بازرسی فنی و ایمنی در صنعت نفت و گاز
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | |
| حجم فایل | 4208 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 100 |
بازرسی فنی و ایمنی در صنعت نفت و گاز
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه و تاریخچه .................... 1
فصل اول............................. 4
آشنایی باکدها و استانداردها......... 4
نتیجه گیری حداکثر پریود بین بازرسی ها... 8
استانداردهای پوشش................... 11
استانداردهای باز دارنده خوردگی...... 12
استاندارد آستری یا LINING............ 13
استاندارد ملاحظات خوردگی در طراحی.... 14
بازرسی فنی.......................... 16
تعریف بازرسی فنی.................... 16
خوردگی.............................. 16
زیان های خوردگی..................... 17
فصل دوم............................. 21
پایش خوردگی (CORROSION MONITORING) چیست؟ 21
تغییر مقاومت پلاریزاسیون............. 26
بازرسی عینی......................... 30
فصل سوم............................. 40
فصل چهارم........................... 48
حفاظت رویه بیرنی.................... 50
اثر توپکرانی (توپک های پاکسازی)..... 51
ترکیب دو رو پیگ رانی و زدودن شیمیائی پارافین 62
کنترل خوردگی داخلی.................. 64
فصل پنجم............................ 65
خوردگی خارج لوله.................... 67
خوردگی عمومی........................ 69
آزمایش خوردگی....................... 72
فصل ششم............................. 84
آرایش تحریک مجموعه مبدل ها.......... 88
دقت اندازه گیری عمق با توجه به ناصفای سطوح 89
منابع فارسی......................... 92
منابع انگلیسی....................... 93
مقدمه
تاریخچه نفت در ایران
کاوشهای باستان شناسی معلوم داشته که ساکنین کشور ما از 5 تا 6 هزار سال پیش قیر را بعنوان ملاط در ساختن عمارات و یا برای نصب و بهم چسباندن جواهرات و ظروف سفالین یا اندود کردن کشتی ها و غیره بکار می برده اند .
دو تن از مستشرقین بنام پروفسور هرتزفلد و پروفسور بیلی معتقدند که کلمة نفت از فعل ناب فارسی به معنی ضد رطوبت گرفته شده و در زبان اوستائی نیز نپتا بوده و گلدانیها و یهودیها و عربها آنرا از زبان مدیها گرفته و نفت خوانده اند .
در اوستا کتاب دینی زردشتیان نفت به معنای روغن معدنی آمده است ، تاریخ هرودت که 450 سال قبل از میلاد مسیح نوشته شده نشان میدهد که بهره برداری از نفت به همان صورت دو تا سه هزار سال از آن بوده و طی این مدت چندان تغییری نکرده است ، چون سرعت تحولات علمی در روزهای کهن بسی کندتر از امروز بوده است .
در دورة هخامنشیان از نفت برای ایجاد روشنائی و درمان برخی از ناخوشیها استفاده به عمل می آمده است . هرودوت ، مورخ یونانی در دوران باستان ، در کتاب خود چگونگی کندن چاه و استخراج و صاف کردن نفت را ایران شرح میدهد . به گفته او در اردریکا نزدیک شوش چاهی بوده که ایرانیان از آن سه ماده مختلف یعنی قیر و نمک و نفت استخراج می نموده اند . بدین نحو که چرخی بر سر چاه نصب میکردند و به کمک چرخ از آنجا فرآورده ها را بدرون حوضچه ای دیگر راه میدادند . پس از ته نشین شدن قیر و نمک ، نفت را از روی آن جدا می ساختند .
تاریخچه استخراج نفت
سابقه اکتشاف نفت در ایران به حدود 4000 سال پیش می‌رسد. ایرانیان باستان به عنوان مواد سوختی و قیراندود کردن کشتی‌ها ، ساختمانها و پشت بامها از این مواد استفاده می کردند. نادر شاه در جنگ با سپاهیان هند قیر را آتش زد و مورد استفاده قرار داد. در بعضی از معابد ایران باستان برای افروختن آتش مقدس از گاز طبیعی استفاده شده و بر اساس یک گزارش تاریخی یک درویش در حوالی باکو چاه نفتی داشته که از فروش آن امرار معاش می‌کرده است.
عکسبرداری هوایی
اگر در منطقه‌ای به وجود نفت مشکوک شوند از آنجا عکسبرداری هوایی می‌کنند تا پستی و بلندیهای سطح زمین را دقیقا منعکس نمایند. آنگاه عکس را به صورت فتوموزائیک درآورده و با دستگاه استریوسکوپ مورد مطالعه قرار می‌دهند.
نقشه برداری عملی
برای گویا کردن عکسهای هوایی نقشه برداری از محل ، توسط اکیپی صورت می‌گیرد. فواصل و اختلاف ارتفاع با دستگاه فاصله یاب یا تئودولیت تعیین می‌شود و بدین ترتیب نقطه به نقطه محل مورد نظر مطالعه می‌شود.
نقشه کشی
اطلاعات بدست آورده را بوسیله دستگاه پانتوگراف در اندازه‌های بزرگتر و یا کوچکتر رسم کرده و همراه با عکسهای هوایی نقشه پانتوگرافی که پستی و بلندیهای سطح زمین را نشان می دهد رسم می کنند.
آزمایش روی نمونه های سطحی
پس از نمونه برداری ، آنها را شماره گذاری کرده و در کیسه‌های مخصوص به آزمایشگاه می‌فرستند. در آنجا بر روی یک شیشه مستطیل شکلی کمی چسب کانادا قرار داده و مقداری از خرده سنگهای دانه بندی شده را روی آن می‌چسبانند. سپس آنها را سائیده تا ضخامت آن 0.2 میلیمتر گردد و نور بتواند از آن عبور کند. این نمونه ها را که اسلاید می‌گویند در زیر میکروسکوپ قرار داده تا از نظر زمین شناسی ، نوع سنگ ، فسیل شناسی ، میکروفسیل شناسی و ساختار زمین مورد بررسی قرار گیرد.
فصل اول:
اولین گام جهت تأسیس این سازمان مهم از پالایشگاه ابادان شروع گردید آن هم به دلیل حوادث خطرناک پیش آمده همانند انفجار و آتش سوزی در سال های اولیه شروع کار پالایشگاه، که باعث ضررهای هنگفت مالی و جانی گردید.
در سال 1948 ریفورمر شماره 8 دچار آتش سوزی شد و باعث خسارت مالی حدود 5 میلیون دلار گردید.
آشنایی باکدها و استانداردها
1) کد ASME
در مورد طراحی و ساخت بولیرها – مخازن تحت فشار و دستگاه های هسته می باشد.
2) کد ANSI – B – 31
در مورد طراحی و ساخت لوله ها و PIPING می باشد.
3) استانداردASTM
شامل چند جلد است و خواص مکانیکی و عناصر شیمیایی تشکیل دهنده آلیاژ را در بر دارد.
4) استاندارد B.S
5) استاندارد DIN
6) کد TEMA
در مورد طراحی مکانیکی و فرآیندی مبدل های حرارتی می باشد و شامل سه بخش است.
7) کد EJMA
در مورد طراحی Expansion Joint می باشد.
8)کد API
دارای جلدهای زیادی می باشد و موارد مورد مصرف بازرسی فنی عبارتند از:
API: 5L – 1104 – 650 – 620 – 510 – 570- 598
9) کد NBIC
10) NACE
انجمن مهندسین خوردگی آمریکا است و مشتمل بر سه بخش اصلی است:
TM: تست مواد
RP: توصیه ها
MR: احتیاجات متریال جه سرویس های مختلف
مهمترین کدهای مورد استفاده در واحدهای بهره برداری:
الف) Piping Inspection Code – API 570
که در مورد بازرسی، تعمیر و تغییر و Rerating لوله ها و Piping در حال بهره برداری می باشد که شامل 7 فصل می باشد و سه فصل مهم آن به صورت اجمال عبارت است از :
تقسیم بندی Piping:
کد API – 570 با توجه به سرویس لوله ها آنها را به سه کلاس تقسیم بندی می کند:
کلاس یک:
این سرویس ها دارای پتانسل خطر زیادی می باشند و عبارتند از:
سرویس های H2S با بیشتر از 3% وزنی
لوله های اب اشامیدنی که در کنار این لاین ها می باشند.
کلاس دو:
سرویس های دیگر فرآیندی که در کلاس یک نیستند عبارتند از:
اسیدهای قوی داخل سایت و کاستیک
کلاس سه:
سرویس هایی که قابل اشتعال هستند ولی قابلیت بخار شدن آنها کم است:
لاین های محصول
اسیدها و کاستیک های خارج از سایت
عمر باقی ماده:
عمر باقیمانده سیستم های Piping براساس فرمول زیر محاسبه می شوند:
(1)
|
(2)
1) این فرمول بر اساس ANSI B31.3 می باشد که در مورد طراحی لاین ها است.
2) P عبارت است از فشار تنظیم شرهای ایمنی مسیر
3) D قطر خارجی
4)S تنش مجاز
5) E ضریب جوش
6) Y ضریبی است که در جداول آمده است
7) خوردگی مجاز(Corrosion Allowance) را نباید به M.R.T اضافه نمود.
Corr. Rate یا محسابه نرج خوردگی نیز خیلی مهم ست و به سه روش محاسبه می شود (البته برای یک دستگاه جدید و یا سرویسی که شرایط ان تغییر کند):
1) نرخ خوردگی که دقیقاً توسط استفاده کننده دستگاه در سرویس مشابه تعیین شده است.
2) اگر مورد یک موجود نباشد به وسیله اطلاعات و تجربه بازرس در سرویس مشابه تعیین گردد.
3) اگر با دو روش فوق این امر تحقق نیابد، می بایست به صورت واقعی اندازه گیری انجام شود. زمان بین دو اندازه گیری حدود 000/1 ساعت باشد.
4) نظر به این که محاسبه نرخ خوردگی فوق العاده مهم است بعضی از کدها آن را به دو روش بیان می کنند.
بزرگترین عدد از فرمول های بالا در نظر گرفته می شود و در محاسبات عمر باقیمانده به کار می رود.
نتیجه گیری حداکثر پریود بین بازرسی ها:
حداکثر پریود بین بارسی ها (داخلی یا در حین بهره برداری) نباید از نصف عمر باقی مانده دستگاه یا 10 سال تجاوز نماید (هر کدام کمتر بود در نظر گرفته شود). در صورتی که تشخیص داده شود که چهار سال دیگر دستگاه ایمن بوده و کار می کند دوره بازرسی حداکثر دو سال پیش بینی می شود.
استانداردهای وزارت نفت (IPS) در رشته حفظت در برابر خوردگی (حفاظت فنی)
اصولی ترین، ساده ترین و ارزانترین راه مبارزه با خوردگی و کاهش خسارات ناشی از آن در صنایع نفت رعایت استانداردهای IPS و به ویژه استانداردهای حفاظت فنی است.
استاندارد کردن عبارت است از فرآیند تدوین، ابلاغ و کاربستن استاندارد و هدف آن ایجاد یا افزایش نظم و ترتیب و راهنمائی برای حل مسئل تکرار شونده در موارد علمی، فنی و اقتصادی است.
استاندارد برای مهندس به مثابه رساله برای مؤمن و قانون برای شهروند است و بدون استاندارد مهندسی ابتر است.
در صنعت نیز چنانچه رعایت استاندارد جدی گرفته نشود وضیت مشابهی به وجود خواهد آمد که نتیجه همه آنها فقر و بیچارگی و عقب افتادگی اقتصادی و اجتماعی خواهد بود.
استانداردهای IPS در رشته خوردگی و حفاظت در برابر آن (حفاظت فنی IPS – TP)
اصولی ترین، ساده ترین و ارزانترین راه مبارزه با افت خوردگی و کاهش خسارات ناشی از آن در صنایع، رعایت استانداردهای معتبر مربوط به خوردگی و حفاظت به طور عموم، و در صنایع نفت رعایت استانداردهای حفاظت فنی به طور اخص می باشد.
خوشبختانه استانداردهای IPS در رشته حفاظت فنی چه از نظر موضوع و چه از جهت مطالب و معیارها از جامعیت بسیار خوبی برخوردار بوده و می توان ادعا نمود که این مجموعه منسجم در سطح شرکت های نفتی بی همتاست و می تواند نیازهای صنایع نفت کشور را در زمینه استانداردهای حفاظت در مقابلخوردگی به خوبی براورد نماید.
استانداردهای حفاظت فنی اساسا بر دو محور خوردگی سطح خارجی EXTERNAL CORROSION و خوردگی سطوح داخلی INTERNAL CORROSION تأسیسات پایه ریزی شده و برای هر مورد استانداردهای مورد نیاز تهیه گردیده است.
1) استاندردهای مربوط به حفاظت سطوح خارجی (EXTERNAL CORROSION):
استانداردهای حافظت فنی در زمینه خوردگی سطوح خارجی بر پایه محیط خورنده ای که تأسیسات فلزی در آنها قرار می گیرند طرح ریزی گردیده است و برای هر محیط مشخص استاندارد های حفاظتی مورد نیاز تهیه شده است.
این محیط ها و عوامل حفاظتی آنها عبارتند از:
|
محیط خورنده |
عوامل حفاظتی |
|
تاسیست روی زمینی در خشکی |
رنگ |
|
تاسیسات مدفون در خاک |
پوشش + حفاظت کاتدی |
|
تاسیسات مغزوق در آب |
پوشش + حفاظت کاتدی |
|
تاسیسات دریائی |
رنگ و پوشش |
ب) استاندارد مربوط به حفاظت سطوح داخلی (INTERNAL CORROSION):
استاندارد حفاظت فنی در زمینه خرودگی سطوح داخلی نیز براساس محیط های خورنده در تماس با سطوح داخلی تأسیسات فلزی تنظیم گردیده و برای هر محیط مشخص استاندارد مورد نیاز تدوین شده است.
این محیط ها و عوامل حفاظتی آنها عبارتند از:
|
محیط خورنده |
عوامل حفاظتی |
|
محیط آبی |
مواد بازدارنده خوردگی INHIBITORS و تغییرات شیمیایی محیط خورنده |
|
محیط های اسیدی |
آستر (LINING) + حفاظت کاتدی |
|
محیط های شیمیائی |
آستر (LINING) و انتخاب مواد MATERIAL SELECTION |
علاوه بر استانداردهای فوق یک استاندارد مهندسی درزمین ملاحظت خوردگی در طراحی
CORROSION CONSIDERATION IN DESIGA
IPS – E – TP – 760
و یک استاندارد مهندسی در زمینه ملاحظات خوردگی در انتخاب مواد
CORROSION CONSIDERATION IN MATERIAL SELECTION
IPS – E – TP – 740
استانداردهای پوشش:
این مجموعه استاندارد در خمدمت سیستم هائی است که شریان های حیاتی صنعت یعنی خطوط و نفت و فرآورده های مختلف نفتی را محافظت می نمایند و این خودگواهی است بر اهمیت این مجموعه استاندارد و لزوم رعایت کامل کلیه گونه های این مجموعه در فرآیند احداث این شریان های حیاتی صنعت.
استاندارد مهندسی پوشش IPS – E- TP – 270 (COATING) ضوابط و معیارهای مورد نیاز برای طرحی پوشش سازه های مدفون در خاک و کارشناس خوردگی مربوط را به انتخاب پوشش اصلح با توجه به جنبه های فنی، اقتصادی، اجرائی و پتانسیل های خرودگی رهننمون می شود در استاندارد مهندسی فقط 5 نوع پوشش توصیه شده در استانداردهای معتبر پذیرفته شده جهانی شامل پوشش های گرم نظیر انامل های فیر نفتی و ذغال سنگی، پوشش پلی اتیلن کارخانه ای پوشش نوارهای چسبنده، پوشش اپوکسی و پوشش سیمانی توصیه گردیده است که می توانند نیازهای اساسی صنایع نفت را در زمینه پوشش برآورد سازند.
استانداردهای باز دارنده خوردگی
یکی از مواردی که لازم بود در صنایع نفت تحت کنترل و ضابطه در اید مصرف بازدارنده های خوردگی بود.
این موارد از سال های دور در بخش های مختلف صنعت به طور وسیعی مورد مصرف قرار می گرند بدون آن که نیاز واقعی به مصرف آنها مورد ارزیابی قرار گرفته و یا میزان تدثیر آنها با توجه به جنبه های اجرائی و اقتصادی بررسی شده باشد.
از این راه هزینه های زیادی به صنعت تحمیل می گردد مجموعه استاندارد بازدارنده ها تحت نام کنترل شیمیائی محیط خورنده IPS – E –TP - 780 ضوابط و معیارها و راه های مشخصی را برای دستیابی به لزوم و یا عدم لزوم مصرف بازدارنده ارائه می نماید.
استاندارد IPS – E –TP – 780 در 3 بخش مختلف تدوین گردیده و هر یک به مبحث خاصی از کاربرد بازدارنده های مربوط می شود.
استاندارد دیگر این مجموعه، استاندارد ارزیابی عملکرد مواد بازدارنده IPS – E –TP – 802 است که رو های مورد قبلو را برای ارزیابی عملکرد بازدارنده ها استاندارد نموده و این روش ها در تمام بخش های صنعت که مواد بازدارنده مصرف می نمایند یکسان باید عمل شوند از طریق دو استاندارد فوق کاربرد مواد بازدارنده خوردگی در تمام صنعت تحت ضابطه قرار گرفته و از پراکندگی جلوگیری خواهد شد که به تبع آن هزینه ها کنترل می شود.
استاندارد آستری یا LINING:
این مجموعه استاندارد که برای جلوگیری از خوردگی داخلی (INTERNAL CORROSION) در لوله های حمل مایعات خورنده همانند استانداردهای رنگ و پش بر پایه تدثیر محیط های خورنده در تماس با بدنه فلزی تأسیسات تنظیم گردیده است. استاندارد مهدسی آستری یا (IPS – E – TP – 350) LINING روش های استاندارد شده انتخاب نوع آستری LINING برای محیط خورنده خاص با توجه به جنبه های اقتصادی و امکانات و توان اجرائی و سایر ملاحظاتی که باید در این زمینه مورد توجه و عمل قرار گیرد را در اختیار کارشناس خوردگی قرار می دهد.
استاندارد ملاحظات خوردگی درگزینش مواد
(CORROSION CONSIDERATION IN MATERIAL SELECTION)
(IPS – E – TP – 740)
این استاندارد ضوابط گزینش مواد را در هنگام طراحی یک تأسیسات صنعتی مشص می نماید و طراحی یک تأسیسات با دنبال کردن دستورالعمل های این استاندارد می تواند مواد و مصالح اصلح را برای یک پروژه خاص انتخاب نماید.
با نبودن این استاندارد هیچ کنترلی بر طراحی سیستم ها به خصوص در مواردی که طراح خارجی باشد نمی توان اعمال نمود و این از ویژگی های صنایع نفت ایران است که این کار را استاندارد کرده و قادر به کنترل پروژه های طراحی شده از نظر گزینش مواد خواهد بود که از این رهگذر منافع عظیمی نصیب صنعت خواهد شد.
استاندارد ملاحظات خوردگی در طراحی:
(CORROSION CONSIDERATION IN DESIGNE IPS – E- TP – 760)
یکی از اعوامل ایجاد خوردگی در تأسیسات صنعتی عدم توجه کافی به مسئل خوردگی در طراحی این تأسیسات است.
این استاندارد به کارشناسان خوردگی این امکان را می دهد که طراحی های انجام شده توسط مشاور یا سازمان طراحی کننده را به راحتی کنترل و ارزیابی نمایند.
نیروهای متشکل از مهندسین مجرب و کارآمد را تحت عنوان بازرسی فنی ساختمان داده تا این گروه ها بتوانند با پیش بینی های لازم و طرح ریزی و زمانبندی مناسب برنامه بازرسی و تعمیرات دستگاه ها را به انجام برسانند و از ضایعات و خرابی دستگاه ها و همچنین خطراتی مثل انفجار و آتش سوزی جلوگیری به عمل آورند.
امروزه تمامی تأسیسات مختلف و تجهیزات صنایع نفت به وسیله بازرسی فنی تحت نظارت و کنترل بوده و همواره به وسیله بازرسی های دوره ای رفع عیب شده و آماده برای کاردهی مجدد می گردند.
احیاء نفت کاتالیست
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | |
| حجم فایل | 93 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 82 |
احیاء نفت کاتالیست
فهرست مطا لب
عنوان صفحه
فصل اول
مفاهیم کاتالیست
مقدمه…………………………………………………………………………………
تاریخچه کاتالیست…………………………………………………………………
سرعت واکنش……………………………………………………………………
فاکتور مؤثر…………………………………………………………………………
واکنش کاتالیستی همگن و نا همگن…………………………………..
حامل ها ………………………………………………………………………………
پیش برنده ها ……………………………………………………………………
سموم کاتالیست ……………………………………………………………………
کثیف شدن کاتالیست …………………………………………………………
سینرتینگ ……………………………………………………………………………
ممانعت کننده ها …………………………………………………………………
فعالیت…………………………………………………………………………………
انتخاب کنندگی ……………………………………………………………………
پایداری …………………………………………………………………………………
عنوان صفحه
فصل دوم
کراکینگ کاتالیستی
مقدمه ……………………………………………………………………………………
واکنشهای کراکینگ کاتالیستی…………………………..……………………
احیاء مجدد کاتالیست …………………………….………………………………
کاتالیست های کراکینگ…………………………………………………………
ارزیابی کاتالیست ………………………………………….………………………
مسمومیتها ………………………………………………………………………….…
فصل سوم
تبدیل کاتالیستی
مقدمه …………………………………………………………………………………
واکنشهای ریفرمینگ……………………………………………………………
فعالیت………………………………….………………………………………………
انتخاب کنندگی……………………………….……………………………………
پایداری …………………………..……………………………………………………
توسعه کاتالیست…………………………….……………………………………
تهیه کاتالیست ………………………….…………………………………………
توسعه تبدیل کاتالیستی …………………………..…………………………
کاتالیستهای چند منظوره ……………………………………………………..
ترکیب کاتالیست ………………………………………………………………
عنوان : صفحه
آلومین ها………………………………………………………………………
کاتالیستهای تجارتی……………………………………………………………
پراکندگی کاتالیستها………………………………………………………
دانسیته کاتالیست……………………………………………………………
مساحت سطح………………………………………………………………
ابعاد کاتالیست …………………………………………………………………
سموم کاتالیست ………………………………………………………………
احیاء مجددکاتالیست ………………………………………………………
فصل چهارم
هیدرو کراکینگ کاتالیستی
عنوان: صفحه
مقدمه …………………………………………………………………………………
کاتالیست ها……………………………………………………………………………
نقش فلزات کاتالتیستی در هیدرو کراکینگ …………………………
کاتالیستهای اکسید اسیدی –پلاتین برای هیدرو کراکینگ………
فعالیت هیدرو ژناسیون پلاتین ……………………………………………
فعالیت اسیدی……………………………………………………………………
احیاءمجدد کاتالیست……………………………………………………
عنوان صفحه
فصل پنجم
تصفیه هیدروژنی نفتا
مقدمه: (آماده سازی خوراک )……………………………………………………
شرایط عملیاتی ……………………………………………………………………………
کاتالیستهای تصفیه هیدروژنی…………………………………………………………
مواد پایه کاتالیست…………………………………………………………………………
احیا مجدد کاتالیست………………………………………………………………………
خلاصه فصل ………………………………………………………………………………
فصل ششم
حمل و نقل کاتالیست و پر کردن راکتور
مقدمه:
حمل و نقل بشکه های کاتالیست ……………………………………………………
الک کردن کاتالیست ………………………………………………………………………
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
ریختن کاتالیست در راکتور……………………………………………………
پرکردن راکتور گشاد …………………………………………………………
منابع و مأخذ ………………………………………………………………………
او برتولت و دیگر کارهای اساسی را در مورد سنتیک شیمیایی همان طور که امروزه آن را می شناسیم بوجود آوردند . قبل از اینکه قدم بعدی در کاتالیستها برداشته شود ، اهمیت زمان واکنشهای شیمیایی قابل توجه و بررسی بود .
در نیمة دوم قرن نوزدهم ، هلمهولتر آرینوس ، استوالد وانت هوف و دیگران شیمی فیزیک را گسترش دادند که برای اولین بار درک جدید تری از شیمی بود و قوانین کمی را تا حدودی کاهش می داد .
در حدود سالهای 1900 استوالد اهمیت حقیقی کار یک کاتالیت را شناسایی کرد . او یک کاتالیست را ماده ای تعریف کرد که سرعت واکنش شیمیایی را تغییر میدهد وبدون اینکه در محصول نهایی وجود داشته باشد . برای اولین بار از مفاهیم استوالد در کاتالیست ، بر اساس یک کمیت قابل اندازه گیری استفاده شد . علم و تکنولوژی کاتالیستی در این زمان شروع گردید . نظریاتی که دربارة کاتالیستها بطور عملی از آن زمان تاکنون در شیمی و صنایع نفت وجود دارند ، واکنشهای کاتالیستی مهمترین پایة آنهاست .
پیشرفتهای مهم در علم کاتالیست :
1922 مفاهیم انواع جذب سطحی شیمیایی
1925 مفاهیم مکانهای فعال
1937 قانون یون کربونیم در واکنشهای کاتالیستی
1938 اندازه گیری دقیق مساحت سطح
1939 قانون نفوذ نمودن در کاتالیست
1950 قانون حالت جامد کردن در کاتالیست بوسیلةآهن
1953 وظیفة دو گانه کاتالیست
1962 غربالهای مولکولی برای کاتالیستهای کراکینگ
1966 شکل انتخاب کنندگی در غربالهای مولکولی
1967 کاتالیستهای دو فلزی ریفرمینگ
پیشرفتهای مهم در تکنولوژی کاتالیست :
1900 اکسیداسیون502
1913 پلیمریز اسیون اولفین ها
1914 سنتر آمونیاک متانول
1924 سنتر متانول
1926 سنتر فلیشر- تروپش
1936 شکستن کاتالیستی
1938 اکسیداسیون ایزو پارافین ها
1939 ریفرمینگ کاتالیستی
1949 ریفرمینگ کاتالیستی – استفاده از PT - AL203
1953 پلیمرازسیون اولفینها
1959 هیدرو کراکینگ پیشرفته
1960 تصفیه هیدروژنی
سرعت واکنش :
سرعت واکنش به صورت تغییرات درمولکولهای یک ماده نسبت به زمان در واحد حجم محفوظ واکنش تعریف میگردد . در واکنشهای کاتالیستی این تعریف داده می شود ، رابطة ریاضی برای سرعت v بصورت زیر خواهد بود :
(2) یا(1)
کهv حجم مخلوط واکنش ، N تعداد مولهای یک واکنشگر ، F تعداد مولهای خوراک ، W وزن کاتالیت و X مقدار تبدیل می باشد .
