पावर अल्ट्रासोनिक्स से एस्फाल्टीन का कम निक्षेपण

एस्फाल्टीन का अवक्षेपण पारगम्यता घटाकर, भंडार की चट्टान की भिगोने की क्षमता बदलकर, कूप छिद्र को अवरुद्ध करके तथा उत्पादन कूप के आसपास दाब में उल्लेखनीय गिरावट उत्पन्न करके तेल उत्पादन में अनेक समस्याएँ पैदा करता है। अल्ट्रासोनिक एस्फाल्टीन विगुच्छन और परिक्षेपण एस्फाल्टीन के फ्लॉक बनने और उनके निक्षेपण को रोकते हैं तथा पहले से बने फ्लॉक और निक्षेपों का निवारण करते हैं।

समस्या: कच्चे तेल में एस्फाल्टीन

एस्फाल्टीन कच्चे तेल में मौजूद एक ठोस पदार्थ है, जिसे समस्याजनक माना जाता है क्योंकि यह ड्रिलिंग कूप से कच्चे तेल के उत्पादन और परिवहन के दौरान गंभीर समस्याएँ पैदा करता है। एस्फाल्टीन अणुओं का एक अत्यंत जटिल वर्ग है और विभिन्न आणविक संरचनाओं में पाया जाता है – यह कारक समस्या को बढ़ाता है क्योंकि एस्फाल्टीन के विभिन्न रूप अलग-अलग गंभीरता की समस्याएँ पैदा करते हैं। एस्फाल्टीन की अनेक अलग-अलग संरचनाओं के कारण इसे किसी विशिष्ट परिवार में सामान्यीकृत करना भी कठिन होता है। इसलिए एस्फाल्टीन को सामान्यतः विलेयता के आधार पर एक वर्ग के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, क्योंकि इसकी विशेषता n-ऐल्केन में अविलेय होना है।
कच्चे तेल में एस्फाल्टीन से होने वाली सामान्य समस्याओं में, उदाहरण के लिए, भंडार, बोरहोल और परिवहन पाइपलाइनों में घने फ्लॉक और निक्षेप बनना शामिल है, जिनसे आगे चलकर संचालन और उत्पादन संबंधी जटिलताएँ पैदा होती हैं और प्रसंस्करण लागत बढ़ती है।

Yen मॉडल में दर्शाया गया एस्फाल्टीन का समुच्चयन और ऊर्णन।
O. Mullins, Schlumberger के सौजन्य से।

समाधान: अल्ट्रासोनिक विधि से एस्फाल्टीन अवक्षेपों में कमी

पावर अल्ट्रासोनिकेशन से अवक्षेपित और ऊर्णित एस्फाल्टीन कणों का विश्वसनीय रूप से निवारण किया जा सकता है। उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेशन एस्फाल्टीन अवक्षेपों और फ्लॉक को तोड़कर छोटे कणों में बदल देता है। इस प्रकार एस्फाल्टीन फिर से बहुत छोटे कणों में अलग हो जाता है, जो अवरोध पैदा नहीं करते और न ही कच्चे तेल के प्रसंस्करण में बाधा डालते हैं। अल्ट्रासोनिक परिक्षेपक कच्चे तेल में कणों को समरूप रूप से वितरित करते हैं। दीर्घकालिक स्थिरता प्राप्त करने के लिए अक्सर एक रासायनिक स्थिरक मिलाया जाता है। इसका अर्थ है कि अल्ट्रासोनिकेशन बड़ी संरचनाओं वाले एस्फाल्टीन के ऊर्णन को कम कर सकता है, जिससे सतहों पर एस्फाल्टीन का निक्षेपण, भंडार के छिद्रों का बंद होना, कूप छिद्र का बंद होना और पाइपलाइनों में जमाव रोका जाता है।

सूक्ष्म मॉडल के विभिन्न स्थानों पर अल्ट्रासोनिक तरंगों के प्रभाव में लवणीय जल प्रवाहन का अंतिम चरण।
अध्ययन और कॉपीराइट: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

अनुसंधान एस्फाल्टीन को कम करने में अल्ट्रासोनिक विधि की प्रभावशीलता सिद्ध करता है

