專利名稱：烴進(jìn)料的反乳化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及烴進(jìn)料的處理，所述烴進(jìn)料源自原位和異地焦油砂和重油作業(yè)， 海上石油生產(chǎn)作業(yè)、常規(guī)石油、二次和三次回收以及天然氣作業(yè)。更具體地，本發(fā)明涉及處理這類烴進(jìn)料以達(dá)到破乳、脫鹽、脫水或其組合，以獲得含有減少到適合下游處理作業(yè)的水平的水和鹽含量的進(jìn)料。
背景技術(shù)：
在焦油砂作業(yè)中，通常在含有高濃度鹽水的水庫中發(fā)現(xiàn)浙青。在原位和異地處理浙青的各個(gè)階段中，浙青和水傾向于形成含有細(xì)微地分散到整個(gè)浙青基質(zhì)中的水滴的乳液。這種乳液由于存在分散在浙青基質(zhì)(包括水相)中的各種表面活性劑物質(zhì)和細(xì)微固體而穩(wěn)定，這些物質(zhì)阻止或干擾處理浙青進(jìn)料期間水滴的聚結(jié)。由于設(shè)備的操作需要和鹽類對設(shè)備的有害影響，如腐蝕、催化劑污染、對處理效率和成本的負(fù)面影響，浙青基質(zhì)中水和各種鹽類物質(zhì)的濃度必須在下游處理浙青之前減少到可接受的水平。來自重油和海上石油作業(yè)的某些烴進(jìn)料還可能導(dǎo)致類似的乳液和鹽含量的難題，這取決于烴進(jìn)料的來源和烴進(jìn)料中所加的水，所述加入的水為了下游操作該水必須隨后去除。現(xiàn)有技術(shù)中已使用各種方法來實(shí)現(xiàn)減少烴進(jìn)料中的水和鹽含量。例如，可以通過去除含鹽的水來實(shí)現(xiàn)減少浙青中水和鹽含量，這可以包括為了促進(jìn)淡水滴與鹽水滴的聚結(jié)，而向烴進(jìn)料添加淡水使其混合，由此沉積和去除鹽水。然而在該處理中，油包水乳液通常由該混合產(chǎn)生，并需要進(jìn)一步的處理以促進(jìn)烴相從殘余水中分離。傳統(tǒng)分離方法的例子包括添加或不添加反乳化劑的重力分離以破壞油包水乳液、離心分離以及靜電場處理技術(shù)。然而，由于形成穩(wěn)定的微乳液，這些處理通常在有效去除基本上全部的水和鹽方面不成功。因此，工業(yè)上需要處理烴進(jìn)料以達(dá)到破乳、脫鹽、脫水或其組合，以獲得含有減少到適合下游處理作業(yè)(包括富集)的水平的水和鹽含量的進(jìn)料。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種處理烴進(jìn)料的方法(烴進(jìn)料具有烴成分和在烴成分中乳化的水性成分，其中烴進(jìn)料在初始的反乳化作用期間反乳化為烴相和水相)，該方法通過使烴進(jìn)料與活性劑接觸以形成處理的進(jìn)料來實(shí)現(xiàn)，其中所述活性劑在烴成分中具有活性劑溶解性，水性成分在烴成分中具有水性成分溶解性，在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，活性劑在水性成分中具有活性劑溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性；以及活性劑溶于水性成分以減少水性成分的介電常數(shù)，并允許在改進(jìn)的反乳化作用期間使處理的反乳化烴相與處理的進(jìn)料中的活性劑和水性成分分離， 其中改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始反乳化作用期間。在各種實(shí)施方式中，活性劑是醇或純的醇如甲醇，或醇/水混合物如甲醇/水混合物。在各種實(shí)施方式中，醇在直鏈中包括 1-6個(gè)碳原子。在另一方面，提供一種用于處理烴進(jìn)料的設(shè)備，該設(shè)備包括烴進(jìn)料來源，烴進(jìn)料具有烴成分和在烴成分中乳化的水性成分，水性成分在烴成分中具有水性成分溶解性，其中， 在初始的反乳化作用期間烴進(jìn)料反乳化為烴相和水相。