بررسي آزمايشگاهي و شبيه‌سازي فرآيند ميكروفيلتراسيون جريان متقاطع امولسيون نفت ‌در ‌آب با غشاي سلولز استات

فاضلاب‌هاي هيدروكربني و مشكلات زيست‌محيطي آن سبب شده است كه نياز به رسيدگي فوري داشته باشد. از سوي ديگر خالص‌سازي آب جهت استفاده‌هاي ضروري انگيزه‌اي براي محققان جهت جداسازي اين فاضلاب‌ها توسط فرآيند ميكروفيلتراسيون در سال‌هاي اخير موردتوجه قرارگرفته است. در اين مطالعه، جداسازي امولسيون نفت در آب در فرآيند ميكروفيلتراسيون توسط غشاي سلولز استات به‌صورت آزمايشگاهي و شبيه‌سازي بررسي‌شده است. در بخش آزمايشگاهي، ميزان شار تراويده براي آب خالص و امولسيون نفت در ‌آب در فشارهاي عملياتي يكسان و متفاوت به دست آورده شده است. در بخش شبيه‌سازي توسط نرم‌افزار كامسول ورژن 5.3، شار تراويده در حالت‌پايا به كمك قانون دارسي پيش‌بيني‌شده و با داده‌هاي آزمايشگاهي مقايسه شده است. مقايسه نتايج نشان داد كه مقادير پيش‌بيني‌شده براي شارش آب هنگام استفاده از خوراك حاوي قطرات نفت در حالت‌پايا، در فشارهاي عملياتي 1 و 2 بار به ميزان 15% و 35%، اما براي آب خالص 5% خطا به‌دست‌آمده است. اين خطا براي امولسيون نفت در آب مي‌تواند ناشي از در نظر نگرفتن ساختار غشا، صرف‌نظر كردن مقاومت‌هاي گرفتگي داخلي غشا و لايه قطبيدگي غلظتي در معادله دارسي باشد. با حل هم‌زمان معادلات مخلوط، موازنه جرم و قانون دارسي در دامنه محاسباتي، اثر پارامترهاي مختلف ازجمله سرعت خوراك ورودي و فشار متوسط بر ضخامت لايه قطبيدگي غلظتي و سرعت‌هاي خروجي نيز آناليز شده است. با افزايش سرعت خوراك از 0.1 به 1.1 متر بر ثانيه در شبيه‌سازي، ميزان ضخامت لايه قطبيدگي غلظتي 52% كاهش، با افزايش فشار متوسط از 1 به 2 بار، سرعت خروجي جريان تراويده تقريباً 190% افزايش مي‌يابد.