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 – čimbenik koji pridonosi problemu budući da različiti oblici asfaltena uzrokuju probleme s različitim stupnjevima ozbiljnosti. Mnogo različitih struktura asfaltena također otežava njegovu generalizaciju u određenu obitelj. Prema tome, asfalten se općenito klasificira kao klasa topljivosti, budući da je karakteriziran kao netopljiv u n-alkanima.
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.

Aglomerirani i flokulirani asfalteni mogu se sanirati ultrazvučnom deaglomeracijom i smanjenjem veličine čestica

Agregacija i flokulacija asfaltena prikazana u Yen modelu.
Ljubaznošću O. Mullins, Schlumberger.

Ultrasonicator za deaglomeraciju asfaltena i smanjenje flokulanata

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.

Ultrazvučna deaglomeracija smanjuje veličinu čestica asfaltena i sprječava taloženje.

Završetak zalijevanja slanom vodom pod ultrazvučnim valovima na različitim mjestima mikromodela.
Studija i autorska prava: Deshibi i sur.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Prednosti ultrazvučnog smanjenja veličine asfaltena

Smanjenje veličine čestica asfaltena
Razbijanje asfaltenskih aglomerata
Inhibicija flokulacije
Smanjenje viskoznosti sirove nafte

Ultrazvučni visokoučinkoviti raspršivači deaglomeriraju asfaltne flokulante i sprječavaju taloženje.

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.
Štoviše, primjena ultrazvuka mogla bi spriječiti začepljenje grla i pora velikim aglomeriranim asfaltenom. Time je izbjegnut pad tlaka zbog taloženja asfaltena i poboljšan protok tekućine u porama i grlima. Analizom slike utvrđeno je da se kao rezultat primjene snažnog ultrazvuka oko 80% istaloženog asfaltena nije taložilo. “Drugim riječima, 80% taloženja asfaltena smanjeno je i posljedično smanjena vjerojatnost začepljenja mikro kanala zbog korištenja ultrazvuka.” (Dehshibi i sur., 2018.)
Nalazi studije Deshibijeve istraživačke grupe pokazali su da ultrazvučne vibracije i kavitacijske vibracije mogu ukloniti veće agregate asfaltena s površina i premjestiti ih u glavninu toka. Nadalje, ultrazvučna obrada smanjila je količinu agregiranog asfaltena (vidi sliku u nastavku). Na temelju analize slike, oko 70% taloženog asfaltena neće biti taloženo zbog podvrgavanja sustava sonikaciji.

Ultrasonication se uspješno primjenjuje za smanjenje asfaltnih agregata i flokulata kako bi se spriječilo njihovo taloženje.

Završetak plavljenja salamure (otopina magnezijevog klorida) pod zračenjem ultrazvučnim valovima: (a) reverzibilnost taloženja asfaltena (b) uklanjanje asfaltena.
Studija i autorska prava: Deshibi i sur. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

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’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude, koje su potrebne za teške primjene. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Hielscherovi industrijski sustavi lako podnose vrlo visoke viskoznosti i zahtijevaju samo malo održavanja.
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!

Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratorijskoj, stolnoj, pilotskoj i industrijskoj obradi.

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.

Povezane teme

Činjenice koje vrijedi znati

Asfalteni

Asfalteni se prvenstveno sastoje od ugljika, vodika, dušika, kisika i sumpora, kao i tragova vanadija i nikla. Omjer C:H je približno 1:1,2, ali varira ovisno o izvoru asfaltena. Asfalten se definira kao "najteža komponenta naftnih tekućina koja je netopljiva u lakim n-alkanima kao što su n-pentan ili n-heptan, ali je topiva u aromatima kao što je toluen" (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.

Ultrazvuk visokih performansi! Hielscherov asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrazvučnog uređaja preko stolnih jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics isporučuje visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore iz laboratorija do industrijski veličina.