صفحه 2 از 8 نخستنخست 12345678 آخرینآخرین
نمایش نتایج: از شماره 11 تا 20 , از مجموع 79

موضوع: مهندسی شيمی و نفت 2

  1. #11
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    انرژی فعالسازی

    انرژی فعالسازی
    کمترین مقدار انرژی را که یک برخورد باید فراهم آورد تا واکنش انجام شود، انرژی فعالسازی می‌نامند.

    سرچشمه انرژی فعالسازی
    سرچشمه این انرژی ، همان انرژی جنبشی ذرات در حال حرکت است. بیشتر برخوردها کمتر از این مقدار ، انرژی فراهم می‌آورند و بی‌فایده‌اند. در این موارد ، ذرات اولیه بطور ساده به عقب می‌جهند. فقط برخوردهای محکم بین ذراتی که یکی از آنها و یا هر دو با سرعت غیرعادی حرکت می‌کنند و انرژی کافی در اختیار دارند، موجب اجرای واکنش می‌شوند. سرانجام ، این برخوردها ، علاوه بر داشتن انرژی به اندازه کافی ، باید هنگامی رخ دهند که ذرات به گونه ای مناسب جهت گرفته باشند

    بررسی یک واکنش برای درک مفهوم انرژی فعالسازی
    برای آنکه ببینیم در جریان یک واکنش شیمیایی ، واقعا چه رخ می‌دهد، اجازه بدهید به مثال ویژه حمله اتمهای کلر به مولکول متان ، از نزدیک نگاه کنیم:
    Cl. + CH3-H -----> H-Cl + .CH3

    این واکنش ، بطور نسبی ساده است: در فاز گاز صورت می‌گیرد و بنابراین ، با حضور حلال پیچیدگی پیدا نمی‌کند؛ این واکنش ، شامل برهمکنش یک اتم تنها با ساده‌ترین مولکولهای آلی است. ولی از این واکنش ، اصولی را می‌توانیم بیاموزیم که در مورد هر واکنشی کاربرد دارند.

    انرژی فعالسازی
    شرط انجام واکنش

    راستی اگر قرار باشد این واکنش انجام شود، چه باید رخ بدهد؟ پیش از هر چیز ، یک اتم کلر و یک مولکول متان باید برخورد کنند و چون محدوده نیروهای شیمیایی فوق‌العاده کوچک است، پیوند هیدروژن- کلر ، فقط هنگامی می‌تواند تشکیل شود که این اتمها با هم در تماس نزدیک باشند.
    بعد برای آنکه این برخورد ، موثر باشد، باید یک مقدار انرژی حداقل داشته باشد. تشکیل شدن پیوند H-Cl ، حدود kcal/mol 103 انرژی آزاد می‌کند. شکستن پیوند ، انرژی نیاز دارد. ممکن است انتظار داشته باشیم که فقط انرژی اضافی برای اجرای واکنش ، کفایت کند، ولی اینطور نیست. شکستن پیوند و تشکیل شدن پیوند به احتمال قوی در یک زمان انجام نمی‌شوند و انرژی آزاد شده از یک فرایند ، کاملا در اختیار فرایند دیگر قرار نمی‌گیرد.
    آزمایش نشان داده است که اگر قرار باشد واکنش انجام شود، باید انرژی در اختیار آن قرار داد. همانطور که گفتیم، انرژی فعالسازی ، کمترین مقدار انرژی است که یک برخورد باید فراهم کند تا واکنش انجام شود.

    انرژی مورد نیاز واکنش
    بطور کلی ، یک واکنش شیمیایی به برخوردهایی با انرژی کافی و جهت گیری مناسب نیاز دارد. تقریبا برای هر واکنشی که در آن پیوندها می‌شکنند، حتی برای واکنشهای گرماده که در آنها از تشکیل پیوند ، بیش از آنچه که شکستن پیوند انرژی مصرف می‌کند، انرژی آزاد می‌شود، انرژی فعالسازی وجود دارد.
    حمله اتمهای بروم به متان ، با تغییر آنتالپی برابر با 16KCal+ خیلی گرماگیرتر است. شکستن پیوند ، مانند پیش ، به انرژی نیاز دارد که فقط 88KCal آن ، با تشکیل پیوند H-Br فراهم می‌آید. آشکار است که حتی اگر این 88KCal بطور کامل برای شکستن پیوند مصرف شود، دست‌کم 16KCal دیگر باید در اثر برخورد فراهم شود. به عبارت دیگر ، Eact یک واکنش گرماگیر باید دست‌کم به بزرگی تغییر آنتالپی باشد. همان طور که Eact> واکنش در مورد بحث (18KCal) ، در واقع بزرگتر از تغییر آنتالپی آن است.

  2. #12
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    منابع صنعتی الکلها

    دید کلی
    الکلها ، موادی این‌چنین مهم در شیمی آلیفاتیک ، نه‌تنها باید از نظر واکنشها بسیار گوناگون و تنوع‌پذیر باشند، بلکه به مقدار زیاد و با قیمت ارزان نیز باید قابل تهیه باشند. برای بدست آوردن الکلهای سبک که تکیه‌گاه سنتز آلی آلیفاتیک هستند، سه روش اصلی وجود دارد، روشهایی که می‌توانند همه منابع مواد آلی را مورد استفاده قرار دهند؛ نفت ، گاز طبیعی ، زغال سنگ و زیست توده. این سه روش عبارتند از:
    -آبدار کردن آلکنهای بدست آمده از کراکینگ نفت
    -فرایند اکسو از آلکنها ، منوکسید کربن ، هیدروژن
    -تخمیر کربوهیدراتها
    علاوه بر این سه روش اصلی ، روشهای دیگری نیز با کاربرد محدود وجود دارند. به‌عنوان مثال ، متانول از هیدروژندار کربن کاتالیزوری منوکسید کربن بدست می‌آید. مخلوط هیدروژن و منوکسید کربن با نسبت ضروری ، از واکنش آب با متان ، آلکانهای دیگر یا زغال سنگ در دمای بالا بدست می‌آید. خوبست در این مقاله به بعضی از منابع صنعتی الکلها نگاهی داشته باشیم.

    تخمیر کربوهیدراتها
    تخمیر قندها با مخمر ، قدیمیترین فرایند شیمیایی مورد استفاده بشر ، هنوز هم برای تهیه اتانول و بعضی الکلهای دیگر دارای اهمیت بسیار زیادی است. قند مورد نیاز از منابع مختلف تامین می‌شود، از جمله ملاس حاصل از چغندر قند و نیشکر یا نیشکر بدست امده از انواع غلات. نام الکل غله‌ای ، به همین دلیل به اتانول داده شده است. اگر در تخمیر ، نشاسته ماده اولیه باشد، علاوه بر اتانول ، مقدار کمی روغن فوزل ، مخلوطی از الکلهای نوع اول ، نیز بدست می‌آید: عمدتا ایزوپنتیل الکل با مقدار کمی n-پروپیل الکل ، ایزوبوتیل الکل و 2-متیل-1- بوتانول که با عنوان آمیل الکل فعال معروف است.
    بدون تردید در آینده ، انسان به کربوهیدراتها به‌عنوان منبع کربن ، روی خواهد آورد. کربن برای مواد شیمیایی آلی و کربن به‌صورت سوخت. با این گرایش ، فرایندهای تخمیر ، روز به‌روز مهمتر و مهمتر خواهند بود.

    تهیه اتانول در صنعت
    اتانول ، نه فقط قدیمی ترین ماده شیمیایی آلی مورد استفاده انسان است، بلکه یکی از مهمترین مواد آلی نیز هست. در صنعت ، در سطح وسیعی ، از اتانول به‌عنوان حلال برای انواع الکلها ، جلاها ، عطرها و مواد خوش‌طعم‌کننده ، به‌عنوان محیط برای انجام واکنشهای شیمیایی و در تبلور استفاده می‌شود. به‌علاوه ، اتانول ، ماده اولیه مهمی در سنتز است.
    پس از فراگرفتن مطالب بیشتری درباره واکنشهای اتانول ، بهتر می‌توانیم نقش این عضو مهم از خانواده الکلها را ارزیابی کنیم. برای اینگونه مصارف صنعتی ، اتانول را یا از طریق آبدهی به اتیلن و یا تخمیر قند ملاس‌ها ( یا گاهی نشاسته ) تهیه می‌کنند. بنابراین ، منابع غایی الکل اتیلیک ، نفت ، نیشکر و چغندرقند و انواع غلات است.
    اتانول ، الکل موجود در نوشیدنی‌های الکلی نیز هست. این نوع الکل را از تخمیر قند منابع گیاهی بسیار متنوعی تهیه می‌کنند. نوع نوشیدنی حاصل به ماده تخمیر شده ( چاودار یا ذرت ، انگور یا اقطی ، خمیر کاکتوس یا قاصدک‌ها ) ، چگونگی تخمیر (مثلا با خروج دی‌اکسید یا بدون امکان خروج کربن دی‌اکسید) و اعمال بعد از تخمیر (تقطیر شد یا نشود) ، بستگی دارد.

  3. #13
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش

    نگاه کلی
    انسان از قرنها پیش اعتقاد داشت که نور خورشید می‌تواند از اشاعه عفونتها جلوگیری کند در سال 1877 دو محقق انگلیسی به نامهای دانز و بلونت دریافتند که تکثیر میکروارگانیسمها زمانی که تحت تابش نورآفتاب قرار می‌گیرد متوقف می‌گردد. تحقیقات بعدی نشان داد که عامل این پدیده طیف غیر قابل رؤیت اشعه خورشید با طول موج 254 نانومتر است. در پی این کشف ، امکان طراحی و ساخت دستگاههای مولد اشعه باکتری کش میسر گردید. امروزه این نوع اشعه که باعث جلوگیری از فعالیت باکتریها می‌گردد به عنوان اشعه ماورای بنفش"UV" شناخته شده است. تحقیقات جدید در مورد تاثیر این پرتو بر روی میکروارگانیسمها منتج به ساخت سیستمهای جدید ضدعفونی برای مایعات ، هوا و همچنین سطح اجسام گردید. بدین ترتیب ، ضدعفونی بدون استفاده از مواد شیمیایی و یه به کارگیری حرارتهای بالات میسر شد و ضدعفونی در مواردی که قبلا مشکل و یا غیر ممکن بود نیز امکان پذیر گردید. امروزه ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش ، نه فقط به عنوان یک روش با ارزش و موثر شناخته شده، بلکه در خیلی از موارد به عنوان مکمل سایر روشهای ضدعفونی بکار گرفته می‌شود.

