Reduceret Asphaltene-deposition med Power Ultrasonics
Asphaltene nedbør indleder mange problemer i olieproduktionen ved at reducere permeabiliteten, ændre reservoiret rock vådhed, godt bore blokering samt skabe et betydeligt trykfald omkring produktionen godt. Ultralyd asphaltene deagglomeration og spredning forhindrer og afhjælper dannelsen af asphaltene flocs og deres deposition.
Problemet: Asphaltenes i råolie
Asphaltene er en solid til stede i råolie, der betragtes som generende, da det forårsager alvorlige problemer under produktion og transport af råolie fra borebrønden. Asphaltenes er en meget kompleks klasse af molekyler og forekommer i forskellige molekylære strukturer – en faktor, der bidrager til problemet, da forskellige former for asphaltene forårsager problemer med forskellige sværhedsgrader. Asphaltenes mange forskellige strukturer gør det også svært at generalisere det til en bestemt familie. Derfor er asphaltene generelt klassificeret som en opløselighedsklasse, da den karakteriseres som uopløselig i n-alkaner.
Typiske problemer forårsaget af asphaltenes i råolie er f.eks. tætte flocculations og aflejringer i reservoiret, borehuller og transportrørledninger, hvilket efterfølgende fører til drifts- og produktionskomplikationer og øgede forarbejdningsomkostninger.
Asphaltene sammenlægning og flocculation afbildet i Yen-modellen.
Venligst udlånt af O. Mullins, Schlumberger.
Ultralydsprocessoren UIP16000 er en højtydende homogenisator til råoliebehandling
Løsningen: Ultralydsreduktion af Asphaltene-bundfald
Udfældede og flocculated asphaltene partikler kan afhjælpes pålideligt ved magt ultralydbehandling. High-perfromance ultralydsføring pauser asphaltene afgrunde og flocculates ned til en lille partikel størrelse. Derved adskilles asphalten tilbage i meget små partikler, som ikke tilstopper eller forstyrrer rå forarbejdning. Ultralyds dispergeringsstoffer homogeniserer partiklerne i råolien. Ofte tilsættes en kemisk stabilisator for at opnå langsigtet stabilitet. Det betyder, at ultralydbehandling kan reducere makrostruktureret asphaltene-flocculation, hvilket forhindrer asphaltene-deposition på overflader, pore, der tilsluttes reservoiret, brøndbore-tilslutning og opbygninger i rørledninger.
Slutningen af saltlage oversvømmelser under ultralyd bølger i forskellige steder af mikro-model.
Undersøgelse og ophavsret: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Reduktion af partikelstørrelse af asphaltene
- Nedbrydning af asphaltene-agglomerater
- Hæmning af flocculation
- Viscosity reduktion af rå
Ultralyd installation af 3x UIP1000hdT til forarbejdning af råolie
Forskning viser effektiviteten af ultralyd Asphaltene Reduktion
Dehshibi et al. (2018) undersøgte virkningerne af lavfrekvent, højeffekt ultralyd (30kHz) på asphaltene nedbør / flocculation og deposition under temperaturkontrol. Ultralydbehandling reduceret asphaltene deposition. Ultralydbølger og den genererede akustiske kavitation forårsagede stigende olieproduktion ved olie lagdeling mekanisme. Gennem sonikeringsbehandling var det ikke kun muligt at bryde op asphaltene agglomerater, men endda at vende asphaltene deposition.
Desuden kan anvendelsen af ultralydbehandling forhindre blokering af struber og porer med stor agglomereret asphaltene. Derved blev et trykfald på grund af asphaltene-deposition undgået, og væskestrømmen i porerne og halsen blev forbedret. Ved hjælp af billedanalyse blev det konstateret, at som et resultat af at anvende effekt ultralyd omkring 80% af udfældet asphaltene ikke depositum. "Med andre ord reduceres 80% af asphaltene-depositionen, og derfor reduceres sandsynligheden for blokering af mikrokanaler på grund af brug af ultralyd." (Dehshibi et al., 2018)
Resultaterne af undersøgelsen af Deshibis forskningsgruppe viste, at ultralydsvibrationer og kavitationsvibrationer kan fjerne større asphaltene aggregater fra overflader og flytte dem ind i hovedparten af strømmen. Desuden reducerede ultralydsbehandlingen mængden af aggregeret asphaltene (se figuren nedenfor). Baseret på billedanalysen vil ca. 70% af den udfældede asphaltene ikke blive deponeret på grund af systemets underkastelse til sonikering.
Enden af saltlage (magnesiumchloridopløsning) oversvømmelser under ultralydbølger bestråling: (a) reversibiliteten af asphaltene deposition (b) asphaltene fjernelse.
Undersøgelse og ophavsret: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Højtydende Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics er specialiseret i udvikling, prototyper, fremstilling og distribution af højtydende ultralydsprocessorer til tunge applikationer. På grund af enestående ydeevne, udholdenhed, robusthed og pålidelighed installeres Hielscher ultralydssystemer til petrokemiske applikationer over hele verden. Typiske anvendelser omfatter ultralyd-assisteret oxidativ afsvovling, råolie emulgering, asphaltene deagglomeration, ådselæder spredning, og viskositet reduktion af tunge olier. Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder, som er nødvendige til tunge applikationer. Amplituder på op til 200μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssontroder tilgængelige. Hielschers industrielle systemer håndterer let meget høje viskositeter og kræver kun lav vedligeholdelse.
Kontakt os nu for at få mere information om ultralyd asphaltene reduktion, installationsmuligheder og priser! Vores veluddannede, lang erfarne vil med glæde diskutere dine proceskrav med dig!
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:
| Batch Volumen | Strømningshastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml / min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 til 100 l | 2 til 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 til 100 l / min | UIP16000 |
| na | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg Os!
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydhomogenisatorer til blanding af applikationer, dispersion, emulgering og udvinding på laboratorium, pilot og industriel skala.
Litteratur / Referencer
- 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.
Fakta Værd at vide
Asphaltenes
Asphaltenes består primært af kulstof, brint, nitrogen, ilt og svovl samt spormængder af vanadium og nikkel. C:H-forholdet er ca. 1:1.2, men varierer afhængigt af asphaltene-kilden. Asphaltene defineres som "den tungeste komponent af råolievæsker, der er uopløselig i lette n-alkaner som n-pentan eller n-heptane, men opløselig i aromater som toluen" (Goual 2012)
Asphaltene kan identificeres og klassificeres efter følgende karakteristika:
- Fast: Asphaltene er en solid fase, der homogeniseres i råolien ved reservoirforhold.
- n-Alkane uopløselig: Asphaltene er klassificeret som en opløselighedsklasse, da den har flere strukturer, og derfor er det yderst vanskeligt at give en generaliseret struktur til den. Det er derfor defineret som den højeste molekylvægt komponent i råolie, der er uopløselig i lys n-alkaner såsom n-pentan eller n-heptane og opløselige i aromater såsom toluen eller xylen.
- Meget polær: Asphaltene er en af meget få komponenter i råolie, der er meget polær, i modsætning til råolie som helhed, som betragtes som nonpolar.
- Heteroatomer: Asphaltene er forbundet med heteroatomer, hovedsageligt manifesteret i nitrogen, ilt og svovl.
Hielscher Ultrasonics leverer højtydende ultralyd homogenisatorer fra Lab til Industriel størrelse.