فهرست:
فصل اول : مقدمه(مروری بر منابع)
1
1-1- نفت خام سنگین و روشهای انتقال
2
1-1-1-مشخصات نفت سنگین
9
1-1-2-روش های انتقال نفت سنگین
13
1-1-3-روش انتقال امولسیون نفت سنگین
19
1-2- سویه های میکروبی امولسیون کننده
29
1-3- امولسیون کننده های زیستی و انتقال نفت سنگین
38
1-3-1- کاهش ویسکوزیته
40
1-3-2- تولید سوختهای سبک
42
1-3-3- مهار رسوب-گذاری
43
فصل دوم : فاز آزمایشگاهی
48
2-1- مواد، سویه ها و تجهیزات
49
2-1-1- سویه های میکروبی بکار گرفته شده
49
2-1-2- نفتهای سنگین استفاده شده
49
2-1-3- محیط کشت
49
2-1-4- مواد استفاده شده برای تهیه امولسیون نفت در آب
50
2-2- روشها
51
2-2-1- روش تهیه ترکیبات
51
2-2-1-1-تهیه سویه ها و محیط کشت مناسب
51
2-2-1-2- تهیه ماده امولسیون کننده از سویه های میکروبی
52
2-2-1-3- تهیه امولسیون پایدار نفت در آب
54
2-2-2- روش طراحی آزمایشها
55
2-2-3- روش اجرای آزمایشها
58
2-2-3-1- اندازه گیری میزان ویسکوزیته
58
2-2-3-2- اندازه گیری پایداری امولسیون
60
2-3- نتایج و آنالیز
61
2-3-1-نتایج
61
2-3-1-1- تهیه امولسیون کننده زیستی
61
2-3-1-2- تهیه امولسیون
61
2-3-1-3- پایداری امولسیون
63
2-3-1-4- تغییرات ویسکوزیته امولسیون با تغییرات دما و آب
65
2-3-1-5- تغییرات ویسکوزیته امولسیون ناشی از امولسیون کننده شیمیایی و یا زیستی
68
2-3-2-آنالیز نتایج
71
2-3-2-1- آنالیز نتایج آزمایشهای تشکیل امولسیون
71
2-3-2-2- آنالیز نتایج آزمایشهای پایداری امولسیون
76
فصل سوم : فاز نیمه صنعتی (پایلوت)
81
3-1- مواد، ترکیبات و تجهیزات
82
3-1-1- سویه، نفت، محیط کشت و استخراج امولسیون کننده زیستی
82
3-1-2- ساخت خط لوله چرخشی در مقیاس نیمه صنعتی
84
3-1-3- امولسیون نفت در آب
84
3-2- روشها
86
3-2-1- ساخت سیستم انتقال در مقیاس نیمه صنعتی
86
3-2-1-1- استخراج اندازه های مقیاس صنعتی برای شبیه سازی پایلوت
86
3-2-1-2- برآورد میزان افت فشار در پایلوت طراحی شده برای انتخاب پمپ
89
3-2-1-3- ساخت و استقرار پایلوت
96
3-2-2- راه اندازی پایلوت و اجرای آزمون ها
99
3-3- نتایج و آنالیز
105
3-3-1- اندازه گیری ویسکوزیته امولسیون در خط لوله
108
3-3-2- اندازه گیری پایداری امولسیون تهیه شده ضمن حرکت سیال داخل خط لوله
107
3-3-3- مقایسه میزان رسوب گذاری دو سیال نفت سنگین و امولسیون درخط لوله
109
نتیجه گیری و پیشنهادها
113
پیوست الف
119
پیوست ب
122
پیوست ج
134
منابع و ماخذ
142
چکیده انگلیسی
147
منبع:
اصغریان، ح.ع.، جداسازی میکروارگانیسم های بومی کاهنده ویسکوزیته نفت سنگین به همراه شناسایی بیوشیمیایی مقدماتی سویه های نمونه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده بیوتکنولوژی، دانشگاه تهران، با همکاری پژوهشگاه نفت، 1385
H. Bacha and D.L. Gutnick, Potential applications of bioemulsifiers in the oil industry, Department of Molecular Microbiology and Biotechnology, Tel-Aviv University, Tel-Aviv, 69978, Israel, Chapter 9, Published by Elsevier. 233-281, (2004).
M.E. Hayes, K.R. Hrebenar, P.L.Murphy, L.E. Futch, J.F. Deal, P.L.Bolden, Combustion of Viscous Hydrocarbons, US Patent No. 4 684 372 (1987).
M.Gondouin, S.Rafael, Heavy Oil Recovery Process, US Patent No. 4 706 751 (1987).
D.A.Storm, Montvale, Method for Reducing the Pipeline Drag of Heavy Oil and Compositions Useful Therein, US Patent No. 6 178 980 B1 (2001).
A.V.Kane, Maracaibo, Zulia, Method of Moving Viscous Crude Oil Throuch a Pipeline, US Patent No. 3 425 429 B1 (1969).
