بخشی از مقاله
روشهای حذف رسوب آسفالتین
چکیده
رفع رسوبات آسفالتین در سازندهای تولید کننده نفت و سیستمهای تولیدی طی سالها یکی از مشکلات اصلی در صنعت نفت بوده است. انتخاب عاملهای کنترل کننده شیمیایی در گذشته به بررسی انحلال توده ای آسفالتین در نمونه های بازیافت شده از سیستمهای تولیدی محدود شده بود.اخیراً روش مورد قبول برای حل این مشکلات استفاده از حلالهای آروماتیکی نظیرگزیلن ، تولوئن و غیره می باشد. این روش به استفاده از مقادیر زیاد این حلالها نیاز دارد. همچنین این روش به تعداد دفعات زیاد باید انجام شود. عمل آوری مکانیکی برای حذف رسوبات آسفالتینی در خط لوله، لوله تولید نفت و لوله های جریان مورد استفاده قرار می گیرد. عمل آوری حرارتی شامل تزریق نفت داغ، گرم کننده های پایین حفرات و استفاده از مواد شیمیایی روان کننده حرارتی می باشد. استفاده از حذف فیزیکی به روش آلتراسونیک روشی مناسب و جدید می باشد. از مزایای این روش کاربرد برای نفت مخازن مختلف می باشد و احتیاج به مدل های ترمودینامیکی پیچیده نمی باشد.
کلمات کلیدی: رسوب آسفالتین، حذف آسفالتین، حلال آروماتیکی، حذف فیزیکی آلتراسونیک
-1 مقدمه
به طور کلی آسفالتین به جامدات رسوب کرده حاصل از افزودن هیدروکربنهای سبک نظیر نرمال پنتان و نرمال هپتان به نفت اطلاق می شود. در ایران مخازن متعددی دچار مشکل رسوب ترکیبات سنگین شامل آسفالتین می باشند. رسوب آسفالتین در مخازن نفتی باعث کاهش نفوذپذیری و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن و در نهایت کاهش تولید نفت از مخزن می گردد. از این رو بررسی روشی که بتواند رسوب آسفالتین را حذف نماید از اهمیت خاصی برخوردار است. با وجود این مشکلات، فقدان اطلاعات دقیق از ساختار و مکانیسم تشکیل و حتی جرم مولکولی دقیق آسفالتین که خود نیز بدلیل عدم وجود آگاهی از نیروهای بین مولکولی می باشد، شناخت این پدیده را دشوار تر و در عین حال حیاتی تر کرده است.
مشخص نمودن ماهیت آسفالتین در نفت، هدف مطالعات بسیاری از محققین در چند دهه ی اخیر بوده است. گروهی از محققین معتقدند که آسفالتین به صورت یک ساختار کلوئیدی در نفت وجود دارد که توسط عوامل پایدار کننده به صورت معلق در آمده است . دسته دیگر از مطالعات بر اساس تشکیل مایسلهای آسفالتین در نفت و انجام واکنشهای پلیمریزاسیون به هنگام تشکیل رسوب انجام شده است.آزمایشات تجربی فراوانی برای مشخص نمودن غلظت بحرانی مایسلها انجام گرفته است که عمدتاً برای مخلوط آسفالتین و حلالهایی نظیر تولوئن بوده است. از روشهای اندازه گیری کشش سطحی برای تأیید این وضعیت آسفالتین استفاده شده است.[1]
بسیاری از محققین هم معتقدند که آسفالتین به صورت مولکولی در نفت حل می شود که می تواند دارای ساختمان مشابه و یکسان برای تمام مولکولها باشد تا توزیعی از اندازه و وزن مولکولی داشته باشد . این مولکولها اساساً کروی هستند که تمایل به خوشه ای شدن دارند . حضور آسفالتین در نفت به صورت مولکولی به شدت به حضور سایر اجزای نفت بستگی دارد. برخی از محققین هم معتقدند که مولکولها یا ذرات آسفالتین در نفت می
1
توانند به صورت حلالیت تلفیقی از حلالهای کلوئیدی وجود داشته باشند. نتایج تجربی نشان داده است که رسوب آسفالتین حاصل از دو بخش کلوئیدی و مولکولی است که هریک بطور مجزا عمل می کنند) .[2] شکل (1
شکل- 1 جایگاه آسفالتین در نفت خام[2]
وقتی نیروهای شیمیایی یا مکانیکی به اندازه کافی بزرگ شون ، این گونه های به هم چسبیده و محکم شکسته می شوند و ذرات آسفالتین برای واکنش با آسفالتین ناپایدار اصلی و تشکیل توده های بزرگ ونهایتاً ته نشینی آماده می شوند. این عاملهای ناپایدار دارای یک پتانسیل جریانی هستند که این پتانسیل جریانی باعث جریان سیال در محیطهای متخلخل سازند می شوند. این توده های آسفالتین توسط پتانسیلهای الکتریکی ، عاملهای مکانیکی و یا توسط عاملهای خارجی دیگر بوجود آمده اند که این عاملها می توانند اسید یا دیگر محرکها یا سیالهای سخت یا گازهایی که برای کمک کردن به بازیافت استفاده می شوند مانند CO2 و دیگر گازهای امتزاجی باشند. این مواد با تغییر pH یا دیگر مشخصات نفت خام می توانند آسفالتینها را ناپایدار کنند.
چون ذرات آسفالتینها قطبی هستند، ممکن است این ذرات در اثر خاصیتهای القایی در توده های ثانویه ، باردار شوند. همانطور که تجمع ادامه پیدا کرد، توده های ذرات درشت آسفالتین پیدا خواهند شد.(شکل(2 تأثیرات نقطه حباب مهم است ، زیرا این تأثیرات مکانیسم دفع مواد شیمیایی از توده های ناپایدار توده با سرهای آلیفاتیکی رزینها و مالتینها باعث می شود که یک بی تعادلی لحظه ای در ماهیت محیط اطراف ایجاد شود. این عدم تعادل لحظه ای برای دفع رزینها و مالتینها و ایجاد ناپایداری کافی می باشد . فرایندهای مکانیکی با چندمین راه حل این کار را آسان نموده اند ، اما مهمترین این راه حلها جابجایی اولیه از یک نقطه با فشار مشخص به یک نقطه با فشار کمتر می باشد . جریانهای امتزاجی با ایجاد غلظت بیشتر سرهای ناپایدار توده آسفالتین ، مشکل را شدت می بخشند.[3]
2
