CFD simulation coalescing plate to sepetaing water and oil in water treatment plant in petrolum project

Abstract

Petrol üretimi, çevre üzerinde zararlı etkisi olan büyük miktarda petrole dayalı su kirliliğini oluşturur. Üretilen bu su, aynı zamanda petrol endüstrisindeki en büyük atık akışkandır. Son yıllarda, petrol üretiminde suyun damıtılması konusunda yapılan çalışmalarda önemli bir mesafe alınmıştır. Bu çalışmada; petrolün ayrıştırılmasında kullanılan birleştirilmiş plakalarda, plakalar arası mesafenin, yarık çapının ve hızının ayrıştırma verimliliği üzerindeki etkisi iki boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği metodu (HAD) kullanılarak araştırılmıştır. Her çap değerinin ayrıştırma verimliliği üzerindeki etkisini anlamak için aralığı 8, 12 16, 20, 24 mm, çapları 10, 15, 20 mm olan silindirik, dikdörtgen ve elips şeklindeki birleştirilmiş farklı tabakalar üzerinde odaklanılmıştır. Bu araştırma; karışımın veya kütlenin giriş akış hızının ve plakalar arası mesafenin ayrıştırma verimliliği ile ters orantılı olduğunu göstermiştir. Aynı zamanda en iyi ayrıştırma verimliliğinin yarık çapı 15 mm olan dairesel silindirde elde edildiği görülmüş buna göre verim sonuçları farklı hızlar ve plakalar arası mesafenin kullanımına bağlı olarak 24 % - 99,25 % değerleri arasında farklılık göstermiştir.

Petroleum production generates an immense amount of oily polluted water which may have harmful effects on environment. At the same time, produced water is the biggest waste stream produced in the petroleum industry. In the past decades, produced water treatment was the point of attention. In order to investigate the effect of parameters such as, space between plates, orifice diameter and velocity on separation efficiency in coalescing plates which are used to separate oil-water mixture, the computational fluid dynamics (CFD) two dimensions 2D was utilized in this research. Different spacing between plates 8, 12, 16, 20, 24 mm orifice diameter of coalescing plate on 10, 15, 20 mm with different shape such as cylindrical, rectangular and ellipse and four different velocities 0.020, 0.030, 0.040, 0.050 m/sec have been focused on to discover the effect of each diameters on the separation efficiency. The investigation revealed that the increase in the distance between plates is inversely proportional to the separation efficiency and the increase in the velocity of the mixture or mass flow rate inlet is inversely proportional to the separation efficiency. It is also found that the best separation efficiency was cylindrical shape with a hole diameter of 15 mm. The efficiency outcome was varied between 24 % to 99.25 % depending on the use of different velocities and distance between plates.