    مکانیسم ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش
    برخلاف اغلب ضدعفونی کننده‌ها، تشعشع اشعه ماورای بنفش ، میکروارگانیسمها را به وسیله اثر متقابل شیمیایی غیر فعال نمی‌کند بلکه آنها را به وسیله جذب نور توسط خودشان غیر فعال می نماید که باعث واکنش فتوشیمیایی می‌شود. اشعه مذکور ، مواد مولکولی ضروری برای عامل سلولی را تغییر می دهد. چون اشعه uv در دیواره سلول میکروارگانیسمها نفوذ می‌کند، اسیدهای نوکلئیک و دیگر مواد سلولی حیاتی به وسیله آن اثر، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. در نتیجه ، سلولهایی که در معرض این اشعه قرار گرفته اند ضدمه دیده و یا نابود می‌شوند. مدارک کافی وجود دارد که اگر انرژی uv به مقدار کافی به ارگانیسمها تابیده شود، اشعه uv می تواند آب را به اندازه‌ای که نیاز است ضدعفونی کند. برای از بین بردن میکروارگانیسمهای کوچک مانند باکتریها و ویروسها مقداری اشعه uv لازم است اما برای از بین بردن و غیر فعال کردن پروتوزآ مانند ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم انرژی uv مورد نیاز ، چندین برابر انرژی لازم برای غیر فعال کردن باکتریها و ویروسها خواهد بود. در نتیجه اشعه uv برای ضدعفونی کردن و یا برای آبهای زیرزمینی که در آنها ژیاردیا و کریپتواسپوریدیوم وجود ندارد موثر است.

    محدوده طول موج اشعه uv برای ضدعفونی
    انرژی موجی اشعه uv در محدوده طول موج اشعه الکترومغناطیسیnm) 100-400) بین اشعه ایکس و طیف نور مرئی است. منطقه بهینه برای میکروب‌کشی توسط اشعه uv در محدوده nm) 245-285) است. ضدعفونی توسط اشعه uv، هم به وسیله لامپهای با فشار کم که حداکثر انرژی خروجی آنها در طول موج 7. 253 است و هم با لامپهای فشار متوسط که انرژی آنها در طول موجnm) 180-370) است و یا لامپهایی که انرژی آنها در دیگر طول موج ها با شدتهای زیاد نوسانی منتشر می‌شود، انجام می‌گیرد.

    موارد بکارگیری روش ضدعفونی با اشعه uv
    سه مورد اصلی استفاده از روش ضدعفونی با اشعه uv وجود دارد:
    ضدعفونی مایعات
    ضدعفونی فضاها
    ضدعفونی سطوح اجسام

    ضدعفونی مایعات
    روش ضدعفونی با اشعه uv می‌تواند برای آب آشامیدنی ، آبهای فرایندی و فاضلاب یعنی تمامی مواردی که آب بدون آلودگی یا با آلودگی تقلیل یافته مورد نظر است، استفاده شود. امروزه کلرزنی بیش از هر روش دیگری برای ضدعفونی کردن آب ، مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی متاسفانه کلر "هالوفرم" هایی نظیر کلروفرم ایجاد می‌کند که احتمال تاثیر سرطان زایی آنها شناخته شده است. این امر باعث گردید که محققان به طور جدی در صدد جایگزینی و یا محدودکردن به کارگیری این ماده شیمیایی برآیند. تنها روش شناخته شده امروزی که هیچ تغییری در خواص شیمیایی و فیزیکی آب ایجاد نکرده و ماده ای به آب اضافه نمی‌نماید، ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش است.
    موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی مایعات :
    صنایع غذایی
    آبهای فرایندی و آب آشامیدنی
    پرورش ماهی ، میگو ، دام و طیور
    فاضلابهای شهری و صنعتی
    صنایع آرایشی و بهداشتی ، شیمیایی ، دارویی و الکترونیک (آب فوق العاده تمیز)
    استخرهای شنا ، آب‌نماها و جکوزیها
    سیستمهای آب خنک کننده مدار بسته و سیستمهای تهویه مطبوع

    ضدعفونی فضاها و سطوح
    ضدعفونی فضا و سطوح بعد از ضدعفونی آب یکی از مهمترین و موفق‌ترین موارد استفاده از اشعه ماورای بنفش به شمار می‌آید. در حالی که ضدعفونی هوا با وسایل متداول ضدعفونی به سختی ممکن بوده و یا عملی نباشند، اشعه ماورای بنفش به عنوان وسیله‌ای موثر برای از بین بردن میکروارگانیسمهای معلق در هوا به کار می‌رود. در این روش کل هوای موجود در فضا به کمک جریان طبیعی از مجاورت لامپها عبور نموده و تراکم میکروبی موجود در فضا به میزان بسیار زیادی تقلیل می‌یابد. بدین ترتیب از انتقال بیماریها و عفونتهایی که از راه تنفسی سرایت می‌کنند جلوگیری می‌گردد.

    موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی فضاها :
    بیمارستانها (اتاق عمل ، اتاق انتظار ، بخشها و لباسشوییها)
    داروسازی ، آزمایشگاهها و آشپزخانه ها
    صنایع غذایی ، کشتارگاهها ، صنایع لبنی ، پرورش دام و طیور ، تولید خشکبار
    تهویه مطبوع

    موارد کاربرد اشعه uv برای ضدعفونی سطوح اجسام
    ضدعفونی مواد بسته در صنایع غذایی مانند فویل ، قوطی و بطری
    جلوگیری از آلودگی مواد در فرآیند تولید و بسته بندی
    مخازن ، ظروف و بطری و همچنین دستگاههای پرکن

    عوامل موثر بر بازده ضدعفونی توسط اشعه uv
    برخلاف بسیاری از ضدعفونی کننده ها، اشعه uv یک فرایند فیزیکی است که به زمان تماس جهت غیر فعال سازی مواد بیماری زا ، بستگی دارد. برای رسیدن به غیرفعال‌سازی ، اشعه uv باید توسط میکروارگانیسم جذب شود بنابراین هر عاملی که از رسیدن اشعه uv به میکروارگانیسمهای جلوگیری کند باعث کاهش تاثیر ضدعفونی کردن می‌شود. گزارش داده‌اند که pH روی خاصیت ضدعفونی توسط اشعه uv موثر نیست، عواملی که روی بازده ضدعفونی توسط اشعه uv موثرند عبارتند از:
    فیلمهای شیمیایی و مواد آلی و غیر آلی حل شده: رسوب جامدات روی سطح لامپ uv می‌تواند شدت اشعه uv را کاهش داده، در نتیجه باعث کاهش بازده ضدعفونی گردد. به علاوه فیلمهای تشکیل شده، ناشی از تاثیر مواد آلی ، منیزیم ، کلسیم و رسوبات آهن هستند که گزارش شده است. آب که غلظت آهن ، سختی ، سولفید هیدروژن و مواد آلی در آن زیاد باشد بسیار مستعد تشکیل رسوب است، که به تدریج شدت کارایی اشعه uv را کاهش می‌دهد. تنوع مواد شیمیایی می‌تواند عبوردهی اشعه uv را کاهش دهد، که آنها شامل اسیدهای هیومیک ، مواد فنولیک و سولفونات لیگنین ، کروم ، کبالت ، مس و نیکل هستند. همچنین عوامل رنگی مانند چای و مواد استخراج شده برگ گیاهان باعث کاهش شدت uv می‌شود.
    اجتماع میکروارگانیسمها و کدورت: سطح ذرات ، محل پرورش و نگهداری باکتریها و دیگر باکتریهای بیماریزا است. لذا وجود ذرات روی بازده ضدعفونی به دلیل اینکه باکتریها را از پرتو اشعه uv محافظت و نیز نور اشعه uv را متفرق می‌کند موثر است به هر حال کدورت زیاد باعث تاثیر ، روی ضدعفونی می‌شود. همانند ذرات که باعث کدورت می‌شوند، اجتماع میکروارگانیسمها نیز می تواند روی بازده ضدعفونی موثر باشد و آن به این دلیل است که باعث می‌شود با کتریهای بیماریزا در آنها جایگزین شده، عملا در پناه قرار گیرند.

    مزایای کاربرد اشعه uv
    رفع موثر آلودگی میکروبی بدون آلودگی شیمیایی
    ضدعفونی فوری بدون نیاز به مخزن تماس
    ضدعفونی موثر میکروارگانیسمهای مقاوم در برابر کلر و اوزون
    عدم ایجاد ترکیبات جانبی مضر و بیماری‌زای شیمیایی
    عدم ایجاد طعم و بوی شیمیایی
    عدم تغییر در کیفیت فیزیکی و شیمیایی
    عدم ایجاد عوارض فوری و حساسیت
    عدم تخریب محیط زیست
    تاثیر زیست محیطی استفاده از اشعه ماورای بنفش
    به سبب آنکه اشعه ماورای بنفش یک عامل شیمیایی نیست ، هیچ باقی مانده سمی تولید نمی‌کند اما ممکن است ترکیبات شیمیایی مخصوصی به وسیله اشعه ماورای بنفش دچار تغییر گردند. عموما تصور می‌شود که این ترکیبات به شکل بی‌ضررتری تجزیه می‌شوند، اما هنوز به پژوهشهای بیشتری در این زمینه نیاز است. در حال حاضر باید باور داشت که ضدعفونی با اشعه ماورای بنفش هیچ گونه تاثیر زیست محیطی مطلوب یا نامطلوب ندارد.

  4. #14
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    توموگرافی فعالسازی با نوترون

    دید کلی
    روشهای توموگرافی به آن روشهایی اتلاق می‌گردد که در آن ، تعداد زیادی از پرتابه های انفرادی از میان یک ساختمان نامعلوم بطریق ریاضی برای ارائه تصویری از آن ساختمان تنظیم شده باشند.
    توموگرافی فعالسازی با نوترون ، جزو روشهای جایگزینی در تجزیه بطریق فعالسازی است.

    روشهای جایگزینی در تجزیه بطریق فعالسازی
    تجزیه بطریق فعالسازی اصولا برای تعیین کل مقادیر عنصری ، بدون توجه به امکان عناصر در نمونه بکار رفته است. با وجود این، برای بسیاری از کاربردها ، مکان عنصر از اهمیت بالایی برخوردار است. بعضی از روشهای فعالسازی که برای پاسخ به این نیاز تجزیه‌ای توسعه یافته است، در زیر می‌آید.

