Μειωμένη εναπόθεση ασφάλτου με υπερήχους ισχύος
Η βροχόπτωση ασφάλτου προκαλεί πολυάριθμα προβλήματα στην παραγωγή πετρελαίου μέσω της μείωσης της διαπερατότητας, της αλλαγής της διαβρεξιμότητας των πετρωμάτων του ταμιευτήρα, της απόφραξης του φρεατίου καθώς και της δημιουργίας σημαντικής πτώσης πίεσης γύρω από το πηγάδι παραγωγής. Υπερήχων αποσυσσωμάτωση και διασπορά ασφάλτου αποτρέπει και αποκαθιστά το σχηματισμό κροκίδων ασφάλτου και την εναπόθεσή τους.
Το πρόβλημα: Ασφαλτένια στο αργό πετρέλαιο
Το ασφαλτένιο είναι ένα στερεό παρόν στο αργό πετρέλαιο που θεωρείται ενοχλητικό δεδομένου ότι προκαλεί σοβαρά προβλήματα κατά την παραγωγή και τη μεταφορά αργού από το γεώτρηση. Τα ασφαλτένια είναι μια πολύ περίπλοκη κατηγορία μορίων και εμφανίζονται σε διαφορετικές μοριακές δομές – Ένας παράγοντας που συμβάλλει στο πρόβλημα καθώς διαφορετικές μορφές ασφάλτου προκαλούν προβλήματα με διαφορετικούς βαθμούς σοβαρότητας. Οι πολλές διαφορετικές δομές της ασφάλτου καθιστούν επίσης δύσκολη τη γενίκευσή της σε μια συγκεκριμένη οικογένεια. Ως εκ τούτου, το ασφαλτένιο ταξινομείται γενικά ως κατηγορία διαλυτότητας, καθώς χαρακτηρίζεται ως αδιάλυτο σε n-αλκάνια.
Τυπικά προβλήματα που προκαλούνται από την άσφαλτο στο αργό πετρέλαιο είναι π.χ. πυκνές κροκίσεις και εναποθέσεις στη δεξαμενή, τις γεωτρήσεις και τους αγωγούς μεταφοράς, γεγονός που στη συνέχεια οδηγεί σε λειτουργικές και παραγωγικές επιπλοκές και αυξημένο κόστος επεξεργασίας.
Συσσωμάτωση ασφάλτου και κροκίδωση που απεικονίζεται στο μοντέλο Yen.
Ευγενική παραχώρηση του O. Mullins, Schlumberger.
Ο υπερηχητικός επεξεργαστής UIP16000 είναι ένας ομογενοποιητής υψηλής απόδοσης για την επεξεργασία αργού πετρελαίου
Η λύση: υπερηχητική μείωση των ιζημάτων ασφάλτου
Τα κατακρημνισμένα και κροκιδωτά σωματίδια ασφάλτου μπορούν να αποκατασταθούν αξιόπιστα με υπερήχους ισχύος. Υπερήχους υψηλής απόδοσης σπάει ιζήματα ασφάλτου και κροκιδωτές κάτω σε ένα μικρό μέγεθος σωματιδίων. Με αυτόν τον τρόπο, η άσφαλτος διασπάται πίσω σε πολύ μικρά σωματίδια, τα οποία δεν φράζουν ή παρεμβαίνουν στην ακατέργαστη επεξεργασία. Υπερήχων διασκορπιστές ομογενοποιούν τα σωματίδια στο αργό πετρέλαιο. Συχνά προστίθεται ένας χημικός σταθεροποιητής για να επιτευχθεί μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Αυτό σημαίνει, υπερήχους μπορεί να μειώσει μακρο-δομημένη κροκίδωση ασφαλτένιο, η οποία αποτρέπει την εναπόθεση ασφαλτενίου σε επιφάνειες, σύνδεση πόρων στη δεξαμενή, σύνδεση φρεατίων και συσσωρεύσεις σε αγωγούς.
Τέλος πλημμύρας άλμης κάτω από υπερηχητικά κύματα σε διαφορετικά σημεία μικρο-μοντέλου.
Μελέτη και πνευματικά δικαιώματα: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Μείωση μεγέθους σωματιδίων ασφάλτου
- Διάσπαση συσσωματωμάτων ασφάλτου
- Αναστολή κροκίδωσης
- Μείωση ιξώδους του αργού
Υπερηχητική εγκατάσταση 3x UIP1000hdT για επεξεργασία αργού πετρελαίου
Η έρευνα αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα της υπερηχητικής μείωσης της ασφάλτου
Dehshibi et al. (2018) μελέτησε τις επιδράσεις της χαμηλής συχνότητας, υψηλής ισχύος υπερήχων (30kHz) στην κατακρήμνιση / κροκίδωση ασφάλτου και εναπόθεση υπό έλεγχο θερμοκρασίας. Υπερήχους μειωμένη εναπόθεση ασφάλτου. Τα υπερηχητικά κύματα και η παραγόμενη ακουστική σπηλαίωση προκάλεσαν αύξηση της παραγωγής πετρελαίου από μηχανισμό στρωματοποίησης λαδιού. Μέσω επεξεργασίας με υπερήχους δεν ήταν μόνο δυνατό να διασπαστούν τα συσσωματώματα ασφάλτου, αλλά ακόμη και να αντιστραφεί η εναπόθεση ασφάλτου.
Επιπλέον, η εφαρμογή υπερήχων θα μπορούσε να αποτρέψει την απόφραξη των λαιμών και των πόρων με μεγάλη συσσωματωμένη ασφάλτινη. Έτσι, αποφεύχθηκε η πτώση πίεσης λόγω εναπόθεσης ασφάλτου και βελτιώθηκε η ροή του υγρού στους πόρους και τους λαιμούς. Χρησιμοποιώντας ανάλυση εικόνας, διαπιστώθηκε ότι ως αποτέλεσμα της εφαρμογής υπερήχων ισχύος, περίπου το 80% της κατακρημνισμένης ασφάλτου δεν εναποτέθηκε. "Με άλλα λόγια, το 80% της εναπόθεσης ασφάλτου μειώθηκε και κατά συνέπεια η πιθανότητα απόφραξης των μικροκαναλιών μειώνεται λόγω της χρήσης υπερήχων". (Dehshibi et al., 2018)
Τα ευρήματα της μελέτης της ερευνητικής ομάδας του Deshivi έδειξαν ότι οι κραδασμοί υπερήχων και οι κραδασμοί σπηλαίωσης μπορούν να αφαιρέσουν μεγαλύτερα συσσωματώματα ασφάλτου από επιφάνειες και να τα μετακινήσουν στο μεγαλύτερο μέρος της ροής. Επιπλέον, η υπερηχητική επεξεργασία μείωσε την ποσότητα της συσσωρευμένης ασφάλτου (βλ. Σχήμα παρακάτω). Με βάση την ανάλυση εικόνας, περίπου το 70% της κατακρημνισμένης ασφάλτου δεν θα εναποτεθεί λόγω της υποβολής του συστήματος σε υπερήχους.
Κατάκλυση άλμης (διάλυμα χλωριούχου μαγνησίου) υπό ακτινοβολία υπερήχων: α) αναστρεψιμότητα της απόθεσης ασφάλτου β) αφαίρεση ασφάλτου.
Μελέτη και πνευματικά δικαιώματα: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Υπερήχων υψηλής απόδοσης
Hielscher Υπέρηχοι ειδικεύεται στην ανάπτυξη, πρωτότυπο, κατασκευή και διανομή υψηλής απόδοσης υπερήχων επεξεργαστές για εφαρμογές βαρέως τύπου. Λόγω της εξαιρετικής απόδοσης, αντοχή, στιβαρότητα, και αξιοπιστία, Hielscher υπερήχων συστήματα εγκαθίστανται για πετροχημικές εφαρμογές σε όλο τον κόσμο. Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν υπερήχων υποβοηθούμενη οξειδωτική αποθείωση, γαλακτωματοποίηση αργού πετρελαίου, αποσυσσωμάτωση ασφάλτου, διασπορά καθαριστή, και μείωση του ιξώδους των βαρέων ελαίων. Hielscher Υπέρηχοι’ Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων μπορούν να παραδώσουν πολύ υψηλά πλάτη, τα οποία απαιτούνται για εφαρμογές βαρέως τύπου. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Τα βιομηχανικά συστήματα της Hielscher χειρίζονται εύκολα πολύ υψηλά ιξώδη και απαιτούν μόνο χαμηλή συντήρηση.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα για να λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη μείωση της ασφάλτου υπερήχων, επιλογές εγκατάστασης και τιμές! Οι άρτια εκπαιδευμένοι, έμπειροι μας θα χαρούν να συζητήσουν μαζί σας τις απαιτήσεις της διαδικασίας σας!
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL / λεπτό | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L / λεπτό | UIP4000hdT |
| μ.δ. | 10 έως 100L / λεπτό | UIP16000 |
| μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για την ανάμειξη εφαρμογών, διασπορά, γαλακτωματοποίηση και εκχύλιση σε εργαστήριο, πιλοτική και βιομηχανική κλίμακα.
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
Ασφαλτένια
Τα ασφαλτένια αποτελούνται κυρίως από άνθρακα, υδρογόνο, άζωτο, οξυγόνο και θείο, καθώς και ίχνη βαναδίου και νικελίου. Η αναλογία C:H είναι περίπου 1:1,2, αλλά ποικίλλει ανάλογα με την πηγή ασφαλτίνης. Το ασφαλτένιο ορίζεται ως "το βαρύτερο συστατικό των υγρών πετρελαίου που είναι αδιάλυτο σε ελαφρά n-αλκάνια όπως το n-πεντάνιο ή το n-επτάνιο, αλλά διαλυτό σε αρωματικές ουσίες όπως το τολουόλιο" (Goual 2012)
Το ασφαλτένιο μπορεί να αναγνωριστεί και να ταξινομηθεί με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
- Στερεό: Το ασφαλτένιο είναι μια στερεή φάση που ομογενοποιείται στο αργό πετρέλαιο σε συνθήκες δεξαμενής.
- n-αλκάνιο αδιάλυτο: Το ασφαλτένιο ταξινομείται ως κατηγορία διαλυτότητας δεδομένου ότι έχει διάφορες δομές και επομένως είναι εξαιρετικά δύσκολο να παρασχεθεί μια γενικευμένη δομή γι 'αυτό. Ως εκ τούτου, ορίζεται ως το συστατικό υψηλότερου μοριακού βάρους στο αργό πετρέλαιο που είναι αδιάλυτο σε ελαφρά n-αλκάνια όπως το n-πεντάνιο ή το n-επτάνιο και διαλυτό σε αρωματικές ενώσεις όπως το τολουόλιο ή το ξυλόλιο.
- Εξαιρετικά πολικό: Το ασφαλτένιο είναι ένα από τα πολύ λίγα συστατικά του αργού πετρελαίου που είναι εξαιρετικά πολικό, σε αντίθεση με το αργό πετρέλαιο στο σύνολό του, το οποίο θεωρείται μη πολικό.
- Ετεροάτομα: Το ασφαλτένιο συνδέεται με ετερο-άτομα, που εκδηλώνεται κυρίως σε άζωτο, οξυγόνο και θείο.
Hielscher Υπέρηχοι προμήθειες υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικός μέγεθος.