یک رابطة ساده بین سرعت واکنش و غلظت واکنشگرها وجود دارد که بدین صورت بیان می شود :
که در رابطه فوق , به ترتیب واکنشگرها A وB و * نیز ثابتهایی بر این رابطه هستند . ( * درجه واکنش نسبت به A و B درجة واکنش نسبت به B ) .
K ثابت سرعت است و با درجةحرارت مطابق رابطةآرینوس تغییرمی کند .
K=
معادلة آرینوس فقط برای مراحل کنترل کنندة سرعت اصلی بکار می رود جائیکه E انرژی اکتواسیون می باشد در مورد کاربرد قانون آرینوس برای واکنشهای کاتالیستی که با عمل جذب سطحی همراه است توسط لایدلر بحث شده است .
با معرفی سرعت ، سرعت یک واکنش کاتالیستی در هر درجه حرارت که باشد با سرعت واکنش غیر کاتالیستی همگن متفاوت است . چگونگی تغییر یافتن واکنش سرعت واکنش توسط کاتالیست ، بوسیلة آبلا( به کمک دیاگرام انرژی پتانسیل (شکل 1 ) که جذب سطحی یا درون مرزی و جذب شیمیایی را درگیر می نماید ، شرح داده شده است . در شکل (1) ، Eh انرژی اکتیواسیون برای واکنش کاتالیز شده ، E1 و E3 انرژی های اکتیواسیون کوچک جذب و جدا شدن هستند . E2 انرژی اکتیواسیون برای واکنش کاتالیزه شده و انرژی جذب و جدا شده می باشند که می توانند حدود 0 – 000/100- cal تغییر کند .
بر آمدگیها اکسترمم ، جذب سطحی واندروا لسی را نشان می دهد و مقدار کوچکی است یک انرژی کوچک ناشی از اثر نفوذ پذیری را درگیر نماید .
پس می توان گفت یک کاتا لیست سرعت واکنش را با پایین آوردن انرژی اکتیواسیون و با تشکیل یک کمپلکس فعال شده ، افزایش می دهد .
شکل (1):
E2
پتانسیل F
c 2 e3 E 1 e1
واکنش
فاکتور مؤثر :
فاکتور مؤثر به صورت نسبت سرعت واکنش واقعی rp به سرعت واکنش برگشت ناپذیر ایده آل r معرفی شده است . سرعت واکنش واقعی همیشه کمتر از سرعت ایده آل است . همراه با اثرات انتقال جرم و حرارت واین نسبت اثر زیادی برای طراحی دارد و به صورت ریاضی :
فاکتور مؤثر می تواند با نفوذ پذیری مؤثر بدست آید . شروود و سائرفیلد این مقدار را مورد بررسی قرار دادند . همچنین ویلر معادله را بیان می کند که h پارا متر تیلی است که توسط توماس اتال معرفی گردیده است :
(7)
به طوریکه : Rl طول حفرة استوانه ای ، k1 ثابت سرعت ، 7 شعاع حفرة استوانه و D ضریب نفوذ ناپذیری می باشد .
برای کاتالیست کروی به صورت زیر بیان می شود :
به طوریکه : R شعاع کاتالیست کروی ، KV=K1SV ثابت سرعت در واحد حجم و De نفوذپذیری مؤثر بیان می شود.
برای اشکال دلخواه حفره ها توسط توماس اتال به صورت زیر داده شده است :
که در این رابطه PgPsبرابر با مساحت سطح در واحد حجم است و شکل حفره در این موارد بی اهمیت است . در مواقعیکه هیچ اثری از انتقال حرارت موجود نباشد ، نسبتی از سطح که برای واکنش در دسترس می باشد برابر است با :
(9)
و برای کاتالیستهای کروی نسبت به فرم سادة زیر داده می شود :
10= Fs=tan h/h
که در اینجا h ضریب تیلی است و Fs ممکن است به صورت ضریب مؤثر برای فرایند تک دما به کار برده شود . بنابراین می توان گفت :
rp/r=tanh/h=
این کاملاً واضح است که برای بدست آوردن یک سرعت صحیح در کار طراحی ، سرعت واکنش شیمیایی که مستقل از اثرات عاری از نفوذ حفره می باشد بایستی در ضریب مختص آن کاتالیست ضرب گردد .
واکنش کاتالیستی همگن و نا همگن :
واکنشهای کاتالیستی می توانند به صورت همگن و ناهمگن طبقه بندی شوند . هر دو این دسته ها شرایط و اثرات متفاوتی دارند . اگرچه اکثریت فرایندهای صنعتی به سیستمهای نا همگن مربوط می شوند . ناگفته نماند که مطالعة سیستمهای همگن می توانند راهنمای واکنشهای ناهمگن باشند . واکنشهای کاتالیستی کاتالیست و واکنشگرها را درگیر خود می کند تا محصول تولید نماید بدون اینکه در کاتالیست تغییری حاصل شود . هر دو سیستم همگن و نا همگن در زیر مجزا شده اند .
واکنش کاتالیستی همگن :
1- کاتالیست و اجزاء واکنشگرها و محصولات در حالت فیزیکی مشابه هستند و فقط در یک فاز باقی می مانند .
2- کاتالیست به طور یکنواخت در بین سیستم توزیع می شوند و تحرک کاتالیست مشابه دیگر اجزاء می باشد .
3- کاتالیست تحت تاثیر جرمش عمل می کند و ضربت سرعت متناسب با غلظت کاتالیست در سیستم می باشد .
واکنش کاتالیستی ناهمگن :
1-کاتالیست و اجزاء واکنشگرها و محصولات در حالت فیزیکی غیر یکسانی هستند و یا اگر در حالت فیزیکی مشابه باشند دارای فازهای متفاوتی هستند که توسط مرز فازی از هم جدا می شوند .
2-کاتالیست به طور یکنواخت در بین سیستم توزیع نشده است و تحرک کاتالیست با دیگر اجزاء سیستم متفاوت است .
3-کاتالیست با سطوحش عمل می کند و ضریب سرعت متناسب مساحت کاتالیست در معرض واکنش است که در واقع سرعت نفوذ واکنشگرها به سطوح کاتالیست و کنده شدن محصولات از سطوح کاتالیست می باشد .
حامل ها :
حامل مادة خنثی ای است که به صورت یک پایه برای کاتالیست به کار برده می شود . به طور کلی وقتی یک حامل ، سرعت واکنش را تغییر می دهد ، دیگر یک حامل نمی باشد . هین مان حاملها را به صورت یک ترکیب اصلی از کاتالیست که به صورت پایه نگهدارنده برای اجزاء فعال به کار می رود ، ولی خودش بر واکنش مورد نظر غیر فعال است ، تعریف کرده است . ولی یک موضوع را باید توجه داشت که یک حامل نقشهایی که یک کاتالیست مدیون حامل است بدین شرح است:
1- حاملها در واکنشهای کاتالیستی ناهمگن بکار برده می شوند چرا که سطح زیادی در این نوع سیستم لازم است و حاملها بهترین و ارزانترین جانشین برای فلزات گرانبها یی مثل پلاتین و پالادیم هستند .
2- حاملها بیشترین توزیع کاتالیست را فراهم می کنند .
3- حاملها پراکندگی و انتشار خوبی از کاتالیست را حفظ می کنند ، مانع تراکم توسط پدیدة سینترینگ می شوند و پایداری و عمر کاتالیست را افزایش می دهند .
4- حاملها با حفظ کردن مساحت زیاد ، از هدر رفتن فعالیت جلوگیری می کنند.
5- مساحت فعال زیاد ممکن است با کاهش در حساسیت نسبت به مسمومیت همراه باشد .
6- حاملها به پراکندگی حرارت موضعی کمک می کنند و مانع سینترینگ می گردند .
7- فعالیت کاتالیست بستگی به تعداد مراکز فعال و فاصله بین آنها دارد که می توانند به کمک حاملهای ویژه ای کنترل شوند .
برای انتخاب یک حامل بایستی خواص حاملها را در نظر کرفت :
الف ) خواص فیزیکی : مساحت آنها ، تخلخل ، گرمای ویژه ، هدایت گرمایی ، اندازة ذرات دانیته ، سختی ، قدرت تراکم و مقاومت در برابر سلیش ، خواص الکتریکی و پایداری از نظر حرارت .
ب ) خواص شیمیایی : ترکیب شیمیایی ، ساختمان ، حالت پراکندگی .
ج ) خواص کاتالیستی : خنثی بودن یا فعالیت کاتالیستی حامل ، طبیعت دوگانه حامل یا کاتالیست پایداری واکنش ، جذب سطحی ، توانایی برای تعویض اجزاء و ظرفیت اشباع حامل .
حاملها طبقه بندی خاصی ندارند ، از آنجائیکه طبیعت آنها و خواص شان به طور وسیعی فرق می کند و کاربردشان همیشه خاص واکنشهای ویژه بوده است ، انیس حاملها را بدین ترتیب طبقه بندی می کند .
1- بدون تخلخل با مساحت کم .
2- متخلخل با مساحت کم .
3- بدون تخلخل با مساحت زیاد .
4- متخلخل با مساحت زیاد .
5- نوع مختلط شامل مواد ژلاتینی ، سیمانی و مواد فیبری .
انواعی از حاملها در قرن اخیر به کار برده می شوند مثل : آذلبت ، سنگ خارا ، خاک چینی ، کربن فعال ، بوکیت .
پیش برنده ها :
پیش برنده ها را فعال کننده نیز ی نامند ، پیش برنده ها به کاتالیست اضافه می شوند تا واکنش کاتالتیسی را به جلو رانده و یا فعال کنند . انیس ، پیش برنده ها را در سیستم کاتالیستی به گونه ای تعریف می کند که در آن پیش برنده ها موادی هستند که در طول مدت تهیه شدن به کاتالیست اضافه می گردد (معمولاً کمتر از ده درصد ) . پیش برنده ها از خود فعالیت کمی دارند ولی در کل سیستم سهم زیادی در فعالیت بهتر پایدار و حسن
اندازه گیری نمک موجود در نفت خام
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | docx |
| حجم فایل | 103 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 190 |
اندازه گیری نمک موجود در نفت خام
مقدمه :
نمک موجود در نفت خام به علت وجود آب نمکی است که از چاه همراه نفت جریان پیدا می کند و همین مقدار نمک اگر زیاد باشد باعث نامرغوبی نفت از صادرات و هم آسیب رساندن به دستگاههای تفکیک در حدهای تفکیک و پالایشگاهها می شود . معمولاً مقدار نمک موجود در نفت خام را با در نظر گرفتن کل سالت بهره برداری شده تنظیم می کنند که از مقدار معینی (8 پوند در هزار بشکه) بیشتر نباشد . برا این منظور لازم است هم در واحدهای بهره برداری و هم آزمایشگاههای شیمیایی نفت بهره برداری شده را آزمایش کرد . روشهای خاصی از نظر بین المللی برای آزمایش نمک پیشنهاد شده :
1. روش اندازه گیری نمک با محلولهای شیمیائی IP
در این روش چون بیشتر احتیاج به محلولهای تهیه شده دقیق شیمیایی است در آزمایشگاههای شیمیایی مربوط به نفت انجام می گیرد .
2. روش شروع سریع اندازه گیری نمک نفت با دستگاه نورسنج FLAME PHOTOMETER این روش چون ساده است در کارخانجات بهره برداری استفاده می گردد و حداکثر 16 پوند نمک را براحتی می توان با این دستگاه مشخص کرد . نمکهای پیش از این مقدار را به علت غلظت زیاد و امکان گرفتگی سوزن مکنده ، با این دستگاه نمی توان آزمایش کرد .
اندازه گیری مقدار نمک موجود در نفت خام به روش IP – 77/72
مواد شیمیائی :
1. تولوئن
2. الکل استن
3. فریک آلوم
4. آمین الکل
5. اسید نیتریک %30
6. نیترات نقره N/20
7. تیوسیانات N/20
وسائل مورد نیاز آزمایش :
1- دستگاه جداکننده
2- دو عدد بورت
3- استوانه مدرج 100 ml
4- کاغذ صافی
هدف :
در این آزمایش هدف اندازه گیری مقدار کلرور سدیم ( NACL) موجود در نفت خام و یا محصولات نفتی دیگر می باشد که در این روش نفت خام را با آب مقطر و حلالهای مناسب (مانند تولوئن) می جوشانند تا نمک جذب آب گردد و مقدار نمک را بر حسب کلرور سدیم محاسبه و گزارش می کنند .