Dehshibi et al. (2018) ने तापमान नियंत्रण के अंतर्गत एस्फाल्टीन के अवक्षेपण / ऊर्णन और निक्षेपण पर निम्न-आवृत्ति, उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिकेशन (30kHz) के प्रभावों का अध्ययन किया। अल्ट्रासोनिकेशन ने एस्फाल्टीन का निक्षेपण कम किया। अल्ट्रासोनिक तरंगों और उत्पन्न ध्वनिक कैविटेशन ने तेल की परतें बनने की क्रियाविधि के माध्यम से तेल उत्पादन बढ़ाया। सोनिकेशन उपचार से न केवल एस्फाल्टीन के गुच्छों को तोड़ना संभव हुआ, बल्कि एस्फाल्टीन के निक्षेपण को उलटना भी संभव हुआ।
इसके अलावा, अल्ट्रासोनिकेशन के उपयोग से बड़े गुच्छों के रूप में मौजूद एस्फाल्टीन द्वारा संकरे छिद्र-मार्गों और छिद्रों का अवरोध रोका जा सका। इससे एस्फाल्टीन निक्षेपण के कारण होने वाली दाब में गिरावट टाली गई और छिद्रों तथा संकरे छिद्र-मार्गों में द्रव का प्रवाह बेहतर हुआ। छवि विश्लेषण से पाया गया कि पावर अल्ट्रासाउंड के उपयोग के परिणामस्वरूप लगभग 80% अवक्षेपित एस्फाल्टीन निक्षेपित नहीं हुआ। “दूसरे शब्दों में, एस्फाल्टीन के निक्षेपण में 80% की कमी आई और फलस्वरूप अल्ट्रासोनिक विधि के उपयोग से सूक्ष्म चैनलों के अवरुद्ध होने की संभावना कम होती है।” (Dehshibi et al., 2018)
Deshibi के अनुसंधान समूह के अध्ययन के निष्कर्षों ने दिखाया कि अल्ट्रासोनिक कंपन और कैविटेशन कंपन सतहों से एस्फाल्टीन के बड़े समुच्चयों को हटा सकते हैं और उन्हें प्रवाह के मुख्य भाग में पहुँचा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण ने समुच्चयित एस्फाल्टीन की मात्रा कम की (नीचे दिया गया चित्र देखें)। छवि विश्लेषण के आधार पर, तंत्र को सोनिकेशन के अधीन करने से अवक्षेपित एस्फाल्टीन का लगभग 70% निक्षेपित नहीं होगा।

अल्ट्रासाउंड तरंगों के विकिरण के अंतर्गत लवणीय जल (मैग्नीशियम क्लोराइड विलयन) प्रवाहन का अंतिम चरण: (a) एस्फाल्टीन निक्षेपण की उत्क्रमणीयता (b) एस्फाल्टीन को हटाना।
अध्ययन और कॉपीराइट: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर

Hielscher Ultrasonics कठिन कार्य परिस्थितियों वाले अनुप्रयोगों के लिए उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों के विकास, प्रोटोटाइप निर्माण, विनिर्माण और वितरण में विशेषज्ञ है। असाधारण प्रदर्शन, सहनशीलता, मजबूती और विश्वसनीयता के कारण Hielscher के अल्ट्रासोनिक तंत्र दुनिया भर में पेट्रोकेमिकल अनुप्रयोगों के लिए स्थापित किए गए हैं। सामान्य अनुप्रयोगों में अल्ट्रासोनिक सहायता से ऑक्सीकरण द्वारा गंधक निष्कासन, कच्चे तेल का पायसीकरण, एस्फाल्टीन विगुच्छन, अपमार्जक का परिक्षेपण और भारी तेलों की श्यानता में कमी शामिल हैं। Hielscher Ultrasonics के औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं, जो कठिन कार्य परिस्थितियों वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक होते हैं। 200µm तक के आयामों पर 24/7 संचालन में आसानी से लगातार काम किया जा सकता है। इससे भी उच्च आयामों के लिए अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। Hielscher के औद्योगिक तंत्र बहुत अधिक श्यानता वाले पदार्थों को आसानी से संभालते हैं और उन्हें केवल कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
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