Vähendatud asfalteeni sadestamine võimsusega ultraheli
Asfalteeni sademed tekitavad naftatootmises arvukalt probleeme, vähendades läbilaskvust, muutes reservuaari kivimite märguvust, kaevude ummistumist ning tekitades tootmiskaevu ümber märkimisväärse rõhulanguse. Ultraheli asfalteeni deagglomeratsioon ja dispersioon takistab ja parandab asfalteeni flokide teket ja nende sadestumist.
Probleem: asfalteenid toornaftas
Asfalteen on toornaftas sisalduv tahke aine, mida peetakse tülikaks, kuna see põhjustab tõsiseid probleeme toornafta tootmisel ja transportimisel puurkaevust. Asfalteenid on väga keeruline molekulide klass ja esinevad erinevates molekulaarstruktuurides – tegur, mis aitab kaasa probleemi tekkimisele, kuna asfalteeni erinevad vormid põhjustavad erineva raskusastmega probleeme. Asfalteeni paljude erinevate struktuuride tõttu on raske seda üldistada konkreetseks perekonnaks. Seetõttu klassifitseeritakse asfalteen üldiselt lahustuvusklassi, kuna seda iseloomustab n-alkaanides lahustumatu.
Tüüpilised probleemid, mida põhjustavad asfalteenid toornaftas, on näiteks tihedad flokulatsioonid ja ladestused reservuaaris, puuraukudes ja transporditorustikes, mis omakorda põhjustab töö- ja tootmiskomplikatsioone ning suurenenud töötlemiskulusid.
Jeeni mudelis kujutatud asfalteeni agregatsioon ja flokulatsioon.
O. Mullinsi, Schlumbergeri viisakalt.
Ultraheli protsessor UIP16000 on suure jõudlusega homogenisaator toornafta töötlemiseks
Lahendus: asfalteeni sademete ultraheli vähendamine
Sadestunud ja flokuleeritud asfalteeniosakesi saab usaldusväärselt parandada võimsuse ultraheli abil. Kõrge perfromantsusega ultraheliuuring purustab asfalteeni sademed ja flokulaadid kuni väikese osakeste suuruseni. Seega dissotsieerub asfalteen tagasi väga väikesteks osakesteks, mis ei ummista ega sega toortöötlust. Ultraheli dispergeerijad homogeniseerivad toornafta osakesi. Sageli lisatakse pikaajalise stabiilsuse saavutamiseks keemiline stabilisaator. See tähendab, et ultraheliuuring võib vähendada makrostruktuurset asfalteeni flokulatsiooni, mis takistab asfalteeni sadestumist pindadel, pooride ühendamist reservuaari, kaevude ühendamist ja torujuhtmete kogunemist.
Soolvee üleujutuse lõpp ultraheli lainete all mikromudeli erinevates kohtades.
Uuring ja autoriõigus: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Asfalteeni osakeste suuruse vähendamine
- Asfalteeni aglomeraatide lagundamine
- Flokulatsiooni pärssimine
- Toornafta viskoossuse vähendamine
3x ultraheli paigaldamine UIP1000hdT toornafta töötlemiseks
Uuringud tõestavad ultraheli asfalteeni vähendamise tõhusust
(2018) uuris madala sagedusega, suure võimsusega ultraheli (30 kHz) mõju asfalteeni sademetele / flokulatsioonile ja sadestumisele temperatuuri reguleerimise all. Ultraheli vähendas asfalteeni sadestumist. Ultraheli lained ja genereeritud akustiline kavitatsioon põhjustasid õlikihi mehhanismi abil naftatootmise suurenemist. Ultrahelitöötluse abil ei olnud võimalik mitte ainult lagundada asfalteeni aglomeraate, vaid isegi asfalteeni sadestumist tagasi pöörata.