روش کار :
مقدار 80 گرم از نمونه را درون یک ظرف شیشه ای 250 میلی لیتری وزن کرده و آنرا تا حرارت °C 60 (°F 140) گرم می کنیم CC40 تولوئن را بدرجه حرارت متشابه رسانده و به آرامی همراه با بهم زدن روی نمونه ریخته سپس این محلول را در ظرف تقطیر وارد کرده و ظرف جای نمونه را دو مرتبه با CC15 تولوئن گرم شده در شرایط گفته شده شسته و درون ظرف تقطیر می ریزیم روی نمونه درون ظرف تقطیر قبل از سرد شدن مقدار CC25 الکل و CC15 استن گرم می ریزیم و مخلوط را به مدت 2 دقیقه می جوشتنیم بعد اجازه می دهیم تا مخلوط سرد و جدا شود آنگاه قشر آب زیرین را درون ظرف شیشه ای ریخته و اگر لازم بود آنرا از کاغذ صافی واتمن شماره 41 عبور می دهیم این مقدار باید در حدود CC160 باشد . حال CC 100 از محلول صاف شده را در ظرف شیشه ای ریخته و بعد از افزودن CC5 اسید نیتریک درب ظرف را بسته و می جوشانیم و روی بخارات تولید شده جهت از بین بردن SH2 بوسیله کاغذ آغشته به استات سرب آزمایش به عمل می آوریم . و اینکار را تا خاتمه وجود SH2 در بخارات حاصله ادامه می دهیم (چنانچه هیدروژن سولفوره در محلول باشد کاغذ صافی تیره می شود و عمل حرارت دادن را آنقدر ادامه می دهیم تا کاغذ آغشته به استات سرب در مجاورت بخارات حاصله بیرنگ شود ) . اکنون محتویات ظروف شیشه را سرد و با آب مقطر آنرا بدرون فلاکس درب دار ریخته و CC100 آمیل الکل و CC3 معرف فریک آلوم به آن اضافه می کنیم . زیر بورت برده و مقدار CC5/0 ثانیه شدیداً تکان دهید تا رسوبات حاصله جمع شوند برای از بین بردن زیادی نیترات نقره باید تا ایجاد رنگ قرمز آجری محلول حاصله را با تیوسیانات پتاسیم N/20 را به آرامی تیتر کرده و سپس درب را بسته و شدیداً تکان داد و عمل تیتراسیون را ادامه داده تا رنگ قرمز آجری ثابت بماند . آزمایش فوق را برای دقت بیشتر روی 80 گرم از یک نمونه بدون نمک (آب مقطر - تولوئن) به عنوان شاهد انجام دهید .
تذکر : به علت سمی بودن بخارات تولوئن و سایر محلولهای مصرفی در موقع کار هواکشها باید کار بکنند .
1- اضافه کردن تولوئن برای جدا کردن مولکولهای نفت از آب است .
2- اضافه کردن الکل برای پائین آوردن نقطه جوش محلول است .
3- اضافه کردن استن برای حل کردن مواد مومی است .
4- افزودن اسید نیتریک برای ایجاد محیط اسیدی است .
معمولاً در آزمایشگاه میزان نمک را بر حسب پوند در هزار بشکه و یا گرم در متر مکعب محاسبه و گزارش می کنند که برای این منظور می توان از فرمولهای زیر استفاده کرد :
NACL LB / 1000 BBL = 32760 G(V)N/W
پوند کلرور سدیم در هزار بشکه
GR/M3NACL = LB / 1000 BBL X 2085301
گرم کلرور سدیم در متر مکعب
همچنین برای تسریع در کار برای پوند در هزار بشکه نفت اختلاف ، حجم نیترات نقره و پتاسیم تیوسیانات را در عدد 4/16 ضرب می کنند و یا برای گرم در متر مکعب اختلاف را در عدد 47 ضرب کرده و مستقیماً نتیجه را گزارش کرد .
روش سریع اندازه گیری نفت خام با دستگاه
نورسنج FLAMEPHOTOMETER
اساس کار دستگاه سنجش نمک نفت از نظر فیزیکی :
نور هوا و گاز از میان لوله مخلوط کننده (MIXER CHAMBER) باعث چرخش پروانه های آن می شود و علاوه بر آن گاز و هوا با هم مخلوط می شوند یک حالت مکش در لوله مخلوط کننده به وجود می آید و باعث کشیده شدن نفت از طریق سوزن مکنده (AUTOMIZER) به داخل لوله مخلوط کننده می شود . نفت و گاز با هم مخلوط می شود و از حاصل سوختن نمک موجود در نفت شعله زرد رنگ به وجود می آید . شعله به وجود آمده به وسیله یک عدد آینه مقعر و یک عدسی محدب الطرفین محفظه تبدیل کننده انرژی نورانی به الکتریکی (PHOTOCALL) منعکس می شود . چون شعله ایجاد شده دارای نورهای مختلف است و به وسیله قراردادن یک عدد صفحه سدیم قبل از محفظه تبدیل کننده و با توجه به اینکه صفحه فقط اجازه عبور نور زرد رنگ را که از حاصل سوختن نمک به وجود آمده است میدهد و پس از برخورد نور زرد رنگ به محفظه تبدیل کننده انرژی نورانی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و به گالوانمیتر هدایت می شود . این دستگاه دارای یک منعکس کننده فلزی است که درون حوزه مغناطیسی حاصل از جریان فوق الذکر قرار دارد و در اثر کم و زیاد شدن الکتریسیته حرکتی دورانی به منعکس کننده فلزی می دهد و از طرفی یک چراغ معمولی نور را به این منعکس کننده می تابد و انعکاس این نور به آینه مسطحی که درست در مقابل دستگاه گالوانومتر است می تابد و این آینه نور را به روی صفحه مدرجی که روی دستگاه فیلم فتومیتر نصب است می تابد و به این ترتیب مقدار نمک یا تغییر مکان داده شدن لکه نورانی روی صفحه مدرج تعیین می شود . دستگاه گالوانومیتر دارای پیچ حساسیت (SENSITIVITY) می باشد که به وسیله نمونه نمک (نفت استاندارد)روی عدد نمک استاندارد تنظیم می شود و نفت مورد آزمایش نسبت به نمونه استاندارد سنجیده می شود . چون دستگاه گالوانومیتر دارای حساسیت زیادی است لذا پیچ تنظیمی در بغل دستگاه را در موقع کار کردن به طرف آزاد (FREE) برگردانید و پس از اتمام کار روی قفل (LOCK) قرار دهید . عمل فوق باعث می شود که منعکس کننده دستگاه گالوانومیتر قفل شود و در اثر تکان دادن دستگاه فیلم آسیبی نبیند . زیر دستگاه لوله ته کش لاستیکی قرار دارد که همیشه باید در ظرف آب باشد . زیرا مواد ته نشین شده در لوله مخلوط کننده از این طریق بیرون رانده می شود و چون در لوله مخلوط کننده از این طریق بیرون رانده می شود و چون در لوله مخلوط کننده حالت مکش به وجود می آید چنانچه لوله ته کش درون آب قرار نگیرد هوای آزاد به داخل دستگاه مخلوط کننده کشیده می شود .
وسایل مورد نیاز کار با فیلم فتومیتر :
1- سیلندر شیشه ای درب دار 50 سیس یس برای مخلوط کردن نمونه نفت
2- بطری شیشه ای 16 اونسی (400 سی سی)
3- نفت خام با نمک مشخص (استاندارد)8 پوند در هزار بشکه
4- فندک
5- گاز جهت سوخت دستگاه
6- هوای مصرفی برای دستگاه که فشار آن بین 14-16 پوند تنظیم می شود
7- مایعی جهت تمیز کردن دستگاه (W/16)
8- نفت سفید جهت مخلوط کردن با نفت خام در صورتیکه غلظت نفت زیاد باشد .
9- ظرف کوچک شیشه ای(BEAKER)
طرز کار با دستگاه :
شیر هوا و گاز را که بوسیله رگلاتور روی عدد مورد دلخواه تنظیم شده باز می کنیم و سپس برق دستگاه را روشن نموده و سویچ جرقه را فشار می دهیم تا زمانیکه علامت FLM روی صفحه دستگاه ظاهر شود .
دکمه تنظیم اعداد اعشاری (D-P) را تا یک رقم اعشار تنظیم می کنیم . مقداری نفت سفید در BEAKER مخصوص می ریزیم تا به وسیله دستگاه مکیده شود . در این حالت با استفاده از دکمه BLANK صفحه دیجیتالی را روی عدد صفر تنظیم می کنیم . نمونه استاندارد را به زیر دستگاه مکنده قرار می دهیم تا مکیده شود و با دکمه FIN و coarse تنظیم می کنیم تا عدد معادل نمک استاندارد روی صفحه ظاهر گردد .
(دکمه coarse) چهار وضعیت دارد که معمولاً وضعیت 4و3 برای نمکهای بالا می باشد و بایستی تا پایان آزمایش روی همین وضعیت قرار گیرد . ) بعد نمونه نفت مجهول را به دستگاه می دهیم . عدد خوانده شده مقدار نمک موجود در نفت می باشد .
اقدامات بعد از آزمایش :
1- بعد از آزمایش به مدت چند دقیقه (معمولاً به اندازه خالی شدن یک بیکر (BAKER) ، پر از نفت سفید) به داخل دستگاه مکیده می شود .
2- حتماً شیر پائین ریگلاتور هوا را بازنگهدارید تا آب همراه هوا در مخزن ریگلاتور جمع نگردیده و تخلیه شود . ولی شیر پائین رگلاتور گاز از لحاظ ایمنی حتماً باید بسته باشد .
3- طبق تجربیات به دست آمده استاندارد 33 گرم در متر مکعب مناسب برای کار کردن با این دستگاه است و نمونه استاندارد بالاتر ضرورت ندارد چون با همین استاندارد (33 گرم در متر مکعب) تا حدود 180 گرم را به طور مطلوب نشان می دهد .
تهیه محلول استاندارد نفت
crude iol standard
مقصود از نفت استاندارد تهیه یک نمونه با غلظت نمک مشخص جهت کار با دستگاه برقی تعیین میزان نمک ( Flam Photometer) در کارخانجات بهره برداری است که برای این منظور نمک نفتی را که کم است با اضافه کردن از نفتی که نمکش بیشتر است به یک حد معین که معمولاً 8 پوند در هزار بشکه است می رسانند .
از رابطه زیر می توان استفاده کرد .
-V عبارتست از حجم
- C غلظت
مثال : یک گالون نفت خام با میزان نمک غیر مشخص را به استاندارد نمک 8 پوند در هزار بشکه تبدیل کنید .
برای این کار باید مراحل زیر را انجام دهید .
1- ابتدا نمک گالون را به روش IP که قبلاً شرح داده شده دقیقاً محاسبه و معلوم کرد . (مثلاً 2 پوند در هزار بشکه شد) .
2-اکنون برای اینکه معلوم شود چه مقدار از نفتی که نمکش بیش از 2 پوند در هزار بشکه است مثلاً 1050 پوند باشد . باید با این نمونه نفت مخلوط کرد از رابطه بالا که به طور ساده تری درآمده استفاده می شود .
نمک درخواست × حجم کل = (نمک اضافه شده نفت×حجم نفتی که باید اضافه شود) ×(نمک نفت نمونه × حجم نمونه ) باشد .
که در مثال بالا
حجم نفتی که باید اضافه شود .
اندازه گیری وزن مخصوص به روش هایدرومتر (چگالی سنج)
متدد IP.160/68
ASTM.D-1298
منظور اندازه گیری وزن مخصوص مواد نفتی است که فشار بخار آنها کمتر از PSI26 (یک جو) باشد .
تعریف چگالی نسبی :
چگالی نسبی عبارت است از نسبت وزن حجم معینی از یک مایع در درجه حرارت معین به وزن همان حجم از مایع دیگر در همان درجه حرارت .
( چگالی نسبی نفت را نسبت به آب مقطر و درجه حرارت 60 درجه فارنهایت می سنجند ).
لوازم مورد نیاز آزمایش :
1- چگالی سنج (هایدرومتر) – شامل سریهای l50 (بزرگ) و 50 (متوسط) و s50 (کوچک) مطابق مشخصات BS7/8 : 1960
2- گرماسنج 9Thermometer) نوع IP 64F
3- استوانه شیشه ای یا پلاستیکی شفاف (Hydrometer cylinder)
4- کاغذ صافی (FILTER PAPER)
5- حمام مجهز به کنترل درجه حرارت (Constsnt thermometer Bach )
روش کار :
1- درجه حرارت نمونه مورد آزمایش و وسایل کار را (ترمومتر . چگالی سنج . حمام) به درجه حرارت لازم برای آزمایش می رسانیم .
تذکر: درجه حرارت آزمایش برای نفتهای سبک و نفت خام 60 درجه فارنهایت و برای نفت سوخت (Fuel oil) 100 درجه فارنهایت می باشد .
