دانلود پروژه:آزمایش و مدل سازی حلالیت CaSO4در محلول آبی K2SO4 و NaClدر دماهای مختلف و فشار اتمسفری با استفاده از  الکترود گزینشیCa2+

تعداد119صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد مهندسی نفت

مخازن هیدروکربوری

آزمایش و مدل سازی حلالیت CaSO₄در محلول آبی K₂SO₄ و NaClدر دماهای مختلف و فشار اتمسفری با استفاده از

 الکترود گزینشیCa²⁺

چکیده

سولفات کلسیم از جمله رسوبات رایج در صنعت نفت محسوب می­شود. مهم­ترین اقدام در پیش­گیری از وقوع و کاهش خسارات ناشی از چنین رسوبی، امکان پیش­بینی رسوب­دهی آن است. برای توسعه مدل­های پیش بینی کننده­ی حلالیت نمک­ها، نیاز به دانستن خواص ترمودینامیکی محلول­های الکترولیتی است که یکی از مهمترین آن­ها میزان حلالیت نمک­ها در محلول­های آبی است.  از آنجایی که عمده محلول­های آبی در صنعت نفت، آمیخته­ای از یون­های مختلف هستند، برهم­کنش بین یون­ها اثر مهمی بر حلالیت کلسیم سولفات دارد. یکی از ابزارهای متداول برای اندازه­گیری غلظت یون­ها، الکترودهای گزینشی هستند. این نوع از الکترود، تنها نسبت به یک یون پاسخ می­دهد و بنابراین امکان اندازه­گیری غلظت یون دلخواه در محلول آبی را فراهم می­کند.

در این تحقیق حلالیت ژیپسوم (CaSO₄.2H₂O) در محلول آبی حاوی مولالیته­های مختلف از K₂SO₄ و NaCl،  با استفاده از الکترود گزینشی Ca²⁺ مورد اندازه­گیری قرار گرفت. با اندازه­گیری پتانسیل الکتریکی به وسیله الکترود گزینشی و استفاده از معادله نیکولسکی-ایسمن، فعالیت یون بدست می­آید و برای تبدیل فعالیت به غلظت نیاز به دانستن ضریب فعالیت یون است. بنابراین، تاثیر یون­های SO₄، K⁺ و Na⁺ بر ضریب فعالیت Ca²⁺ مورد آزمایش قرار گرفتند. سپس پارامترهای برهم­کنش معادلات خشکبارچی و ورا و همچنین لین و لی با برازش داده­ها بدست آمدند. بررسی­ها نشان داد که معادله خشکبارچی و ورا توانایی خوبی در پیش بینی ضریب فعالیت یون­ها در حضور چندین نوع یون مختلف را دارد. در حالی که معادله لین و لی در این امر ناموفق است.

داده­های حلالیت بدست آمده برای ژیپسوم در محلول آبی نشان داد که K₂SO₄ موجب کاهش حلالیت ژیپسوم می­شود، حال آنکه NaCl افزایش حلالیت را به دنبال دارد. اندازه­گیری در دماهای  ^oC15،  ^oC25 و^oC35 افزایش اندک حلالیت ژیپسوم با دما را نشان داد. با برازش مدل E-NRTL بر داده­های حلالیت ، پارامترهای برهم­کنش نمک-نمک در سامانه مورد بررسی، بدست آمد.

واژه­های کلیدی:حلالیت، ژیپسوم،الکترود گزینشی، ضریب فعالیت، برهم­کنش