Kaliteli Emülsifiyer Kullanarak Ham Petrol Emülsiyonlarını Nasıl Verimli Bir Şekilde Kırmak Mümkün?

Ham Petrolün Neden Stabil Emülsiyon Oluşturduğu ve Etkili Bir Emülsifiye Ediciyi Oluşturan Özellikler

Ham Petrolde Doğal Emülsifiye Ediciler: Asfaltenler, Reçineler ve Naftanik Asitler

Doğal ham petrol, suyla karışmasına yardımcı olan bazı doğuştan maddelere sahiptir. Bunlara sıklıkla bahsettiğimiz asfaltenler, reçineler ve naftenik asitler örnek verilebilir. Üretim sırasında yaşanan şiddetli karıştırma ve sallama esnasında bu moleküller genellikle petrol ile suyun birbirine temas ettiği arayüzde toplanma eğilimi gösterir. Yağ içinde yüzen küçük su damlacıklarının etrafında koruyucu katmanlar oluşturarak bu damlacıkların tekrar bir araya gelmesini engeller. Özellikle büyük ve karmaşık yapıdaki asfaltenler yüzeylere düzgün şekilde dizilebildikleri için bunu çok iyi yapar. Bu sırada naftenik asitler ise arayüzeyin elektriksel yükünü değiştirerek ve yüzey gerilimini düşürerek farklı bir mekanizma ile çalışır. İlginç olan şu ki, asfalten miktarı ağırlıkça %0,1'den az olsa bile süper kararlı emülsiyonlar oluşabilir. Bu durum, karışımın normal ham petrole göre çok daha kalın olmasına neden olur ve bazen bu kalınlık beş katına kadar çıkabilir. Daha kalın olması ise pompalanmasını ve işlenmesini zorlaştırır ve böylece rafineriler ve taşıma şirketleri için işletme maliyetlerini doğal olarak artırır.

Temel Emülsiyon Kırıcı Mekanizmalar: Flokülasyon, Koalesans ve Arayüzey Filminin Bozulması

Etkili emülsiyon kırılması, üç birbiriyle bağlantılı aşamadan geçer:

• Flokkülasyon , damlacıkların yük nötralizasyonu veya polimer köprüleme yoluyla bir araya gelmesi;
• Koalesans , birleşen damlacıkların yerçekimi ile ayrışacak kadar büyüyebilmesini sağlar; ve
• Arayüzey filminin bozulması , emülsiyon kırıcı moleküllerin doğal stabilizatörlerin yağ-su arayüzeyindeki yerlerini rekabetçi olarak devraldığı süreçtir.

En yüksek kaliteli kimyasal demülsifikatörler hızlı çalışır ve doğal olarak meydana gelen süreçten daha hızlı yüzeylere yapışarak yağ ile su arasındaki zorlu arayüz filmlerini çözerek veya gevşeterek çoğu durumda bu arayüzlerdeki yapışkanlığı yaklaşık %70 ila neredeyse %90 oranında düşürür. Bu ürünlerin etkili olmasını sağlayan şey, formülleri içinde hidrofil (suya affiniteli) ve lipofil (yağa affiniteli) özelliklerin doğru dengede bir araya getirilmesidir. Bu denge, emülsiyonları ne kadar iyi kırabileceklerini ve farklı türlerde ham petrolle uyum sağlayıp sağlamayacaklarını belirler. Alan testleri, her şey doğru şekilde hizalandığında ayırıcılar için işleme sürelerinin %50'nin üzerinde düşebileceğini ve böylece operasyonların genel verimliliğinin önemli ölçüde arttığını göstermiştir.

Doğru Emülsifiyeri Seçmek: Yüzey Aktif Madde Kimyası, HLB ve Ham Petrole Özel Uyumluluk

İyonik Olmayanlar Karşı İyonik Emülsifiyerler: Arayüzsel Aktivite ve Tuz Toleransı Arasındaki Denge

Anyonik olmayan emülgatörler, diğer tiplere kıyasla üretim suyundaki yüksek tuz oranını daha iyi değerlendirebilme eğilimindedir; ancak yağ ile su arasındaki güçlü arayüzleri oluşturmakta o kadar iyi değildir. Tam tersine, iyonik emülgatörler özellikle düşük tuzlulukta suyla uğraşırken bu arayüzleri gerçekten etkili bir şekilde parçalayabilir. Ancak tuzlu ortamlarda bu iyonik versiyonların tortu oluşturması veya tamamen etkisiz hâle gelmesi gibi sorunlara dikkat edilmelidir. Hidrofil-Lipofil Denge (HLB) sistemi, doğru emülgatörü seçerken operatörlere somut bir referans noktası sunar. Ham petrol işlemede suyun içinde yağ emülsiyonları oluştururken çoğu kişi, HLB değerlerinin yaklaşık 4 ila 6 aralığında oldukça iyi çalıştığını fark eder. Bu dengeyi yanlış ayarlamak, sıklıkla suyun petrolden tam olarak ayrıştırılamamasına yol açar ve bu da işletme maliyetlerini önemli ölçüde artırır. Geçen yıl Petrol Bilimi'nde yayımlanan bazı araştırmalar, uygun olmayan HLB eşleşmesinden kaynaklı maliyet artışlarının yaklaşık %15'e kadar çıkabildiğini göstermiştir; bu nedenle alt satır sonuçlar açısından bunu doğru yapmak oldukça önemlidir.

