پکیج چربی گیر API تجهیزی می باشد که هدف اصلی طراحی آن جداسازی مواد نفتی، مشتقات آن و جامدات معلق از فاضلاب صنایعی مانند پالایشگاه های نفت، پتروشیمی، واحدهای شیمیایی، پالایشگاه های گاز طبیعی و سایر صنایعی که دارای پساب نفتی هستند، می باشد. دلیل اصلی انتخاب نام API برای این روش، طراحی این دسته از جداسازها بر اساس استانداردهای تعیین شده از سوی اتحادیه نفت امریکا (American Petroleum Institute) است.
تاریخچه
پکیج چربی گیر API توسط موسسه API و کمپانی Rex Chain Belt طراحی و تولید گشته است. اولین جداساز API در سال 1933 برای کمپانی پالایش آتلانتیک (ARCO) در فیلادلفیا نصب و مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان به بعد، تقریبا تمام پالایشگاه های سراسر جهان، پکیج چربی گیر API را به عنوان اولین مرحله برای تصفیه خانه های فاضلاب نفتی خود مورد استفاده قرار دادند. اکثریت قریب به اتفاق این پالایشگاه ها نیز از طراحی اولیه این دستگاه که بر مبنای اختلاف وزن مخصوص آب و نفت بود، استفاده نمودند. با این حال امروزه بسیاری از پالایشگاه ها از صفحات موازی برای بهبود جداسازی ثقلی استفاده می کنند.
برخی پالایشگاه ها نیز برای کنترل ترکیبات آلی فرار (VOC) از جداکننده های API با پوشش ثابت یا شناور استفاده می کنند. هم چنین بهتر است APIها برای تشخیص خرابی و نشتی های احتمالی بر روی سطح زمین قرار بگیرند.
طراحی و نحوه ی عملکرد پکیج چربی گیر API
پکیج چربی گیر API تجهیز جداکننده ثقلی ای می باشد که با استفاده از اصول قانون استوک که بیان کننده ی افزایش سرعت قطرات روغن بر اساس چگالی و اندازه آنها و هم چنین خواص آب می باشد، طراحی شده است. طراحی این جداسازها بر مبنای اختلاف وزن مخصوص بین آب و نفت (روغن) می باشد چرا که این عدد بسیار کوچکتر از اختلاف وزن مخصوص میان آب و ذرات جامد معلق است.
بر اساس معیارهای موجود در این طراحی، بیشتر جامدات معلق در کف جداساز و به عنوان لایه ای رسوبی ته نشین می شوند، روغن به بالای جداساز آمده و فاضلاب در لایه ی میانی بین روغن در بالا و جامدات در کف، خواهد بود. استانداردهای طراحی پکیج چربی گیر API، زمانی که به درستی اعمال شوند، تنظیمات مربوط به هندسه، طراحی و اندازه ی جداساز را فراتر از اصول ساده ی قانون استوک اعمال خواهند کرد. این موارد شامل مقدار دبی مجاز ورودی، تلفات ناشی از آشفتگی موجود در خروجی و سایر عوامل دیگر می باشد.
معمولا در زمان عملکرد جداسازهای API لایه ی نفت (روغن)، که ممکن است شامل آب و مواد جامد معلق نیز باشد، به طور مرتب و مداوم توسط اسکیمرها از سطح خارج می شوند. این لایه ی نفتی (روغنی) جدا شده ممکن است برای جداسازی محصولات با ارزش یا دفع زائدات موجود، مجددا مورد فرآوری قرار بگیرد. لایه ی ته نشین شده ی موجود در کف جداساز نیز توسط تجهیزات پیش بینی شده ای مانند پمپ های لجن کش و اسکرابرها از سیستم حذف می شوند.
محدودیت های طراحی پکیج چربی گیر API
طراحی پکیج چربی گیر API، مانند مخازن ثقلی، در مواردی که شرایط زیر در ورودی وجود داشته باشد، کارآیی لازم را نخواهند داشت:
- اندازه متوسط قطرات روغن در ورودی کمتر از 150 میکرون باشد.
