Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorEinarsrud, Kristian Etienne
dc.contributor.authorWoxholt, Eirik Giil
dc.contributor.authorStavrum, Jørgen Sivertsen
dc.date.accessioned2020-07-02T16:00:25Z
dc.date.available2020-07-02T16:00:25Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2660572
dc.description.abstractRåolje er en kjemisk blanding av hydrokarboner, heteroatomer, metalliske forbindelser og mange komplekse organiske forbindelser. Sammensetningen av disse varierer avhengig av hvor og når hentet, samt flere ander faktorer. Noen av de komplekse forbindelsene som finnes i råoljen, som asfaltener og andre SARA-forbindelser fungerer som stabiliseringsmidler, eller emulgatorer, når råoljen former emulsjoner med vann. Denne dannelsen av emulsjoner er en av de store utfordringene innen oljeindustrien, spesielt siden de er så stabile og vanskelig å separere. Disse emulsjonene er antatt å være stabilisert av asfaltener som danner aggregat og kryssbindinger. For å separere disse stabile vann-i-olje emulsjonene er flere forskjellige metoder i bruk. I dag inkluderer disse metodene sentrifuge, gravitasjonsseparatorer, varmebehandling, kjemisk emulsjonsnedbryting, elektrokoalesens og mange flere. Elektrokoalesens har vist seg å være en av de mest effektive metodene for å bryte ned vann-i-olje emulsjoner, og er derfor et hovedfokus i denne oppgaven. I denne oppgaven ble en ny metode som baserer seg på prinsippene til elektrokoalesens, med noen nye parametere testet for å finne et bedre alternativ til dagens etablerte metoder. I tillegg til denne nye metoden ble vanlig elektrokoalesens, sentrifuge, varmebad og gravitasjonsseparasjon testet, for å få en god sammenligning mellom alle metodene. For å teste effektiviteten til hver metode ble en modellemulsjon laget med Exxsol D60, toluen, asfaltener og vann. Testing ble gjort og en sammensetning med 40% vann, en kontinuerlig fase med 20% toluen og en asfalten-konsentrasjon på 1000ppm ble funnet å være den beste modellen. Disse komponentene ble blandet med en homogenisator, og så separert med hver av metodene. For hvert forsøk ble det tatt bilder som videre ble post prosessert. Denne prosesseringen ble gjort med måleverktøyet til ImageJ, og disse målingene ble videre brukt for å regne ut separasjonsgraden i Excel. Resultatene viste at varmebehandling hadde samme effekt som gravitasjonsseparasjon, som var brukt som blank, begge med en separasjonsgrad på 20%. Vanlig elektrokoalesens oppnådde 48% separasjon, mens sentrifuge og den nye metoden begge oppnådde rundt 80% separasjon, på tre minutter. Sentrifugen hadde en litt høyere separasjonsgrad med 80.1±8.0%, mens den nye metoden hadde 78.0±11.4%. Når dannelse og nedbryting av DPL, driftskostnader og energieffektivitet til alle metoder er tatt med i betraktning ble det funnet at elektrokoalesens med de nye parameterne var den beste separasjonsmetoden.
dc.description.abstractCrude oil is a chemical mixture of hydrocarbons, heteroatoms, metallic compounds as well as many complex organic compounds. The composition varies greatly depending on where and when the oil is collected, amongst many other factors. Some of the complex compounds found in crude oil, such as asphaltene and other SARA-compounds can act as stabilizing agents or emulsifiers when forming emulsions with water. This formation of emulsions is one of the big problems found in the oil industry today, as they can be very stable and hard to separate. These emulsions are believed to be stabilized by asphaltenes forming aggregates and the subsequent cross linkage between these. In order to separate the stable water-in-oil emulsions, different methods are used. Today these methods consist of centrifugal settling, gravity separators, thermal treatment, chemical demulsification, electro coalescence and many more. Electro coalescence has proven to be one of the most efficient method for demulsifying water-in-oil emulsions and is therefore one of the main focuses for this thesis. In this thesis a new method for separating emulsions, built on the principle of electro coalescence with some additional parameters, was tested to find a better alternative to the established methods of today. In addition to this new method, normal electro coalescence, centrifugal separation, thermal heating and gravitational separation was also tested for comparison. To test the effectiveness of each method, a model emulsion was made from Exxsol D60, toluene, asphaltenes and water. Tests using different fractions of these found a water cut of 40%, with 20% of the continuous phase being toluene and an asphaltene concentration of 1000ppm to be the best model. These components were mixed using a homogenizer and then separated using the different methods. For each experiment photos were taken and post processed. The post processing was done using the measurement tool in ImageJ, and from these measurements a degree of separation was calculated using Excel. The results showed that thermal heating was as effective as the gravitational separation used as a blank, both separating 20%, normal electro coalescence achieved a degree of separation of 48%, while centrifugation and the new method both achieved around 80% separation in three minutes. The centrifuge had a slightly higher separation with 80.1±8.0% and the new method separated 78.0±11.4%. Taking into consideration the formation and breakdown of the DPL, the cost of operating and the energy efficiency of all the methods, electro coalescence with the new parameters was found to be the best method for separation.
dc.publisherNTNU
dc.titleAssessment of Established and New Separation Methods for Water-in-Oil Emulsions
dc.typeBachelor thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel