Study of the effect of ultrasonic technology on the extraction of bitumen from bituminous rocks

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: Nowadays, there are few studies focused on the extraction of targeted products from bituminous rocks. Published research on the on the use of ultrasound for bitumen extraction refers to unconventional technologies. A distinctive feature of the bituminous rocks under study is their exposure at the surface, where they are situated in open areas. Due to various technogenic factors and prolonged atmospheric, light fractions are lost, while the heavier components undergo oxidation. These processes lead to the formation of heavy oils and hard bitumens with complex composition.

Aim: To study the effect of ultrasonic technology on the bitumen extraction of from bituminous rocks and to determine the physical and chemical properties of the product obtained.

Materials and methods: Thу ultrasonic method has many benefits, in particular energy and water savings, high productivity within a short period of time, and possibility of organizing a mobile unit installation at the production site. The main process parameters includes the determination of the required frequency and power depending on the object of ultrasound technology research. The results of the work have demonstrated that ultrasonic cavitation of bituminous rocks in an alkaline medium increases the degree of bitumen extraction.

Results: The physical and chemical properties of bitumen obtained as a result of studying the effect of ultrasonic technology on bitumen extraction from oil-bituminous rocks were determined.

Conclusion: The study identified the optimal process parameters based on the specific research object. When selecting the ultrasonic power it was found that clay compounds of bituminous rocks have a direct effect on the extraction of natural bitumen. It was demonstrated that ultrasound technology is a promising and industrially applicable technology for extracting bitumen from the bituminous rocks of the Munaily Mola field.

About the authors

Yerzhan I. Imanbayev

Institute of Combustion Problems

Author for correspondence.
Email: erzhan.imanbayev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8273-0020

PhD, Associate Professor

Kazakhstan, Almaty

Yerdos K. Ongarbayev

Institute of Combustion Problems; Al-Farabi Kazakh National University

Email: erdos.ongarbaev@kaznu.edu.kz
ORCID iD: 0000-0002-0418-9360

Doct. Sc. (Chemistry), Professor

Kazakhstan, Almaty; Almaty

Zhannur K. Myltykbaeva

Al-Farabi Kazakh National University

Email: jannur81@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4336-3920

Doct. Sc. (Chemistry), Associate Professor

Kazakhstan, Almaty

Akbota K. Serikkazinova

Al-Farabi Kazakh National University

Email: akbota.serikkazinova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-2554-1616
Kazakhstan, Almaty

Aldiyar K. Malayev

Al-Farabi Kazakh National University

Email: mattafix544@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-6906-5037
Kazakhstan, Almaty

Dinara Muktaly

Al-Farabi Kazakh National University

Email: dinara.muktaly@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1139-5488

PhD

Kazakhstan, Almaty

Yerbol Tileuberdi

Abai Kazakh National Pedagogical University

Email: er.tileuberdi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9733-5015

PhD, Associate Professor

Kazakhstan, Almaty

Yerbolat O. Ayapbergenov

Branch of KMG Engineering “KazNIPImunaigas”

Email: e.ayapbergenov@kmge.kz
ORCID iD: 0000-0003-3133-222X
Kazakhstan, Aktau

References

  1. kmg.kz [Internet]. Road bitumen. How the deficit problem is being solved [cited 05.06.2024]. Available from: https://www.kmg.kz/press-center/articles/bitum-def/. (In Kazakh).
  2. Sharopin A, Ongarbayev Y, Imanbayev Y, et al. Razlichnyye metody i mekhanizmy vydeleniya organicheskogo veshchestva iz neftebituminoznykh porod. Promyshlennost' Kazakhstana. 2018;1(102):35–39. (In Russ).
  3. Qiu LQ, Zhang M, Chitrakar B, Bhandari B. Application of power ultrasound in freezing and thawing Processes: Effect on process efficiency and product quality. Ultrasonics Sonochemistry. 2020; 68. doi: 10.1016/j.ultsonch.2020.105230.
  4. Xiaoming L, Haiyang G, Ziling H, et al. Recent advances in applications of power ultrasound for petroleum industry. Ultrasonics Sonochemistry. 2021;70. doi: 10.1016/j.ultsonch.2020.105337.
  5. Avvaru B, Roy SB, Ladola Y, et al. Sonochemical leaching of uranium. Chemical Engineering and Processing. 2008;47:2107–2113. doi: 10.1016/j.cep.2007.10.021.
  6. Meirez J, AlTammar MJ, Alruwaili KM, Alfaraj RT. Recent advances of ultrasound applications in the oil and gas industry. Ultrasonics Sonochemistry. 2024;103. doi: 10.1016/j.ultsonch.2024.106767.
  7. Okawa H, Saito T, Hosokawa R, et al. Effects of different ultrasound irradiation frequencies and water temperatures on extraction rate of bitumen from oil sand. Japanese Journal of Applied Physics. 2010;49. doi: 10.1143/JJAP.49.07HE12.
  8. Zhao DZ, Sun WW, Sun MZ. The separating of inner mongolian oil sand with ultrasound. Petroleum Science and Technology. 2011;29(24):2530–2535. doi: 10.1080/10916460903057907.
  9. Ongarbayev YK, Tileuberdi Y, Imanbaev YI, Mansurov ZA. Efficient processing of oil sands into purpose products. Combustion and Plasma Chemistry. 2021;19(4):299–308. doi: 10.18321/cpc467.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Schematic diagram of the unit for separation of bitumen from bituminous rocks

Download (155KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Imanbayev Y.I., Ongarbayev Y.K., Myltykbaeva Z.K., Serikkazinova A.K., Malayev A.K., Muktaly D., Tileuberdi Y., Ayapbergenov Y.O.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».