該設(shè)備還包括活性劑來源，活性劑在烴成分中具有活性劑溶解性以及在水性成分中具有活性劑溶解性，在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中水性成分溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，活性劑溶于水性成分中以降低水性成分的介電常數(shù)。該設(shè)備還包括使活性劑與烴進(jìn)料接觸以形成處理的進(jìn)料的接觸裝置，其中在改進(jìn)的反乳化作用期間允許處理的反乳化的烴相與處理的進(jìn)料中的活性劑和水性成分分離，其中改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始的反乳化作用期間。該設(shè)備還可以包括用于調(diào)節(jié)活性劑性質(zhì)的活性劑調(diào)節(jié)裝置，活性劑調(diào)節(jié)裝置與活性劑來源相通。該設(shè)備還可以包括用于從包括處理的反乳化的烴相的處理的進(jìn)料回收活性劑、水性成分或其組合的回收裝置。該設(shè)備還可包括用于將回收的活性劑再循環(huán)到活性劑來源的再循環(huán)裝置。在另一方面，提供一種用于處理基本上脫水的含鹽烴進(jìn)料(即，含鹽脫水的進(jìn)料) 的方法，該方法利用活性劑以達(dá)到脫鹽、破乳、脫水或其組合，以獲得沒有鹽、水或鹽和水的組合、達(dá)到適合下游處理水平的烴進(jìn)料。在另一方面，提供用于處理基本上脫水的烴進(jìn)料的設(shè)備。在另一方面，提供一種用于選擇和調(diào)節(jié)各種活性劑性質(zhì)的方法，該活性劑適用于烴進(jìn)料的處理以達(dá)到破乳、脫水、脫鹽或其組合的效果，其中i.活性劑在烴成分中具有活性劑溶解性；ii.在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性；iii.活性劑在水性成分中具有活性劑溶解性；iv.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性；v.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性；以及vi.活性劑溶于水性成分中以降低水性成分的介電常數(shù)。還公開了活性劑的組合物。在各種方面，當(dāng)與烴進(jìn)料接觸時(shí)，該活性劑可以是液體、氣體或其組合。在各種選擇的實(shí)施方式中，活性劑可以是質(zhì)子活性劑，包括醇、一種以上醇的混合物(即，醇/醇混合物)或醇/水混合物，所述醇/醇混合物或醇/水混合物具有共醇(co-alcohol)或配合特定烴進(jìn)料的化學(xué)性質(zhì)的水含量。在另一方面，提供一種用于調(diào)節(jié)多種活性劑的性質(zhì)的設(shè)備，所述活性劑適用于烴進(jìn)料的處理以達(dá)到破乳、脫水、脫鹽或其組合的效果。在各種方面，活性劑對輸入的烴進(jìn)料的最佳暴露可以通過以下來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)活性劑的化學(xué)性質(zhì)，利用各種混合或接觸方法，利用具有物理和化學(xué)性質(zhì)的裝置(其促進(jìn)有效接觸(例如，結(jié)構(gòu)化的填料或非結(jié)構(gòu)化的填料、篩板、轉(zhuǎn)盤)以及用過的活性劑成分與處理的反乳化烴相的隨后分離(例如，利用用于工藝的各個(gè)階段的裝置上的各種涂層))，在與活性劑接觸之前調(diào)節(jié)各個(gè)預(yù)處理階段中輸入的烴進(jìn)料的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作條件。在其他各種方面，方法和設(shè)備提供活性劑的回收和再循環(huán)。在另一方面，提供用于通過利用活性劑調(diào)節(jié)烴進(jìn)料的化學(xué)和物理性質(zhì)(例如，相對極性、密度或進(jìn)料中水性成分和烴成分的界面張力)的方法和設(shè)備，所述活性劑在烴進(jìn)料的水性成分和烴成分中具有合適的溶解性以在處理?xiàng)l件下達(dá)到破乳、脫水、脫鹽或其組合的效果。在又一方面，提供用于調(diào)節(jié)基本上脫水的烴進(jìn)料的組成的方法和設(shè)備，所述組合物包含通過各種預(yù)處理(例如，潤濕進(jìn)料)分散為細(xì)微固體的鹽，使其適合利用活性劑處理，所述活性劑在烴進(jìn)料的水性成分和烴成分中具有合適的溶解性。還提供多種輸入烴進(jìn)料組合物，可以利用本發(fā)明方法和設(shè)備處理該組合物，其包括源自原位和異地焦油砂和重油作業(yè)、海上石油生產(chǎn)、常規(guī)石油、二次和三次回收以及天然氣作業(yè)。例如，烴進(jìn)料如API比重小于約22. 3的原油和重油或API比重小于約10的浙青是適用于各種實(shí)施方式的適合輸入進(jìn)料的例子。API比重大于約22. 3和包括作為生產(chǎn)或后續(xù)處理結(jié)果的烴包水乳液的烴進(jìn)料也是用于其它實(shí)施方式的合適的輸入進(jìn)料的例子。最初含有分散在進(jìn)料基質(zhì)中的油潤濕鹽微粒和基本不含水的鹽化脫水烴進(jìn)料也是適合的進(jìn)料，其在使用本發(fā)明方法和設(shè)備之前已進(jìn)行預(yù)潤濕以形成烴包水乳液。根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面的方法和設(shè)備也用于來自生物燃料操作或任何其他生產(chǎn)烴進(jìn)料操作的合成或天然的烴進(jìn)料， 所述烴進(jìn)料包括烴包水乳液、鹽、鹽化脫水烴成分或其組合。本發(fā)明的前述和其他方面通過以下具體實(shí)施方式
和附圖的說明將更明顯，這些實(shí)施方式和附圖僅說明本發(fā)明的原理。


在說明本發(fā)明實(shí)施方式的附圖中，圖1說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的系統(tǒng)10的示意圖；圖2說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的系統(tǒng)IOA的示意圖；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的系統(tǒng)IOB的示意圖；圖4說明不同溫度下烴進(jìn)料稀釋浙青(dilbit)和純甲醇活性劑之間的界面張力的結(jié)果；圖5說明不同溫度下烴進(jìn)料稀釋浙青和活性劑甲醇-水混合物之間的界面張力的
結(jié)果；圖6說明在約50°C下隨著水的體積％漸增對甲醇-稀釋浙青測量的初始界面張力相對于混合物的介電常數(shù)的結(jié)果；圖7說明利用純甲醇在約25°C下的稀釋浙青的甲醇提取物的模擬蒸餾結(jié)果(通過轉(zhuǎn)帶蒸餾去除甲醇后)；圖8說明在約20°C下溶解于甲醇中的稀釋浙青的部分的百分比回收率相對于添加到甲醇的水的百分比的結(jié)果；圖9說明對于兩種活性劑(甲醇-水和甲醇-乙醇)的稀釋浙青損失相對于特定活性劑/水混合物的介電常數(shù)的結(jié)果；圖10說明在約25°C下從搖動試驗(yàn)回收的稀釋浙青相對于活性劑(甲醇)的體積％濃度的結(jié)果；圖11說明在約50°C下從搖動試驗(yàn)回收的稀釋浙青相對于活性劑(甲醇)的體積％濃度的結(jié)果；圖12說明在約25°C下從搖動試驗(yàn)回收的稀釋浙青相對于活性劑(甲醇/水)的介電常數(shù)的結(jié)果；圖13說明在約50°C下從搖動試驗(yàn)回收的稀釋浙青相對于活性劑(甲醇/水)的介電常數(shù)的結(jié)果；以及圖14說明通過兩種活性劑(甲醇和甲醇/水)去除的氯化物與毛細(xì)管ΔΡ表示的稀釋浙青粘度之間的關(guān)系。