    تغییرات در عمق نوترون ( ndp )
    مشکل تجزیه‌ای معروف تعیین b در مواد نیمه هادی انگیزه ای برای تلاش‌های اولیه در توسعه روش ndp بود. در ndp ، باریکه‌‌ای از نوترون‌های حرارتی ، موجب نشر ذرات باردار ، احتمالا پروتون‌ها و ذرات آلفا و یک هسته پس زدن می‌گردند. هر کدام از این ذرات ، دارای یک انرژی معینی خواهند بود که بوسیله مقدار q برای واکنش هسته‌ای تعریف می‌شوند.
    ذرات پس از ترک نمونه ، آشکارسازی شده و اختلاف در انرژی اولیه و انرژی اندازه گیری شده می‌تواند به عمق هسته هدف اولیه در نمونه نسبت داده شود.

    توموگرافی فعالسازی با نوترون
    روشی که از بازساخت توموگرافی استفاده نموده و احتمالا برای اکثر مردم آشناست ، توموگرافی محوری کامپیوتری یا "اسکن cat" است که در تشخیص پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در توموگرافی فعالسازی نوترونی ، نمونه از نوترونها فعال می‌گردد و اشعه گاما نشر شده از نمونه برای بازساخت تصویر مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو تصویر دوبعدی و سه‌بعدی با بکار بردن توموگرافی فعالسازی نوترونی شکل گرفته‌اند.
    چنانچه رادیونوکلیدها ، پوزیترون منتشر نمایند، همانند حالت توموگرافی نشر پوزیترون ( pet ) ، آرایه‌های فضایی بدلیل ارتباط زاویه‌ای فوتون‌های نابودی تولید شده ، براحتی استنتاج می‌شوند. تجزیه‌های مربوط به ارگانیزم‌های زنده در جدول زیر آمده است.

  5. #15
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    فناوری حفاری زیر فشار تعادل مخزن (Under Blanced Drilling Technology)

    تاريخچه
    تکنیک حفاری زیر فشار تعادل اولین بار در سال 1866 میلادی مورد توجه قرار گرفت. با پیشرفت تکنولوژی به مرور زمان گاز، کف پایدار و گل هوا زده جهت برخی از حفاری های خاص معرفی شدند.
    تکنیک حفاری جریانی برای اولین بار در جنوب تگزاس بکار برده شد و به سرعت با برنامه های کاربردی که در استرالیا ،جنوب کانادا و چین اجرا شد درتمام دنیا گسترش یافت و عمومی شد.
    اولین عملیات حفاری زیر فشار تعادل مخزن در ایران توسط شرکت ملی حفاری در سال 2004 میلادی انجام شد.
    تعريف حفاري زير فشار تعادلي كاملاً باحفاري بالاي تعادلي معمولي ٬ متفاوت است.در اين روش با كم كردن وزن هيدرواستاتيك سيال حفاري از طريق گاز دار كردن سيال حفاري ٬ فشار ته چاهي كمتر از فشار مخزن نگه داشته مي شود. در چنين حالتي در هنگامي كه يك لايه بهره ده حفاري مي شود ٬ سيالات مخزن (نفت و گاز) به درون چاه جريان مي يابند و فشار سر چاهي افزايش مي يابد.يكي از مهمترين راههاي بدست آوردن راندمان بالا درحفاري چاهها ونيز تكميل و تعمير چاههاي جديد و قديم بدون صدمه زدن به مخزن٬ با استفاده از اين روش است.

    شرح فعاليت هاي انجام شده
    ضرورت بهره گيري از فناوري روز دنيا در زمينه حفاري چاههاي نفت و گاز موجب شد تا مطالعات در خصوص بكارگيري روش پيشرفته حفاري فروتعادلي (UBD) براي ميادين نفتي ايران از سال 1998 آغاز شود.در سال 2002 اين مطالعات به صورت ويژه و كاربردي ادامه يافت كه در نتيجه ((يك مجموعه تجهيزات و ماشين آلات مورد نياز)) طراحي٬ انتخاب و خريداري گرديد و هم اكنون پس از قريب 3سال ٬ اين تكنولوژي مدرن حفاري بدست توانمند متخصصين داخلي و پرسنل شركت ملي حفاري ايران در 21 حلقه چاه كشور و با موفقيت كامل بكار گرفته شده است ٬ بعلاوه اينكه بيش از 120000 بشكه نفت خام نيز در حين عمليات حفاري زير فشار تعادل مخزن اين چاهها توليد و به واحدهاي بهره برداري شركت ملي مناطق نفت خيز جنوب صادر گرديد.

  6. #16
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض




    با توجه به تعدد ميادين نفتي كانديد اين روش حفاري در كشور ٬ ضرورت بهره گيري از حداقل 3 مجموعه تجهيزات و ماشين آلات مورد نياز اين نوع حفاري در كشور كاملا محسوس است.


  7. #17
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    Flaring and Flare Gas Recovery

    What is Flaring?

