Giảm lắng đọng nhựa đường với siêu âm điện

Lượng mưa nhựa đường gây ra nhiều vấn đề trong sản xuất dầu thông qua việc giảm độ thấm, thay đổi khả năng thấm nước của đá bể chứa, tắc nghẽn giếng khoan cũng như tạo ra sự sụt giảm áp suất đáng kể xung quanh giếng sản xuất. Quá trình khử kết tụ và phân tán nhựa đường siêu âm ngăn ngừa và khắc phục sự hình thành các bông nhựa đường và sự lắng đọng của chúng.

Vấn đề: nhựa đường trong dầu thô

Nhựa đường là một chất rắn có trong dầu thô được coi là rắc rối vì nó gây ra các vấn đề nghiêm trọng trong quá trình sản xuất và vận chuyển dầu thô từ giếng khoan. Asphaltenes là một loại phân tử rất phức tạp và xuất hiện trong các cấu trúc phân tử khác nhau – một yếu tố góp phần vào vấn đề vì các dạng nhựa đường khác nhau gây ra các vấn đề với mức độ nghiêm trọng khác nhau. Nhiều cấu trúc khác nhau của nhựa đường cũng gây khó khăn cho việc khái quát hóa nó thành một họ cụ thể. Do đó, nhựa đường thường được phân loại là một loại độ hòa tan, vì nó được đặc trưng là không hòa tan trong n-ankan.
Các vấn đề điển hình do nhựa đường trong dầu thô gây ra là ví dụ: keo tụ dày đặc và lắng đọng trong hồ chứa, giếng khoan và đường ống vận chuyển, do đó dẫn đến các phức tạp về vận hành và sản xuất và tăng chi phí chế biến.

Sự kết tụ và keo tụ nhựa đường được mô tả trong mô hình Yên.
Được phép của O. Mullins, Schlumberger.

Giải pháp: Giảm siêu âm kết tủa nhựa đường

Các hạt nhựa đường kết tủa và keo tụ có thể được khắc phục một cách đáng tin cậy bằng siêu âm điện. Siêu âm hiệu suất cao phá vỡ các prekretes nhựa đường và keo tụ xuống một kích thước hạt nhỏ. Qua đó, nhựa đường được phân ly trở lại thành các hạt rất nhỏ, không làm tắc nghẽn hoặc cản trở quá trình xử lý thô. Máy phân tán siêu âm đồng nhất các hạt trong dầu thô. Thường thì một chất ổn định hóa học được thêm vào để có được sự ổn định lâu dài. Điều này có nghĩa là, siêu âm có thể làm giảm sự keo tụ nhựa đường có cấu trúc vĩ mô, ngăn chặn sự lắng đọng nhựa đường trên bề mặt, tắc nghẽn lỗ rỗng trong bể chứa, tắc giếng khoan và tích tụ trong đường ống.

Kết thúc ngập nước muối dưới sóng siêu âm ở các điểm khác nhau của mô hình vi mô.
Nghiên cứu và bản quyền: Deshibi và cộng sự.2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Nghiên cứu chứng minh hiệu quả của việc giảm nhựa đường siêu âm

Dehshibi et al. (2018) đã nghiên cứu ảnh hưởng của siêu âm tần số thấp, công suất cao (30kHz) đối với kết tủa / keo tụ và lắng đọng nhựa đường dưới sự kiểm soát nhiệt độ. Siêu âm làm giảm lắng đọng nhựa đường. Sóng siêu âm và sự xâm thực âm thanh được tạo ra đã làm tăng sản lượng dầu do cơ chế phân lớp dầu. Thông qua xử lý siêu âm, không chỉ có thể phá vỡ các kết tụ nhựa đường, mà thậm chí có thể đảo ngược sự lắng đọng nhựa đường.
Hơn nữa, việc áp dụng ultrasonication có thể ngăn chặn sự tắc nghẽn của cổ họng và lỗ chân lông với nhựa đường kết tụ lớn. Qua đó, tránh được sự sụt giảm áp suất do lắng đọng nhựa đường và dòng chảy chất lỏng trong lỗ chân lông và cổ họng được cải thiện. Sử dụng phân tích hình ảnh, người ta thấy rằng kết quả của việc áp dụng siêu âm điện, khoảng 80% nhựa đường kết tủa không lắng đọng. "Nói cách khác, 80% lắng đọng nhựa đường giảm và do đó xác suất tắc nghẽn các kênh vi mô giảm do sử dụng siêu âm." (Dehshibi và cộng sự, 2018)
Những phát hiện của nghiên cứu của nhóm nghiên cứu Deshibi đã chứng minh rằng rung động siêu âm và rung động xâm thực có thể loại bỏ các cốt liệu nhựa đường lớn hơn khỏi bề mặt và di chuyển chúng vào phần lớn dòng chảy. Hơn nữa, xử lý siêu âm làm giảm lượng nhựa đường tổng hợp (xem hình bên dưới). Dựa trên phân tích hình ảnh, khoảng 70% nhựa đường kết tủa sẽ không bị lắng đọng do sự chủ yếu của hệ thống để sonication.

Kết thúc nước muối (dung dịch magiê clorua) ngập lụt dưới bức xạ sóng siêu âm: (a) khả năng đảo ngược của lắng đọng nhựa đường (b) loại bỏ nhựa đường.
Nghiên cứu và bản quyền: DEshibi và cộng sự. 2018 (CC BY-NC-ND 4.0)

Ultrasonicators hiệu suất cao

Hielscher Ultrasonics chuyên phát triển, tạo mẫu, sản xuất và phân phối bộ xử lý siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng hạng nặng. Do hiệu suất vượt trội, độ bền, độ bền và độ tin cậy, hệ thống siêu âm Hielscher được lắp đặt cho các ứng dụng hóa dầu trên toàn thế giới. Các ứng dụng điển hình bao gồm khử lưu huỳnh oxy hóa hỗ trợ siêu âm, nhũ hóa dầu thô, khử kết tụ nhựa đường, phân tán chất nhặt rác và giảm độ nhớt của dầu nặng. Siêu âm Hielscher’ Bộ xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao, cần thiết cho các ứng dụng nặng. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Hệ thống công nghiệp của Hielscher dễ dàng xử lý độ nhớt rất cao và chỉ yêu cầu bảo trì thấp.
Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ để biết thêm thông tin về giảm nhựa đường siêu âm, các tùy chọn lắp đặt và giá cả! Chúng tôi được đào tạo bài bản, có kinh nghiệm lâu năm sẽ rất vui khi thảo luận về các yêu cầu quy trình của bạn với bạn!
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: