Evidence that wax deposition is a phase transition rather than a molecular diffusion phenomenon

Geest, Charlie van der; Bizarre, Letícia; Melchuna, Aline; Pinheiro, Ivanei Ferreira; Guersoni, Vanessa

doi:10.1016/j.fuel.2021.122940

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“…Migration and adhesion of aggregates to the cold wall form the wax deposits of the emulsion. Geest et al 68 pointed out that although molecular diffusion is an important performance of wax molecular mass transfer, the transition process from liquid to solid phase is a necessary condition for wax deposition and growth. Compared with molecular diffusion, the transition process from liquid to solid phase serves as the primary mechanism controlling the development of wax deposits (4) The addition of wax inhibitor greatly increased the concentration of solid phase wax required to form wax deposit.…”

Section: Shortcomings Of Molecular Diffusion and Aging Mechanismmentioning

confidence: 99%

Wax Deposition during the Transportation of Waxy Crude Oil: Mechanisms, Influencing Factors, Modeling, and Outlook

Zhu,

Lei,

et al. 2024

Energy Fuels

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Wax deposition is an important issue affecting the safe and economical transportation of waxy crude oil via pipelines. Molecular diffusion and aging are considered to be the main mechanisms of wax deposition. However, more and more studies proved the molecular diffusion and aging mechanisms alone cannot fully explain the wax deposition phenomenon. In this Review, the calculation accuracy of wax molecular diffusion coefficient, the wax deposit delay characteristic, deposit formation under zero and negative temperature difference and the change of wax deposit structure were reviewed and discussed. Moreover, the research progress of operating parameters (including temperature, flow, asphaltene, and wax inhibitors) on the wax deposition characteristic were analyzed from the aspect of heat transfer driving force, mass transfer driving force, gelation deposition, and other deposition mechanisms. Furthermore, the development of wax deposition models is summarized and the shortcomings of existing models are discussed from the aspects of wax deposit generation, wax molecules' diffusion, and wax deposit aging in order to efficiently guide the prediction and control of wax deposition in waxy crude oil pipelines.

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Section: Shortcomings Of Molecular Diffusion and Aging Mechanismmentioning

confidence: 99%

Wax Deposition during the Transportation of Waxy Crude Oil: Mechanisms, Influencing Factors, Modeling, and Outlook

Zhu,

Lei,

et al. 2024

Energy Fuels

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“…Studies on wax have primarily focused on wax deposition in formations, wellbores, and pipelines. − Only a few articles have reported on the effect of wax on interface stabilization, particularly its impact on the phase transformation of crude oil. The contribution of wax to interfacial stability mainly revolves around two aspects: cocrystallization and steric hindrance.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Synergistic Effect of Asphaltene, Resin, and Wax Improving the Emulsification and Interfacial Properties of a High-Phase-Inversion Thin Oil

He,

Pu,

Yang

et al. 2024

Langmuir

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Nowadays, high-phase-inversion in situ emulsification technology has shown great potential in enhancing oil recovery from high-water-cut thin-oil reservoirs. However, emulsification characteristics, interfacial properties, and the mechanism of high phase inversion have not been systematically described. In this study, an emulsification experiment was conducted to investigate the effects of shear time, shear rate, and temperature on the phase inversion of thin oil. Furthermore, the influence of resin and wax on the dispersion of asphaltene was studied through microscopic morphology analysis. Interfacial tension measurement and interfacial viscoelasticity analysis were carried out to determine the interaction characteristics of asphaltene, resin, and wax at the interface. The results showed that, at 50 °C, the phase-inversion point of thin oil reached as high as 75%, and even at 60 °C, it remained at 70%. The shear time and shear rate did not affect the phase-inversion point of thin oil, while an increase in temperature led to a decrease in the phaseinversion point. Moreover, compared to the 20% phase-inversion point of base oil, the phase-inversion point increased with different proportions of asphaltene, resin, and wax. Particularly, at the ratio of asphaltene/resin/wax = 1:5:9, the phase-inversion point reached as high as 80%, indicating the optimal state. In this proportion, asphaltene aggregates exhibited the smallest and most uniform size, best dispersion, lower interfacial tension, and higher interfacial modulus. These findings provide reference and guidance for further enhancing oil recovery in medium-to-high-water-cut thin-oil reservoirs.