Geliştirilmiş Film Geçirgenliği için Polimerik Emülsiyonlaştırıcılar ve Dallanmış Yapılar

Dallanmış zincirli polimerik emülsiyonlaştırıcılar, film yapısını daha iyi çözüp parçalayabilen çoklu bağlanma noktalarına sahip olduklarından, doğrusal karşılıklarına kıyasla asfalten zengin arayüzey filmlerine yaklaşık %40 daha hızlı nüfuz eder. Bu polimer yapıları, buhar destekli yerçekimi drenajı veya kısaca SAGD gibi termal petrol üretim yöntemleri açısından oldukça önemli olan 150 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda bile etkili bir şekilde çalışır. Gerçek dünya testleri, bu dallanmış versiyonların farklı tesislerde işlenen ham petrolden su ve tortu (BS&W) seviyelerini sürekli olarak yüzde yarının altına indirirken, emülsiyon kırıcı ihtiyacını yaklaşık %30 azalttığını göstermiştir.

Emülsiyonlaştırıcının Performansının Doğrulanması: Şişe Testi En İyi Uygulamaları ve Sahadaki İlişki

Şişe testi, emülsifiyanların hızlı bir şekilde elemede endüstride gidilecek yol olarak laboratuvar yöntemi olmaya devam ediyor, ancak bunun işe yaramasının nedeni protokollere kesin biçimde uyulmasıdır. Anlamlı sonuçlar elde etmek için orijinal emülsiyon özelliklerini koruyan, doğrudan devam eden üretim hatlarından alınan temsili ham petrol örneklerine ihtiyaç duyarız. Testleri yürütürken gerçek rezervuarlarda bulunan koşullara benzetme önem taşır. Bu, sıcaklıkların yaklaşık 5 santigrat derece içinde doğru ayarlanması, standart sallama yöntemleriyle uygun kayma uygulanması ve sahada gerçekleşen su oranlarına eşlenmesi anlamına gelir. Gözlemlediğimiz şeyler, mL/dakika cinsinden ölçülen ayrılma hızı, çökeltiden sonra kalan alttaki tortu ve su miktarı (ideal olarak yüzde yarımın altında) ve katmanlar arasındaki arayüzün ne kadar berrak göründüğüdür. Hâlâ belirgin bir bulanıklık varsa, bu genellikle geride kalan katı maddeleri veya damlacıkların tamamen birleşmesindeki sorunları gösterir.

Pipelines hâlindeki kayma kuvvetleri, dolaşan gaz kabarcıkları ve elektrostatik tuz gidericilerin içindeki öngörülemeyen bekleme süreleri gibi işler karışık hâle geldiğinde, laboratuvar testleri gerçek saha operasyonlarında olanlarla eşleştirme konusunda yetersiz kalır. Bu yüzden şişe testi sonuçları genellikle sahada gerçekleşenlerle hiçbir benzerlik göstermez. Örneğin büyük bir rafinerinin daha hafif ham petrollerden daha ağır karışımlara geçtikten sonra tuz giderme verimliliğinin neredeyse %40 düştüğünü gözlemlediğini düşünün. Peki bunu nasıl çözeriz? Aşamalı olarak yapılan saha doğrulamasıyla başlayın. Laboratuvar testlerinde önerilen dozun yarısıyla başlayın, üç gün boyunca ayırıcı performansını yakından izleyin, ardından ham petrolün kuruma durumunu ve oluşan suyun kalitesini takip ederken dozu kademeli olarak ayarlayın. Bu ileri geri yöntem, fazla kimyasal kullanımı sonucu ekipmanlarda birikim ve atık bertaraf maliyetlerinde artış gibi sorunların veya yetersiz tedavi nedeniyle oluşabilecek duruşlar ve korozyon problemlerinin önüne geçmeye yardımcı olur. Sonuç olarak, şartların sahada sürekli değiştiği ortamlarda, kontrollü koşullardaki testler asla yeterli olmaz.

SSS Bölümü

Ham petrolde stabil emülsiyonlara ne neden olur?

Ham petrolde stabil emülsiyonlara, asfaltenler, reçineler ve naftenik asitler gibi doğal emülgatörler neden olur ve bu maddeler su damlacıklarının etrafında koruyucu katmanlar oluşturarak birleşmelerini engeller.

Deemülsifikasyon süreçleri nasıl iyileştirilebilir?

Deemülsifikasyon, kimyasal deemülgatörler kullanılarak flokülasyon, koalesans ve arayüzey film bozulması gibi mekanizmalar uygulanarak geliştirilebilir ve böylece arayüzey yapışkanlığı etkili bir şekilde azaltılır.

Hidrofil-Lipofil Denge (HLB) emülgatör seçimi sürecinde ne rol oynar?

HLB, ham petrol işleme için uygun emülgatörün belirlenmesine yardımcı olur ve 4 ila 6 arası değerler suyun yağda emülsiyonu oluşturmak için uygundur; bu da işletme maliyetlerini ve verimsizlikleri azaltır.

Polimerik emülgatörler ne zaman tercih edilir?

Polimerik emülgatörler, özellikle dallanmış olanları, termal petrol üretim yöntemleri gibi yüksek sıcaklık koşullarında gelişmiş film penetrasyonu için tercih edilir.

Gerçek dünya testleri emülsiyonlaştırıcı doğrulaması için neden kritiktir?

Gerçek dünya testleri, boru hattı kayması, gaz kabarcıkları ve değişken koşullar gibi laboratuvar testlerinin genellikle yeniden oluşturamadığı karmaşıklıkları dikkate aldığı için kritik öneme sahiptir ve böylece işlemlerde doğru doğrulama ve verimlilik sağlanır.