Προσδιορισμός της Περιεκτικότητας σε Ασφαλτένια σε
Βαριά Προϊόντα Επεξεργασίας Πετρελαίου

Γερασιμόπουλος, Δημήτριος; Gerasimopoulos, Dimitrios

dc.contributor.author	Γερασιμόπουλος, Δημήτριος
dc.contributor.author	Gerasimopoulos, Dimitrios
dc.date.accessioned	2025-10-09T06:17:20Z
dc.date.available	2025-10-09T06:17:20Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62656
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30352
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ασφαλτένια	el
dc.subject	Απασφάλτωση	el
dc.subject	Ιξώδες	el
dc.subject	ASTM D6560	el
dc.subject	Μαζούτ	el
dc.subject	Τολουόλιο	el
dc.subject	Επτάνιο	el
dc.subject	Λάδι παραφινικής βάσης	el
dc.subject	Asphaltenes	en
dc.subject	Deasphalting	en
dc.subject	Viscosity	en
dc.subject	ASTM D6560	el
dc.subject	Residual fuel oil	el
dc.subject	Paraffin-based oil	en
dc.subject	Toluene	el
dc.subject	Heptane	el
dc.title	Προσδιορισμός της Περιεκτικότητας σε Ασφαλτένια σε Βαριά Προϊόντα Επεξεργασίας Πετρελαίου	el
dc.title	Determination of Asphaltene Content in Heavy Petroleum Processing Products	en
dc.contributor.department	Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διεργασιών. Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πετροχημικά	el
heal.classification	Petrochemicals	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-28
heal.abstract	Τα ασφαλτένια αποτελούν ένα από τα βασικά συστατικά του αργού πετρελαίου και είναι γνωστό πως διαδραματίζουν ρόλο μείζονος σημασίας σε όλες τις διεργασίες που σχετίζονται με το πετρέλαιο. Σε συνθήκες κοιτάσματος βρίσκονται διεσπαρμένα εντός της φάσης του πετρελαίου. Κατά την άντληση του αργού πετρελαίου, λόγω μείωσης της πίεσης, σχηματίζουν συσσωματώματα τα οποία καθιζάνουν και εναποτίθενται στην επιφάνεια των πετρωμάτων εντός του κοιτάσματος. Κατά την εναπόθεση τους, λόγω της ικανότητας του να προσροφούνται στις στερεές επιφάνειες αυτές, αλλάζουν την διαβρεχτικότητα του πετρελαίου σε σχέση με το κοίτασμα και μεταβάλλουν της ρεολογικές ιδιότητες της φάσης του πετρελαίου αλλά φράζουν και τους σωλήνες άντλησης του πετρελαίου. Η ικανότητα τους για προσρόφηση δεν περιορίζεται μόνο σε διεπιφάνειες πετρελαίου-στερεών αλλά και σε διεπιφάνεις με άλλα υγρά, όπως το νερό, γεγονός το οποίο σχετίζεται με την αυξημένη δυσκολία που παρουσιάζει η απομάκρυνση του πετρελαίου από τη θάλασσα σε περίπτωση ατυχήματος. Επίσης, είναι οι κύριες ενώσεις που οφείλονται στο σχηματισμό πετ κωκ κατά τη διύλιση του πετρελαίου και στη δηλητηρίαση των καταλυτών σε διεργασίες εντός του διυλιστηρίου, καθώς και στο αυξημένο ιξώδες που παρουσιάζουν υπολειμματικά καύσιμα κενού. Η κατηγοριοποίηση τους λόγω της αυξημένης πολυπλοκότητας των μορίων αλλά και λόγω της πολυδιασποράς που παρουσιάζουν σε σχέση με το κοίτασμα από το οποίο προέρχεται το αργό πετρέλαιο γίνεται με δύο τρόπους, βάσει της διαλυτότητας και βάσει της μοριακής δομής τους. Βάσει της κατηγοριοποίησης τους μέσω της διαλυτότητας, ορίζονται ως το κλάσμα του αργού πετρελαίου, των βαριών κλασμάτων του πετρελαίου, του μαζούτ και της ασφάλτου, το οποίο παραμένει αδιάλυτο παρουσία μη πολικών διαλυτών n-αλκανίων με χαμηλό σημείο βρασμού και επιφανειακής τάσης εώς 0.025 N/m σε συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης και θερμοκρασίας δωματίου, όπως το n-πεντάνιο και το n-επτάνιο, αλλά διαλυτά σε πολικούς διαλύτες που έχουν επιφανειακή τάση μεγαλύτερη των 0.025 N/m σε συνθήκες δωματίου, όπως το τολουόλιο και το βενζόλιο. ́Οσον αφορά τη κατηγοριοποίηση τους βάση της μοριακής δομής τους ορίζονται ως οι ενώσεις οι οποίες μοιράζονται τα εξής χαρακτηριστικά: (α) έχουν στο μόριο τους αλειφατικούς και αρωματικούς υδρογονάνθρακες, (β) ετεροάτομα θείου (S), αζώτου (N) και οξυγόνου (O), και (γ) μπορούν να έχουν ρίζες μεταλλικών ετεροατόμων όπως νικέλιο (Ni), βανάδιο (V) και σίδηρο (Fe), οι οποίες μπορεί να εμφανίζονται στο μόριο ως δομές πορφυρίνων. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας ασφαλτενίων σε δείγματα μαζούτ που προέρχονται από διαφορετικές διεργασίες του διυλιστήριού καθώς και η ποσοτικοποίηση της βελτίωσης του κινηματικού ιξώδους μετά την απασφάλτωση των δειγμάτων αυτών αλλά και την εξέταση μιγμάτων υπολειμματικών καυσίμων μεταξύ τους και μιγμάτων υπολειμματικών καυσίμων με φυτικά έλαια σε διάφορες αναλογίες. Για την απασφάλτωση των δειγμάτων ακολουθείται η πρότυπη μέθοδος ASTM D6560, σύμφωνα με την οποία η απομάκρυνση των ασφαλτενίων γίνεται με χρήση διαλύτη επτανίου. Όλα τα δείγματα μαζούτ μετά την απασφάλτωση παρουσιάζουν βελτίωση τόσο στις ρεολογικές ιδιότητες τους όσο και στη πυκνότητα. Για την πρόβλεψη του κινηματικού ιξώδους για τα blends σε θεωρητικό επίπεδο γίνεται χρήση της εμπειρικής εξίσωσης ανάμιξης Walther και κατασκευάζονται ισοζύγια μάζας για την πρόβλεψη της πυκνότητας και της περιεκτικότητας σε ασφαλτένια των blends. Η μέτρηση των πειραματικών τιμών γίνεται με χρήση οργάνου SVM 3000. Το blend μαζούτ παρουσιάζει τιμές ιξώδους, πυκνότητας και περιεκτικότητας ασφαλτενίων πολύ κοντά σε αυτές που προβλέφθηκαν από τις θεωρητικές εξισώσεις ενώ τα blends μαζούτ – λάδι παραφινικής βάσης παρουσιάζουν μεγάλες αποκλίσεις από τους θεωρητικούς υπολογισμούς.	el
heal.abstract	Asphaltenes are one of the primary components of crude oil that is known to play a significant role in all processes related to petroleum. Under reservoir conditions, they are dispersed within the oil phase. During crude oil extraction, due to pressure reduction, they form aggregates that precipitate and deposit on the surface of reservoir rocks. Upon deposition, due to their ability to adsorb onto solid surfaces, they alter the wettability of the oil relative to the reservoir, and alter the rheological properties of the oil phase, and they cause the clogging of the production tubing. Their adsorption capability is not limited to oil-solid interfaces but extends to interfaces with other liquids, such as water. This property is associated with the increased difficulty of removing oil from the sea in the event of a spill. Moreover, they are the primary compounds responsible for the formation of petroleum coke during oil refining, catalyst poisoning in refinery processes, and for the high viscosity of vacuum residue fuels. Due to the increased complexity of their molecules and their polydispersity depending on the crude oil reservoir of origin, asphaltenes are categorized in two ways: based on solubility and based on molecular structure. According to solubility-based classification, they are defined as the fraction of crude oil, heavy oil fractions, residual fuel, and bitumen that remains insoluble in the presence of non-polar n-alkane solvents with low boiling points and surface tension up to 0.025 N/m at atmospheric pressure and room temperature, such as n-pentane and n-heptane, but are soluble in polar solvents with surface tension greater than 0.025 N/m under the same conditions, such as toluene and benzene. Regarding their molecular structure-based classification, they are defined as compounds sharing the following characteristics: (a) compounds that contain aliphatic and aromatic hydrocarbons in their molecules, (b) heteroatoms such as sulfur (S), nitrogen (N), and oxygen (O), and (c) potentially including metal heteroatoms such as nickel (Ni), vanadium (V), and iron (Fe), which may appear in the molecule as porphyrin structures. The aim of this thesis is to determine the asphaltene content in residual fuel oil (mazut) samples derived from different refinery processes and to quantify the improvement in kinematic viscosity after the samples have been deasphalted. Also, mixtures of different heavy fuel oils are examined and mixtures of heavy fuel oils with paraffinic base lube oils. The deasphalting process follows the standard ASTM D6560 method, in which asphaltenes are removed using heptane as a solvent. All residual fuel oil samples, exhibit improvements in both rheological properties and density, after deasphalting. The empirical Walther blending equation is used to predict the kinematic viscosity of the blends on a theoretical level, while mass balance calculations are performed to predict the density and asphaltene content of the blends. Experimental values are measured using the SVM 3000 device. The residual fuel oil blends exhibit viscosity, density, and asphaltene concentration values very close to those predicted by the theoretical equations, while the residual fuel oil–paraffin lube oil blends show significant deviations from the theoretical calculations.	en
heal.advisorName	Καρώνης, Δημήτριος
heal.advisorName	Karonis, Dimitrios
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Kiranoudis, Chris	en
heal.committeeMemberName	Zannikos, Fanourios	en
heal.committeeMemberName	Κυρανούδης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	82
heal.fullTextAvailability	false