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“…Quando não existem cristais de parafina precipitados no óleo, de forma geral, o depósito tende a ser menor. Essa observação mostra que analisar o gradiente de temperatura de forma isolada pode levar a conclusões errôneas, como explicado por (GEEST et al, 2022). É possível ver que, em ambos os casos, as temperaturas de entrada e saída do óleo tendem a aproximar-se ao longo do tempo.…”

Section: óLeo Realunclassified

Quantificação do efeito de remoção por cisalhamento em depósitos de parafina, uma investigação experimental

de Castro Martins

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Aos meus pais, Wanderley e Sandra, que sempre me incentivaram e apoiaram não só durante a realização deste trabalho, mas em todas as etapas da minha vida.Ao meu orientador Antonio Carlos Banwwart, e aos meus Co-orientadores, Charlie Van Der Geest e Vanessa Bizotto, que me deram a oportunidade de desenvolver este trabalho, que contribuíram muito com todo seu conhecimento e experiência durante todas as etapas deste Mestrado.Aos meus colegas de trabalho que também são parte da minha equipe de pesquisa, Ivanei Pinheiro, Leticia Bizarre e Tayanne Ligeiro, que me foram de grande ajuda em todas as etapas deste trabalho.A todos os técnicos do LABPETRO que participaram ativamente em diversas das etapas de montagem do aparato experimental utilizado neste trabalho e que sempre me auxiliaram quando foi necessário.A Universidade Estadual de Campinas, a Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) e ao CEPETRO e seu corpo docente. A EQUINOR, ao EPIC, a ANP e a FAPESP.Também gostaria de agradecer a todos que contribuíram de alguma maneira em qualquer etapa deste Mestrado. ResumoAtualmente, a maior parte das reservas de petróleo economicamente viáveis para exploração encontram-se em ambientes de águas profundas e ultraprofundas, onde a temperatura mínima pode chegar aos 4°C. Sob estas condições de produção, a ocorrência de troca de calor entre o petróleo e o ambiente é inevitável. Durante o processo de transporte para a superfície, o petróleo perde calor gradativamente até atingir a Temperatura Inicial de Aparecimento de Cristais (TIAC), condição onde as moléculas de parafina cristalizam-se e podem depositar na parede da tubulação, acarretando em graves problemas de garantia de escoamento.Óleos parafínicos são estruturas complexas de hidrocarbonetos, e ao longo dos anos, diversos estudos foram feitos com o objetivo de tentar quantificar e modelar o fenômeno conhecido como deposição de parafina. Para tal objetivo, diversos mecanismos causadores foram propostos na literatura, como difusão molecular e mecanismos relacionados à tensão de cisalhamento. O principal objetivo deste trabalho é investigar a existência de um mecanismo conhecido como remoção por cisalhamento, que foi proposto na literatura para justificar a dificuldade que os modelos têm de prever o crescimento dos depósitos.Durante o desenvolvimento deste trabalho, experimentos foram realizados com o objetivo de tentar isolar e quantificar o efeito de remoção por cisalhamento. Para isso, foi utilizado um aparato experimental constituído de um flow loop que apresenta dois tanques conectados através de válvulas multivias, possibilitando o escoamento de amostras diferentes sem que haja contato entre elas, evitando alteração de sua constituição. Além disso, o sistema possui duas seções removíveis que permitem fazer uma análise direta da massa do depósito.Foram estudadas duas amostras, um óleo real brasileiro e um óleo modelo. O óleo real foi utilizado para uma análise preliminar, na qual foram observados aspectos já conhecidos na literatura atual. O óleo modelo, foi utilizado na inv...

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Evidence that wax deposition is a phase transition rather than a molecular diffusion phenomenon

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Wax Deposition during the Transportation of Waxy Crude Oil: Mechanisms, Influencing Factors, Modeling, and Outlook

Wax Deposition during the Transportation of Waxy Crude Oil: Mechanisms, Influencing Factors, Modeling, and Outlook

Synergistic Effect of Asphaltene, Resin, and Wax Improving the Emulsification and Interfacial Properties of a High-Phase-Inversion Thin Oil

Quantificação do efeito de remoção por cisalhamento em depósitos de parafina, uma investigação experimental

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