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Title
Pour point measurements and thermal history of crude oils / von Martin Vietauer
AuthorVietauer, Martin
CensorGröschl, Martin
Published2011
Description129 Bl. : zahlr. Ill. u. graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Rohöl / Stockpunkt / Wachsbildungstemperatur / Rheologie / Oszillations Messungen / Thermische Vorgeschichte / Mikroskop mit gekreuzter Polarisation / Raster Elektronen Mikroskop / Pour Point Tester
Keywords (EN)crude oil / pour point / wax appearance temperature / rheology / oscillation tests / thermal history / cross polarized microscopy / scanning electron microscopy / pour point tester
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-96502 Persistent Identifier (URN)
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Pour point measurements and thermal history of crude oils [6.97 mb]
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Abstract (German)

In dieser Diplomarbeit wurde der Einfluss der "thermischen Vorgeschichte" von Rohölen auf deren Pour Point (Stockpunkt) erforscht. Mit thermischer Vorgeschichte (thermal history) ist die Fähigkeit von Rohöl gemeint, sich an die thermische Vorbehandlung zu "erinnern", was das Heizen auf verschiedene Temperaturen für unterschiedliche Zeiten und die Verwendung diverser Kühlraten zur Pour Point Bestimmung beinhaltet. Die Pour Points wurden mit einem automatischen Pour Point Tester gemessen. Während Kristallisationsprozesse, die Kristallmenge und die Kristallform mit einem Transmissionsmikroskop, welches auch einen Polarisationsfilter für Messungen mit gekreuzter Polarisation hat, bestimmt wurden. Zusätzlich wurde die Kris-tallstruktur mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet. Die Behandlung der Rohöle vor den Pour Point Messungen umfasste das Heizen auf Temperaturen zwischen 25 C und 85 C. Für die Mikroskopmessungen wurden nur Proben ohne Vorbehandlung und mit zwei verschiedenen Vorheiztemperaturen vorbereitet, welche 55 C und 85 C waren. Die Pour Point Messungen von Rohölen mit verschiedenen Kühlraten durch einen Pour Point Tester sind nicht möglich. Deshalb wurde in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, um den Pour Point mit einem Rheometer zu messen, somit können auch Pour Points mit unterschiedlicher Kühlrate gemessen werden. Um den Pour Point eines Rohöls zu bestimmen, müssen Oszillationsversuche durchgeführt werden, weil Rohöle an ihrem Pour Point als viskoelastische Feststoffe angesehen werden können und sich deshalb nicht wie Newton'sche Flüssigkeiten verhalten. Trotz dieser Bezeichnung, ist ein Fließen an deren Pour Point aufgrund des scherverdünnenden Verhaltens unterhalb der Wachsbildungstemperatur (Wax Appearance Temperature), immer noch möglich, wenn eine ausreichend hohe Scherspannung anliegt. Das bedeutet in dem für Pour Point Messungen interessantem Bereich sind viele Kristalle in der Rohölprobe vorhanden, weshalb ein Platte-Platte Messsystem für das Rheometer verwendet wurde. Durch Berücksichtigung der Erkenntnisse dieser Diplomarbeit in Feldanwendungen, könnte sich ein beachtliches Einsparungspotential ergeben, beispielsweise durch die reduzierten Wartungsarbeiten in Pipelines oder Öltanks aufgrund der geringeren Paraffinablagerungen.

Abstract (English)

In this thesis the influence of thermal history on the pour point and the crystal structure of crude oils is investigated. Thermal history refers to the ability of crude oils to "remember" their thermal treatment, which includes heating to different temperatures for various times and the use of diverse cooling rates for the pour point determination. The pour points were measured with an automatic pour point tester, while the crystallization processes, the amount of crystals and the crystal shapes were determined with a transmission microscope which also has a polarization filter for crossed polar measurements. Additionally the crystal structure was observed with a scanning electron microscope. The treatment of the crude oils before the pour point measurements involved heating to temperatures between 25 C and 85 C. For the microscope experiments only samples without pretreatment and with two different pretreatment temperatures were prepared, they were 55 C and 85 C. The measurement of the pour point of crude oils with different cooling rates is not possible using the pour point tester. Therefore a method to measure pour points with a rheometer was developed in this work with which pour points at various cooling rates can be measured. To measure a pour point of a crude oil, oscillation tests have to be performed since crude oils can be considered as viscoelastic solids in the temperature range around the pour point and hence do not behave as Newtonian fluids. Even though they can flow at their pour point if a high enough shear stress is applied because of the shear thinning behavior of crude oils under their WAT (wax appearance temperature). That means in the area which is interesting for pour point measurements a lot of crystals have formed in the crude oil sample, therefore a plate-plate measuring system was used for the rheometer. The findings of this thesis can help to save a lot of money due to the reduction of maintenance jobs, e.g. in pipelines and storage tanks, if they are taken into account at field applications.

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