Samazināta asfaltēna nogulsnēšanās ar power Ultrasonics
Asfaltēna izgulsnēšana rada daudzas problēmas eļļas ražošanā, samazinot caurlaidību, mainot rezervuāra iežu mitrināmību, labi nosprostojot, kā arī radot ievērojamu spiediena kritumu ap ražošanu. Ultraskaņas asfaltēna deagglomerācija un dispersija novērš un attīra asfalta flocs veidošanos un to nogulsnēšanos.
Problēma: asfaltēni jēlnaftā
Asfaltēns ir ciets jēlnaftas produkts, kas tiek uzskatīts par apgrūtinošu, jo tas rada nopietnas problēmas jēlnaftas ražošanas un transportēšanas laikā no urbšanas akas. Asfaltēni ir ļoti sarežģīta molekulu klase un sastopami dažādās molekulārās struktūrās – faktors, kas veicina problēmu, jo dažādas asfaltēna formas rada problēmas ar dažādu smaguma pakāpi. Asfaltēna daudzās dažādās konstrukcijas arī apgrūtina tās vispārināt konkrētā ģimenē. Tāpēc asfaltēns parasti tiek klasificēts kā šķīdības klase, jo to raksturo kā nešķīstošu n-alkānos.
Tipiskas problēmas, ko rada asfaltēni jēlnaftā, ir, piemēram, blīvas flokulācijas un nogulsnes rezervuārā, urbumi un transportēšanas cauruļvadi, kas pēc tam rada darbības un ražošanas sarežģījumus un palielina pārstrādes izmaksas.
Jenas modelī attēlotā asfaltēna agregācija un flokulācija.
Ar O. Mullinsa laipnību, Šlumbergers.
Ultraskaņas procesors UIP16000 ir augstas veiktspējas homogenizators jēlnaftas apstrādei
Risinājums: Asfaltēna nogulšņu ultraskaņas samazināšana
Nogulsnētas un flokulētas asfalta daļiņas var droši atjaunot ar jaudas ultrasonication. Augstas caurlaidības ultrasonication pārtrauc asfaltēna nogulsnes un peld līdz mazam daļiņu izmēram. Tādējādi asfaltēns tiek sadalīts atpakaļ ļoti mazās daļiņās, kas nenosprosto un netraucē neapstrādātu apstrādi. Ultraskaņas izkliedētāji homogenizē daļiņas jēlnaftā. Bieži vien tiek pievienots ķīmiskais stabilizators, lai iegūtu ilgtermiņa stabilitāti. Tas nozīmē, ka ultrasonication var samazināt makrostrukturētu asfaltēna flokulāciju, kas novērš asfaltēna nogulsnēšanos uz virsmām, poru aizbāzni rezervuārā, akas aizsprostošanu un uzkrāšanos cauruļvados.
Sāls šķīduma plūdi zem ultraskaņas viļņiem dažādos mikromodeli.
Studijas un autortiesības: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
- Asfaltēna daļiņu izmēra samazināšana
- Asfaltēna aglomerātu sadalīšana
- Flokulācijas inhibīcija
- Jēlnaftas viskozitātes samazinājums
Ultraskaņas uzstādīšana 3x UIP1000hdT jēlnaftas pārstrādei
Pētījumi pierāda ultraskaņas asfaltēna samazināšanas efektivitāti
Dehshibi et al. (2018) pētīja zemas frekvences, lielas jaudas ultrasonication (30kHz) ietekmi uz asfaltēna nogulsnēšanos / flokulāciju un nogulsnēšanos temperatūras kontrolē. Ultrasonication samazināts asfaltēna nogulsnēšanās. Ultraskaņas viļņi un radītā akustiskā kavitācija izraisīja eļļas ražošanas palielināšanos ar eļļas slāņošanas mehānismu. Ar ultraskaņas apstrādi bija iespējams ne tikai sadalīt asfaltēna aglomerātus, bet pat mainīt asfaltēna nogulsnēšanos.
Turklāt ultrasonication piemērošana varētu novērst rīkles un poru bloķēšanu ar lielu aglomerētu asfaltēnu. Tādējādi tika novērsts spiediena kritums asfaltēna nogulsnēšanās dēļ un uzlabota šķidruma plūsma porās un rīklēs. Izmantojot attēlu analīzi, tika konstatēts, ka jaudas ultraskaņas pielietošanas rezultātā aptuveni 80% no nogulsnētā asfalta nenogulsnēja. "Citiem vārdiem sakot, 80% asfaltēna nogulsnēšanās samazinājās un līdz ar to mikro kanālu bloķēšanas varbūtība samazinās ultraskaņas izmantošanas dēļ." (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 plūsmas daudzumā. Turklāt ultraskaņas apstrāde samazināja kopējā asfalta daudzumu (skatīt attēlu zemāk). Balstoties uz attēla analīzi, aptuveni 70% no asfalta nogulsnēm netiks nogulsnētas, jo sistēma tiek pakļauta ultraskaņas apstrādei.
Sālījumā (magnija hlorīda šķīduma) plūdi ultraskaņas viļņu apstarošanas beigās: a) asfaltēna nogulsnēšanās atgriezeniskums b) asfaltēna noņemšana.
Studijas un autortiesības: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)
Augstas veiktspējas Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics ir specializējies augstas veiktspējas ultraskaņas procesoru izstrādē, prototipu izstrādē, ražošanā un izplatīšanā lieljaudas lietojumiem. Pateicoties izcilai veiktspējai, izturībai, robustumam un uzticamībai, Hielscher ultraskaņas sistēmas ir uzstādītas petroķīmikas lietojumiem visā pasaulē. Tipiski lietojumi ietver ultraskaņas palīdzību oksidatīvo atsērošanu, jēlnaftas emultizāciju, asfaltēna deagglomerāciju, maitēdāju 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 sonotrodi. Hielscher rūpnieciskās sistēmas viegli apstrādā ļoti augstas viskozitātes 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 darbinieki ar prieku pārrunās ar Jums jūsu procesu prasības!
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:
| partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamie ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200 ml / min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 0.2 līdz 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100 l | 2 līdz 10 l / min | UIP4000hdT |
| nav | | 10 līdz 100 l / min | UIP16000 |
| nav | | lielāks | klasteris UIP16000 |
Sazinies ar mums! / Uzdot mums!
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus lietojumprogrammu sajaukšanai, dispersijai, emuulģēšanai un ekstrakcijai laboratorijā, pilotā un rūpnieciskajā mērogā.
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 ir vērts zināt
Asfalta segumi
Asfaltēnus galvenokārt veido ogleklis, ūdeņradis, slāpeklis, skābeklis un sērs, kā arī neliels vanādija un niķeļa daudzums. C:H attiecība ir aptuveni 1:1,2, bet mainās atkarībā no asfaltēna avota. Asfaltēnu definē kā "smagāko naftas šķidrumu sastāvdaļu, kas nešķīst vieglos n-alkānos, piemēram, n-pentānā vai n-heptānā, bet šķīst aromātiskos savienojumos, piemēram, toluolā" (Goual 2012)
Asfaltēnu var identificēt un klasificēt pēc šādām īpašībām:
- Ciets: asfaltēns ir cieta fāze, kas rezervuāra apstākļos tiek homogenizēta jēlnaftā.
- n-Alkane nešķīst: asfalts ir klasificēts kā šķīdības klase, jo tam ir vairākas konstrukcijas, un tāpēc ir ārkārtīgi grūti nodrošināt vispārēju struktūru. Tāpēc to definē kā augstākās molekulas masas komponentu jēlnaftā, kas nešķīst vieglos n-alkānos, piemēram, n-pentānā vai n-heptānā, un šķīst aromātiskos savienojumos, piemēram, toluolā vai ksilolā.
- Ļoti polārs: asfaltēns ir viena no ļoti nedaudzām jēlnaftas sastāvdaļām, kas ir ļoti polāra, atšķirībā no jēlnaftas kopumā, kas tiek uzskatīta par nepolāru.
- Heteroatomi: Asfaltēns ir saistīts ar heteroatomiem, kas galvenokārt izpaužas slāpeklī, skābekli un sērā.
Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Laboratorija lai Rūpnieciska Lielumu.