2- نمونه را در استوانه که از پیش پاک و خشک گردیده می ریزیم (برای جلوگیری از ایجاد کف و حبابهای گاز و هوا در موقع نمونه برداری استوانه را کمی مایل می گیریم و نمونه را روی
سیمانکاری چاه نفت
| دسته بندی | نفت و پتروشیمی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | docx |
| حجم فایل | 916 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 79 |
سیمانکاری چاه نفت
فهرست مطالب
عناوین صفحه
فصل اول –شیمی سیمان 1
مقدمه 2
1-1)تاریخچه پیدایش سیمان 3
2-1)تعیین درصد ترکیبات اکسیدی سیمان 4
3-1)سیمانهای کند بند 6
4-1)کلاسهای مختلف سیمان 7
1-4-1)سیمان کلاس A 8
2-4-1)سیمان کلاس B 9
3-4-1)سیمان کلاس C 10
4-4-1)سیمان کلاس D 11
5-4-1)سیمان کلاس E 12
6-4-1)سیمان کلاس F 13
7-4-1)سیمان کلاس G و H 14
8-4-1)سیمان کلاس J 16
5-1)استحکام و تنزل استحکام 16
1-5-1)استحکام تراکمی 17
2-5-1)استحکام کششی 17
6-1)افزودنیهای سیمان 18
1-6-1)انواع افزودنیهای سیمان 19
2-6-1)دلایل اضافه نمودن افزودنیهای سیمان 20
فصل دوم 22
1-2)نمونه برداری 22
2-2)ابزار مورد نیاز جهت تهیه دوغاب سیمان 24
3-2)تعیین مقدار آب دوغاب سیمان 27
فصل سوم –تند کننده های سیمان 29
1-3)خواص تند کننده های سیمان 29
2-3)انوع تند کننده های سیمان 33
1-2-3)کلسیم کلراید 33
2-2-3)سدیم کلراید 34
3-2-3)آب دریا 35
4-2-3)براکس 37
3-3)دوغابهای تغلیظ شده سیمان 38
فصل چهارم – کند کننده های سیمان 40
1-4)خواص کند کننده های سیمان 42
2-4)انوع ریتاردرهای شیمیایی 43
2-2-4)CMHEC 44
3-2-4)براکس 46
4-2-4)سدیم کلراید 47
3-4)دوغابهای سیمان دیربند 48
فصل پنجم – دوغابهای سبک وزن سیمان 52
1-5)خواص دوغابهای سبک وزن سیمان 52
2-5)روشهای سبک کردن دوغابهای سیمان 53
3-5)سیمانهای پنتونایتی (شیرین ) 54
1-3-5)محاسن و معایب پنتو نایت 55
4-5)سیمانهای اصلاح شده 55
5-5)سیمانها ی پنتو نایتی شور 56
6-5)پوزلنهای سیمان و سیمانهای پوزلتی 56
1-6-5)پوزلن ها و اهداف استفاده از آنها 57
7-5)خاک دو اتمی 57
8-5)استفاده از گاز نیتروژن در سیمانکاری چاههای نفت 58
فصل ششم –سیمانکاری نخستین 59
1-6)سیمانکاری نخستین و خواص آن 59
2-6)قلب سیمانکاری نخستین 61
3-6)مخلوط کن فواره ای 61
4-6)Cementing Head
62
5-6)زیور آلات لوله های جداری 64
1-5-6) کفشک 64
2-5-6)کالر 65
3-5-6)پرگار یا سانترلایزر 66
5-5-6)Step Collar 66
6-5-6)Wiper Plugs 66
6-6)شستشوی چاه قبل از سیمانکاری 67
7-6)سیمانکاری یک مرحله ای ( سنتی ) 67
8-6)سیمانکاری دو مرحله ای 69
9-6)سیمانکاری سه مرحله ای 70
منابع 71
مقدمه :
از میان کلیه خدماتی که در طول حفاری یک چاه نفت یا گاز به آن داده می شود لوله گذاری (Casing ) و سیمانکاری ( Cementing )را می توان یقیناً مهمترین خدمت دانست عمر چاه ، مزان تولید و مدت بهره دهی آن به مقدار وسیعی بستگی به درجه حرارت این خدمات دارد .
در عملیات لوله گذاری جاه سخت بوسیله یک رشته لوله فولادی مخصوص پوشیده می شود و متعاقب آن در عملیات سیمانکاری فضای حلقوی بین لوله و دیواره چاه از یک دوغاب سیمان با ترکیبات معین پر می گردد . دوغاب سیماین که به این ترتیب دالان پشت لوله ها را پر می کند را گذشت زمان ( معمولاً پس از چند ساعت یا چند روز ) می بندند و سخت می شود و سنگ سیمانی حاصل چون غلافی محکم لوله های پوششی را در بر می گیرد و آنها را با سازنده پیوند می دهند .
می توان همه آنها را در دو کلمه محافظت و ممانعت خلاصه کرد:
سیمان به دیواره چاه ثبات می دهد و لوله های پوششی را در مقابل فشارهای خارجی ناشی از طبقات زمین که ممکن است حتی باعث درهم شکستن وخورد گشتن لوله ها گردد و نیز در مقابل الکترولیز و خوردگی ناشی ا ز آبهای خورنده و زیر زمینی و هیردوکربن های ترش یا تماس مستقیم لوله ها با چینه ها می باشد « محافظت » می کند واز مهاجرت سیالهای یک سازنده به سازنده دیگر و آلوده شدن ناخواسته هیدروکربنهای ارزشمند ( نفت و گاز)محافظت به عمل می آورند .
1-1) تاریخچه پیدایش سیمان
پیدایش سیسمان به زمانی مربوط می شود که بشر نخستین بار« سنگ آهک»را به منظور تهیه آهک زنده پخت ، پخش ( یا کلیناسیون )سنگ آهک خالص یا ( لایستون )CaCo3 در دمای 900 درجه منجر به تجزیه آن و تولید کلسیم اکساید یا آهک زنده ( Cao ) و کربن دی اکسید یا گاز کربنیک ( Co2 ) می شود .
کلسیناسیون سنگ آهک CaCo3 CaO + Co2
از ترکیب کلسیم اکساید با آهک هیدروکسید یا آهک مرده به فرمول Ca(OH)2 بوجود می آید که بدواً جسمی است که فاقد استحکام و سختی لیکن اگر آن را با مقدار کافی آب ممدوح کرده و از آن خمیری درست کنیم (بویژه مقداری هم ماسه و خاک )به آن بیفزاییم و به مخلوط حاصل فرصت دهیم تا رطوبت خویش را از دست داده خشک شود آنگاه جسمی نسبتاً سخت را با بافتی محکم بنام ساروج بوجود خواهد آمد .
حرارتCa2 + H2O Ca(OH)2 +
ساروج Ca(OH)2 + H2O (mortar )
از این جسم قرنها به ملات ساختمان برای پیوند دادن سنگها و آجرها به یکدیگر استفاده شده است و شاید قبل از آنکه بشر آن را کشف کند بجای آن از مخلوط خاک رس و آب استفاده میشده خاک رس نیز همچو ملاتهای دیگر چون با آب آمیخته گرددو فرصت یابد تا خشک شود تبدیل به ملات ضعیفی می گردد که بتواند واحدهای ساختمانی را تا اندازه ای به هم پیوند دهد . تهیه ملات خاک رس برای انسان ساده تر از تهیه ملات آهک مرده است زیرا خاک رس در طبیعت به مقدار فراوان و در همه جا یافت می شود و احتیاج به پراسینگ هم نداشته لیکن برای تهیه آهک بشر نیازمند به سنگ و کوره مخصوص بوده است .
در بحث سیمان کاری چهار کانی وجود دارد که عبارتند از :
1- Tricalium silicate 2- Di calcum silicati
3- Tri calcium 4- tera calcium aluminofrite
سیمانی که تنها محتوی چهار کانی فوق باشد قابل استفاده در هیچ کاری نیست زیرا وقتی آنرا با آب کافی مخلوط کینم دوغاب حاصل ، ظرف مدت جند دقیقه به شسرعت می بندد و سخت می شود کارخانه های سیمان برای رفع این عیب درمرحله آسیاب کلینکر بین 5/1 تا 3 درصد چیبسم یا گچ متبلور (CaSO4-2H2O ) به سیمان می افزایند تا زمان بندش دوغاب آنرا به تعویق می اندازند و در حد مطلوب و قابل قبول وزن نگهدارند این کار بسیار حساس است و باید با دقت کافی انجام شود .
بطوری که گچ به صورتی متحاسن و یکدست در همه نقاط سیمان پراکنده گردند و تحت شرایط آسیاب فرمول شیمیایی آن تغییری نکند و کیفیت آن ثابت بماند.
2-1)تعیین درصد ترکیبات اکسیدی سیمان
جدول 1-1)درصد اکسیدهای 3 نوع سیمان
|
Retarded Cement |
High early-strength cement |
Standard portland cement |
- |
|
64 |
66.5 |
65.6 |
Analysis by exides lime (cao) |
|
23.2 |
21.1 |
22.2 |
Silioa (sio) |
|
4.2 |
4.8 |
5.8 |
Alumina(Al2O3) |
|
5.00 |
2.6 |
2.8 |
Ferrio oxide(Fe2O3) |
|
1.2 |
1.2 |
1.9 |
Megnesia (Mgo) |
|
2 |
2.7 |
1.8 |
Sulfur Trioxide (SO3) |
|
0.7 |
0.9 |
0.7 |
Ignnnilion Loss |
از روی اطلاعات حاصل از جدول فوق و با کمک فرمولهای زیر می توان درصد ترکیبات اکسیدی موجود در نمونه های سیمان را محاسبه کرد .
الف : اگر باشد در اینصورت:
%C3S = (4.07 %CaO) – (7.6 %SiO2) – (6.72 %Al2O3)
- (1.43 Fe2O3) – (2.85 %SO3)
%C2S = (2.87 %SiO2) – (0.754 %C3S)
%C3A = (2.65 Al2O3 ) - (1.69 %Fe2O3 )
%C4AF = 3.04 %Fe2O3
%CaSO4 = 1.7 %SO3
ب: اگر باشد در اینصورت %C3A=0 و یک محلول جامد یا ملغمه ای از آهن ، آلومینا و کلسیم در سیمان موجود میباشد.
%C3S= (4.07 %CaO ) – (7.60 %SiO2 ) – (4.48 %Al2O3)
- (2.86 %Fe2O3) – (2.85 %SO3)
%(C4AF + C2F ) = (2.10 %Al2O3 ) + (1.7 %Fe2O3)
جدول 2-1) با استفاده از 1-1 و فرمولهای تنظیم شده فوق آنالیز شده اند:
Retarded cemant |
High early strength cement |
Standard Portland cement |
|
|
|
|
|
Analysis by oxide compunds |
|
43 |
67 |
50 |
C3S |
|
34 |
10 |
26 |
C2S |
|
3 |
8 |
11 |
C3A |
|
15 |
8 |
9 |
C4AF |
|
1 |
1 |
2 |
MgO |
|
3 |
5 |
3 |
CaSO4 |
سوم (یعنی سیمان ریتارد شده ) می باشد که درصد C3A آن کمتر از دو سیمان دیگر است.
2-بیشترین استحکام نخسین متعلق به سیمان نوع دوم می باشد که درصد C3S آن زیادتر از دو سیمان دیگر است .
3-بیشترین استحکام دراز مدت متعلق به سیمان دیتارد شده می باشدکه درصد C2S آن بیشتر از دو سیمان دیگر است .
4-کمترین فعالیت شیمیایی ( از نظر توسعه استحکام و زمان بندش ) متعلق به سیمان ریتارد شده می باشد که درصد C3A و C3S آن کمتر از دو سیمان دیگر باشد .
3-1 ) سیمان های کند بند ( slow set cement )
سیمانهای کند بند به سیمانهایی گفته می شود که زمان بندش آن زیاد تر از زمان بندش سیمان پرتلند است . دو نوع سیمان کند بند ساخته می شود :
1-( Retarded slow set cement ) : چنانچه به سیمان پرتلند درصد معینی از برخی مواد آلی افزوده شود زمان بندش دوغاب سیمان زیاد می گردد این گونه مواد آلی را چنانچه در فصل چهارم خواهیم دید ریتارد می نامند . از مهمترین ریتاردهایی که کارخانه سیمان برای طولانی کردن زمان بندش سیمان پرتلند بکار می برد می توان نشاسته های اصلاح شده ، شکر ، لیگین ها (یا نمکهای اسد لیگنوسالفونیک ) اسید بوریک و نمکهای آن و بالاخره صمغهای گیاهی را نام برد .
2-(unretarded slow set cement ) : چنانچه میزان C3A سیمان پرتلند را که گفتیم عامل بندش سریع دوغاب است ، کاهش داده و به صفر نزدیک کنیم زمان بندش دوغاب افزایش می یابد.
4-1) کلاسهای مختلف سیمان
کارخانه های سیمان امروزه نُه کلاس مختلف سیمان چاه نفت می سازند ما در همه این سیمانها ، سیمان پرتلند است و همگی از آن مشتق شده اند این سیمانها به ترتیب با حروف A و B و C و D و E و F و G و H و J نامگذاری کرده اند سیمانهای A و B و C سیمانهای ساختمانی (یا Costruction cement ) هستند لیکن از آنها در سیمانکاری چاههای کم عمق نفت نیز استفاده می شود سیمانهای D و E وF دارای ترکیبات اکسیدی یکسانی بوده و به سیمانهای کند بند معروف هستند (Oil well slow set cement ) این سیمانها رادرکارخانه علاوه بر گچ به برخی مواد شیمیایی دیگر مثل « کلسیم لیگنوسالفوتیت» آغشته می سازند تا زمان بندش دوغاب آنها طولانی تر شده و به این ترتیب کاربردشان وسیع تر و فاقد هر گونه افزودنی هستند .