K.H.Flournoy, R.B.Alston, W.B.Braden, Pipeline Transportation of Heavy Crude Oil, US Patent No. 4 134 415 (1979).
D.R. Reginald, Heavy oil recovery process, US Pat. 4,160,479 (1979).
M.G. Gifford, Method of transporting viscous hydrocarbons, US Pat. 4,246,919 (1981).
B. Dieter, Process for the transportation of viscous oils, US Pat. 4,781,207 (1988).
J.W. Theo, Upgrading oil emulsions with carbon monoxide or synthesis gas, US Pat. 5,322,617 (1994).
J.L.V.Grosso, Bucaramanga, O.J.M.Suarez, On-Line and/or Batch Process for Production of Fuel Mixtures Consisting of Coal/Asphaltenes, Fuel Oil/Heavy Crude Oil, Surfactant and Water (CCTA), and the Obtained Products, US Patent No. 5 902 359 (1999).
G.Prukop, Houston, Alkoxylated Surfactant System for Heavy Oil Reservoirs, US Patent No. 5 092 405 (1992).
I.A.Layrisse, D.R.Polanco, Viscous Hydrocarbon-in-Water Emulsions, US Patent No. 4 923 483 (1990).
K.H.Flournoy, R.B.Alston, Aqueous Surfactant Solutions and Oil-in-Water Emulsions, US Patent No. 4 192 767 (1989).
A.H. Tayseer, Field upgrading of heavy oil and bitumen, US Pat. 6,357,526 (2002).
J.D. Desai, I. M. Banat, Microbial Production of Surfactants and Their Commercial Potential, Microbiology and Molecular Biology Reviews, p. 47–64, Vol. 61, No. 1, Mar. (1997).
A. A. Bodour, K. P. Drees, R. M. Maier, Distribution of Biosurfactant-Producing Bacteria in Undisturbed andContaminated Arid Southwestern Soils, Applied and Environmental Microbiology, p. 3280–3287 Vol. 69, No. 6, June (2003).
F. Martínez-Checa, F.L.Toledo, K.El.Mabrouki, E.Quesada, C.Calvo, Characteristics of bioemulsiWer V2-7 synthesized in culture media added of hydrocarbons: Chemical composition, emulsifying activity and rheological properties, Bioresource Technology, 26 October (2006).
P.F.F. Amaral , J.M. da Silva, M. Lehocky , A.M.V. Barros-Timmons ,M.A.Z. Coelho , I.M. Marrucho, J.A.P. Coutinho, Production and characterization of a bioemulsifier from Yarrowia lipolytica, Process Biochemistry 41 1894–1898, (2006).
S.B.Batista, A.H.Mounteer, F.R. Amorim, M.R.tola, Isolation and characterization of biosurfactant/bioemulsifier-producing bacteria from petroleum contaminated sites, Bioresource Technology 97, 868–875, (2006).
A. S. Nayak, M.H. Vijaykumar, T.B. Karegoudar, Characterization of biosurfactant produced by Pseudoxanthomonas sp. PNK-04 and its application in bioremediation, International Biodeterioration & Biodegradation, 63, 73–79 (2009).
C. Ruggeri, A. Franzetti, G. Bestetti, P. Caredda, P. L. Colla, M. Pintus, S. Sergi, E. Tamburini, Isolation and characterisation of surface active compound-producing bacteria from hydrocarbon-contaminated environments, International Biodeterioration & Biodegradation, 63, 936–942 (2009).
G.D. Noudeh, M.H. Moshafi, P. Kazaeli and, F. Akef, Studies on bioemulsifier production by Bacillus licheniformis PTCC 1595, African Journal of Biotechnology, vol 9, 3, 352-356 (2010).
S. Maneerat and P. Dikit, Characterization of cell-associated bioemulsifier from Myroides sp. SM1, a marine bacterium, Songklanakarin J. Sci. Technol., vol 29, 3, 769-779 (2007).
N. Kosaric, Biosurfactants and Biotechnology, Marcel Dekker, N.Y., 211-246 (1987).
J.M. Foght, D. L. Gutnick, D. W. S. Westlake, Effect of Emulsan on Biodegradation of Crude Oil by Pure and Mixed Bacterial Cultures, Applied and Environmental Microbiology, p. 36-42 Vol. 55, No. 1, Jan.(1989).
L. Bunster, J. Fokkema, B. Schippers, Effect of Surface-Active Pseudomonas spp. on Leaf Wettability, Applied and Environmental Microbiology, p. 1340-1345, June (1989).
D.Gutnick, H.R.Bach, Compositions Containing Bioemulsifiers and a Method for Their Preparation, US Patent No. 6 512 014 B2 (2003).
I. M. Banat, A. Franzetti, I. Gandolfi, G. Bestetti, M. G. Martinotti, L. Fracchia, T. J. Smyth and R.Marchant, Microbial biosurfactants production, applications and future potential, Appl Microbiol Biotechnol 87, 427–444 (2010).
I.Lazar, A.Voicu , C. Nicolescu , D. Mucenica, S. Dobrota, I.G. Petrisor, M. Stefanescu, L.Sandulescu, The use of naturally occurring selectively isolated bacteria for inhibiting paraffin deposition, Journal of Petroleum Science and Engineering 22,161–169,(1999).
S. K. Satpute, I. M. Banat, P. K. Dhakephalkar,A. G. Banpurkar and B. A. Chopade, Biosurfactants, bioemulsifiers and exopolysaccharides from marine microorganisms, Biotechnology Advances 28, 436–450 (2010).
F.L. Toledo, J. Gonzalez-Lopez and C. Calvo, Production of bioemulsifier by Bacillus subtilis, Alcaligenes faecalis and Enterobacter species in liquid culture, Bioresource Technology, 99 8470–8475 (2008).
A. C. Bannwart, Modeling aspects of oil–water core–annular f lows, Journal of Petroleum Science and Engineering, 32, 127– 143 (2001).
S. M. M. Dastgheib, M. A. Amoozegar, E. Elahi, S. Asad and I. M. Banat, Bioemulsifier production by a halothermophilic Bacillus strain with potential applications in microbially enhanced oil recovery, Biotechnol Lett, 30, 263–270 (2008).
G.Prukop, US Pat. 5092405, (1992).
Y.C. Xin, J.H. Liu, D.-B. Xu and E.Q. Hou, Study on viscosity reduction of 4 heavy crude oils of Venezuela through O/W emulsification, Oilfield Chemistry, Vol 24, 1, 24-29 (2007).
C. Calvo, M. Manzanera, G.A. Silva-Castro, I. Uad and J. González-López, Application of bioemulsifiers in soil oil bioremediation processes. Future prospects, Science of the Total Environment, vol 407, 12, 3634-3640 (2009).
C.A.Rocha, D.Gonzalez, M.L.Iturralde, Production of Oily Emulsions Mediated by a Microbial Tensoactive Agent, US Patent No. 5 866 376 (1999).
M.E.Hayes, F.Beach, Bioemulsifier-Stabilized Hydrocarbosols, US Patent No. 4 943 390 (1990).
D.J. White and C.Y. Cheuk, Modelling the soil resistance on seabed pipelines during large cycles of lateral movement, Marine Structures, (2007).
L. S. Dorobantu, Anthony K. C. Yeung, Julia M. Foght, and Murray R. Gray, Stabilization of Oil-Water Emulsions by Hydrophobic Bacteria, Applied and Environmental Microbiology, p. 6333–6336 Vol. 70, No. 10, (2004).
H. Salehizadeh, M. Mousavi , S. Hatamipour, K. Kermanshahi, Microbial demetallization of crude oil using Aspergillus sp.: vanadium oxide octaethyl porphyrin (VOOEP) as a model of metallic petroporphyrins, Iranian Journal of Biotechnology, Vol. 5, No. 4, (2007).
Y. Xua, M. Lu, Bioremediation of crude oil-contaminated soil: Comparison of different biostimulation and bioaugmentation treatments, Journal of Hazardous Materials, 183, 395–401(2010).
T. Xu, Ch. Chen, Ch. Liu, Sh. Zhang, Y. Wu and P. Zhang, A novel way to enhance the oil recovery ratio by Streptococcus sp. BT-003, Journal of Basic Microbiology, 49, 477–481(2009).
A.M. Elsharkwy and R.B.C. Gharbi, Comparing classical and neural regression techniques in modeling crude oil viscosity, Advances in Engineering Software, 32, 215–224 (2001).
Sh. Yuval, Enzymatic degradation of lipopolysaccharide bioemulsifiers, US Pat. 4,704,360 (1987).
E. Aniszewski, R. S. Peixoto, F. F. Mota, S. G. F. Leite and A. S. Rosado, Bioemulsifier production by microbacterium SP. Strains isolated from mangrove and their application to remove cadmium and zinc from hazardous industrial residue, Brazilian Journal of Microbiology, 41, 235-245 (2010).
H. Huang, G, Cheng, L, Chen, X. Zhu and H. Xu, Lead (II) Removal from Aqueous Solution by Spent Agaricus bisporus: Determination of Optimum Process Condition Using Taguchi Method, Water Air Soil Pollut 203, 53–63 (2009).
G. Caetano-Anollés, DAF Optimization Using Taguchi Methods and the Effect of Thermal Cycling Parameters on DNA Amplification, BioTechniques, 25, 472-480 (1998).
M. R. Davidsona, Q. D. Nguyenb, Ch. Changa and H. P. Rønningsen, A model for restart of a pipeline with compressible gelled waxy crude oil, J. Non-Newtonian Fluid Mech., 123, 269–280 (2004).
S. Ghorai, V. Suri and K.D.P. Nigam, Numericalmodeling of three-phase stratified flowin pipes, Chemical Engineering Science, 60, 6637– 6648 (2005).