טכנולוגיות מתפתחות להפחתת כבדות וחמורות כבדות

הביקוש לאנרגיה גלובלית ממשיך לטפס, מונע על ידי גידול האוכלוסייה והתעשיה בכלכלות מתפתחות.בעוד מקורות אנרגיה מתחדשת מתרחבים במהירות, פחמימנים נוזליים נשארים חיוניים לתחבורה, הזנות זעירות ויציבות הרשת.עם זאת, עידן של תשואה קלה קלה יחסית מתוק הוא waning.מפיקים משופרים יותר ויותר להתמודד עם גסים כבדים יותר ויותר כבדים, אשר מהווים נתח גדל והולך של עתודות נפט גלובליות, צפופות, הן משיטות גדולות יותר ויותר, מטכנולוגיות סביבתיות יותר, משיטות גדולות יותר ויותר, ממהירות יותר ויותר, מטכנולוגיות מתקדמות יותר ויותר, ממהירות יותר ויותר, מגמישות יותר ויותר, ממהירות יותר ויותר, ממהירות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר, ומיותרות יותר, מצריכת אנרגיה, ממהירות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר, מצריכת אנרגיה, מצריכת אנרגיה, משיטות תחבורה מתקדמות יותר ויותר, משיטות תחבורה מתקדמות יותר ויותר, משיטות מתקדמות יותר ויותר, ממהירות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה, מצריכת אנרגיה מתקדמות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה, מצריכת אנרגיה, מצריכת אנרגיה גבוהות יותר ויותר, מצריכת אנרגיה, מצריכת אנרגיה מתקדמות יותר ויותר

הבנה כבדה וחמורת-כבדה

שמן גולמי כבד מסווג על ידי המכון האמריקאי שמן כוח הכבידה בדרך כלל מתחת 22.3 מעלות, עם גסים כבד יותר יורד מתחת 10 מעלות. עבור השוואה, גסים קלים כמו מערב טקסס ביניים יש gravities API מעל 38 מעלות. כוח הכבידה נמוכה משקפת צפיפות גבוהה וקוטב, לעתים קרובות נמדדת באלפים עד מיליוני צנטריפוגות (c) בתנאים אלה מורכבים מנפיחות עבה, ללא מגבלות קלות, או צינורות קלים יותר, עם מומנטום, עם עודף, מטבוליות, עם עודף משקל קל יותר, או מטבוליות, לעתים קרובות נמדדת, עם , עם , עם , עם טבוליות קלה יותר, עם , 000 עד כמה יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 של .

מעבר לנכסים פיזיים, גסים כבדים עשירים ב- Asphaltenes, resins, sulfur, חנקן ומתכות כגון ניקל ו- vanadium. Asphaltene תוכן יכול לעלות על 20% על ידי משקל בפל גסים אחרים כבד. מרכיבים אלה לגרום זרז חמור וזרז לצמצום יחידות הזיכוך הקונבנציונלי.

שדרוג מסורתי של גס כבד כרוך דחיית פחמן או תוספת מימן. תהליכי דחיית פחמן - כגון עיכוב סלילת, נוזל coking, ואת מולר - באופן מיידי פצח מולקולות פחמן גדולות, לייצר דינקיות קלות יותר ולהשאיר מאחור קוקה מוצק או מגרש. תהליכי תוספת מימן - כולל הידרוקרינג הידרוג'ינג ו הידרופטפטפטפטפטפטפטפטציה - שימוש במימן בלחץ גבוה וזרזים כדי להגדיל את יחס מימן-פחמן-פחמן דורשות משמעותיות: 450 מעלות צלזיוס, כולל צריכת אנרגיה, ו-חמצני.

טכנולוגיות מתפתחות ב- Upgrading

מחקרים והפגנות פיילוט הציגו טכנולוגיות שדרוג חלופיות הפועלות בתנאים קלים יותר, להפחית את צריכת האנרגיה, וקיצוץ פליטות.שיטות אלה מנצלות פותרים פיזיים, נוזלים סופר קריטיים, קרינת מיקרוגל, מערכות ביולוגיות ומנגנונים חדשים אחרים.

Solvent-Assisted Upgrading (SAU)

שדרוגים מאוישים סולנט משתמש ב-Falbiling hydronts כדי להפחית את ההיקף של גס כבד להקל על הפרדה של שברים אספלטן. בתהליך טיפול פרפרנציאלי, למשל, פרפרפטי (כמו תנומה או heptane) מעורב עם שמנים מטומטמים, גורם כמו משככי שמן כדי להוכיח את הפחתת החלבון, וכתוצאה מכך, 000 של תאים מבוזרים, ירידה של 25%, 000.

גרסה נוספת היא Vapex (Vapor Extraction Process), שבו מסלק גזי – נלהבת או אךנית – מוזרק לתוך מאגר שמן כבד.המסת הממס לתוך השמן, צמצום המהירויות על ידי כמה פקודות של גודל, ואת שמן מרוקן שמן מרוקן על ידי כוח הכבידה לייצור טוב.

טכנולוגיות SAU גם מרחיבות את שדרוג החור, שבו זרזים או פותרים מוזרקים ישירות לתוך היווצרות כדי לקדם סדקים חלקיים או ניכוי לפני שה גס מיוצר. בעוד עדיין בשלב מוקדם, ל- SAU יש פוטנציאל להפחית את המורכבות של המתקן פני השטח ואת הביקוש לאנרגיה.

הידרותרמית Upgrading

שדרוג הידרותרמי מעסיק מים בתנאים קריטיים או סופר קריטיים (זמניים מעל 374 מעלות צלזיוס ולחצים מעל 221 בר) כדי לפרק פחמימנים כבדים ללא מימן נוסף, בתנאים אלה, מים פועלים כמסויח, מגיב, וזרז בו זמנית.זה יכול לתרום אטומי מימן באמצעות תגובות משמרות גז מים, דיכוי היווצרות coke.

טכנולוגיית AquaprocessivTM שפותחה על ידי IIT (Institute of Industrial Technology) היא דוגמה אחת: שמן כבד מעורבב עם מים מחומם ל-380-400 מעלות צלזיוס ב-20-30 MPa. התהליך מניב גס סינתטי עם כוח הכבידה של API גדל על ידי 10-15 נקודות ונפט מופחת על ידי 90% או יותר. סולידריות ומתכות מרוכזות בזרם נפרד של אנרגיה מפשטת.

אתגר בולט אחד הוא קורוזיות של מים סופר קריטיים, הדורשים חומרים יקרים כגון ⁇ המבוססים ניקל לבנייה.עם זאת, ההתקדמות האחרונה בציפוי קרמיקה וגיאומטריה כור משפרת את יכולתה הכלכלית.

עיבוד מיקרוגל

אימת מיקרוגל מספקת אנרגיה ישירות למולקולות הקוטביות וזרזי מתכת, המאפשרת חימום מהיר, נפחי כי להימנע מ ⁇ תרמי של פרונסיות קונבנציונליות. בשדרוג שמן כבד, מיקרוגלים יכולים להאיץ סדקים, demetallization, ו desulfurization תגובות בטמפרטורות גדולות נמוכות יותר (200-350 מעלות צלזיוס בהשוואה ל 450-500 מעלות צלזיוס לסדקים תרמיים).

כור מיקרוגל בקנה מידה פיילוט שפותח על ידי חברות כמו חברת מיקרוגל (יפן) וקבוצות אקדמיות באוניברסיטת נוטינגהאם מעובד שמנים כבדים בשיעורים של כמה חביות ביום.הטכנולוגיה אטרקטיבית במיוחד עבור פיקדונות סטרופדים או קטנים בקנה מידה קטן שבו בניית מתקן מחזר מלא יהיה ללא חסכוני.עם זאת, קנה מיקרוגל לכדי מכונות (חבילאות של ליום) הוא שילוב גדול עם זרז מבטיח זרז, עם זרזים מתקדמים עם זרזים מתקדמים עם זרזים מתקדמים.

גידול ביולוגי

(ב) שדרוג הביו-קטליטי מרתום מיקרואורגניזמים או אנזימים כדי לשבור באופן סלקטיבי אג"ח פחמן-סלפור, חמצון כמו phaltenes, או להפחית את ההיקף של מינים חיידקיים מסוימים (למשל, FLT:0RhodocococcusFLT:1, FLT:2Psdomonaspheusphirphirdsph) desfurulize, באמצעות תרכובות פולינזיות כבדות פולינזיות חום, אשר הפכו את IOicericericericericer.

למרות תהליכים ביולוגיים פועלים בטמפרטורה ולחץ, שיעורי התגובה שלהם הם פקודות של גודל איטי יותר מאשר שיטות תרמיות או קטליטיות.מחקר נוכחי מתמקד בהנדסה גנטית להגביר את פעילות האנזים, לשפר את הסובלנות לטמפרטורות גבוהות וריכוזי מלח, ולפתח כורי ביופיל עם דחיות תא גבוהות.המשרד לאנרגיה ביולוגית של ארה"ב מממן כמה פרויקטים של "מצטבר" של בקנה מידה כבד של פחמן, אם יכולות לשפר באמת להפחית את הפחתת הפחתת הפחתת הגישות של אנרגיה ביולוגית.

פלאסמה-Assisted Upgrading

פלזמה לא-thermal (קזזמה קרמה) יוצרת מינים תגובתיים (רדיקלים, ions, מולקולות נרגשות) בטמפרטורות גז נמוכות על ידי יישום שדה חשמלי.כאשר עבר דרך ערפל שמן כבד או בועות דרך שלב נוזלי, פלזמה יכולה להתחיל סדק, מימן מופשטת, ותגובה חיצונית ללא חימום משמעותי של מוצרים תרמיים.

כורים של חברות כמו Plasma Power (ארה"ב) השיגו שיעורי המרה של 70-80% עבור שברים כבדים.אתגרים נשארים בשחיקת אלקטרודה והיקף הכור, אך ההתקדמות באספקת חשמל מופולת וחומרים דיאלקטריים הם התקדמות.

הפרדה Membrane ו Solvent Deasphalting

טכנולוגיית Membrane, בשימוש ארוך בטיפול במים, עכשיו מותאם לשבריר שמן כבד. Polymeric או קרמיקה עם גדלים מותאמים יכול להפריד asphaltenes ו שברירי מתכת עשיר מ גסה מדלגן בטמפרטורות נמוכות יותר מאשר דינקיה. בשילוב עם Solntalting (SDA), membranes להפחית את יחסים מפולגן מחוספסת שומן מאפשר ירידה של 15% של שמן כפול של שמן סרן.

היתרונות של טכנולוגיות מתפתחות

הטכנולוגיות שנבדקו לעיל מציעות יתרונות מוחשיים על שדרוג קונבנציונלי, אשר לעתים קרובות מסתמכים על טמפרטורות גבוהות, לחצים גבוהים וטביעות רגל פיזיות גדולות:

• (FLT:0) אספקת אנרגיה: FLT:1 ותהליכי מיקרוגלמה פועלים בטמפרטורות גדולות 100-200 מעלות צלזיוס נמוך יותר מאשר קידוד או הידרוקרינג.שיטות מונעות סולאוור להימנע מדור קיטור לחלוטין.
• (FLT:0) לאפקט סביבתי של השפעה: 1FLT) שימוש באנרגיה התחתונה מתורגם ישירות להפחתה של פליטות CO2.תהליכים מבוססי-סולאוור וביולוגיים צורכים מעט או ללא מים.שפכים – קוקה, זרזים, מים זורמים – הם מצטמצם.
• (FLT:0)Imroved Yield: מינוף 1: 1 (מילדר תנאים תרמיים מדכאים היווצרות קוקה, שיפור היבול הנוזלי מהזנת נתון. Solvent deasphalting ו membrane הפרדה לשחזר מרכיבים אור יקרי ערך כי אחרת יאבדו לקולק או סטמה תגובות ביולוגיות ופלזמה יכול לייצר ערך גבוה ומוצרים כמו coproducts.
• (FLT:0) Cost-Effectiveness:FreaLT:1) עוצמת הון נמוכה יותר (כורים סרסרלר, פחות חלקים נעים) ועלויות אנרגיה מופחתות ומשתות לשפר את הכלכלה הכוללת.עבור שדות שמן מרוחקים או מחוצה לה, מערכות מודולריות המקוטבות על בסיס מיקרוגל או כורים פלזמה יכולים לחסל את הצורך צינורות ארוכים או זיכוך גדול, להפחית את עלויות הלוגיות.
• (FLT:0) Flexibilitymia תפעולי: FLT:1 טכנולוגיות מתפתחות רבות יכולות להשתלב עם יחידות קיימות כ"בולט-און", מיקוד שבריריות בעייתיות ספציפיות (למשל, אספלטנים, מתכות).זה מאפשר לחדדים להתאים את יכולת העיבוד בהתבסס על איכות גסה ללא בנייה של מתקנים חדשים לחלוטין.

נתיבי Outlook ומסחר

אימוץ טכנולוגיות שדרוג חדשניות עומד בפני מספר מכשולים: בקנה מידה טכני, מגבלות הון, אי ודאות רגולטורית, ותחרות משיטות קונבנציונליות שמרוויחות מעשרות שנים של אופטימיזציה.

ראשית, תקנות סביבתיות מתדקות ברחבי העולם.הכובע של ארגון הים הבינלאומי (IMO 2020) גדל הביקוש לדלקים ימיים נמוכים; שדרוג גסים עם תוכן גופר גבוה כדי לענות על מפרטים אלה הוא אטרקטיבי מבחינה כלכלית עם טכנולוגיות מתקדמות של דפוריזציה זנב.שני, מנגנוני תמחור פחמן בקנדה, אירופה, וחלקים של אסיה להעלות את העלות של פולטת CO2, בתהליכים בעלי אנרגיה נמוכה יותר ויותר (G) ופעולות סביבתיות, וטכנולוגיות אחרות, שיפורים).

תוכניות מחקר ממשלתיות ממשיכות לממן הפגנות פיילוט.תוכנית החדשנות של משרד האנרגיה של משרד האנרגיה של פוסילסל אנרגיה ותוכנית ניהול פחמן יש יוזמות על שדרוג נפט כבד מתקדם.תוכנית החדשנות של משאבי הנפט הנקי של קנדה תומכת בטייסים של תהליכים מחוסנים ואלקטרומגנטיים (מיקרו גל).תוכנית Horizon אירופה של האיחוד האירופי מפיצה פרויקטים המשלבים טכנולוגיות כימיה מלאכותית עם בינה מלאכותית לתהליך בקרה.

שיתופי פעולה אסטרטגיים בין חברות נפט, מפתחי טכנולוגיה ומוסדות אקדמיים הם קריטיים להביא שיטות חדשות בקנה מידה מסחרי.לדוגמה, FLT:0Schlumberger ו Chevron בחנו במשותף תהליך הזרקת צוות משולב של צוותים מסוג 2FLT:1 ב- Athabasca שמנים.coms.com: 2 National Energy Technology (NET) פרסמו יחד טכנולוגיה מקיפה של טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות טכנולוגיות-לא-כלכליות (DIRFLT2-FLT) ו-FLT2-FLT2-FLC) ו-FLCL) הן לדגמיכותרות (R) ו-C.

במבט קדימה, סביר להניח שגישה תיקו: שום טכנולוגיה מתפתחת אחת תחליף את כל השיטות המקובלות.במקום, תוכניות זיכוך משולבות ישלבו את deasphalting עבור טיהור ראשוני, סדקים הידרותרמיים עבור המרה שברירית כבדה, מיקרוגל או פלזמה עבור desfurization עמוק, וליטוט ביולוגי עבור תאימות סביבתית סופית.

מחקר לתהליכים היברידיים הוא גם מעצימה.שלב חימום מיקרוגל עם זרז קטליטי מוריד את נפח הזרז הנדרש ומרחיב את חיי הזרז.שיטות המונעות על ידי Solvent בשילוב עם החלפת החלפתם מציעים את הפוטנציאל לשדרג שמן בתוך המאגר, צמצום מתקני פני השטח. Machine ותאומים דיגיטליים מוחלים על מנת להתאים את המערכות המורכבות, הרב-קיום בזמן אמת.

שיפור מתמיד במדעי החומרים - במיוחד בסגסוגת עמידת קורוזיה עבור כורים מים סופר קריטיים, קרומברנס חזקים עבור הפרדה עתירי זמן גבוהים, ותומכת ביוקטליסט יציבה - יפחית עוד יותר את הסיכון הטכני. כמו טכנולוגיות אלה בוגר, העקומה צפויים לעקוב אחר מגמה למידה-ידי ביצוע נצפה עבור photovolcss ועיבוד גז טבעי.

לסיכום, שדרוג של גסים כבדים וחמורים עובר טרנספורמציה המונעת על ידי מגבלות סביבתיות, לחצים כלכליים, וכושר המצאה טכנולוגי. Solvent-sted, הידרותרמי, מיקרוגל, פלזמה, ביולוגית, ותהליכים המבוססים על מלברה, כל אחד מציע יתרונות ייחודיים ביעילות אנרגיה, שיפור וביצועים סביבתיים. בעוד אתגרים בקנה מידה ולהישאר, קצב החדשנות הוא ככל הנראה מכווץ של שיטות ייצור כבדות.