Zmanjšano nanašanje asfaltena z močnim ultrazvokom
Asfaltenske padavine povzročajo številne težave pri proizvodnji nafte z zmanjšanjem prepustnosti, spreminjanjem vlažnosti rezervoarjev, zamašitvijo vrtine in ustvarjanjem znatnega padca tlaka okoli proizvodne vrtine. Ultrazvočna asfaltenska deaglomeracija in disperzija preprečuje in sanira nastanek asfaltenskih kosmičev in njihovo odlaganje.
Težava: asfalteni v surovi nafti
Asfalten je trdna prisotnost v surovi nafti, ki velja za problematično, saj povzroča resne težave pri proizvodnji in prevozu surove nafte iz vrtine. Asfalteni so zelo zapleten razred molekul in se pojavljajo v različnih molekularnih strukturah – 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.
Tipične težave, ki jih povzročajo asfalteni v surovi nafti, so npr. goste flokulacije in usedline v rezervoarju, vrtinah in transportnih cevovodih, kar posledično vodi do obratovalnih in proizvodnih zapletov ter povečanih stroškov predelave.
Agregacija in flokulacija asfaltena, prikazana v modelu Yen.
Ultrazvočni procesor UIP16000 je visoko zmogljiv homogenizator za obdelavo surove nafte
Rešitev: ultrazvočna redukcija oborin asfaltena
Oborjene in flokulirane delce asfaltena je mogoče zanesljivo sanirati z ultrazvočno močjo. Ultrazvok z visoko zmogljivostjo razbije asfalten, obori in flokulira do majhne velikosti delcev. S tem se asfalten disociira nazaj na zelo majhne delce, ki se ne zamašijo in ne motijo predelave surove. Ultrazvočni dispergatorji homogenizirajo delce v surovi nafti. Pogosto se doda kemični stabilizator, da se doseže dolgoročna stabilnost. To pomeni, da lahko ultrasonication zmanjša makro-strukturirano flokulacijo asfaltena, ki preprečuje odlaganje asfaltena na površinah, zamašitev por v rezervoarju, zamašitev vrtine in kopičenje v cevovodih.
Konec poplavljanja slanice pod ultrazvočnimi valovi na različnih mestih mikromodela.
- Zmanjšanje velikosti delcev asfaltena
- Razgradnja asfaltenskih aglomeratov
- Zaviranje flokulacije
- Zmanjšanje viskoznosti surove nafte
Ultrazvočna instalacija 3x UIP1000hdT za predelavo surove nafte
Raziskave dokazujejo učinkovitost ultrazvočne redukcije asfaltena
Dehshibi et al. (2018) so preučevali učinke nizkofrekvenčne ultrazvočne razlage visoke moči (30 kHz) na obarjanje? flokulacijo asfaltena in usedanje pod temperaturnim nadzorom. Ultrasonication je zmanjšal odlaganje asfaltena. Ultrazvočni valovi in ustvarjena akustična kavitacija so povzročili povečanje proizvodnje olja z mehanizmom za plastenje olja. Z ultrazvočno obdelavo ni bilo mogoče le razbiti asfaltenskih aglomeratov, ampak celo obrniti odlaganje asfaltena.
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.
Konec poplavljanja slanice (raztopine magnezijevega klorida) pod ultrazvočnim obsevanjem: (a) reverzibilnost usedanja asfaltena (b) odstranjevanje asfaltena.
Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati
Hielscher Ultrasonics je specializiran za razvoj, izdelavo prototipov, proizvodnjo in distribucijo visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev za težke aplikacije. Zaradi izjemne zmogljivosti, vzdržljivosti, robustnosti in zanesljivosti so Hielscher ultrazvočni sistemi nameščeni za petrokemične aplikacije po vsem svetu. Tipične aplikacije vključujejo ultrazvočno podprto oksidativno razžveplanje, emulgiranje surove nafte, asfaltensko deaglomeracijo, disperzijo čistilcev in zmanjšanje viskoznosti težkih olj. 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.
Kontaktirajte nas zdaj, če želite dobiti več informacij o ultrazvočnem zmanjšanju asfaltena, možnostih namestitve in cenah! Naši dobro usposobljeni, dolgoletni izkušeni se bodo z vami z veseljem pogovorili o vaših procesnih zahtevah!
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 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 | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas!? Vprašajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Asfalteni
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)
Asfalten lahko prepoznamo in razvrstimo po naslednjih značilnostih:
- Trdna: Asfalten je trdna faza, ki se homogenizira v surovi nafti v pogojih rezervoarja.
- n-Alkan netopen: Asfalten je razvrščen kot razred topnosti, saj ima več struktur, zato je zanj zelo težko zagotoviti posplošeno strukturo. Zato je opredeljena kot komponenta z največjo molekulsko maso v surovi nafti, ki je netopna v lahkih n-alkanih, kot sta n-pentan ali n-heptan, in topna v aromatih, kot sta toluen ali ksilen.
- Visoko polarna: Asfalten je ena redkih sestavin surove nafte, ki je zelo polarna, v nasprotju s surovo nafto kot celoto, ki velja za nepolarno.
- Heteroatomi: Asfalten je povezan s heteroatomi, ki se večinoma kažejo v dušiku, kisiku in žveplu.
Hielscher Ultrasonics dobavlja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.