Kompatybilność rop badana z zastosowaniem mikroskopu wysokociśnieniowego w warunkach dynamicznych

• Autorzy: Szuflita Sławomir , Krasodomski Wojciech , Kuśnierczyk Jerzy , Wojnicki Mirosław , Warnecki Marcin

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2023.01.02

Warianty tytułu

EN

Oil compatibility testing with a high-pressure microscope under dynamic conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ze względu na wysoką cenę lekkich rop większość rafinerii skłania się do zakupu większych ilości tańszych rop „okazyjnych”, które są cięższe i zawierają wyższe stężenia siarki i kwasów naftenowych. Takie podejście doprowadza do większej częstotliwości prac serwisowych związanych z oczyszczaniem instalacji procesowej w rafinerii. Na szczęście zrozumienie przyczyn i metod łagodzenia wytrącania się zanieczyszczeń ropopochodnych uległo ostatnio znacznej poprawie dzięki opracowaniu narzędzi do przewidywania i identyfikacji. Co zaskakujące, 90% zanieczyszczeń ropopochodnych w rafinacji ma tylko kilka wspólnych przyczyn. Analiza osadu zwykle pozwala na zidentyfikowanie pierwotnej przyczyny, którą potwierdza odnalezienie prekursora tego niekorzystnego zjawiska w ropie naftowej przepływającej przez zanieczyszczoną jednostkę instalacji. Odpowiednie rozpoznanie zagadnienia może wprowadzić szereg potencjalnych metod łagodzących, z których dana rafineria może wybrać najlepszą do wdrożenia. Każdy kraj na świecie dąży do osiągnięcia jak największego bezpieczeństwa energetycznego, a tym samym do dywersyfikacji dostaw ropy i innych surowców. W przypadku ropy, gdy pozyskiwana jest ona z różnych źródeł, generuje się dodatkowy problem, a mianowicie kompatybilność. Okazuje się, że po zmieszaniu niektóre ropy wykazują tendencje do wytrącania osadów w zbiornikach magazynowych, a następnie w ciągu logistycznym. W jednej z poprzednich prac opracowano skuteczną metodę filtrowania pozwalającą na określenie kompatybilności rop i ich mieszanin. W obecnej pracy skoncentrowano się na tym, aby nowa metoda pozwoliła na szybszą możliwość wykonania pomiaru kompatybilności przy jednoczesnej możliwości ponownego wykorzystania tej samej próbki. Opracowany nowy sposób badań kompatybilności z wykorzystaniem mikroskopu (ang. high-pressure microscope, HPM) zastosowano do dwóch rop pochodzących z różnych kierunków dostaw. Pomiary wykonano dla rop i ich mieszanin w temperaturze 120°C i pod ciśnieniem 25 bar. Pomiar kompatybilności rop metodą filtrowania wykorzystano do celów porównawczych, gdzie masa odseparowanego osadu na specjalistycznych filtrach stanowiła wyznacznik kompatybilności badanych rop.

EN

Since the price of light crude oil is high, most refineries prefer to purchase higher volumes of cheaper bargain crude, which is heavier and contains higher concentrations of sulfur and naphthenic acids. This approach leads to a higher frequency of treatment service works to maintain the refinery's process plant. Fortunately, understanding precipitation mechanisms and the development of methods to mitigate precipitates of petroleum contaminants has recently improved with the advancement of prediction and identification tools. Surprisingly, 90% of petroleum contaminants in refining have only a few common causes. Sediment analysis usually identifies the initial trigger, which is confirmed by finding a precursor to this unfavourable phenomenon in the crude oil flowing through the contaminated unit. Appropriate identification of the issue can result in several potential mitigation methods from which a particular refinery can choose the best one to implement. Every country in the world strives to achieve greater energy security and thus diversification of the supply of oil and other raw materials. When crude oil is obtained from different sources, an additional problem can appear during processing in the refinery, namely oil compatibility. Some crude oils, when blended, tend to precipitate sediments in the process chain. In the previous statutory work, an effective filtering method was developed to determine crude oils' compatibility. Now, attention has been paid to speeding up the measurements and reusing the sample. A new method of compatibility testing using an HPM microscope was developed for two crude oils from different supplies. The measurements were performed for crude oils and their mixtures at 120°C under 25 bar pressure. Compatibility tests using the filtering method were used for comparative studies. The mass of sediment separated on dedicated filters was taken as an indicator of compatibility for investigated crude oils.

Słowa kluczowe

PL

asfalteny; parafiny; filtrowanie; kompatybilność; ropa; dywersyfikacja; dostawy ropy

EN

asphaltenes; paraffins; filtration; oil; compatibility; supply; chain; diversification

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 79, nr 1
• Strony: 11--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szuflita Sławomir

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Krasodomski Wojciech

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Kuśnierczyk Jerzy

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Wojnicki Mirosław

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Warnecki Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Asomaning S., Watkinson A.P., 2000. Petroleum stability and heteroatom species effects in fouling of heat exchangers by asphaltenes. Heat Transfer Engineering, 21(3): 10–16. DOI:10.1080/014576300270852.
• Goual L., Firoozabadi A., 2002. Measuring asphaltenes and resins,and dipole moment in petroleum fluids. AIChE Journal, 48(11):2646–2663. DOI: 10.1002/aic.690481124.
• Guzmán R., Ancheyta J., Trejo F., Rodríguez S., 2017. Methods for determining asphaltene stability in crude oils. Fuel, 188: 530–543.DOI: 10.1016/j.fuel.2016.10.012.
• Kluk D., 2009. Oznaczanie składu ropy naftowej z wykorzystaniem aplikacji SARA. Nafta-Gaz, 65(3): 255–261.
• Krasodomski W., Altkorn B., Duda A., Szuflita S., Krasodomski M.,2020. Problemy kompatybilności rop naftowych. Nafta-Gaz,76(5): 332–339. DOI: 10.18668/NG.2020.05.06.
• Lubaś J., Biały E., Warnecki M., 2012. Asfalteny w problematyce wydobycia ropy naftowej. Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu,179: 1–121.
• Painter P., Veytsman B., Youtcheff J., 2015. Guide to asphaltene solubility. Energy and Fuels, 29(5): 2951–2961. DOI: 10.1021/ef502918t.
• Rogel E., Carbognani L., 2003. Density estimation of asphaltenes using molecular dynamics simulations. Energy and Fuels, 17(2)378–386. DOI: 10.1021/ef020200r.
• Sepúlveda J.A., Bonilla J.P., Medina Y., 2010. Prediction for Asphaltenes Using SARA Analysis for Pure Petroleum. Revista Ingeniería, 7: 103–110.
• Stankiewicz A., Flannery M.D., Fuex N.A., Broze J.G., Coach J.L., Dubey S.T., Leitko A.D., Nimmons J.F., Iyer S.D., Ratulowski J., 2002. Prediction of Asphaltene Deposition Risk in E&P Operations. [W:] Petroleum phase behavior and fouling; held in conjunction with the AIChE 2002 Spring national meeting. American Institute of Chemical Engineers: 410–416. ISBN 0816997748.
• Szuflita S., Krasodomski W., Kuśnierczyk J., Wojnicki M., Warnecki M., 2020. Wpływ kompatybilności rop na depozycję osadów w łańcuchu dystrybucji ropy naftowej. Nafta-Gaz, 76(8): 533–539.DOI: 10.18668/NG.2020.08.06.
• Szuflita S., Krasodomski W., Kuśnierczyk J., Wojnicki M., Warnecki M., 2021. Ocena kompatybilności rop naftowych metodą pompową i filtracyjną. Nafta-Gaz, 77(7): 463–470. DOI:10.18668/NG.2021.07.05.
• Wang J., Buckley J.S., 2003. Asphaltene Stability in Crude Oil and Aromatic Solvents – The Influence of Oil Composition. Energy and Fuels, 17(6): 1445–1451. DOI:10.1021/ef030030y.
• Warnecki M., 2011. Doskonalenie techniki badań warunków flokulacji asfaltenów metodą prześwietlania ropy strumieniem światła podczerwonego. Nafta-Gaz, 67(7): 454–462.
• Wiehe I.A., 2008. Process chemistry of petroleum macromolecules.CRC Press.
• Wiehe I., Kennedy R., 2000. The Oil Compatibility Model and Crude Oil Incompatibility. Energy & Fuels, 14: 56–59.
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• ASTM D4124 Standard Test Method for Separation of Asphalt into Four Fractions.
• ASTM D5186-19 Standard Test Method for Determination of the Aromatic Content and Polynuclear Aromatic Content of Diesel Fuels By Supercritical Fluid Chromatography.
• ASTM D4740-19 Standard Test Method for Cleanliness and Compatibility of Residual Fuels by Spot Test.