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 – dejavnik, ki prispeva k problemu, saj različne oblike asfaltena povzročajo težave z različnimi stopnjami resnosti. Številne različne strukture asfaltena prav tako otežujejo posploševanje v določeno družino. Zato je asfalten na splošno razvrščen kot razred topnosti, saj je označen kot netopen v n-alkanih.
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.
Z dovoljenjem O. Mullinsa, Schlumbergerja.

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.
Študij in avtorske pravice: Deshibi et al.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

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.
Poleg tega bi uporaba ultrasonication lahko preprečila zamašitev grla in por z velikim aglomeriranim asfaltenom. S tem so se izognili padcu tlaka zaradi odlaganja asfaltena in izboljšali pretok tekočine v porah in grlu. Z analizo slike je bilo ugotovljeno, da se zaradi uporabe močnega ultrazvoka približno 80% oborjenega asfaltena ni odložilo. "Z drugimi besedami, 80% odlaganja asfaltena se je zmanjšalo in posledično se verjetnost blokade mikrokanalov zmanjša zaradi uporabe ultrazvočnega." (Dehshibi et al., 2018)
Ugotovitve študije Deshibijeve raziskovalne skupine so pokazale, da lahko ultrazvočne vibracije in kavitacijske vibracije odstranijo večje asfaltenske agregate s površin in jih premaknejo v večino toka. Poleg tega je ultrazvočna obdelava zmanjšala količino agregiranega asfaltena (glej sliko spodaj). Na podlagi analize slike približno 70% oborjenega asfaltena ne bo odloženih zaradi izpostavljenosti sistema ultrazvočnemu razbijanju.

Konec poplavljanja slanice (raztopine magnezijevega klorida) pod ultrazvočnim obsevanjem: (a) reverzibilnost usedanja asfaltena (b) odstranjevanje asfaltena.
Študij in avtorske pravice: DEshibi et al. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

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’ Industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude, ki so potrebne za težke aplikacije. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju. Za še višje amplitude so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode. Hielscherjevi industrijski sistemi zlahka obvladujejo zelo visoke viskoznosti in zahtevajo le malo vzdrževanja.
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: