Ocena tworzenia osadów przez ropy naftowe na modelowym wymienniku ciepła

• Autorzy: Badura Xymena , Styszko Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2024.6.3

Warianty tytułu

EN

Assessment of the crude oil fouling on a model heat exchanger

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prowadzono symulację powstawania osadów wskutek zjawiska foulingu rop naftowych na skonstruowanym stanowisku badawczym. Zasada działania opracowanego symulatora polegała na przepływie ropy przez modelowy wymiennik ciepła (płytka testowa), który po badaniu demontowano, a utworzone osady oceniano techniką mikroskopii optycznej. Zastosowano zamknięty obieg ropy w pętli przepływu i możliwość kontroli temperatury testowego wymiennika ciepła oraz prędkości przepływu ropy. Na stanowisku przebadano skłonność do foulingu wybranych trzech próbek rop naftowych, uprzednio przebadanych pod kątem podstawowych właściwości fizyczno-chemicznych (m.in. zakres destylacji, skład grupowy, zawartość asfaltenów, współczynnik niestabilności koloidalnej). Dla każdej z badanych rop na płytce testowej uzyskano inny rodzaj osadu: w postaci rdzy, soli nieorganicznych i osadu organicznego (asfalteny). Skonstruowane stanowisko pozwala na różnicowanie próbek rop pod względem charakteru chemicznego tworzonych osadów.

EN

The fouling of crude oil was simulated on a constructed test stand. The operating principle of the simulator was based on the flow of crude oil through a model heat exchanger (test plate), which was dismantled after the test and the deposits were assessed by means of an optical microscope. The apparatus had a closed circuit of oil in the flow loop and the ability to control the heat exchanger temperature and the oil flow rate. On the test stand fouling tendency was evaluated for selected three crude oil samples, previous tested for basic physico-chemical properties (including distillation range, group composition, asphaltene content, colloidal instability factor). For each of the tested crude oils, a different type of deposit was obtained on the test plate – in the form of rust, inorganic salts and organic sediment (asphaltene). The constructed test stand allows for differentiation of oil samples in terms of the fouling deposit chemical nature.

Słowa kluczowe

PL

ropa naftowa; tworzenie osadów; osad; wymienniki ciepła; fouling; fouling rop naftowych

EN

crude oil fouling; deposits formations; oil; heat exchanger; deposit; fouling

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 45, nr 6
• Strony: 19--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Badura Xymena

• Instytut Nafty i Gazu, Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-9827-21566

autor

Styszko Katarzyna

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-9827-2156

Bibliografia

• [1] Wiehe I.A.: Process chemistry of petroleum macromolecules. CRC, 1st edition (2008) 267–272, 292–293.
• [2] Yiantsios S.G., Andritsos N., Karabelas A.J.: Modeling heat exchanger fouling. Current status, problems and prospects. Fouling Mitigation of Industrial Heat-Exchange Equipment (1995) 337–351.
• [3] Crittenden B.D., Kolaczkowski S.T., Phillips D.Z.: Chemical reaction fouling. In: Bott T.R., Melo L.F., Panchal C.B., Somerscales E.F.C. (eds.), Proc. Int. Conf. on Understanding Heat Exchanger Fouling and its Mitigation (1997) 91–103.
• [4] Zettler H.U., Muller-Steinhagen H., Hedges B.: Modification of carbon steel surfaces to reduce corrosion fouling in oil and gas industry. Petroleum Science and Technology 21 (2003) 681–698.
• [5] Kuppan T.: Heat exchanger design handbook. CRC press, 1st edition (2000) 393–422.
• [6] Altkorn B.: Badania nad kompatybilnością rop dla celów przerobu w rafinerii. Praca statutowa INiG-PIB nr DK-4100-64/18, 0064/ TA/18.
• [7] Kwinta M., Altkorn B.: Metodyka analitycznej charakterystyki rop naftowych dla potrzeb optymalizowania procesów technologicznych – 50 lat doświadczenia ITN. Nafta-Gaz 1 (2009) 14–20.
• [8] Coletti F., Hewitt G.F.: Crude oil fouling – deposit characterization, measurements, and modeling. Elsevier (2015).
• [9] Smith C.: Integration of flow assurance and production chemistry benefits all. Fact or fiction. SPE Technical Meeting and Networking Buffet, Aberdeen, April 24, 2013.
• [10] Watkinson A.P.: Deposition from crude oils in heat exchangers. Heat Transfer Engineering 28 (3) (2007) 177–184.
• [11] Asomaning S., Panchal C.B., Liao C.F.: Correlating field and laboratory data for crude oil fouling. Heat Transfer Engineering 21 (3) (2000) 17–23.
• [12] Kukulka D.J., Czechowski H., Kukulka P.D.: Factors associated with fouling in the process industry. Heat Transfer Engineering 31 (9) (2010) 782–787.
• [13] Stephenson T., Kubis A., Derakhshesh M., Hazelton M., Holt C., Eaton P., Newman B., Hoff A., Gray M., Mitlin D.: Corrosion fouling of 316 stainless steel and pure iron by hot oil. Energy Fuels 25 (10) (2011) 4540–4551.
• [14] Young A., Venditti S., Berrueco C., Yang M., Waters A., Davies H., Hill S., Millan M., Crittenden B.: Characterization of crude oils and their fouling deposits using a batch stirred cell system. Heat Transfer Engineering 32 (3–4) (2011) 216–227.
• [15] Smith A.D.: Analysis of fouling rate and propensity for eight crude oil samples in annular test section. Proc. Int. Conf. On Heat Exchanger Fouling and Cleaning June 9–14 Budapest Hungary (2013) 1–8.