سیمان j مخصوص چاههای عمیق و داغ است (deep hot – well cement)
عواملی که باعث بروز تفاوت بین سیمانهای نه گانه فوق می شود عبارتند از:
1-کامپوزیشن یا ترکیب مواد خام
2-میزان نرمی دانه ها ی سیمان
3-میزان و نوع افزودنیهای سیمان
با کم و زیاد کردن عوامل فوق نه تنها می توان کلاسهای مختلفی از سیمان چاه نفت را به وجود آورد بلکه می توان هر کلاس را در نوع مختلفی نیز ساخت . انواع سیمانهای چاه نفت عبارتند از :
1- نوع معمولی
1/ ordinary type (0)
2- نوع کم مقاومت در برابر سولفاتها 2 / Moderate sulfat resistant type(MSR)
3- نوع پر مقاوم در مقابل سولفاتها
3/ High sulfate Resistant type (HSR)
1-4-1) سیمان کلاس (A )
این سیمان که تنها در نوع معمولی (Ordinary type )ساخته می شود برای استفاده در عمقهای صفر تا 600 فوت یا دماها ی زیر 170 درجه فارانهایت مناسب است .
و در مواردی بکار می رود که از سنگ سیمان خواص ویژه و بخصوصی مد نظر نباشد این سیمان بهتر از سایر کلاسهای سیمان عمل می کند واین بخاطر درصد بالای (C3A ) آن میباشد که با افزودنیهای آن سازگاری دارد.و زمان بندش دوغاب را کاهش و استحکام تراکمی سنگ آن را افزایش می دهد ( البته همین درصد بالای C3A در مواقعی که لازم است سیمان در برابر تهاجم آبهای سولفاته از خود مقاومت نشان میدهد یک نقطه ضعف محسوب می شود.)
جدول 3-1 ) مشخصات فیزیکی سیمان کلاس A
|
حداقل زمان نیم بند شدن |
حداقل استحکام 8 ساعته |
W.C.R |
حداقل سطح جانبی ویژه ذرات |
نوع سیمان |
|
90 minutns |
250 Psia at 100 of |
0.46 |
1500 cm2/gm |
کلاس A |
برای تهیه دوغاب نرمالی از سیمان کلاس A باید هر کیسه 94 پوندی آن را در 0.1234 بشکه آب شیرین ( معادل 6/19 لیتر )حل نمود و دوغابی که به این ترتیب بدست می آید PCF 23/117 وزن و2085/0 بشکه حجم خواهد داشت .
2-4-1 ) سیمان کلاس ( B )
این سیمان در دو نوع MSR و HSR ساخته می شود و برای استفاده در عمقهای صفر تا 6000 فوت با دمای f 170 مناسب است . از لحاظ ترکیبات شیمیایی بسیار شبیه سیمان کلاس A می باشد لیکن غلظت ( C3A) آن کمتر است از لحاظ مشخصات فیزیکی دانه های آن معمولاً – ولی نه همیشه درشت تر از دانه های سیمان کلاس (A) می باشد .
به خاطر همین دو تفاوت ، زمان نیم بند شدن دوغاب آن بیشتر از زمان نیم بند شدن دوغاب سیمان کلاس A می باشد و توسعه سنگ آن کمتر از توسعه استحکام سنگ سیمان اخیر است .
جدول 4-1 ) مشخصات فیزیکی سیمان کلاس (B)
حداقل زماننیم بند شدن |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته |
حداقل استحکام تراکمی 8 ساعته |
W. C. R |
حداقل سطح جانبی ویژه |
نوع سیمان |
|
Gomin |
1500 psia |
200 psia at 100 f |
0.46 |
1600 cm2 gm |
کلاس (B) |
برای تهیه نرمال سیمان کلاس (B) ، مثل دوغاب سیمان کلاس A درست می شود .
3-4-1) سیمان کلاس ( C )
این سیمان در هر سه نوع HSR , MSR , 0 ساخته می شود و برای استفاده در عمقهای ft 6000 ( یا دمای زیر 0F 170 ) مناسب است و در مواردی به کار می رود که از سنگ سیمان استحکام نخستین زیادی را توقع داشته باشند .
دانه های این سیمان نرم تر از دانه های سیمانهای کلاس A, B است و به همین دلیل هم استحکام در سنگ آن بیشتر از توسعه استحکام در سنگ سیمانهای یاد شده است . از معایب این سیمان می توان کانستینی زیاد دوغاب آن را نام برد که این خود زاییده نرمی دانه های سیمان می باشد .
نرم بودن دانه های این سیمان تمایل دوغاب آن را به ژله ای شدن افزایش می دهد . دوغابهای سیمانهای کلاس ( C) تیکو تراپیک هستند و بواسطه خواص دیالوژیک ضعیفی که دارند نمی توان دیواره چاه را به خوبی تمیز کرده و آن را سیمانکاری کنند . مضاف بر اینها سیمانهای کلاس ( C ) در مقابل ریتاردهای مواد کنترل کننده واترلاس ، معمولاً از خود واکنش قابل ملاحظه ای نشان نمی دهند .
جدول مشخصات فیزیکی سیمان کلاس C
|
حداقل زمان نیم بند شدن |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته |
حداقل استحکام تراکمی 8 ساعته |
W.C.R |
حداقل سطح جانبی ویژه ذرات |
مشخصات سیمان |
|
90 min |
2000 psia |
300 psia |
0.56 |
2200 cm2 gm |
کلاس c |
جهت تهیه دوغاب نرمالی از سیمان کلاس c باید هر کیسه 94 پوندی آن را در 15% بشکه آب شیرین ( معادل 9/23 لیتر ) حل نمود . دوغابی که به این ترتیب بدست می آید pef 111 وزن و 2353/. بشکه حجم خواهد داشت .
4-4-1) سیمان کلاس ( D )
این سیمان در نوع ( HSR) , ( MSR ) ساخته می شود و برای استفاده در چاههای با عمق 6000 تا 10000 فوت که فشار و دمای آنها نسبتاً زیاد است مناسب است . سیمانهای کلاس ( D ) را در کارخانه معمولاً آغشته به کلسیم لیگنوسالفونیت می کنند تا زمان بندش دوغاب آن طولانی تر شود و به این ترتیب وسعت کاربرد بیشتری پیدا می کند.
شرکتهای سیمانکاری چاه های نفت نیز خود افزودنیهایی دارند که چون آنها را با درصد معینی به سیمانهای کلاس D اضافه کنند زمان بندش دوغابهای سیمانها هنوز هم بیشتر می شود . از چنین سیمانهایی میتوان در عمقهای بیشتر از ده هزار فوت هم استفاده کرد در عملیات حفاری دریایی که برای ساختن دوغاب سیمان معمولاً از آب دریا استفاده می شود ، می توان سیمان کلاس D را بکار برد لیکن باید به خاطر داشت که آب دریا زمان بندش دوغاب را کاهش می دهد . که در این مورد پایلوت تست ضروری است .
در زیر مشخصات سیمان کلاس D آورده شده است .
جدول 6-1 ) مشخصات فیزیکی سیمان ( D )
|
مشخصه سیمان |
حداقل زمان نیم بندشدن عمق 10000 فوت |
حداقل زمان نیم بند شدن عمق 6000 فوت |
W.C.R |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته |
حداقل استحکام تراکمی 8 ساعته |
|
کلاسD |
100min |
90 min |
0.38 |
1000 psia |
500 psia |
برای تهیه دوغابی از سیمان کلاس D با استاندارد ( API ) باید هر کیسه 94 پوندی آن را در 19/10 % بشکه آب شیرین ( معادل 2/16 لیتر ) حل نمود دوغابی که به این ترتیب به دست می آید pef 5/123 وزن و 187/0 بشکه حجم خواهد داشت .
5-4-1 ) سیمان کلاس ( E )
این سیمان در دو نوع ( HSR) , ( MSR ) ساخته می شود و برای استفاده در چاههای با عمق 10000 تا 14000 فوت که فشار و دمای آن زیاد است مناسب می باشد .
( برای اینگونه چاهها « BHST = 230 290f » )
در زیر مشخصات فیزیکی سیمان کلاس ( E ) آورده شده است .
جدول 7-1 ) مشخصات فیزیکی سیمان کلاس ( E )
|
حداقل زمان نیم بند شدن زیر شدیول S 8 |
حداقل زمان نیم بند شدن زیر شدیول S 6 |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته زیر شدیول S 8 |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته زیر شدیول S 4 |
W.C.R |
حداقل استحکام تراکمی 8 ساعته زیر شدیول S 6 |
|
154 min |
100 min |
200 psia |
1000 psia |
0.38 |
500 psia |
جهت تهیه نرمال سیمان کلاس ( E ) ، همانند سیمان کلاس ( D ) عمل می کنیم .
6-4-1) سیمان کلاس ( F )
این سیمان در نوع HSR , MSR تهیه می شود و برای استفاده در چاههای با عمق 10000 تا 16000 فوت که فشار و دمای آنها بسیار زیاد است مناسب می باشد .
( برای اینگونه چاهها « BHST = 230 – 32 0 f » )
جدولی که در زیر مشاهده می شود مشخصات فیزیکی کلاس F می باشد .
جدول 8-1 ) مشخصات فیزیکی سیمان کلاس F
|
0.38 |
W . S . R |
|
500 psia |
حداقل استحکام تراکمی 8 ساعته زیر شدیول 9 s |
|
1000 psia |
حداقل استحکام تراکمی 24 ساعته زیر شدیول 6 s |
|
1000 psia |
حداقل استحکام 24 ساعته زیر شدیول 9 s |
|
100 minutes |
حداقل زمان نیم بند شدن زیر شدیول 6 s |
جدول تهیه دوغاب نرمال سیمان کلاس F همانند کلاس D عمل می کنیم
7-4-1) سیمان کلاس (G) و (H)
این سیمانها که هر یک در دو نوع (MSR ) و (HSR ) ساخته می شوند برای استفاده
اسید کاری
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 225 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 34 |
مقدمه
عمده مخازن نفتی دارای ساختار سنگ آهکی و یا ماسه سنگی با بستر کربناته هستند . چنین سازندهایی دارای منافذ ریز و درشت بوده و جریان نفت خام به نفوذپذیری آنها بستگی دارد. برای افزایش تولید و بهره دهی مخازن لازم است میزان نفوذ پذیری افزایش یابد . بویژه اینکه مخازن کربناتی سفت و متراکم بایستی تحت روشهای درمانی خاص قرار گیرند زیرا نفوذ پذیری سنگ تحت تاثیر عوامل مختلف فیزیکی و یا شیمیائی کاهش می یابد. انسداد منافذ توسط ذرات جامد و بهم ریختن نواحی بهره ده و تشکیل امولسیون و تغییر نفوذپذیری نسبی بدنبال فرآیند مکانیکی اتفاق می افتد.روشهای مختلفی برای رفع آسیب سازند و افزایش تولید از چاه وجود داردکه دراین رابطه اسیدکاری در زمره قدیمی ترین روشهای مورد استفاده در صنعت نفت محسوب می شود زیرا که روش شکست هیدرولیکی به تازگی پا به عرصه وجود گذاشته و با وجود بهره گیری از دانش و کارآیی بالا هنوز نتوانسته در مبحث عملیاتی انگیزش چاه بعنوان روشی توانمند در اسید کاری مؤثرواقع شود .
انتخاب نوع سیال محرک :
انتخاب سیال محرک یکی از موارد مهم در طراحی انگیزش چاهها با اسید می باشد .پیشرفتهای اخیر در اسیدکاری ماتریکس سنگ به توسعه تعدادزیادی سیال محرک جهت استفاده در موقعیتهای خاص منجر گردید . انتخاب سیال باتوجه به تعداد پارامترهای موثر در آن مانند نوع آسیب دیدگی ، جنس سازند ، شرایط چاه ، نوع تکمیل و جنس فلزات بکار رفته در تکمیل چاه بسیار مشکل می باشد ، ضمن اینکه عامل اقتصادی نیز نقش تعیین کننده ای در انتخاب نوع سیال محرک دارد .
اصول اولیه انتخاب نوع سیال محرک :
انگیزش ماتریکس شامل از بین بردن صدماتی است که منجر به کاهش تولید چاه شده است ، بنابراین ضروری است راجع به مقدار ونوع آسیب دیدگی محل و منشأ تولید آن اطلاعاتی داشته باشیم .
آسیب دیدگی با دو پارامتر مهم شناخته می شود .
