Samazināta asfaltēna nogulsnēšanās ar jaudas ultraskaņu

Asfaltēna nokrišņi rada daudzas problēmas naftas ražošanā, samazinot caurlaidību, mainot rezervuāra iežu mitrināmību, urbumu aizsprostojumu, kā arī radot ievērojamu spiediena kritumu ap ieguves urbumu. Ultraskaņas asfaltēna deagglomerācija un dispersija novērš un novērš asfaltēna loku veidošanos un to nogulsnēšanos.

Problēma: asfaltēni jēlnaftā

Asfaltēns ir cieta viela jēlnaftā, kas tiek uzskatīta par apgrūtinošu, jo tā rada nopietnas problēmas jēlnaftas ražošanas un transportēšanas laikā no urbšanas urbuma. Asfaltēni ir ļoti sarežģīta molekulu klase un sastopami dažādās molekulārās struktūrās – faktors, kas veicina problēmu, jo dažādas asfaltēna formas rada problēmas ar atšķirīgu smaguma pakāpi. Asfaltēna daudzās dažādās struktūras arī apgrūtina tā vispārināšanu konkrētā ģimenē. Tāpēc asfaltēnu parasti klasificē kā šķīdības klasi, jo to raksturo kā nešķīstošu n-alkāni.
Tipiskas problēmas, ko izraisa asfaltēni jēlnaftā, ir, piemēram, blīvas flokulācijas un nogulsnes rezervuārā, urbumos un transportēšanas cauruļvados, kas vēlāk izraisa ekspluatācijas un ražošanas sarežģījumus un palielina pārstrādes izmaksas.

Asfaltēna agregācija un flokulācija, kas attēlota jenas modelī.
Pieklājīgi no O. Mullins, Schlumberger.

Risinājums: asfaltēna nogulšņu ultraskaņas reducēšana

Nogulsnētas un flokulētas asfaltēna daļiņas var droši novērst, izmantojot jaudas ultrasonikāciju. Augstas perfromances ultrasonication pārtrauc asfaltēna nogulsnes un flokulē līdz nelielam daļiņu izmēram. Tādējādi asfaltēns tiek sadalīts atpakaļ ļoti mazās daļiņās, kas neaizsprosto un netraucē neapstrādātu apstrādi. Ultraskaņas disperģētāji homogenizē jēlnaftas daļiņas. Bieži vien tiek pievienots ķīmiskais stabilizators, lai iegūtu ilgtermiņa stabilitāti. Tas nozīmē, ka ultrasonication var samazināt makro strukturētu asfaltēna flokulāciju, kas novērš asfaltēna nogulsnēšanos uz virsmām, poru aizbāzni rezervuārā, urbuma pieslēgšanu un uzkrāšanos cauruļvados.

Sālījuma plūdu beigas zem ultraskaņas viļņiem dažādos mikro modeļa plankumos.
Studijas un autortiesības: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Pētījumi pierāda ultraskaņas asfaltēna samazināšanas efektivitāti

(2018) pētīja zemas frekvences, lieljaudas ultrasonikācijas (30kHz) ietekmi uz asfaltēna nokrišņiem / flokulāciju un nogulsnēšanos temperatūras kontrolē. Ultrasonication samazināja asfaltēna nogulsnēšanos. Ultraskaņas viļņi un radītā akustiskā kavitācija izraisīja pieaugošu eļļas ražošanu ar eļļas slāņošanas mehānismu. Izmantojot ultraskaņas apstrādi, bija iespējams ne tikai sadalīt asfaltēna aglomerātus, bet pat mainīt asfaltēna nogulsnēšanos.
Turklāt ultrasonication pielietošana varētu novērst rīkles un poru bloķēšanu ar lielu aglomerētu asfaltēnu. Tādējādi tika novērsts spiediena kritums asfaltēna nogulsnēšanās dēļ un uzlabota šķidruma plūsma porās un rīklē. Izmantojot attēlu analīzi, tika konstatēts, ka jaudas ultraskaņas pielietošanas rezultātā aptuveni 80% nogulsnēto asfaltēna nav nogulsnējušies. "Citiem vārdiem sakot, 80% asfaltēna nogulsnēšanās samazinājās, un līdz ar to mikrokanālu bloķēšanas varbūtība samazinās, izmantojot ultraskaņu." (Dehshibi et al., 2018)
Deshibi pētniecības grupas pētījuma rezultāti parādīja, ka ultraskaņas vibrācija un kavitācijas vibrācija var noņemt lielākus asfaltēna agregātus no virsmām un pārvietot tos lielākajā daļā plūsmas. Turklāt ultraskaņas apstrāde samazināja agregētā asfaltēna daudzumu (skatīt attēlu zemāk). Pamatojoties uz attēla analīzi, aptuveni 70% nogulsnēto asfaltēna netiks nogulsnēti, jo sistēma ir pakļauta ultraskaņas apstrādei.

Sālījuma (magnija hlorīda šķīduma) applūšanas beigas ultraskaņas viļņu apstarošanas laikā: a) asfaltēna nosēdumu atgriezeniskums b) asfaltēna noņemšana.
Studijas un autortiesības: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Augstas veiktspējas ultrasonikatori

Hielscher Ultrasonics ir specializējies augstas veiktspējas ultraskaņas procesoru izstrādē, prototipu izstrādē, ražošanā un izplatīšanā lieljaudas lietojumiem. Pateicoties izcilai veiktspējai, izturībai, izturībai un uzticamībai, Hielscher ultraskaņas sistēmas tiek uzstādītas naftas ķīmijas lietojumiem visā pasaulē. Tipiski pielietojumi ietver ultrasoniski atbalstītu oksidatīvo desulfurizāciju, jēlnaftas emulgāciju, asfaltēna deagglomerāciju, scavenger dispersiju un smago eļļu viskozitātes samazināšanu. Hielscher Ultrasonics’ Rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstas amplitūdas, kas nepieciešamas lieljaudas lietojumiem. Amplitūdas līdz 200 μm var viegli nepārtraukti darbināt 24/7 darbībā. Vēl augstākām amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodes. Hielscher rūpnieciskās sistēmas viegli apstrādā ļoti augstu viskozitāti un prasa tikai zemu apkopi.
Sazinieties ar mums tagad, lai iegūtu vairāk informācijas par ultraskaņas asfaltēna samazināšanu, uzstādīšanas iespējām un cenām! Mūsu labi apmācītie, ilggadējie pieredzējušie ar prieku apspriedīs ar jums jūsu procesa prasības!
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: