Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/10773/21175
Title: | Rheological characterization of some Lybyan waxy crude oil |
Other Titles: | Caracterização reológica de petróleos parafínicos Líbiaos |
Author: | Alghanduri, Layla Mhemmed Mbrouk |
Advisor: | Coutinho, João Manuel da Costa Araújo Pereira Silva, José António Teixeira Lopes da Daridon, Jean-Luc |
Keywords: | Petróleo - Comportamento reológico - Líbia Fluxo viscoso |
Defense Date: | 27-Jan-2017 |
Publisher: | Universidade de Aveiro |
Abstract: | The precipitation of wax in crude oils at temperatures below their pour point
leads to the formation of a network structure of waxy crystals and the gelation
of the oil. It is thus very important to have a good understanding of the behavior
of waxy crude oils during transportation at low temperature, and the rheological
behavior of the gelled crude, as this would be useful information for the design
and operation of pipeline systems that would help decrease the costs of
production and transportation.
This thesis was motivated by the lack of information on the characteristics of
the wax phase of Libyan waxy crude oils and of their rheological behavior at
temperatures below the pour point. The characterization of the oil and wax
provides useful information required for operational engineering, and process
development, including modifications to the processing of the crude oils. This
study used DSC to measure the wax appearance temperature for five Libyan
crude oils; the carbon number distribution of these waxes was determined by
GC-FID; extensive information about the structural composition of these waxes
was obtained using C-NMR; and information about the crystalline structure of
these waxes was obtained using X-ray diffraction.
A better understanding and more detailed knowledge of the rheological
behavior of some Libyan waxy crude oils was developed in this work. The
characterization of the rheological characteristic of Libyan waxy oils is an
important contribution to the Libyan oil industry. This can be illustrated by the
fact that the rheological characterization of gelled waxy oils near their pour
point is useful to extract information about the gel structure, the gel strength
and to further explore the network stability due to wax deposition, i.e. the
flowability of crude oils in pipelines by prediction of the successful start-up
pressure and pump capacity required after shutdown. This will allow to avoid
operational problems and reduce the cost of production by the use of
hazardous chemicals, which are not only costly but also have negative
environmental impacts, while minimizing losses by reduced production due to
line blockage. Based on the considerations exposed above this thesis focus on
the study of the flow behavior of the oils below their pour point temperatures.
Furthermore the effect of stress applied on the gelling properties and the gel
breakdown of crude oil samples after a specified aging time was investigated.
Lastly, in order to explore the elasticity, stability and strength of the crude oils
gels we have experimentally studied the viscoelastic properties of the oils
above and below the pour point. A precipitação de cera em petróleos brutos a temperaturas inferiores ao seu ponto de escoamento, conduz à formação de uma estrutura de cristais de cera e à gelificação do óleo. Assim, é muito importante ter uma boa compreensão do comportamento dos óleos brutos e da precipitação de cera durante o transporte a baixa temperatura, bem como do comportamento reológico do crude gelificado, já que esta seria uma informação útil para o projeto e operação de sistemas de oleodutos, e que permitiria diminuir os custos de produção e transporte. Esta tese foi motivada pela falta de informação sobre as características de óleos brutos parafínicos da Líbia e do seu comportamento reológico a temperaturas inferiores ao ponto de fluxão. A caracterização do óleo e da sua cera pode fornecer informação útil necessária para a engenharia operacional e o desenvolvimento de processos, incluindo a modificação do processamento dos petróleos brutos. Este estudo utilizou DSC para medir a temperatura de formação da cera em cinco óleos brutos de petróleo Líbio; a distribuição dos alcanos presentes nestas ceras foi determinada por GC-FID; extensa informação sobre a composição estrutural destas ceras foi obtida usando CRMN; e informações sobre a estrutura cristalina dessas ceras foi obtida usando difracção de raios-X. Neste trabalho tentamos desenvolver um conhecimento mais aprofundado acerca do comportamento reológico de alguns petróleos brutos parafínicos da Líbia. A caracterização reológica de petróleos parafínicos é uma contribuição importante para a indústria petrolifera Líbia. Isto pode ser explicado pelo facto de o comportamento reológico de óleos parafínicos próximo do ponto de fluxão ser útil para caracterizar a estrutura do gel, a sua resistência e a estabilidade da rede resultante da deposição de cera, permitindo assim prever os perfis de escoamento do petróleo em dutos, a pressão de arranque e a capacidade da bomba, minimizando problemas de operação, reduzindo o uso de produtos químicos perigosos e impactos ambientais negativos, e em geral, os custos associados ao processo. Baseado nestes argumentos expostos acima, esta tese foca-se no estudo do comportamento reológico dos óleos selecionados abaixo das suas temperaturas de ponto de fluxão. O efeito da tensão aplicada sobre as propriedades de escoamento e de gelificação e a quebra de gel de amostras de petróleo em bruto, após um tempo de envelhecimento especificado foi investigada. Por último, a fim de explorar a elasticidade, a estabilidade e a resistência dos géis formados por petróleos parafínicos, estudamos experimentalmente as propriedades viscoelásticas dos óleos acima e abaixo do ponto de fluxão. |
Description: | Doutoramento em Engenharia Química |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/21175 |
Appears in Collections: | UA - Teses de doutoramento DQ - Teses de doutoramento |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
Thesis.pdf | 5.49 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.