بررسی عملکرد اکسیدهای فلزی نانو ساختار کبالت و آهن برای جلوگیری از رسوب آسفالتین نفت خام سنگین

هدف از این مطالعه، بررسی روش جدید تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های متفاوف با نانوذرات اکسید کبالت و اکسید آهن در کاهش میزان آسفالتین و ویسکوزیته سینماتیک نفت خام سنگین است. در ابتدا، نفت خام مورد مطالعه در دمای ثابت c˚ 20 تحت تابش امواج مافوق صوت در حالت تک فرکانس و چند فرکانس قرار گرفت. در مرحله بعد، چیدمان مبدل‌های پیزوالکتریک و دمای انجام آزمایش‌ها بهینه گردید. در نهایت، تاثیر امواج مافوق صوت و نانوذره co2o3 و همچنین، نانوذره مغناطیسی γfe2o3 در یک میدان مغناطیسی ثابت مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز sem نشان داد که نانوذره اکسید کبالت و اکسید آهن هر دو دارای مورفولوژی تقریبا کروی شکل و متوسط اندازه به ترتیب nm 50 و nm 40-20 می‌باشند. نتایج نشان داد که تابش امواج مافوق صوت با فرکانس khz 25 در زمان بهینه min 10 و دمای ثابت c˚ 20، میزان آسفالتین را از 13.52% به 7.65% و ویسکوزیته سینماتیک را از cst 87.2 به cst 65.7 کاهش می‌دهد. تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های khz 25 و mhz 1.7عملکرد بهتری در کاهش میزان این دو پارامتر نسبت به حالت تک فرکانس (khz 25) نشان داد. در شرایط بهینه (دمای c˚ 50، زمان پرتودهی min 10 و غلظت .wt% 0.4 از هر دو نانوذره)، میزان آسفالتین نفت خام تقریباً کاهشی مشابه با 61% برای هر دو نانوذره به نمایش گذاشت. درحالی‌که تحت شرایط فوق و در حضور میدان مغناطیسی ثابت با نانوذره مغناطیسی γfe2o3، این میزان کاهش به 63% رسید. در گذشته مطالعاتی در مورد تاثیر امواج مافوق صوت و روش‌های دیگر بر نفت‌های خام مختلف انجام گرفته، اما نتایج به‌دست آمده از این تحقیق نشان داد که استفاده از تلفیق امواج مافوق صوت در فرکانس‌های مختلف و تزریق نانوذره مغناطیسی می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای میزان آسفالتین و ویسکوزیته نفت خام سنگین را کاهش دهد.

Evaluation of the Performance of Nanostructured Metal Oxides of Cobalt and Iron to Prevent the Deposition of Heavy Crude Oil’s Asphaltene

This study aims to investigate a new method of combining ultrasonic waves with different frequencies and magnetic nanoparticles in reducing the asphaltene content and kinematic viscosity of heavy oil. In the first section, in order to upgrade heavy oil, the oil was subjected to ultrasonic waves with different frequencies at constant temperature of 20 °C. In the next section, the temperature of experiment and the layout of 1.7 MHz piezoelectric transducers were optimized, in dual frequency radiation. In the final section, in presence of fixed magnetic field, the effect of combining of ultrasonic irradiation in dualfrequency mode with Co2O3 and magnetic γFe2O3 nanoparticles on the kinematic viscosity and asphaltene content of the heavy crude oil was studied. The experimental optimizations cleared that in the presence of magnetic field and ultrasonic waves irradiation with dual frequency, the γFe2O3 magnetic nanoparticle had a better performance than Co2O3 nanoparticle, so that at the optimum concentration (0.4 wt.%), the asphaltene content and kinematic viscosity were significantly declined to 5.01 wt.% and to 7.1 cSt  respectively.