發(fā)明詳述下面詳細(xì)描述對于本發(fā)明的執(zhí)行和實(shí)施方式的各種方面和變型，其實(shí)施例以附圖舉例說明。在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中，術(shù)語“烴進(jìn)料”或“油”指來自原位和異地含油砂處理的任何天然或合成的液體、半液體或固體烴進(jìn)料，其包括API值小于約10°的烴原料、重油產(chǎn)物(例如，約10到約22. 3° API)、中油產(chǎn)物(例如，約22. 3到約31. 1° API)、輕油產(chǎn)物 (例如，>約31. 1° API)、海上石油生產(chǎn)產(chǎn)物、天然氣作業(yè)、常規(guī)石油、二次和三次回收及任何其他工業(yè)(例如生物燃料工業(yè))，其中必須處理烴進(jìn)料以實(shí)現(xiàn)破乳、脫水、脫鹽或其組合。在各種實(shí)施方式中，烴進(jìn)料可以包含各種含量的化學(xué)污染物，如各種含量的水、硫化氫、有機(jī)硫和無機(jī)硫化物、各種鹽和形成鹽的物質(zhì)、有機(jī)金屬和無機(jī)物質(zhì)、表面活性劑、固體或加工添加劑，對于下游應(yīng)用這些物質(zhì)是需要去除的。在各種實(shí)施方式中，烴進(jìn)料可以在烴進(jìn)料的處理之前進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理可以包括物理和化學(xué)處理，例如，利用常規(guī)技術(shù)的最初的大體積水去除(例如，對于濕進(jìn)料)或添加水以形成烴包水乳液(例如，對于含鹽脫水進(jìn)料)，最初的分離和分餾，以及熱處理或加工(例如水或其他輕的烴餾分的閃蒸，和熱裂解)。在各種實(shí)施方式中，適于加工的烴進(jìn)料的初始粘度可在約IcP到約1，000，OOOcP 或以上。各種加工條件下的粘度通過給定進(jìn)料速率下需要達(dá)到除水、脫鹽、破乳或其組合的物質(zhì)傳遞速率來確定。在本說明書中，術(shù)語“水性成分”(也稱乳化的水含量)指在進(jìn)料處理之前最初或在烴進(jìn)料處理過程的任何加工階段的給定的例子中在烴進(jìn)料中乳化的水量。在各種實(shí)施方式中，烴進(jìn)料中水性成分的含量可以隨烴進(jìn)料的來源、化學(xué)組成(例如，含有多種表面活性劑物質(zhì)或細(xì)微固體烴進(jìn)料可以在烴基質(zhì)中保留更多水)、烴進(jìn)料的預(yù)處理或其組合而變化。 在選擇的實(shí)施方式中，用于利用本發(fā)明方法和設(shè)備處理的烴進(jìn)料中的水性成分含量可以為約0到約80重量％、或約0到約50%、或約0和約80重量％之間的任何范圍。在特定的實(shí)施方式中，用于處理的烴進(jìn)料中的水性成分可以是約0到約0. 1重量％、或約0. 1到約0. 25 重量％、或約0. 25到約0. 5重量％、或約0. 5到約1. 0重量％的水、或約1. 0到約5重量％、 或約5到約10重量％、或約10到約30重量％、或約30到約80重量％。在各種實(shí)施方式中，烴進(jìn)料中的水性成分可以進(jìn)一步包括各種化學(xué)物質(zhì)(例如，溶解或分散的烴餾分、鹽或形成鹽的物質(zhì)或其組合)。在本說明書中，術(shù)語“鹽”和“多種鹽”可互換使用且除非另有指明，指一種或多種有機(jī)或無機(jī)鹽(例如，中式、酸式或堿式鹽、簡單鹽、重鹽或絡(luò)合鹽)，或可溶于水、活性劑或兩者中的形成鹽的物質(zhì)，或可由活性劑調(diào)節(jié)成溶于水、溶于活性劑或兩者中的形成鹽的物質(zhì)，包括通常在浙青、浙青衍生的烴餾分或常規(guī)石油及重油中發(fā)現(xiàn)的鹽。主要的無機(jī)鹽可以是一種或多種氯化物(例如，單價(jià)和二價(jià))、硫酸鹽和重碳酸鹽。盡管可以存在更少量的鎂、鉀和鈣，但這種無機(jī)鹽的主要反電荷離子可以是鈉。