Smanjeno taloženje asfaltena uz Power Ultrasonics
Taloženje asfaltena inicira brojne probleme u proizvodnji nafte kroz smanjenje propusnosti, promjenu močivosti ležišne stijene, začepljenje bušotine kao i stvaranje značajnog pada tlaka oko proizvodne bušotine. Ultrazvučna deaglomeracija i disperzija asfaltena sprječava i sanira stvaranje asfaltenskih pahuljica i njihovo taloženje.
Problem: Asfalteni u sirovoj nafti
Asfalten je krutina prisutna u sirovoj nafti koja se smatra problematičnom jer uzrokuje ozbiljne probleme tijekom proizvodnje i transporta sirove nafte iz bušotine. Asfalteni su vrlo složena klasa molekula i pojavljuju se u različitim molekularnim strukturama – 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.
Tipični problemi uzrokovani asfaltenima u sirovoj nafti su npr. guste flokulacije i naslage u ležištu, bušotinama i transportnim cjevovodima, što posljedično dovodi do operativnih i proizvodnih komplikacija i povećanja troškova prerade.
Agregacija i flokulacija asfaltena prikazana u Yen modelu.
Ultrazvučni procesor UIP16000 je visokoučinkoviti homogenizator za obradu sirove nafte
Rješenje: ultrazvučna redukcija taloga asfaltena
Istaložene i flokulirane čestice asfaltena mogu se pouzdano sanirati pomoću ultrazvučne obrade. Visokoučinkovita ultrazvučna obrada razbija preciptate asfaltena i flokulira do male veličine čestica. Time se asfalten ponovno disocira u vrlo male čestice koje ne začepljuju niti ometaju preradu sirove nafte. Ultrazvučni raspršivači homogeniziraju čestice u sirovoj nafti. Često se dodaje kemijski stabilizator kako bi se postigla dugoročna stabilnost. To znači da ultrazvučna obrada može smanjiti flokulaciju makrostrukturiranog asfaltena, što sprječava taloženje asfaltena na površinama, začepljenje pora u ležištu, začepljenje bušotine i nakupljanje u cjevovodima.
Završetak zalijevanja slanom vodom pod ultrazvučnim valovima na različitim mjestima mikromodela.
- Smanjenje veličine čestica asfaltena
- Razbijanje asfaltenskih aglomerata
- Inhibicija flokulacije
- Smanjenje viskoznosti sirove nafte
Ultrazvučna ugradnja 3x UIP1000hdT za preradu sirove nafte
Istraživanje dokazuje učinkovitost ultrazvučne redukcije asfaltena
Dehshibi i sur. (2018) proučavali su učinke ultrazvučne obrade niske frekvencije velike snage (30 kHz) na taloženje? flokulaciju i taloženje asfaltena pod kontrolom temperature. Ultrazvučna obrada smanjila je taloženje asfaltena. Ultrazvučni valovi i generirana akustična kavitacija uzrokovali su povećanje proizvodnje ulja mehanizmom naslojavanja ulja. Tretmanom ultrazvukom nije bilo moguće samo razbiti aglomerate asfaltena, već čak i preokrenuti taloženje asfaltena.
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.
Završetak plavljenja salamure (otopina magnezijevog klorida) pod zračenjem ultrazvučnim valovima: (a) reverzibilnost taloženja asfaltena (b) uklanjanje asfaltena.
Ultrazvučni uređaji visokih performansi
Hielscher Ultrasonics specijaliziran je za razvoj, izradu prototipa, proizvodnju i distribuciju ultrazvučnih procesora visokih performansi za teške primjene. Zbog iznimnih performansi, izdržljivosti, robusnosti i pouzdanosti, Hielscher ultrazvučni sustavi instalirani su za petrokemijske primjene diljem svijeta. Tipične primjene uključuju ultrazvučno potpomognutu oksidativnu desumporizaciju, emulzifikaciju sirove nafte, deaglomeraciju asfaltena, disperziju čistača i smanjenje viskoznosti teških ulja. Hielscher Ultrasonics’ 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.
Kontaktirajte nas sada kako biste dobili više informacija o ultrazvučnoj redukciji asfaltena, mogućnostima ugradnje i cijenama! Naši dobro obučeni, s dugogodišnjim iskustvom rado će s vama razgovarati o vašim zahtjevima procesa!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas!? Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura? Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Asfalteni
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)
Asfalten se može identificirati i klasificirati prema sljedećim karakteristikama:
- Krutina: Asfalten je čvrsta faza koja se homogenizira u sirovoj nafti u uvjetima ležišta.
- Netopljiv u n-alkanu: Asfalten je klasificiran kao klasa topljivosti budući da ima nekoliko struktura, pa je stoga iznimno teško dati opću strukturu za njega. Stoga se definira kao komponenta najveće molekularne težine u sirovoj nafti koja je netopljiva u lakim n-alkanima kao što su n-pentan ili n-heptan i topiva u aromatima kao što su toluen ili ksilen.
- Visoko polaran: Asfalten je jedna od rijetkih komponenti sirove nafte koja je visoko polarna, za razliku od sirove nafte u cjelini, koja se smatra nepolarnom.
- Heteroatomi: Asfalten je povezan s heteroatomima, koji se uglavnom očituju u dušiku, kisiku i sumporu.
Hielscher Ultrasonics isporučuje visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore iz laboratorija do industrijski veličina.