Veelgi enam, ultraheli rakendamine võib takistada kõri ja pooride ummistumist suure aglomeeritud asfalteeniga. Sellega välditi asfalteeni sadestumisest tingitud rõhulangust ning paranes vedeliku vool poorides ja kurgus. Pildianalüüsi abil leiti, et võimsuse ultraheli rakendamise tulemusena ei ladestunud umbes 80% sadestunud asfalteenist. "Teisisõnu, 80% asfalteeni sadestumisest vähenes ja sellest tulenevalt väheneb mikrokanalite ummistumise tõenäosus ultraheli kasutamise tõttu." (Dehshibi et al., 2018)
Deshibi uurimisrühma uuringu tulemused näitasid, et ultraheli vibratsioon ja kavitatsioonivibratsioon võivad eemaldada pindadelt suuremad asfalteeni agregaadid ja viia need suuremasse voolu. Lisaks vähendas ultraheli töötlemine agregeeritud asfalteeni kogust (vt joonist allpool). Kujutise analüüsi põhjal ei ladestu umbes 70% sadestunud asfalteenist süsteemi allutamise tõttu ultrahelitöötlusele.
Soolvee (magneesiumkloriidi lahus) lõpp ultraheli lainete kiiritamisel: a) asfalteeni sadestumise pöörduvus b) asfalteeni eemaldamine.
Uuring ja autoriõigus: DEshibi jt 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Suure jõudlusega ultrasonikaatorid
Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure jõudlusega ultraheli protsessorite arendamisele, prototüüpimisele, tootmisele ja levitamisele raskeveokite rakenduste jaoks. Tänu erakordsele jõudlusele, vastupidavusele, töökindlusele ja usaldusväärsusele on Hielscheri ultraheli süsteemid paigaldatud nafta-keemilistele rakendustele kogu maailmas. Tüüpilised rakendused hõlmavad ultraheli abil oksüdatiivset desulfureerimist, toornafta emulgeerimist, asfalteeni deagglomeratsiooni, puhastaja dispersiooni ja raskete õlide viskoossuse vähendamist. Hielscheri ultraheli’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi, mis on vajalikud raskeveokite rakenduste jaoks. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri tööstussüsteemid saavad kergesti hakkama väga kõrge viskoossusega ja vajavad ainult madalat hooldust.
Võtke meiega kohe ühendust, et saada lisateavet ultraheli asfalteeni vähendamise, paigaldusvõimaluste ja hindade kohta! Meie hästi koolitatud ja pikaajaliste kogemustega inimesed arutavad hea meelega teiega teie protsessinõudeid!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
Asfalteenid
Asfalteenid koosnevad peamiselt süsinikust, vesinikust, lämmastikust, hapnikust ja väävlist, samuti vanadiini ja nikli jälgedest. C:H suhe on ligikaudu 1:1,2, kuid varieerub sõltuvalt asfalteeniallikast. Asfalteeni määratletakse kui "naftavedelike kõige raskemat komponenti, mis ei lahustu kergetes n-alkaanides nagu n-pentaan või n-heptaan, kuid lahustub aromaatsetes ainetes nagu tolueen" (Goual 2012)
Asfalteeni saab identifitseerida ja klassifitseerida järgmiste omaduste järgi:
- Tahke: Asfalteen on tahke faas, mis homogeniseeritakse toornaftas reservuaari tingimustes.
- n-alkaan lahustumatu: Asfalteen klassifitseeritakse lahustuvusklassi, kuna sellel on mitu struktuuri ja seega on selle jaoks äärmiselt raske pakkuda üldist struktuuri. Seetõttu määratletakse seda kui toornafta suurimat molekulmassiga komponenti, mis ei lahustu kergetes n-alkaanides nagu n-pentaan või n-heptaan ja lahustub aromaatsetes ainetes nagu tolueen või ksüleen.
- Väga polaarne: Asfalteen on üks väga vähestest toornafta komponentidest, mis on väga polaarne, erinevalt toornaftast tervikuna, mida peetakse mittepolaarseks.
- Heteroaatomid: Asfalteen on seotud heteroaatomitega, mis avalduvad peamiselt lämmastikus, hapnikus ja väävlis.
