Kinetics of Asphaltene Precipitation in a Heptane−Toluene Mixture

Abstract

The enlargement of asphaltene particles precipitated in a heptane−toluene mixture (Heptol) was mechanistically modeled using mass and population balance equations. The kinetic parameters used in the model equations were optimized through fitting of the model predictions to the experimental data. The significance of this study is the investigation of growth mechanism of asphaltene particles based on supersaturation not reported in the literature. Agglomeration and growth mechanisms of asphaltene precipitation were quantitatively related to the supersaturation as a driving force in the form of rate equations. Using a fractal dimension for asphaltene particles found in the literature resulted in a better consistency between the model predictions and experimental data. Size analysis was carried out using a Horiba LB-550 nanoparticle size analyzer, which uses a dynamic laser scattering technique to measure the size of the asphaltene particles in the range of 1 nm to 6 μm. The concentration of asphaltene in the liquid mixture during the development of flocs was measured using the spectrophotometry technique. Particle enlargement from about 8 nm to 2 μm lasted about 2 h in a mixture of asphaltene−toluene containing 115.3 mg of asphaltene/kg of toluene when 0.79 kg of n-heptane/kg of toluene was added as an antisolvent.

Visual investigation and modeling of asphaltene precipitation and deposition during CO2 miscible injection into oil reservoirs

“…According to their results, the nature of the crude oil and its asphaltene content determines colloidal structural evolution and aggregation process of asphaltene in the crude oil. Recently, Khoshandam and Alamdari [29] have modeled the enlargement of asphaltene particles precipitated in a heptane-toluene mixture mechanically using mass and population balance techniques. They have also analyzed the size distribution of flocculated asphaltene particles in a mixture of asphaltene-toluene and found particle enlargement from 8 nm to 2 lm.…”

Evolution of tar ball aggregates in Caspian Sea: Implications of connectionist tools linked with image analysis

“…to determine the asphaltene aggregate size distribution as a function of time . Khoshandam and Alamdari modeled the enlargement of the asphaltene particles precipitated in a heptane/toluene mixture, upon the supersaturation occurrence . Sayyad Amin et al .…”

Agregacja, koagulacja i wytrącanie się asfaltenów ze strumieni procesowych – przegląd literatury

“…Na wartość CMC wpływ może mieć również wykorzystany w trakcie pomiarów rozpuszczalnik frakcji asfaltenowej, powodując jego wzrost w kolejności pirydyna < nitrobenzen < toluen [14]. Ponadto przy stężeniu miceli poniżej krytycznej wartości 3÷4 g/L proces agregacji asfaltenów jest kontrolowany dyfuzyjnie, a powyżej tej wartości znaczenia nabierają oddziaływania międzycząsteczkowe [25].…”

“…Gdy w układzie pojawią się n-alkany, dochodzi do zaburzenia równowagi między fazą olejową a zdyspergowaną, co może skutkować wytrąceniem asfaltenów z roztworu. Proces ten jest nieodwracalny ze względu na brak możliwości odtworzenia ochronnej warstwy żywicznej [25]. W 2007 roku na podstawie badań ropy naftowej udowodniono, że żywice nie ulegają asocjacji na powierzchni asfaltenowych nanoagregatów.…”

“…Prowadzi się je z zastosowaniem metod: grawimetrycznych, rozproszenia światła [25,33], akustycznych, filtracyjnych, badania zmiany (spadku) ciśnienia przy przepływie przez kapilarę [10] oraz badania przewodności elektrycznej.…”