- چگالی روغن بیش از kg/m3 925 باشد.
- چسبیدن مواد جامد معلق به نفت (روغن) که به معنای بیشتر شدن چگالی موثر روغن از kg/m3 925 می باشد.
- کمتر بودن دمای فاضلاب از 5 درجه سانتیگراد.
- بالا بودن مقدار هیدروکربن های محلول.
با توجه به قانون استوک نفت (روغن های) سنگین به مدت زمان ماند بیشتری نیاز دارند. در بسیاری از مواردی که پالایشگاه ها به سنگ های سنگین تری برخورد کرده اند، بازدهی جداکننده های API نیز کاهش یافته است.
تصفیه تکمیلی آب خروجی از پکیج چربی گیر API
در بسیاری از موارد و به دلیل محدودیت های موجود در عملکرد بهینه ی جداسازهای API، آب خروجی از این واحد برای تخلیه به محیط یا استفاده ی مجدد نیاز به انجام برخی مراحل تصفیه تکمیلی دیگر دارد. این مراحل برای حذف ذرات و قطرات نفت (روغن) کوچکتر از 150 میکرون، هیدروکربن ها و مواد محلول، نفت (روغن های) سنگین تر و سایر آلاینده هایی که توسط پکیج چربی گیر API حذف نشده اند، طراحی می گردند. این روش ها شامل سیستم های شناورسازی با هوای محلول (DAF)، تصفیه بیولوژیکی هوازی و بی هوازی، جداسازها با صفحات موازی و فیلترهای کربنی می باشند.
فناوری های جایگزین پکیج چربی گیر API
جداکننده های صفحه ای یا جداسازها با صفحات مورب (CPI) نیز مانند جداکننده های API بر مبنای اصول قانون استوک می باشند با این تفاوت که دارای دسته ای از صفحات شیب دار (که به عنوان پک های موازی شناخته می شوند) هستند. این صفحات موازی با فراهم کردن سطح بیشتر برای قطرات معلق نفت (روغن)، امکان تبدیل شدن آنها به توده های بزرگتر را ایجاد می کنند. این جداکننده ها در مواردی که خواص شیمیایی فاضلاب یا جامدات معلق موجود در آن از تلفیق قطرات روغن جلوگیری می کنند یا آن را محدود می سازند، کارآیی چندانی نخواهند داشت.
در طراحی اینگونه در نظر گرفته می شود که ذرات نفت (روغن) به سمت بالای صفحات حرکت خواهند کرد، با این حال در بسیاری از موارد عملی، ذرات به صفحات می چسبند و نیاز به شستشو و تمیز نمودن دوره ای دارند. عملکرد این جداسازها نیز وابسته به اختلاف وزن مخصوص نفت (روغن) معلق و آب است، با این حال وجود صفحات موازی موجب افزایش راندمان جداسازی ذرات بیشتر از 50 میکرون می شود. به همین علت اضافه شدن این صفحات موازی به طراحی پکیج چربی گیر API موجب کاهش فضای مورد نیاز برای دستیابی به نتایج یکسان می گردد.
برخی کاربردهای دیگر جداکننده های آب و روغن و پکیج چربی گیر API
-
استفاده از جداکننده های آب و روغن (OWS) برای جداسازی روغن و نفت از پساب خروجی از کشتی ها یا آب انباشته شده در آنها (طبق مقررات تعیین شده از سوی کنوانسیون MARPOL)
-
از جداکننده های آب و نفت (روغن) معمولا در پست های برق نیز استفاده می شود. ترانسفورماتورهای موجود در پست های برق حجم بسیار زیادی از روغن را برای مصارف خنک کاری مورد استفاده قرار می دهند. گودال هایی که در اطراف این پست ها حفر می شوند هرگونه نشت روغن از این تجهیزات را جمع آوری می نمایند، با این وجود این روغن ها در زمان بارش به آب و خاک نفوذ می کنند. بنابراین استفاده از جداکننده ها می تواند روند جداسازی آب و روغن را تسریع نماید.
