Berechnung des Flockungspunktes von Rohölsystemen bei hohen Drücken

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Dieter Browarzik (†)
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5120240

Unter den Bedingungen der Erdölförderung kommt es oft zur Ausfällung der Asphaltene, was z.B. durch Verstopfung der Steigleitungen zu erheblichen Problemen führt. Die thermodynamische Beschreibung dieses Phänomens gelingt jedoch nach wie vor nur unzureichend. Im zurückliegenden Projektzeitraum wurde das Erdöl als polydisperses System auf Basis einer kontinuierlichen Verteilungsfunktion des Löslichkeitsparameters behandelt. Experimentelle Flockungsdaten konnten so teilweise gut beschrieben werden. Jedoch sagt das entwickelte Modell bei höheren Asphaltengehalten eine zu hohe Flockungstendenz voraus. Im Projekt ist eine verbesserte Modellierung durch Berücksichtigung des Assoziationsverhaltens der Asphaltene geplant. Durch Eigenassoziation entsteht ein polydisperses System von Asphaltenspezies unterschiedlicher Aggregationszahl, dessen höhermolekulare Aggregate zur Flockung führen können. Hieraus ergeben sich Analogien zum Entmischungsverhalten polydisperser Polymerlösungen. Deshalb soll die Asphaltenflockung mit der kontinuierlichen Thermodynamik analog zum Flüssig-Flüssig-Gleichgewicht einer Polymerlösung behandelt werden. Im Unterschied zu den Polymeren ist die Verteilungsfunktion der Asphaltene temperatur- und konzentrationsabhängig und muß aus den Assoziationsgleichgewichten berechnet werden. Anders als bei den bisher bekannten Assoziationsmodellen ist es vorgesehen, auch den Einfluß der Aktivitätskoeffizienten auf das Assoziationsgleichgewicht zu berücksichtigen. Dabei soll neben den zwischenmolekularen Wechselwirkungen auch der sich aus dem Größenunterschied der Moleküle und Assoziate ergebende Einfluß erfaßt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen