Smanjeno taloženje asfaltena uz moć ultrazvuka
Asfaltenske padavine iniciraju brojne probleme u proizvodnji nafte kroz smanjenje propusnosti, promjenu kvašljivosti ležišne stijene, blokadu bušotine kao i stvaranje značajnog pada tlaka oko proizvodne bušotine. Ultrazvučna deaglomeracija i disperzija asfaltena sprječava i sanira stvaranje flokula asfaltena i njihovo taloženje.
Problem: Asfalteni u sirovoj nafti
Asfalten je čvrsta supstanca u sirovoj nafti koja se smatra problematičnom jer uzrokuje ozbiljne probleme tokom proizvodnje i transporta sirove nafte iz bušotine. Asfalteni su vrlo složena klasa molekula i javljaju se u različitim molekularnim strukturama – faktor koji doprinosi problemu jer različiti oblici asfaltena uzrokuju probleme različitog stepena ozbiljnosti. Mnogo različitih struktura Asfaltena takođe otežava generalizaciju u određenu porodicu. Stoga se asfalten generalno klasifikuje kao klasa rastvorljivosti, jer je okarakterisan kao nerastvorljiv u n-alkanima.
Tipični problemi uzrokovani asfaltenima u sirovoj nafti su npr. guste flokulacije i naslage u ležištu, bušotinama i transportnim cjevovodima, što posljedično dovodi do operativnih i proizvodnih komplikacija i povećanja troškova obrade.
Agregacija i flokulacija asfaltena prikazana u modelu Jena.
Ljubaznošću O. Mullins, Schlumberger.
Ultrazvučni procesor UIP16000 je homogenizator visokih performansi za obradu sirove nafte
Rješenje: Ultrazvučna redukcija precipitata asfaltena
Precipitirane i flokulirane čestice asfaltena mogu se pouzdano sanirati ultrazvučnom ultrazvukom. Ultrazvuk visokih performansi razbija preciptate asfaltena i flokulira do male veličine čestica. Na taj način, asfalten se ponovo razdvaja na vrlo male čestice, koje ne začepljuju niti ometaju sirovu obradu. Ultrazvučni disperzatori homogenizuju čestice u sirovoj nafti. Često se dodaje hemijski stabilizator da bi se postigla dugoročna stabilnost. To znači da ultrazvučna obrada može smanjiti makrostrukturiranu flokulaciju asfaltena, što sprječava taloženje asfaltena na površinama, začepljenje pora u rezervoaru, začepljenje bušotine i nakupljanje u cjevovodima.
Završetak plavljenja salamure pod ultrazvučnim talasima na različitim mestima mikromodela.
Studij i autorska prava: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Smanjenje veličine čestica asfaltena
- Razbijanje aglomerata asfaltena
- Inhibicija flokulacije
- Smanjenje viskoziteta sirove nafte
Ultrazvučna instalacija 3x UIP1000hdT za preradu sirove nafte
Istraživanja dokazuju efikasnost ultrazvučne redukcije asfaltena
Dehshibi et al. (2018) proučavali su efekte ultrazvučne obrade niske frekvencije velike snage (30 kHz) na taloženje / flokulaciju i taloženje asfaltena pod kontrolom temperature. Ultrazvuk je smanjio taloženje asfaltena. Ultrazvučni valovi i generirana akustična kavitacija uzrokovali su povećanje proizvodnje nafte mehanizmom nanošenja slojeva ulja. Tretiranjem ultrazvukom nije bilo moguće samo razbiti asfaltenske aglomerate, već čak i poništiti taloženje asfaltena.
Štoviše, primjena ultrazvučne obrade mogla bi spriječiti začepljenje grla i pora velikim aglomeriranim asfaltenom. Time je izbjegnut pad tlaka zbog taloženja asfaltena i poboljšan je protok tekućine u porama i grlu. Analizom slike utvrđeno je da se kao rezultat primjene ultrazvuka snage oko 80% istaloženog asfaltena nije taložilo. “Drugim riječima, smanjeno je 80% taloženja asfaltena i posljedično se smanjuje vjerovatnoća blokade mikro kanala zbog korištenja ultrazvuka.” (Dehshibi et al., 2018.)
Nalazi studije Deshibijeve istraživačke grupe pokazali su da ultrazvučne vibracije i kavitacione vibracije mogu ukloniti veće asfaltenske agregate s površina i premjestiti ih u glavninu toka. Nadalje, ultrazvučna obrada smanjila je količinu agregiranog asfaltena (vidi sliku ispod). Na osnovu analize slike, oko 70% istaloženog asfaltena neće biti deponovano zbog podvrgavanja sistema sonikaciji.
Završetak plavljenja slane otopine (rastvor magnezijum hlorida) pod zračenjem ultrazvučnim talasima: (a) reverzibilnost taloženja asfaltena (b) uklanjanje asfaltena.
Studija i autorska prava: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Ultrasonikatori visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za razvoj, izradu prototipa, proizvodnju i distribuciju ultrazvučnih procesora visokih performansi za teške primjene. Zbog izuzetnih performansi, izdržljivosti, robusnosti i pouzdanosti, Hielscher ultrazvučni sistemi su instalirani za petrohemijske primene širom sveta. Tipične primjene uključuju ultrazvučno potpomognuto oksidativno odsumporavanje, emulzifikaciju sirove nafte, deaglomeraciju asfaltena, disperziju čistača i smanjenje viskoziteta teških ulja. Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude, koje su potrebne za teške primjene. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi kontinuirano u radu 24 sata dnevno. Za još veće amplitude, dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Hielscherovi industrijski sistemi lako podnose vrlo visoke viskoznosti i zahtijevaju samo nisko održavanje.
Kontaktirajte nas sada da biste dobili više informacija o ultrazvučnoj redukciji asfaltna, mogućnostima ugradnje i cijenama! Naši dobro obučeni, dugogodišnji stručnjaci rado će razgovarati s vama o vašim zahtjevima procesa!
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za primjene miješanja, disperzije, emulgiranja i ekstrakcije u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Reza Rezaei Dehshibi, Ali Mohebbi, Masoud Riazi, Mehrdad Niakousari (2018): Experimental investigation on the effect of ultrasonic waves on reducing asphaltene deposition and improving oil recovery under temperature control. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 45, 2018. 204-212.
- Amani, Mahmood, Retnanto, Albertus, AlJuhani, Salem, Al-Jubouri, Mohammed, Shehada, Salem, Rommel Yrac (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. International Petroleum Technology Conference, Doha, Qatar, December 2015.
- Khosrow Naderi, Tayfun Babadagli (2010): Influence of intensity and frequency of ultrasonic waves on capillary interaction and oil recovery from different rock types. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 17, Issue 3, 2010. 500-508.
- Goual Lamia (2012): Petroleum asphaltenes. In: Crude Oil Emulsions – Composition Stability and Characterization. InTechOpen 2012.
- Salehzadeh, M., Akherati, A., Ameli, F. and Dabir, B. (2016): Experimental study of ultrasonic radiation on growth kinetic of asphaltene aggregation and deposition. Canadian Journal of Chemical Engineering 94(11). 2202-2209.
Činjenice koje vrijedi znati
asfalteni
Asfalteni se prvenstveno sastoje od ugljika, vodonika, dušika, kisika i sumpora, kao i količine vanadijuma i nikla u tragovima. Odnos C:H je otprilike 1:1,2, ali varira ovisno o izvoru asfaltena. Asfalten se definiše kao „najteža komponenta naftnih tečnosti koja je nerastvorljiva u lakim n-alkanima kao što su n-pentan ili n-heptan, ali rastvorljiva u aromatima kao što je toluen” (Goual 2012)
Asfalten se može identificirati i klasificirati prema sljedećim karakteristikama:
- Čvrsta materija: Asfalten je čvrsta faza koja je homogenizovana u sirovoj nafti u uslovima ležišta.
- Nerastvorljiv u n-alkanu: Asfalten je klasifikovan kao klasa rastvorljivosti jer ima nekoliko struktura, pa je zbog toga izuzetno teško obezbediti generalizovanu strukturu za njega. Stoga se definira kao komponenta najveće molekularne težine u sirovoj nafti koja je nerastvorljiva u lakim n-alkanima kao što su n-pentan ili n-heptan i rastvorljiva u aromatima kao što su toluen ili ksilen.
- Visoko polarni: Asfalten je jedna od rijetkih komponenti sirove nafte koja je visoko polarna, za razliku od sirove nafte u cjelini, koja se smatra nepolarnom.
- Heteroatomi: Asfalten je povezan sa hetero-atomima, koji se uglavnom manifestuju u azotu, kiseoniku i sumporu.
Hielscher Ultrasonics isporučuje ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijski veličina.