چربی گیری ثقلی (API (American Petroleum Institute

 چربی گیری ثقلی (API (American Petroleum Institute ، این روش در اوایل سال 1950 به طور وسیعی مورد استفاده قرار گرفت. معمولا برای تصفیه ی آب پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و صنایعی که فاضلاب روغنی تولید می کنند و ... به کار می رود.

جداکننده API معمولاً اولین و مهمترین مرحله تصفیه فاضلاب در پالایشگاه های نفتی است. عملکرد اصلی جداکننده API حذف اکثر روغن و مواد جامد معلق از فاضلاب پالایشگاه قبل از فرآیندهای بعدی تصفیه فاضلاب پایین دست است. بیشتر پالایشگاه ها API را بعنوان فناوری انتخابی برای تصفیه فاضلاب اولیه خود در مرحله جداسازی روغن / جامد انتخاب می کنند.

فاضلاب ممکن است حاوی روغن به سه شکل باشد و هر سه شکل ممکن است در یک جریان فاضلاب معین وجود داشته باشد. سه شکل روغن که در فاضلاب با آن روبرو هستند عبارتند از:
• روغن آزاد
• روغن امولسیون
• روغن محلول

ذرات روغنی آزاد گسسته هستند و به دلیل نیروهای شناور برای تشکیل یک لایه روغن در بالای آب بالا می روند. این امر باعث می شود كه جداسازی آن ها در جدا كننده API نسبتاً آسان باشد یا می توانند در مخزن تعادل از سطح آن جدا شوند. روغن آزاد را می توان با جداسازی از طریق نیروی گرانش حذف کرد و این همان چیزی است که جداکننده API برای آن طراحی شده است. این جداسازی تابعی از میزان جریان ، تفاوت در وزن مخصوص آب و روغن ، دما و پایداری روغن است. مواد جامد روغنی درشت با گرانش خاص> 1.0 به پایین قسمت جداکننده می روند ،در این حالت قسمت پایین به قیف مخروطی برای جدا کردن مواد جامد حل شده تجهیز می شود.


روغن امولسیون از قطرات روغن با قطر کمتر از 20 میکرون ، بیشتر در محدوده 1 - 10 میکرون تشکیل شده است. روغن امولسیون باعث تعلیق پایدار در آب به دلیل وجود نیروهای بین ذره ای غالب بر نیروهای شناور است. روغن امولسیون تحت تأثیر گرانش یعنی شرایطی که در جداکننده API ایجاد می شود حذف نمی شود بلکه نیاز به افزودنی های شیمیایی دارد. روغن محلول، با جداسازی توسط گرانش از بین نمی رود. حذف روغن محلول به تصفیه ی بیولوژیکی نیاز دارد.
در این روش جداسازی بر اساس گرانش است که براساس اصل قانون استوکس کار می کند و سرعت یک ذره روغن را بر اساس چگالی و اندازه آن تعریف می کند. به طور معمول، تفاوت بین وزن مخصوص روغن و آب بسیار نزدیکتر از وزن مخصوص مواد جامد معلق و آب است. بنابراین ، طراحی این سیستم بر اساس تفاوت در وزن مخصوص روغن که باید از آب جدا شود می باشد. میزان چربی و اندازه ی ذرات ان در عملکرد سیستم تاثیرگذار است.

 

چربی گیری ثقلی

عوامل اصلی تأثیرگذار بر عملکرد جداکننده API عبارتند از: دمای آب ، سرعت افقی جریان، تراکم و اندازه قطرات روغن و کمیت و خصوصیات مواد جامد معلق. جداکننده های API برای حذف قطرات روغن با قطر به اندازه 0.015 سانتی متر (150 میکرون) طراحی شده اند. علاوه بر این ، جداکننده های API برای حفظ جریان چند لایه طراحی شده اند. در بیشتر شرایط عملیاتی، جداکننده API هم روغن آزاد و هم جامدات معلق را تا غلظت بین 50 تا 200 میلی گرم در لیتر از بین می برد. حذف سایر آلاینده ها از جمله میزان اکسیژن شیمیایی (COD) و کل مواد جامد معلق (TSS) متغیر است. حذف COD در دامنه 16 تا 45٪ و حذف TSS در دامنه 33 تا 68٪ ثبت شده است. از بین بردن بخش عمده روغن های آزاد، گریس ها و مواد جامد معلق از فاضلاب باعث کاهش بارگیری و سایر مشکلات در فرآیندهای تصفیه پایین دست می شود.


قانون استوکس:


پارامترهای مورد نیاز جهت طراحی سیستم:


• میزان جریان
• وزن مخصوص روغن (معمولاً بین 0.91 تا 0.95).
• درجه حرارت فاضلاب (معمولاً بین 70 تا 110 درجه فارنهایت)
• وزن مخصوص فاضلاب
• اندازه قطرات روغن جهت حذف (150 میکرون توصیه می شود). طراحی برای حذف اندازه قطرات بزرگتر باعث کاهش اندازه جداکننده API می شود.
• pH

 

 

 

چربی گیری ثقلی


معیارهای طراحی جداکننده API


• طول به نسبت عرض باید حداقل 5: 1 باشد.
• نسبت نسبت به عرض باید حداقل از 0.3 تا 0.5 باشد.
• عمق باید بین 3 تا 8 فوت باشد.
• عرض مخزن باید بین 3 تا 20 فوت باشد.
• سرعت افقی نباید از 3.0 فوت در دقیقه تجاوز کند.

برخی از مهمترین معیارهای طراحی که برای جداکننده های API ایجاد شده است عبارتند از:

• نسبت طول به عرض: حداقل نسبت طول به عرض 5: 1 برای کلیه طرح های جداکننده API توصیه می شود تا از پتانسیل اتصال کوتاه استفاده کنند.
• نسبت عمق به عرض: نسبت عمق به عرض حداقل 0.3 تا 0.5 توصیه می شود به طوری که واحدهای تفکیک بیش از حد عمیق نباشند. به حداقل رساندن مقدار زمان لازم برای افزایش ذرات روغن به سطح.
• حداکثر عرض و عمق کانال: حداکثر عرض کانال جداکننده API 20فوت است. حداکثر عمق آن 8 فوت است.
• سرعت افقی: حفظ سرعت افقی بیش از 3/3 فوت در دقیقه نشان داده شده است که تلاطم را به حداقل می رساند و تأثیر آن را در تداخل در جداسازی روغن از فاضلاب به حداقل می رساند.
• اندازه ذرات روغن: بیشتر ذرات روغن در اکثر فاضلاب های پالایشگاهی اندازه 150 میکرون یا بزرگتر هستند. بنابراین، استانداردهای طراحی جداکننده های API برای از بین بردن ذرات روغن با این اندازه تدوین شده است. ذرات کوچکتر از 150 میکرون به طور معمول از یک جداکننده API خارج می شوند و نیاز به حذف آن ها با فرآیندهای مراحل بعد است، مگر اینکه در اندازه گیری جداکننده API فرایندهایی انجام شود تا این ذرات کوچکتر از بین بروند.

یکی از پارامترهای کلیدی برای عملکرد جداکننده API سرعت افقی (VH) است. سرعت افقی نباید از 3 پا در دقیقه (fpm) یا 0.91 متر در دقیقه تجاوز کند.
اگرچه برخی از جداکننده ها می توانند با سرعت بالاتر عمل کنند ، 3 دقیقه به عنوان حد بالایی برای جداکننده های نفتی و پالایشگاه انتخاب شده است. اکثر جداکننده های تصفیه خانه با سرعت افقی بسیارکمتر از 3 فوت در دقیقه با جریان متوسط کار می کنند. تمام جداکننده های مورد بررسی سرعت متوسط افقی کمتر از 2 فوت در دقیقه و بیش از نیمی از آن ها سرعت متوسط کمتر از 1 پا در دقیقه دارند.

 

مزایا جداکننده های API:


• امکان جداسازی روغن از فاضلاب با غلظت TSS بالا
• مجهز به تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی
• حذف روغن با غلظت بالا
• قابلیت عملکرد با تغییرات جریان و فشار فاضلاب
• بازیابی روغن
• بهبود فرایند تصفیه


معایب جداکننده های API:


• نیازمند فضای بزرگ و وسیع
• همه ی ذرات روغن را حذف نمی کند
• هزینه ی بالا