گزارش کارآموزی پالایشگاه نفت کرمانشاه
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 94 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 68 |
گزارش کارآموزی پالایشگاه نفت کرمانشاه در 68 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
تاریخچه 1
پیش گفتار 5
کلیاتی راجع به نفت 9
نام گذاری فرآورده های نفتی 14
فصل اول: جستجو و تولید نفت 16
1-1- منشأ نفت 16
2-1- زمین شناسی نفت 16
1-2-1- انواع مخازن نفت 19
3-1- اکتشاف نفت 21
1-3-1- روش های ژئوفیزیکی 23
2-3-1- روشهای ژئوشیمی 24
4-1- حفاری 25
حفاری برای استخراج 26
فصل دوم: ترکیب شیمیایی نفت خام فرآورده های نفتی 31
1-2- ترکیب شیمیایی نفت خام 31
فهرست مطالب
عنوان صفحه
2-2- ترکیب شیمیایی فراورده های نفتی 36 1-2-2- مشتقات ایدروکربور نفت طبیعی 36
الف- بنزین 36
ب – نفت چراغ، نفت گاز 37
ج- روغن ها 38
2-2-2- مشتقات غیر ایدروکربورنفت طبیعی 41
الف- ترکیبات گوگردار دار 41
ب – ترکیبات اکسیژندار 42
ج- ترکیبات ازت دار 43
د- ترکیبات فلز دار 43
فصل سوم- مشخصات شیمی فیزیکی ایدروکربوهای خالص
و برشهای نفتی 45
1-3- کلیات 45
2-3- نقطه جوش متوسط برشهای نفتی 46
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-3- عامل تشخیص KUOP 47 1-3-3- ایدروکربورهای خالص 47
2-3-3- برشهای نفتی 47
5-3- فشار بخار 48
1-5-3- ایدروکربورهای خالص 48
2-5-3- برشهای نفتی 48
3-5-3- مخلوط ایدروکربورها 48
فصل چهارم
آزمایشهای انجام شده 50
تاریخچه:
پالایشگاه کرمانشاه در سال 1314 با تولید روزانه 4200 شبکه، در شمال شهر کرمانشاه در کنار رودخانه قره مو شروع به غعالیت کرد. در سال 1340 طرح توسع? پالایشگاه به ظریت 15000 شبکه در روز به انجام رسید و در 27 اردیبهشت سال 1350 به طور رسمی افتتاح شد، متماقب آن ظرفیت پالایشگاه در سال 1357 به حدود 19000 شبکه در روز افزایش یافت. همزمان با احداث پالایشگاه، خط لوله 3 اینچ نفت شهر برپیده و به جای آن خط لوله ای به قطر 8 اینچ و به طول260 کیلومتر احداث شده در آبان ماه 1362 نیز خط لوله افرینه به کرمانشاه به قطر 16 اینچ و به طول 172 کیلومتر آماده بهره برداری شد.
در حال حاضر خوراک پالایشگاه از طریق دو خط لوله نفت شهر به کرمانشاه و اهواز به کرمانشاه و حوزه سرکان ماله کوه تأمین می شود. در سال 1363 نیز با ایجاد تغییراتی تحت عنوان پروژه نوسازی، ظرفیت پالایشی آن به حدود 30000 شبکه در روز افزایش داده شد که نسبت به رفیت طراحی اولیه 100 درصد افزایش نشان می دهد. در سال 1378 شرکت پالایش نفت کرمانشاه به ثبت رسید و پالایشگاه در زیر مجموع? آن قرار گرفت.
پروژه های اجرا شده:
1/ تغییرات آرایش و تعداد مبدلهای پیشگرم
2/ نصب Studed tube در قسمت کنوکسیون کوره تقطیر
3/ نصب فلاش درام
4/ نصب دوده گیر در کوره واحد تقطیر
5/ نصب دستگاه نمک گیر
6/ نصب دودکش مستقل برای کوره سوم واحد تبدیل کاتالسیتی
7/ پروژه تصفیه فاضلاب صفتی و بهداشتی
8/ اخذ گواهینامه بین المللی مدیریت کیفیت Iso 9002
9/ اخذ گواهینامه بین الملی سیستم مدیریت زیست محیطی Iso 14001
پروژه های در دست اجرا:
1/ پروژه دیگهای بخار جدید شامل 2 دستگاه بویار
هر یک به ظرفیت 30 تن در ساعت با فشار 600 پوند بر اینچ مربع
2/ پروژه تولید آب صتی(DM) به ظریفت 100 متر مکعب در ساعت
3/ سیستم جمع آوری آبهای مقطر برگشتی
4/ پروژه نصب دو دستگاه ژنواتورهای بخاری هر یک به ظرفیت 3 مگاوات
5/ پروژه استفاده از MTBE بجای تترااستیل سرب
6/ پروژه بازیافت سلاپس بدون سرب و تزریق آن به نفت خام
تولیدات پالایشگاه:
با توجه به استقرار نظام های کنترل کیفی Iso9002 و زیست محیطی Iso 14001 فعلاً این شرکت حداکثر روزانه25000 شبکه فراورده نفتی را به شرح زیر تولید می کند.
A بنزین معمولی56/17
B نفت سفید54/14
C نفت گاز8/16
D گاز مایع 24/3
E نفت کوره 24/43
F سوخت و ضایعات 62/4
جدول مقایسه ای
در دست راه اندازی (Future)
پیش گفتار:
عظمت صنایع نفت که در زمانی کوتاه در صف بزرگترین صنایع سنگین جهان قرار گرفته مدیون تکنولوژی پیشرفته آن است که تمام قدرت علمی و دانش بشری قرن بیستم را به خدمت گمارده است. خصوصیت واحدهای پالایش نفت را شاید بتوان در پیچیدگی ماد? اولیه آن به لحاظ شیمیایی و حجم زیاد ماد? اولیه از نظر فیزیکی خلاصه کرد. همین خصوصیات تکنولوژی خاصی را برای صنایع پالایش نفت بوجود آورده که آنرا از تکنولوژی عمومی صنایع شیمیایی متمایز می سازد.
در این کتاب که تکنولوژی پالایش نفت است به اصول و پایه های که تکنولوژی صنایع پالایش برآن استوار است پرداخته است. بدون اغراق امروزه، امور جهان پیشرفته، بر پایه نفت می گردد. برای درک بهتر مسأله کافی است تصور کنیم که اگر عرضه نفت در جهان یکباره قطع شود، چه اتفاقی می افتد. روشن است که منظور از نفت، تنها بنزین نیست، گر اینکه بنزین یکی از مهمترین فراورده های نفتی است، اما نفت شامل فراورده هایی چون گازوئیل برای وسایل نقلیه سنگین، نفت گاز برای سیستم های حرارت مرکزی، نفت کوره برای استفاده در کشتی ها، نیروگاهها و کوره هزاران کارخانه و سوخت جت برای هواپیماها نیز می شود.
انواع روغن های مورد استفاده در ماشین آلات و قر که در ساختن سطح جاده ها مورد مصرف دارد از جمله فراورده های نفتی محسوب می شود. از نفت همچنین هزاران فرآورد? دیگر ماننده پلاستیک ها ، رنگها، شوینده ها، لاستیک های مصنوعی، پارچه ،لوازم آرایشی و بهداشتی، شمع، ضد یخ، حشره کش ها کودهای شیمیایی و مواد فراوانی که در زندگی روزمره بشر کاربرد دارد و بدست می آید. به این ترتیب نفت خام نقش بسیار مهمی در زندگی جوامع ایفا می کند. و بدون وجود آن ،تمدن امروزی، با پس رفت فاحشی روبرو می شود. با این وجود، مردم عادی کمتر به اهمیت چنین نشی آگاهند و شاید به همین دلیل است که موقعت نفت خام و فرآورده های آن در زندگی روزمره دست کم گرفته می شود.
میلیون ها سال پیش نفت خام چگونه درژ رخای زمین و زیر بستر دریاها تشکیل شده است؟
نفت معدنی، « پترولیوم» Petroleum خوانده می شود که از دو حکم«پترا» به معنی سنگ و « اولیوم» به معنی روغن تشکیل شده است. پترولیوم، « ترکیبات مایع» (نفت خام)، «گاز طبیعی» ( منابع مستقل و یا همراه نفت) و حتی مواد جامد و نیمه جامد مانند قیر می شود.
نفت چکونه بوجود آمد؟
با اینکه نفت و ترکیبات گوناگون آن، پس از آب فراوانترین مایع در داخل پوته سطحی کره زمین است، اما چگونگی تشکیل آن، هنوز بطور قطعی و دقیق، روشن نیست. شاید مناسب ترین راه برای یافتن پاسخ این پرسش، بازگشت به صدها میلیون سال پیش و تجسم این نکته باشد که در آن دوران، در بستر اقیانوس ها که بخش اعظم خشکی های امروز را تشکیل می دهد، چه گذشته است. نظریه مورد قبول همگان در شرایط کنونی این است که نفت محصول آمیختگی لاشه میلیاردها موجود ریز و درشت آبزی با گیاهان بستر دریا و نیز تجزیه بقایای گیاهان مناطق خشکی است که توسط رودخانه ها به دریا حمل شده است. به مرور زمان ،رسوبات اولیه و زیرین، با افزایش رسوبات در ماحل بعدی و متأثر از حوادث موجود در اعماق زمین، فشرده تر شده و به این ترتیب، رسوبات اولیه و تحت فشار، به صورت لایه های سخت در زیر بستر دریاها طبقات بزرگ سنگی را به وجود آورده است و در نهایت، به صورت نیروی وارده بر پوست? خارجی زمین به تدریج لایه های سنگی را فشرده تر ساخته و آنرا به صورت خمیده در آورده است. و بستر دریا تحت چین فشاری به سطح دریا رانده شده و خشکی ها را تشکیل داده است. هم اینک در بسیاری از مناطق می توان سنگریزه های کنار دریا را کیلومترها دورتر از ساحل و در مواردی در نوک تپه ها مشاهده کرد. در طول این مدت، بقایای موجودات دریایی و گیاهان خشکی که به اعماق زمین رانده و در آنجا محبوس شده بودند به
تدریج تجزیه و به نفت تبدیل شدند و این روند تجزیه و تبدیل طی میلیون ها سال ادامه یافت. هم اکنون در اعماق زمین و یا بستر دریاها در بسیاری از مناطق جهانف لایه های سنگی و عظیمی از جنس سنگ آهک یا ماسه سنگ وجود دارد.
که در داخل برخی از آنها ثروت هنگفتی از نفت نهفته است.
نفت درچه مناطقی بدیت می آید؟
نفت در کشورهای زیادی یافت می شود. در برخی کشورها بیشتر و در برخی دیگر کمتر. در شرایط کنونی در هفت منطقه اصلی جهان، منابع نفت در مقیاس بالا، وجود دارد. این مناطق عبارت است از:
1- روسیه و کشورهای بلوک شرق از جمله چین
2- خاورمیانه
3- آمریکای شمالی( ایالات متحده و کانادا)
4- آمریکای لاتین( مکزیک ،ونزوئلا، آرژانتین و برزیل)
5- آفریقا( نیجریه، لیبی، مصر ، الجزایر)
6- اروپای غربی( بیشتر در دریای شمال)
7- خاور دور و اقیانوسیه( اندونزی، اترالیا، هند و مالزی)
در سال 1975 روسیه بزرگترین تولید کننده نفت در جهان بود و این موقعیت را برای مدت کوتاهی در اختیار داشت سپس ایالات متحد? آمریکا این مقام را بدست آورد. آمریکاهم اینک در مرتب? سوم و خاورمیانه در مرتب? دوم تولید کنندگان نفت جهان قرار دارند. خاورمیانه به لحاظ پایین بودن میزان مصارف داخلی بیشترین تولید خود را به خارج صادر می کند. پس از جنگ جهانی دوم، خاورمیانه منبع اصلی واردات نفت انگلستان به شمار می رفت. کشف نفت در دریای شمال انگلیس در ده? 1970 این موقعیت را تغییر داد. با این وجود هنوز منابع عظیمی از نفت در خاورمیانه وجود دارد. که می تواند در آینده استخراج شود بر پایه بررسی های انجام شده در سال 1984 و 6/56 درصد از ذخایر نفتی جهان در خاورمیانه قرار دارد. اروپای غربی تنها دارای 4/3 درصد از ذخایر نفتی جهان است که بیشتر این منابع نیز در دریای شمال انگلیس واقع است.
تکنولوژی پالایش نفت
اصول تکنولوژی پالایش نقت
کلیاتی راجع به نفت:
A-نفتگیر تاقدیسی:
این نوع نفتگیر نسبتاً ساده و نمونه های آن در طبیعت فراوان است. لایه های قشر زمین تحت فشار چین خورده به صورت تاقدیس و ناودیس در می آید. نوعی نفتگیر که در حقیقت همان نفتگیر تاقدیسی است و شکل آن تا حدی با تاقدیسهای معمولی تفاوت دارد گنبد نمکی است. طرز تشکیل این نوع نفتگیر آن است که در نتیج? فشار هائیکه از اطراف به لای? نمف در اعماق زمین دارد می آید لای? نمک لایه های زمین را شکافته بطرف بالا رانده می شود. و به این ترتیب در اطراف خود تشکیل مخازن نفت را امکان می دهد. چنین ستونهای نمکی ممکن است تا بیست هزار پا لایه ها را شکافد و حتی تا چهار هزار پا بالاتر از سطح زمین قرار دارد.
B- نفتگیر چینه ای: در این نوع نفتگیر یک ناهماهنگی میان لایه های زیرین لایه های فوقانی وجود دارد.
C-نفتگیر گسسته: در این مورد وجود نفتگیر نتیجه گسستگی لایه ها است.
D-نفتگیر عدسی: به علت یکسان نبودن شرایط رسوب در دریاهای قدیم قشرهای عدسی شکل در طبقات زمین وجود دارد. در طبیعت انواع دیگر نفتگیر نیز مشاهده می شود مثلاً گاهی اطراف بعضی از مخازن بوسیله لایه ای آسفالت و موم غیر قابل نفوذ شده است که ا ین لایه در نتیجهتبخیر مواد سبک نفتی از نت خام بوجود آمده است.
گاهی مشاهده می شود که چندین مخزن مختلف و حتی با فواصل قابل ملاحظه روی یکدیگر قرار دارد. نوع نفت این مخان همیشه هم مشابه نیست گاهی نفت خام پارامینی در زیر لای? نفت خام نفتی به دست آمده است. دورانهای زمین شناسی که نفت از آنها استخراج می شود وسیعاً متفاوت است با وجود این عملاً نفت در لایه های نسبتاً جوان یعنی در دوران سوم زمسن شناسی که عمر آن بین 10 تا 60 میلیون سال تخمین زده می شود بدست می آید.
2-1- اتکتشاف نفت:
در اوائل پیدایش صنعت نفت تنها آثار و علائم سطحی از قبیل تراوش گاز و نفت و غیره به سطح زمین جویندگان را در کشف مخازن زیر زمینی نفت کمک می کرد. اما کم کم معلوم شد که شناسایی وضع لایه ها به کشف نفت کمک موثری می نماید. از اینرو دانش زمین شناسی را به کمک گرفتند. از خواص فیزیکی و شیمیایی لایه ها استفاده شد و بدین ترتیب روشهای ژئو فیزیکی و ژئوشیمی هم در عمل اکتشاف بکار رفت. لکن هم اکنون نیز با پیشرفتهای فراوان علمی هنوز آثار و علائم سطحی کمک زیادی در پیدایش منابع زیر زمینی می نماید.
اکتشاف به کمک زمین شناسی:
زمین شناسی به ما می آموزد که آیا شکل و وضع لایه های زیر زمینی در محل مود نظر برای تشکیل نفتگیر مناسب هست یا خیر؟ در صورتی که مناسب تشخیص داده شد به جستجوی مخازن زیرزمینی نفت پرداخته می شود. از این قرار مبنای کار تهیه نقشه ای از لایه های زیر زمینی است. یکی از بهترین طرق تهیه نقش? عکسبرداری هوایی است که امروزه به زمین شناسی کمک فراوان می نماید.
در این طریق عکسبرداری هواپیمای حامل دوربین خودکار در ارتفاع ثابت با سرعت یکنواخت حرکت می کند و دریچ? دوربین عکسبرداری به وسیل? دستگاه خودکار پیاپی و منظم باز شده عکسبرداری می نماید. عکسهایی که به این نحو تهیه می شود زیر دوربین مخصوصی بنام (Stereoscops) برجسته نشان داده می شود و به این ترتیب وضع برآمدگیها و حتی نوع لایه ها و عمق زوایای آن تشخیص داده می شود از روی خصوصیات عکس ها نقش? زمین شناسی تهیه می گردد. با نقشه هائیکه بدین نحو تهیه می شود سریع تر از بسیاری از وسایل دیگر می توان نقاطی را که باید بررسی های دقیق در آنها صورت گیرد و همچنین حدود و ساختمان اقسام لایه ها را معلوم نمود. در این مرحله از چاههای کم عمق دستی آزمایشی نیز برای تشخیص وضع لایه
ها استفاده می شود. از نظر اینکه در طی سالهای قمادی و به علل عوامل جدی سطح زمین اکثر از قری بی کشل پوشیده می شود که شکل حقیق چین خوردگی ها و لایه ها را از نظر پوشیده می دارد گاهی روش عکسبرداری تنها برای شناسایی قشرها کافی نیست در این صورت از روشهای ژئوفیزیکی و ژئوشیمی به این منظور استفاده می شود.
1-3-1-روشهای ژئوفیزیکی:
الف- روش ثقل سنجی:
با این روش می توان به کمک دستگاه مخصوص تغییرات قو? ثقل زمین را در نقاط مختلف انداه گرفت و به این ترتیب تا حدی وضع لایه های مختلف را معلوم نمود.
ب- روش لرزه نگاری:
با ایجاد زمین لرزه مصنوعی ارتعاشاتی به اعماق زمین فرستاده می شود و با مطالعه امواج انعکاسی و یا انکساری وضع طبقات زیر زمینی را بررسی می نمایند.
از نظر اینکه سرعت امواج در لایه های مختلف متفاوت است( هر چه لایه متراکم تر باشد سرعت امواج بیشتر است) روش لرزه نگاری می تواند اطلاعاتی البته به شکل محدود از وضع لایه ها به دست دهد.
ج- روش مغناطیسی:
روش مغناطیسی بر مبنای بررسی جهت و شدت میدانهای مغناطیسی قرار دارد. برای این منظور از دستگاهی به نامMAGNETO METER استفاده می شود. چون در قشر زمین مقداری مواد آهنی وجود دارد و نیز چون ساختمانها و گستگی ها ی متعدد وضع لایه ها را نسبت به سطح زمین تغییر می دهد و اگر خواص مغناطیسی برخی از این عوامل مجتمعاً و یا منفرداً مانع از انطباق نصف النهار مغناطیسی بر نصف النهعار جغرافیایی می شود. تفاوت حاصل را اختلاف مغناطیسی می نامند. اگر شدت متوسط میدان مغناطیسی ناحیه وسیعی را شدت عادی آن ناحیه تلقی کنیم و آنرا مأخذ مقایسه قرار دهیم در این صورت انحراف از این شدت متوسط نشان? تغییر خواص مغناطیسی و یا تغییر وضع ساختمانی لایه ها است.
د- روش الکتریکی:
روش الکتریکی بر میپبنای اندازه گیری مقاومت مخصوص زمین در مقابل امواج الکتریکی در ایستگاههای مختلف قرار دارد. برای شناسایی وضع لایه ها از روش های مختلف دیگر نیز مانند زیرین شناسایی (Palantology) استفاده می شود. این روش آثار و بقایای حیوانات و گیاهان دورانهای گذشته را در سنگها مورد بررسی قرار دادهع با تشخیص عمنر آنها زمان و قدمت تشکیل لایه های زمین را معلوم می سازد.
2-3-1- روش ژئوشیمی:
بطور ساده ژئوشیمی علمی است که به طور کلی از شیمی زمین و به طور اختصاصی از مواد متشک? آن صحبت می کند. ژئوشیمی در عین حال هم به لحاظی محدودتر و هم از نظری مبوط تر از زمین شناسی است. ژئوشیمی از توزیع و حرکت مواد شیمیایی در داخل زمین در زمان و مکان بحث می کند. Goldschmidt ژئوشیمی را به این ترتیب تعریف می نماید. اولین نقش ژئوشیمی از یک طرف اندازه گیری کمی ترکیب زمین و مواد متشک? آن است و از طرف دیگر کشف قوانینی که توزیع هر یک از مواد را در زمین کنترل می نماید. برای حل این مسائل ژئوشیمیست احتیاج به یک مجموع? قابل درکی از ارقام حاصله تز تجزی? مواد روی زمین مثل سنگها، آبها و اتمسفر دارد. ژئوشیمیسات همچنین از آنالیز سنگهای آسمانی و اعداد بدست آمده از علوم ستاره شناسسی روی ترکیب اشیأ آسمانی و اعداد ژئوفیزیکی روی طبیعت قسمت داخلی زمین استفاده می نماید. اطلاعات با ارزشی نیز از آزمایشگاهی مواد معدنی و در نتیجه حد سیتاتی در زمینه شکل تشکیل و شرایط تثبیت آنها بدست می آید.
هدفهای اصلی ژئوشیمی را می توان به شکل زی خلاصه نمود:
1- اندازه گیری نسبی و مطلق فراوانی مواد و ایزوتوپها در زمین
1- برای حلقه های شش وجهی
مواد نفتی سنگین حتی آنها که دارای حدود جوش کوچکی است شامل مقدار زیادی از ایزومرهای همردیف می باشد. با تغییر مقدار اتم کربن در مولکول ایدروکربورها نه تنها نقطه جوش بلکه سایر خصوصیات چون وزن مخصوص ، ضریب انکسار، نقطه انجمار، حلالیت در حلالهای مختلف و غیره نیز تغییر می نماید. بر مبنای همین تغییرات است که روش های مختلف تکفیک بنا نهاده شده مثلاً تفاوت درجه حلالیت مبنای روش تکفیک به وسیل? تبلور و استخراج است. علت اینکه نفت های خام مربوط به مناطق مختلف دارای خصوصیات مختلف است از یک نوع ایدروکربور بیش از نفت خام دیگر داشته باشد. مثلاَ نفت های خام اندونزی دارای مقدار زیادی ایدروکربورهای معطره است و نفتهای پنسیلوانیا ( مخصوصاً مربوط به منطق?Appalochian) دارای مقدار نسبتاً کمی ایدروکربورهای معطره و مقدار زیادی ایدروکربورهای پارافینی است. در درج ? دوم اختلاف ظاهری را می توان نتیج? توزیع فیزیکی ایدروکربورها دانست. به این معنی که یک نفت خام حاوی درصد بیشتری ایدروکربورهای سبک است ( ایدروکربورهایی که تعداد اتم کربن آنها در مولکول کم است) و بعضی دیگر دارای درصد بیشتری ایدروکربورهای سنگین و مقدار کمتری ایدروکربورهای با نقطه جوش پایین می باشد. دو عامل یعنی ترکیب شیمیایی و توزیع فیزیکی معرف مشخصات یک نفت خام است و در بسیاری موارد می تواند مشخص قابلیت استعمال آن برای منظورهای مختلف نیز می باشد.
عملاً کلیه نفت های خام حاوی ترکیبات گوگردی و اکسیژن دار و ازت دار است درصد این مواد در نفت خام معمولاً خیلی کم و در مناطق مختلف جهان و حتی نفت های حاصله از مخازن یک میدان نفتی متفاوت است. نمونه ایدروکربور کاملاً خالص نفت نپسیلوانیا که دارای 98-97% ایدروکربور می باشد و نمونه ناخالص آن نفت سنگین مکزیکو یا میسی سی پی است. که حاوی تنها 50% ایدروکربور است. البته حتی نفت حاوی 50% مواد غیر ایدروکربور دارای اکثر خصوصیت ایدروکربورها می باشد. زیرا مولکولهای این مواد تنها دارای یک و احتمالاً دو عامل غیر از کربن و ایدروژن است. مواد غیر ایدروکربور معمولاً در جزء سنگین، و به عبارت دیگر در قسمتی از نفت خام که نقط? جوش آن بالاتر است جمع می شود. مقدار کربن و ایدروژن در یک نفت خام ثابت می ماند. نسبت درصد ایدروژن معمولاً بین 83 و 87 و کربن میان 11 و 14 تغییر می نماید. نسبت میان کربن و ایدروژن در اجزأ سبک و سنگین نفت متفاوت است یعنی هر چه محصولات نفتی سنگین تر شود نسبت بالا می رود. دلیل آنرا می توان این طور بیان کرد که محصولات سنگیتن تر حاوی مقادیر بیشتری ایدروکربورهای معطره چند حلقه ای و نیز ایدروکبورهای چند حلقه ای اسباع شده می باشد.
2-2-ترکیب شیمیایی فراورده های نفتی
1-2-2- مشتقات ایدروکربور نفت طبیعی:
معولاً ترکیب فراورده های حاصله از نفت طبیعی به علاو? مواد حاصله از واحدهای تولیدی مانند کراکینگ کاتالیسی و گرافیک حرارتی، تبدیل،الکیسلاسیون، ایزومراسیون و پلی مریزاسیون به عنوان ترکیب شیمیایی فرآورده های نفتی مورد بررسی قرار می گیرد. زیرا مواد موجود در فراورده هایی که از دستگاههای فوق بدست می آید اکثراً یا در نفت طبیعی وجود ندارد و یا مقدار آها بسیار نا چیز است. تخمین زده می شود که تقریباً60% از مواد موجود در بنزین موتور از مولکولهایی است که در نفتطبیعی وجود ندارد و تازه عدد خیلی کمتر از واقع به نظر می رسد. در این بخش ترکیب شیمایی فراورده های خام یعنی فراورده هایی که مستقیماً از نفت خام بدست می آید مورد بررسی قرار گرفته است.
الف- بنزین: برشی از نفت است که حدود جوش آن تقریباً بین 60 تا 180 درجه سانتیگراد می باشد. تقریباً کلی? اعضأ ایدروکربورهای پارافینی و نفتنی، سیکلونپتان و سیکلوهگزان ها با نقط? جوش پایین تر از 132 درجه سانتیگراد و معطره های با نقط? جوش با بیشتر از 180 درجه سانتیگراد را در بنزین حاصله از نفت اکلاهما و پونکاسیتی شناخته اند. تنها مقدار کمی از پارافین های شاخه دار ئ اکلیل سیکلو نپتانها پیدا نشده و آن هم به این علت بود، که احتمالاً مقدار آنها بسیار ناچیز است.
می توان این طور استنباط نمود که در فرآورده های سنگین تر از بنزین نیز همین ترتیب وجود دارد. بدین معنی که تمام ایزومرهای ممکن است سری ها وجود دارد لکن مقدار آنها اکثرکم یا ناچیز است در هر صورت حقیقت آن است که قسمت اعظم یک فراورده فقط از مقدار محدودی ماد? شیسمیایی تشکیل شده است. بنزین هائیکه مستقیماً از نفت بدست می آید ( بنزین خام) از نظر ساختمانی بیشتر بستگی به نوع نفت دارد. بنزینی که از نفت خام پنسیلوانیا بدست می آید از نظر پرافین ها غنی است( هم نرمال و هم شاخه دار) و بنزینی است که از منابع کالیفرنیا وساحل خلیج( خلیج مکریو) بدست می آید حاوی مقدار بیشتری سیکلو پارافین می باشد. چکیده های سبک با درصد معطره بالا ( بیشتر از 20%) از بعضی نفت های خام میدان ساحل خلیج و تگزاس غربی و مخصوصاً خاور دور بدست آمده است.