    Flaring is used to consume waste gases (including hydrogen sulfide rich gases and gases burned during emergencies) in a safe and reliable manner through combustion in an open flame. It is used routinely to dispose of flammable gases that are either unusable or uneconomical to recover. Sometimes gas plant workers must do emergency flaring for safety purposes when they depressure equipment for maintenance.

    Flaring in Iran

    Based on World Bank reports, Iran is the 3rd flare gas producer in the world and the 1st in Middle East. Oil & gas fields and old refineries in Iran are usually burn off more than 14bcm of gas per year. In spite of this critical situation, suitable projects for flare gas reduction and recovery have not yet been planned. During recent years in Iran, all projects have included collection of associated gases, and flare gas recovery in oil and gas refineries has been neglected.

    Why Flare Gas Recovery?

    Worldwide, final product costs of refinery operations are becoming proportionally more dependent on processing fuel costs, particularly in the current market where reduced demand results in disruption of the optimum energy network through slack capacity. Recovery of hydrocarbon gases discharged to the flare relief system is probably the most cost beneficial plant retrofit available to the refinery. Use of flare gas to provide fuel for process heaters and steam generation leaves more in fuel processing, thus increasing yields. Advantages are also obtained from reduced flaring pollution and extended tip life.

    Flare Gas Recovery System

    Flare gas recovery system is a skid-mounted package which is located downstream of the knockout drum as all flare gases from various units in the refinery are available at this single point. It is located upstream of the liquid seal drum as pressure control at the suction to compressor will be maintained precisely, by keeping the increased height of the water column in the drum. The recommended system has a modular design and comprises of three separate trains capable of handling varying gas loads and compositions. It consists mainly of compressors which take suction from the flare gas header upstream of the liquid seal drum, compresses the gas and cools it for re-use in the refinery fuel gas system.



    Fig. 1: Flare Gas Recovery Unit [John Zink Co.]

  8. #18
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    Multiphase Pumping

    Introduction

    Multiphase pumps are most commonly used to add energy to unprocessed fluids for transportation to central processing facilities a long distance downstream. A reduction, consolidation, or elimination of the production infrastructure, such as separation equipment and offshore platforms, also can be achieved. In this way, marginal fields in hostile environments can be developed more economically. In mature fields, MPPs have potential to reduce the backpressure on producing wells, leading to an increase in production rate and recovery efficiency. There also is an environmental advantage of MPP application: the possibility to reduce gas emission and flaring [1]. Also, enhanced oil recovery for fields in deep water or with long stepouts can be achieved using subsea multiphase pump systems. Electric power to the subsea system is supplied through a subsea cable which is terminated to a high voltage - low current connector. This in turn is terminated to a step down transformer. The connection from subsea transformer to the pump motors is made via low voltage - high current jumpers containing wet mateable connectors and penetrators [2].



    Multiphase pumps

    Oil and gas wells include a wellbore formed in the earth to access hydrocarbon bearing formations. Typically, a borehole is initially formed and thereafter the borehole is lined with steel pipe, or casing in order to prevent cave in and facilitate the isolation of portions of the wellbore. To complete the well, at least one area of the wellbore casing is perforated to form a fluid path for the hydrocarbons that either flow upwards to the surface of the well due to naturally occurring formation pressure or are urged upwards with some form of artificial lift. Regardless of the manner in which the hydrocarbons reach the surface of the well, this flow will arrive as a mixture of oil, gas, dirt and sand which is referred to as a "wellstream" or "fluidstream". The fluidstream is then transported by a flowline to a predetermined location, such as a separator where it may be separated into gas, liquids, and solids. If the fluidstream cannot flow to the separator, it may be pumped by a multiphase pump. These pumps must be capable of moving volumes of the oil, gas, water or other substances making up the fluidstream. The pumps can be located offshore or onshore and can be connected to a single or multiple wellheads through the use of a manifold.

    Over the past 20 years, two principle types of rotary pumps have been used as multiphase pumps: the twin screw pump and the helico-axial pump. The twin screw pump is a positive displacement pump constructed basically of two intermeshing screws. The fluidstream enters the pump from the wellhead and is trapped between the screws of the pump. The rotation of two screws forces the fluidstream into the downstream flowline. The helico-axial style pump combines positive displacement with dynamic compression and is basically constructed of turbine blades in combination with a screw driver. This combination imparts energy from turbine blades and the screw drive into the discharged fluids.

    The rotary style multiphase pumps have been popular due to their long market exposure but have demonstrated deficiencies. Maintenance problems that usually require more than 24 hours to resolve is one deficiency that affects both the twin screw pump and the helico-axial pump. Many of these problems are associated with erosion or heat that damage the mechanical seals. Sand can also erode the screws and liners of the pumps. Excessive amounts of gas can cause a reduction in the dynamic performance occur in the helico-axial pumps and can lead to build up and gas locking in the twin screw pumps. Conversely, excessively long liquid slugs can affect the efficiency of the helico-axial pumps.

    A horizontal, reciprocating pump has been successfully deployed for low to medium gas volume fraction applications. This pump contains horizontal rams that are moved in and out by a rotating crankshaft. The pump has reasonable tolerance for sand in the well stream. It uses replaceable liners to cover and protect the compression cylinders which can be changed in the field. Even though the horizontal reciprocating pump overcomes some of the deficiencies of a rotary style multiphase pump it may experience dynamic problems if the flow is mainly gas.

