Vähentynyt asfalteenin laskeuma Power Ultrasonicsilla
Asfalteenin saostus aiheuttaa lukuisia ongelmia öljyntuotannossa vähentämällä vedenläpäisevyyttä, muuttamalla säiliökiven kostuvuutta, porausreiän tukkeutumista sekä aiheuttamalla merkittävän painehäviön tuotantokaivon ympärille. Ultraääniasfalteenin deagglomeraatio ja dispersio estävät ja korjaavat asfalteeniflokien muodostumista ja niiden laskeutumista.
Ongelma: raakaöljyn asfalteenit
Asfalteeni on raakaöljyssä oleva kiinteä aine, jota pidetään hankalana, koska se aiheuttaa vakavia ongelmia raakaöljyn tuotannossa ja kuljetuksessa porauskaivosta. Asfalteenit ovat hyvin monimutkainen molekyyliluokka ja esiintyvät erilaisissa molekyylirakenteissa – a factor which contributes to the problem as different forms of asphaltene cause problems with different degrees of severity. Asphaltene’s many different structures also makes it hard to generalize it into a specific family. Therefore, asphaltene is generally classified as a solubility class, since it is characterized as being insoluble in n-alkanes.
Tyypillisiä raakaöljyn asfalteenien aiheuttamia ongelmia ovat mm. tiheät flokkulaatiot ja kerrostumat altaassa, porausrei'issä ja kuljetusputkistoissa, mikä puolestaan johtaa käyttö- ja tuotantovaikeuksiin sekä kohonneisiin käsittelykustannuksiin.

Ultraääniprosessori UIP16000 on korkean suorituskyvyn homogenisaattori raakaöljyn käsittelyyn
Ratkaisu: Asfalteenisaostumien ultraäänipelkistys
Saostuneet ja flokkuloidut asfalteenihiukkaset voidaan korjata luotettavasti tehon ultraäänellä. Korkean perfromanssin ultrasonication hajottaa asfalteenin saostumat ja flokkuloituu pieneen hiukkaskokoon. Siten asfalteeni hajoaa takaisin hyvin pieniksi hiukkasiksi, jotka eivät tuki tai häiritse raakaa käsittelyä. Ultraäänidispergointilaitteet homogenoivat raakaöljyn hiukkaset. Usein lisätään kemiallista stabilointiainetta pitkäaikaisen stabiilisuuden saavuttamiseksi. Tämä tarkoittaa, että ultrasonication voi vähentää makrorakenteista asfalteenin flokkulaatiota, mikä estää asfalteenin kerrostumisen pinnoille, huokosten tukkeutumisen säiliöön, kaivojen tukkeutumisen ja kertymisen putkistoihin.

Suolaveden tulvien loppu ultraääniaaltojen alla mikromallin eri kohdissa.
Opiskelu ja tekijänoikeudet: Deshibi et ai.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Asfalteenin hiukkaskoon pienentäminen
- Asfalteeniagglomeraattien hajoaminen
- Flokkulaation esto
- Raakaöljyn viskositeetin vähentäminen

Ultraääniasennus 3x UIP1000hdT raakaöljyn jalostukseen
Tutkimus osoittaa ultraääniasfalteenin vähentämisen tehokkuuden
(2018) tutki matalataajuisen, suuritehoisen ultrasonicationin (30 kHz) vaikutuksia asfalteenin saostumiseen? flokkulaatioon ja laskeutumiseen lämpötilan valvonnassa. Ultrasonication vähensi asfalteenin kerrostumista. Ultraääniaallot ja syntynyt akustinen kavitaatio aiheuttivat öljyntuotannon lisääntymisen öljyn kerrostusmekanismilla. Sonikaatiokäsittelyn avulla ei ollut vain mahdollista hajottaa asfalteeniagglomeraatteja, vaan jopa kääntää asfalteenin kerrostuminen.
Moreover, the application of ultrasonication could prevent the blockage of throats and pores with large agglomerated asphaltene. Thereby, a pressure drop due to asphaltene deposition was avoided and the fluid flow in the pores and throats was improved. Using image analysis it was found that as a result of applying power ultrasound about 80% of precipitated asphaltene did not deposit. “In other words, 80% of asphaltene deposition reduced and consequently probability of blockage of micro channels reduces due to using ultrasonic.” (Dehshibi et al., 2018)
The findings of the study of Deshibi’s research group demonstrated that ultrasonic vibration and cavitation vibration can remove larger asphaltene aggregates from surfaces and move them into the bulk of flow. Furthermore, the ultrasonic processing reduced the amount of aggregated asphaltene (see figure below). Based on the image analysis, about 70% of asphaltene precipitated will not be deposited due to the subjection of the system to sonication.

Suolaveden (magnesiumkloridiliuoksen) tulvan päättyminen ultraääniaaltojen säteilytyksessä: a) asfalteenin laskeuman palautuvuus b) asfalteenin poisto.
Opiskelu ja tekijänoikeudet: DEshibi ym. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet
Hielscher Ultrasonics on erikoistunut korkean suorituskyvyn ultraääniprosessorien kehittämiseen, prototyyppien valmistukseen, valmistukseen ja jakeluun raskaisiin sovelluksiin. Poikkeuksellisen suorituskyvyn, kestävyyden, kestävyyden ja luotettavuuden vuoksi Hielscherin ultraäänijärjestelmät asennetaan petrokemiallisiin sovelluksiin maailmanlaajuisesti. Tyypillisiä sovelluksia ovat ultraäänellä avustettu oksidatiivinen rikinpoisto, raakaöljyn emulgointi, asfalteeninpoisto, puhdistusdispersio ja raskasöljyjen viskositeetin vähentäminen. Hielscherin ultraääni’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes, which are required for heavy duty applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. Hielscher’s industrial systems easily handle very high viscosities and require low maintenance only.
Ota yhteyttä nyt saadaksesi lisätietoja ultraääniasfalteenin vähentämisestä, asennusvaihtoehdoista ja hinnoista! Hyvin koulutettu, pitkäaikainen kokemuksemme keskustelee mielellään prosessivaatimuksistasi kanssasi!
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
---|---|---|
1 - 500 ml | 10 - 200 ml? min | UP100H |
10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 - 10L? min | UIP4000hdT |
n.a. | 10-100L? min | UIP16000 |
n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä!? Kysy meiltä!
Kirjallisuus? Viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Asfalteenit
Asphaltenes consist primarily of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, and sulfur, as well as trace amounts of vanadium and nickel. The C:H ratio is approximately 1:1.2, but varies depending on the asphaltene source. Asphaltene is defined as “the heaviest component of petroleum fluids that is insoluble in light n-alkanes such as n-pentane or n-heptane, but soluble in aromatics such as toluene” (Goual 2012)
Asfalteeni voidaan tunnistaa ja luokitella seuraavien ominaisuuksien perusteella:
- Kiinteä: Asfalteeni on kiinteä faasi, joka homogenoidaan raakaöljyssä säiliöolosuhteissa.
- n-alkaani liukenematon: Asfalteeni luokitellaan liukoisuusluokaksi, koska sillä on useita rakenteita, ja siksi sille on erittäin vaikea tarjota yleistä rakennetta. Siksi se määritellään raakaöljyn suurimmaksi molekyylipainokomponentiksi, joka ei liukene kevyisiin n-alkaaneihin, kuten n-pentaaniin tai n-heptaaniin, ja liukenee aromaattisiin aineisiin, kuten tolueeniin tai ksyleeniin.
- Erittäin polaarinen: Asfalteeni on yksi harvoista raakaöljyn komponenteista, joka on erittäin polaarinen, toisin kuin raakaöljy kokonaisuudessaan, jota pidetään ei-polaarisena.
- Heteroatomit: Asfalteeni liittyy heteroatomeihin, jotka ilmenevät pääasiassa typessä, hapessa ja rikissä.

Hielscher Ultrasonics toimittaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta teollinen koko.