Study and optimization of a process for desalting Algerian crude oil (Case study)

Abstract

This research outlines an approach to assess and improve crude oil desalting based on field measurements, analytical modeling, advanced optimization, and process simulation. Using data obtained from the UTBS's desalting system, inlet and outlet salinities were calculated, and desalting efficiency was determined. A Population Balance Equation model was developed to describe the kinetic nature of salt removal from crude oil, and we selected a customized Differential Evolution (DE) algorithm to reach an efficiency target of 99.00 % under an existing salinity constraint of 40 mg/L. We determined wash-water fraction, the demulsifier addition rate, temperature, and recycle fraction of the UTBS system that achieved 99.00 % desalting efficiency with an outlet salinity of 13.02 mg/L. Aspen HYSYS® simulations corroborated our findings that 70 °C was the temperature that enabled the minimization of residual salinity. Cette recherche présente une méthode d’évaluation et de perfectionnement du dessalement du pétrole brut qui repose sur la mesure sur site, la modélisation analytique, l’optimisation avancée et la simulation de procédés. En utilisant les données issues du système de dessalement de l’UTBS, on a calculé les salinités en entrée et en sortie et déterminé l’efficacité du dessalement. Un modèle d’Équation de Bilan de Population a été élaboré pour rendre compte de la nature cinétique de l’élimination du sel du pétrole brut et on a retenu un algorithme d’Évolution Différentielle (DE) sur mesure pour satisfaire un objectif d’efficacité de 99,00 % sous contrainte de salinité de sortie de 40 mg/L. On a déterminé la fraction d’eau de lavage, le taux d’ajout de démulsifiant, la température du système UTBS ainsi que la fraction de recyclage que permettaient d’atteindre une efficacité de dessalage de 99,00 % avec une salinité de sortie de 13,02 mg/L. Les simulations Aspen HYSYS® ont confirmé nos résultats selon lesquels 70 °C était la température qui permettait de minimiser la salinité résiduelle. تحدد هذه الدراسة نهجًا لتقييم وتحسين إزالة الأملاح من النفط الخام استنادًا إلى القياسات الميدانية، والنمذجة التحليلية، والتحسين المتقدم، ومحاكاة العمليات. باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها من نظام إزالة الملح في UTBS ، تم حساب ملوحة المدخلات والمخرجات، وتم تحديد كفاءة إزالة الملح. تم تطوير نموذج معادلة توازن سكاني لوصف الطبيعة الحركية لإزالة الملح من النفط الخام، واخترنا خوارزمية التطور التفاضلي (DE) المخصصة لتحقيق هدف كفاءة بنسبة 99 % تحت قيود ملوحة الخروج البالغة 40 ملغ/لتر. حددنا نسبة ماء الغسيل، ومعدل إضافة مادة إزالة الاستحلاب، ودرجة الحرارة، ونسبة إعادة التدوير لنظام UTBS الذي حقق كفاءة إزالة الملح بنسبة 99 % مع ملوحة خارجية تبلغ 13.02 ملغ/لتر. أكدت محاكاة ®Aspen HYSYS نتائجنا بأن درجة الحرارة 70 درجة مئوية كانت هي التي تمكنت من تقليل الملوحة المتبقية