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 – 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.
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.

Ultraskaņas procesors UIP16000 ir augstas efektivitātes homogenizators jēlnaftas apstrādei
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)
- Asfaltēna daļiņu izmēra samazināšana
- Asfaltēna aglomerātu sadalīšana
- Flokkulācijas inhibīcija
- Jēlnaftas viskozitātes samazināšana

Ultraskaņas uzstādīšana 3x UIP1000hdT jēlnaftas pārstrādei
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.
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.

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’ 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.
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:
Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
---|---|---|
1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums!? Jautājiet mums!
Literatūra? Atsauces
- 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.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Asfaltēni
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)
Asfaltēnu var identificēt un klasificēt pēc šādām īpašībām:
- Ciets: Asfaltēns ir cieta fāze, kas tiek homogenizēta jēlnaftā rezervuāra apstākļos.
- n-alkāna šķīstošs: Asfaltēns tiek klasificēts kā šķīdības klase, jo tam ir vairākas struktūras, un tādējādi ir ļoti grūti nodrošināt vispārēju struktūru. Tādēļ to definē kā jēlnaftas lielāko molekulmasas komponentu, kas nešķīst vieglajos n-alkanos, piemēram, n-pentānā vai n-heptānā, un šķīst tādos aromātos kā toluols vai ksilols.
- Ļoti polārs: Asfaltēns ir viena no ļoti nedaudzajām jēlnaftas sastāvdaļām, kas ir ļoti polāra, atšķirībā no jēlnaftas kopumā, kas tiek uzskatīta par nepolāru.
- Heteroatomi: Asfaltēns ir saistīts ar hetero-atomiem, kas galvenokārt izpaužas slāpeklī, skābeklī un sērā.

Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz Rūpniecības lielums.