Deposição de Asfalto Reduzido com Ultrassônicos de Energia

A precipitação de asfalto inicia inúmeros problemas na produção de petróleo através da redução da permeabilidade, alteração da umidade das rochas do reservatório, bloqueio de poços, além de criar uma queda significativa de pressão em torno do poço de produção. A desagresso e dispersão asfaltada ultrassônicas impede e remedia a formação de flocs asfálticos e sua deposição.

O Problema: Asfalto em Petróleo Bruto

O asfalto é um sólido presente no petróleo bruto que é considerado problemático, pois causa graves problemas durante a produção e transporte de petróleo bruto do poço de perfuração. Asfalas asfaltadas são uma classe muito complexa de moléculas e ocorrem em diferentes estruturas moleculares – fator que contribui para o problema, pois diferentes formas de asfalto causam problemas com diferentes graus de gravidade. As muitas estruturas diferentes de Asphaltene também dificultam generalizá-la em uma família específica. Portanto, o asfalto é geralmente classificado como uma classe de solubilidade, uma vez que é caracterizado como sendo insolúvel em n-alkanes.
Problemas típicos causados por asfaltos no petróleo bruto são, por exemplo, floculações densas e depósitos no reservatório, furos e dutos de transporte, o que, posteriormente, leva a complicações operacionais e de produção e aumento dos custos de processamento.

Agglomerated and flocculated asphaltenes can be remediated by ultrasonic deagglomeration and particle size reduction

Agregação e floculação de asfalto retratados no modelo Yen.
Cortesia de O. Mullins, Schlumberger.

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Ultrasonicator for asphaltene deagglomeration and flocculant reduction

O processador ultrassônico UIP16000 é um homogeneizador de alto desempenho para o tratamento do petróleo bruto

Solução: Redução ultrassônica de precipitados de asfalto

Partículas de asfalto precipitadas e floculadas podem ser remediadas de forma confiável pela ultrassônica de energia. A ultrassônica de alta persanação quebra preciptatas asfálticas e flocula até um pequeno tamanho de partícula. Assim, o asfalto é dissociado de volta em partículas muito pequenas, que não entupem ou interferem no processamento bruto. Dispersores ultrassônicos homogeneizam as partículas no petróleo bruto. Muitas vezes um estabilizador químico é adicionado para obter estabilidade a longo prazo. Isso significa que a ultrassônica pode reduzir a floculação de asfalto estruturado macroestruturado, o que impede a deposição de asfalto em superfícies, a cobertura de poros no reservatório, a conexão de poços e os acúmulos em dutos.

Ultrasonic deagglomeration reduces asphaltene particle size and prevents deposition.

Fim das inundações de salmoura sob ondas ultrassônicas em diferentes pontos do micromo.
Estudo e direitos autorais: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Vantagens da Redução de Tamanho de Asfalto Ultrassônico

  • Redução do tamanho das partículas do asfalto
  • Quebrando de aglomerados de asfalto
  • Inibição de floculação
  • Redução da viscosidade do petróleo bruto
Ultrasonic high-performance dispersers deagglomerate asphaltene flocculants and prevent deposition.

Instalação ultrassônica de 3x UIP1000hdT para o processamento de petróleo bruto

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Pesquisa comprova eficácia da redução do asfalto ultrassônico

Dehshibi et al. (2018) estudaram os efeitos da ultrassônica de baixa frequência e alta potência (30kHz) na precipitação asfáltica / floculação e deposição sob controle de temperatura. Ultrassônica reduziu a deposição de asfalto. Ondas ultrassônicas e a cavitação acústica gerada causaram o aumento da produção de óleo pelo mecanismo de camada de óleo. Via tratamento de sônicação não só foi possível quebrar aglomerações de asfalto, mas até mesmo reverter a deposição de asfalto.
Além disso, a aplicação da ultrassônica poderia evitar o bloqueio de gargantas e poros com asfalto grande aglomerado. Assim, foi evitada uma queda de pressão devido à deposição de asfalto e o fluxo de fluidos nos poros e gargantas foi melhorado. Por meio da análise da imagem, verificou-se que, como resultado da aplicação de ultrassom de energia, cerca de 80% do asfalto precipitado não depositou. "Em outras palavras, 80% da deposição de asfalto reduziu e, consequentemente, a probabilidade de bloqueio de micro canais reduz devido ao uso ultrassônico." (Dehshibi et al., 2018)
Os achados do estudo do grupo de pesquisa de Deshibi demonstraram que vibração ultrassônica e vibração de cavitação podem remover maiores agregados de asfalto das superfícies e movê-los para a maior parte do fluxo. Além disso, o processamento ultrassônico reduziu a quantidade de asfalto agregado (veja figura abaixo). Com base na análise da imagem, cerca de 70% do asfalto precipitado não será depositado devido à sujeição do sistema à sônica.

Ultrasonication is successfully applied to reduce asphaltene aggregates and flocculates to prevent their deposition.

Fim da solução de cloreto de magnésio (solução de cloreto de magnésio) inundando sob irradiação de ondas de ultrassom: (a) a reversibilidade da remoção de asfalto (b) de deposição de asfalto.
Estudo e direitos autorais: Deshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Ultrasonicators de alto desempenho

A Hielscher Ultrasonics é especializada no desenvolvimento, prototipagem, fabricação e distribuição de processadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações pesadas. Devido ao desempenho excepcional, resistência, robustez e confiabilidade, os sistemas ultrassônicos Hielscher são instalados para aplicações petroquímicas em todo o mundo. Aplicações típicas incluem dessulfurização oxidativa ultrasonicamente assistida, emulsificação de petróleo bruto, deagressmação asfaltada, dispersão de catadores e redução da viscosidade de óleos pesados. Hielscher Ultrasonics’ processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas, que são necessárias para aplicações pesadas. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7. Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. Os sistemas industriais da Hielscher lidam facilmente com viscosidades muito altas e requerem apenas baixa manutenção.
Entre em contato conosco agora para obter mais informações sobre redução de asfalto ultrassônico, opções de instalação e preços! Nossos bem treinados e experientes ficarão felizes em discutir seus requisitos de processo com você!
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratoria, piloto e industrial.

Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Asfaltenos

Os asfaltos consistem principalmente em carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e enxofre, bem como vestígios de vanádio e níquel. A razão C:H é de aproximadamente 1:1.2, mas varia dependendo da fonte de asfalto. O asfalto é definido como "o componente mais pesado dos fluidos petrolíferos que é insolúvel em n-alkanes leves como n-pentane ou n-heptane, mas solúvel em aromáticos como tolueno" (Goual 2012)

O asfalto pode ser identificado e classificado pelas seguintes características:

  • Sólido: O asfalto é uma fase sólida que é homogeneizada no petróleo bruto em condições de reservatório.
  • n-Alkane insolúvel: O asfalto é classificado como uma classe de solubilidade, pois possui várias estruturas e, portanto, é extremamente difícil fornecer uma estrutura generalizada para ela. É, portanto, definido como o componente de maior peso molecular no petróleo bruto que é insolúvel em n-alkanes leves como n-pentane ou n-heptano e solúvel em aromáticos como tolueno ou xileno.
  • Altamente polar: O asfalto é um dos poucos componentes do petróleo bruto que é altamente polar, em contraste com o petróleo bruto como um todo, que é considerado não polar.
  • Heteroatomas: O asfalto está associado com hetero-átomos, manifestados principalmente em nitrogênio, oxigênio e enxofre.

High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics fornece homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para Industrial Tamanho.