    More recently, vertical reciprocating pumps have been used to transport well stream. These pumps were introduced to overcome deficiencies of rotary pumps. They operate at a slower pace than the rotary pumps, using larger volume chambers and long strokes to attain the flow rates desired. Due to the slow fluid velocities and vertical plunger design, sand and other impurities from a wellbore have little adverse effect on its moving parts. Because they have no rotating mechanical seals; they can handle a full range of fluid mixtures without requiring liquid trapping or re-circulation to insure seal survival. Preferably driving cylinders are placed in line with their respective plungers. Power fluid supplied from a pressure compensated pump is used to drive one plunger fully down, triggering a sudden pressure increase at the end of the stroke. This pressure spike is used to shift a shuttle valve, causing the swash plate of the compensated pump to reverse angle and to redirect the power fluid to the opposite cylinder. Each power circuit is connected to the piston end of one cylinder and also to the rod end of the other cylinder, thus assuring that the opposite plunger will be driven upward when the first plunger is moving downward.
    Although the vertical pump overcomes many of the deficiencies in the prior pumps, problems still exist with the use of vertical plungers in a hydraulically driven multiphase pump. For example, if a deficit of hydraulic fluid occurs, the pump will pause, and go to neutral, and may need intervention to restart. In another example, pressure spikes created during the operation of the hydraulically driven pump can cause premature failures in relief valves and hoses at the end fittings. These pressure spikes occur when one of the plungers reaches its preset retracted position and thereby causing the fluid to be further compressed in the hose without any way of escape. This increase pressure is utilized in the system to cause the swash plate in the pressure compensated pump to reverse angle thereby redirecting the flow of hydraulic fluid to the opposite cylinder. Since the swash plate does not change direction instantaneously, the pressure continues to increase in the hoses thereby causing a very high pressure spike resulting in failure of hydraulic components. In yet another example, when an inlet pressure is insufficient to raise the ascending plunger ahead of the descending plunger the pump begins to short stroke on subsequent cycles and ultimately stop pumping. The combination of these problems greatly reduced the functionality of hydraulically driven multiphase pump.

    In view of the deficiencies of currently available hydraulically driven multiphase pump a need exists for a hydraulically driven pump that operates effectively and efficiently in pumping multiphase liquids and does not systematically pause during a pumping cycle. There is a further need for a hydraulically driven multiphase pump that is not subject to premature failure of hydraulic components and hoses. There is yet a further need for a hydraulically driven multiphase pump that does not short stroke while operating in various pressure conditions [3].





    امضا كاربر

  9. #19
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    Progress in Multiphase Pumping – Hydraulic Design

    In the mid-eighties, multiphase pumping raised a renewed interest to transport the production of subsea satellite fields. At that time, subsea satellite developments were frequently substituted to stand-alone platforms in the North Sea to reduce offshore development costs. As tied-back distances to existing facilities were limited between 15 and 20 km due to the available natural reservoir pressure, multiphase pumps appeared as a possible means of increasing these distances by adding energy to the liquid-gas mixture [4].

    Multiphase helico-axial pumps are multistaged pumps. Each stage is composed of a rotating part, the impeller, and a static part, the rectifier. The number of stages depends on the required head. Up-to-now, the highest number of stages is 15 and is only limited by the dynamic behavior of the rotating assembly [5].The special stage design allow fluid and gas axial flow which significantly reduces the possibility to gas lock. In addition, it:



    · Does not replace the traditional pump or the gas separator

    · Primes the main production pump and pushes the gas/liquid mixture through the production pump stages

    · Increases the mixture pressure to reduce the gas volume

    · Does not induce separation of gas and liquid

  10. #20
    مدیر بازنشسته
    تاریخ عضویت
    2009/07/27
    نوشته ها
    8,031

    پیش فرض

    Fig. 1: Poseidon Multiphase Pump Axial Flow Hydraulic Design
    Up-to-now, commercial helico-axial multiphase pumps have been manufactured with impeller diameters from 188mm to more than 400 mm (and also with smaller diameters on test machines: 75 and 135 mm). Rotation speeds are usually chosen between 3500 rpm et 6500 rpm. This makes possible total volumetric flowrates ranging to-date from 150 to 3300 m3/h (total flowrate is gas flowrate plus liquid flowrate). Multiphase pumps in service have been designed for gas volumetric fractions (GVF) between 50% to 93% (i.e. gas to liquid ratios of 1 to 15). However, actual gas fractions can vary from 0 to 100% and pumps have already been run on fields with 100% gas during several days without problems [6].



    Fig. 2: Complete Poseidon Multiphase Pump Axial Flow Hydraulic Design


    The gas volumetric flowrate is reduced during the compression of the multiphase mixture, as in compressors, and the design of the stages is adjusted every three, four or five stages to provide the best performance. Helico-axial multiphase pumps are in fact hybrid turbo machines which combine features of both rotodynamic pumps and multistage axial compressors. For instance, as in compressors, the inlet pressure influences the mixture compressibility and has an impact on the compression performance. As any turbo machines, multiphase pumps deliver basically a head. Differential pressures between suction and discharge depend on multiphase mixture densities. This is not a drawback as advanced sometimes by contenders or competitors, but rather an advantage because most of the cases requiring a pump are driven by head and not pressure (e.g. difference of elevation or friction losses in pipes). So, within some limits, the pump can adjust itself to variations of pressure resulting from gas fraction variations. Even though a multiphase pump is designed for a given duty point for best performance, it can cover a wide operating domain of gas fractions, suction pressures, flowrates, especially if it is driven with a variable speed motor. This is an advantage since the production evolves with time and forecasts are not always accurate. Multiphase transportation over long distance has been made possible by simulating both steady and transient flows in a pipeline coupled with a multiphase pump [7].



    Two-Phase Flow Hydraulic Design

    The design of two-phase hydraulics depends largely on the energy mode of transformation (compression or let-down), of the characteristics of the two-phase mixture (primarily, density and volume flow ratios), of thermodynamic properties (viscosity, volatility and solubility of the components), of the number of phases (presence of sand or emulsions) but also of external constraints (machine installed on the surface or inside a well). An energy transfer from a fluid to the rotating shaft of a machine is not strictly the reverse of an energy transfer from a rotor to a fluid considering the numerous differences in flow behavior, such as blade incidence and diffusion losses to quote only a few in single-phase flow. In addition, with two-phase mixtures, the gas plug causing a performance reduction in a compression process will present a totally different behavior in a let-down process. At low GLR and in the case of a viscous liquid, the analysis of a bubbly flow shows the importance of the drag forces compared to inertial forces leading to a shortening of impellers blades and also of their radius of curvature. Conversely, with large GLR where the effect of the viscosity of the liquid phase becomes negligible, it is the displacement of a liquid film and questions related to erosion by liquid droplets that prevail considering that for these applications it is appropriate to use high peripheral velocity and semi radial shapes [6].



    New Application of Multiphase Pumps

    Combined Reinjection of Sour Gas and Water

    The processing of hydrocarbons very often produce acid gases which are either rejected into the atmosphere when they are produced in very small quantity, treated when they are produced in very large quantity or reinjected in depleted reservoirs, aquifers or oil reservoirs. In addition, the oil production is very often accompanied by the production of salt water at ground level which needs to be either treated or reinjected into the ground.

    It appeared, some years ago, that units currently used could be simplified considerably by first mixing the effluents at the produced pressure then rising the pressure by using a helico-axial multiphase pump. This second solution presents several advantages: reduction in weight and footprint-particularly attractive for offshore operation-, in induced vibrations-removal of reciprocating compressors-and in capital and operating costs. On the other hand, this second solution might present, in certain situations, a lower efficiency, particularly when the inlet pressure is very low (after a gas treatment with amines: 0.15 to 0.20 MPa abs). Economical studies have shown that the greatest the pump inlet pressure, the highest is the interest in using a two-phase pump in terms of absorbed power. In some cases, the two phase pump absorbed power may even be smaller than the one absorbed by conventional units due to the simple effect of a mass transfer from the gas phase to the liquid phase during a two-phase compression [8].



    Wet Gas Compressor

    Early demonstrations of multiphase pumping started with GLR lower than 1 (volume throughput of the liquid higher than that of the gas) then the demand quickly exceeded this value. Nowadays, many operators wish to transport a two phase mixture of which the GLR is considerably higher than 10 (of the order of 100 in some cases) by using two-phase flow units in view of reducing the production equipment (suppression of separation vessels, suction drums and transfer pumps). When the GLR is of the order of 100, the density of the mixture being relatively close to that of the gas, the compression ratio can only be achieved by using relatively high peripheral velocities. The limitation of erosion by liquid droplets at entry of hydraulics leads to design specific impeller geometry with an inlet diameter smaller than the outlet diameter, having some features of mixed-flow impellers [9].



    References

    [1] A.H. Dogru, A.A. Hamoud, and S.G. Barlow, “Multiphase Pump Recovers More Oil in a Mature Carbonate Reservoir”, Saudi Arabian Oil Co.

    [2] http://www.exprogroup.com

    [3] “Hydraulic multiphase pump”, United States Patent 7175394.

    [4] Korolov, S.V., de Salis, J. and Birnov, M.A., “Oil Field Development in Western Siberia: a Multiphase Pump Case Study”, Multiphase 99 Conference, Cannes.

    [5] Leporcher, E. and Taiani, S., “Multiphase Pumping: the Lessons of Long-Term Field Testing”, SPE Annual Technical Conference, Paper 30661, Dallas, October 22-25.

    [6] J. Falcimaigne, J. Brac, Y. Charron, P. Pagnier, R. Vilagines, “Multiphase Pumping: Achievements and Perspectives”, Oil & Gas Science and Technology – Rev. IFP, Vol. 57 (2002), No. 1, pp. 99-107.

    [7] Heintzé, E., de Salis, J. and Charron, Y., “Dynamic Simulation of Multiphase Flow Pumps”, Multiphase 99 Conference, Cannes.

    [8] Charron, Y., “Simultaneous Reinjection of Sour Gas and Water with a Multiphase Flow Pump”, European Association of Geoscientists and Engineers Conference, Glasgow, May 29-June 2 2000.

    [9] El Hajem, M., Morel, R., Champagne, J., Vilagines, R. And Pagnier, P., “Exploration par anémométrie laser Doppler de l’écoulement dans une pompe hélico-axiale”, La houille blanche, n° ¾ 2000

صفحه 2 از 8 نخستنخست 12345678 آخرینآخرین

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •