (CMC (Concentration Micelle Critical أقل عدة مرات من CS .معظم BS ونشاطها السطحي مقاوم للعوامل البيئية مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة. وكذلك تعد BS صديقة للبيئة ويمكن أن تتحلل بسهولة ، ولها سمية منخفضة ويمكن أن تنتج من المواد الخام المتاحة. عبر خطوط أنابيب النقل. حيث تتمتع خطوط النابيب بمزايا من حيث السلامة والكفاءة وتأثيرات بيئية اقتصادي منخفضة مقارنة بالطرق الخرى لنقل النفط. تم إجراء هذا البحث لستخدام مادة صابونية عضوية )BS )كخافض للزوجة النفط الخام الثقيل بدل من المادة الصابونية المصنعة كيميائيا )CS )وغير ذلك من الطرق المستهلكة جدا للطاقة، وذلك لتحسين تدفقه خلال خطوط أنابيب النقل وتقليل متطلبات الضخ عن طريق الستحلب. s عند درجة حرارة 25 درجة مئوية لدراسة النسبة المئوية لمدى انخفاض اللزوجة بعد الستحلب باستخدام BS .1 -تم استخدام "نفط كريم " الخام الثقيل الذي يملك API° 95.17 ولزوجة s.Pa 12-6 بمعدل القص 68-17 بالضافة إلى ذلك، تم اختبار انخفاض ضغط الضخ اللزم لضخ النفط الخام بعد الستحلب من خلال أنبوب طوله متر واحد وقطره نصف بوصة بمعدلت تدفق مختلفة. أظهرت BS انخفاضا مذهل للزوجة النفط الثقيل بعد عملية الستحلب، حيث وصلت نسبة انخفاض اللزوجة إلى أعلى من 97 ٪عند درجات الحرارة 10 و25 و40 درجة مئوية ومحتوى زيت منخفض 70 و90 و95 .٪ بالضافة إلى ذلك، فإن تسخين نفط كريم إلى 40 درجة مئوية كوسيلة لتقليل لزوجة النفط الثقيل المنقول قد أظهر انخفاضا بنسبة 74-83 ،٪ بينما أعطى الستحلب نسبة انخفاض أعلى من 97 ٪عند نفس درجة الحرارة. كما تمت إضافة نقطة قوة أخرى لصالح BS ،حيث تمت مقارنة نشاط الستحلب باستخدامها ضد الستحلب باستخدام CS .تم استخدام CS بدون تخفيف؛ وذلك لنها غير قابلة للذوبان في الماء، ولكن تم تخفيف BS في الماء المنتج مع نفط كريم بتراكيز 25.0 ،75.0 و25.1 .٪تم إجراء المقارنة عند s 17-034.0 ،وقد أظهرتا كل من BS 1 -درجة حرارة 25 درجة مئوية و90 %محتوى الزيت وبمعدل القص المخففة إلى %75.0 وCS الغير مخففة انخفاضا في لزوجة نفط كريم بنسبة %91 عند معدل القص المذكور بالرغم من أن BS كانت مخففة بينما لم يتم تخفيف CS .علوة على ذلك، حقق استحلب النفط الخام الثقيل باستخدام BS انخفا ًضا بنسبة 33-36 ٪في ضغط الضخ المتطلب لعميلة ضخ النفط الخام الثقيل في النابيب، مما سيساعد على خفض تكلفة متطلبات الضخ وجعل العملية أكثر كفاءة. كما أن BS تمتلك العديد من المزايا مقارنة مع CS .تعد BS أكثر فاعلية وكفاءة، حيث يكون (CMC (Concentration Micelle Critical أقل عدة مرات من CS .معظم BS ونشاطها السطحي مقاوم للعوامل البيئية مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة. وكذلك تعد BS صديقة للبيئة ويمكن أن تتحلل بسهولة ، ولها سمية منخفضة ويمكن أن تنتج من المواد الخام المتاحة.
Category
Theses and Dissertations
File size
1.81 MB
0
0