可存在的有機(jī)鹽或形成鹽的物質(zhì)的例子是環(huán)烷酸鹽，例如由環(huán)烷酸中和形成的環(huán)烷酸鹽。這種鹽或形成鹽的物質(zhì)可以分散或溶解在與烴進(jìn)料有關(guān)的水性成分中(例如，間隙水和大體積水)，在無水條件下可以分散于烴基質(zhì)中(例如，分散為細(xì)微固體的油濕鹽)，可以占據(jù)烴-水性成分界面，或其組合。本發(fā)明的待處理以達(dá)到破乳、脫水、脫鹽或其組合的烴進(jìn)料可以含有每百萬約0 到約0. 1份(ppm)、約0. 1到約2ppm、約2到約50ppm、約50到約lOOppm、約100到約200ppm、 約 200 到約 300ppm、約 300 到約 400ppm、約 400 到約 500ppm、約 500 到約 750ppm、約 750 到約900ppm、或約50，OOOppm或以上的一種或多種鹽或形成鹽的物質(zhì)。例如，在包括稀釋浙青作為烴進(jìn)料的特定的實(shí)施方式中，所述稀釋浙青可以含有多達(dá)約15，OOOppm的氯化鈉、 約350，OOOppm的氯化鈣、約100，OOOppm的氯化鎂、約1，500ppm的碳酸鈣、約IOOppm的碳酸鎂或其組合。該鹽含量可以隨烴進(jìn)料的來源和化學(xué)組成、預(yù)處理或其組合而變化。在本說明書中，術(shù)語“乳液”指兩種基本不混溶的液體或半液體相的非均勻混合物，其中一個(gè)相在第二相中分散為小滴，且其中第一相的小滴具有減少的彼此聚結(jié)或碰撞的趨勢，從而使得兩個(gè)相沒有自然分離。在本說明書中，水性成分在烴進(jìn)料的烴成分中乳化并被稱為烴包水性成分乳液、烴包水乳液、油包水乳液及在選擇的實(shí)施方式中被稱為烴包鹽水乳液。 在各種實(shí)施方式中，術(shù)語“破乳”指通過使烴進(jìn)料與活性劑接觸來分離烴進(jìn)料(烴進(jìn)料具有烴成分和在烴成分中乳化的水性成分，其中在初始的反乳化作用期間烴進(jìn)料反乳化為烴相和水相)。在一些實(shí)施方式中，烴進(jìn)料在初始的反乳化作用期間反乳化為烴相和水相。在本文中，烴進(jìn)料的反乳化必要地是程度問題，反映反乳化進(jìn)行到完全分辨烴相和水相的程度。 在此所用的術(shù)語用于指明顯的水相與烴進(jìn)料可分辨，以致水相部分可以保持乳化，但乳液已被破乳到需要產(chǎn)生明顯水相的程度。在一些實(shí)施方式中，初始反乳化作用期間可以是至少幾天。在改進(jìn)的反乳化作用期間，處理的反乳化烴相可與處理的進(jìn)料中的活性劑和水性成分分離，其中改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始的反乳化作用期間。改進(jìn)的反乳化作用期間可以短于初始的反乳化作用期間至少約1.1倍。在各種實(shí)施方式中，改進(jìn)的反乳化作用期間可以是約1到約30分鐘。在本說明書中，術(shù)語“稀釋浙青”指用合適的烴稀釋劑如石腦油、其他含較低密度和較低粘度液體烴的混合物如柴油、煤油或其他油餾分、或純烴類如丙烷、甲苯等稀釋的浙青。浙青與稀釋劑的比率可以是約10 1到約1 1或約1 1到約1 10。在本說明書中，術(shù)語“活性劑”和“活性組合物”可互換使用，指當(dāng)其與烴進(jìn)料接觸時(shí)能夠在選擇的處理參數(shù)下實(shí)現(xiàn)破乳、脫水(去水)、脫鹽或其組合的化合物或組合物，其中
i.活性劑在烴成分中具有活性劑溶解性。在各種實(shí)施方式中，在烴成分中的活性劑溶解性為約0. 01到約1重量％、或約1到約10重量％、或約10到約50重量％ ；ii.水性成分在烴成分中具有水性成分溶解性。在烴成分中的水性成分溶解性為約0到約0. 1重量％ ；iii.在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性；iv.活性劑在水性成分中具有活性劑溶解性。在各種實(shí)施方式中，在水性成分中的活性劑溶解性為約0. 01到約1重量％、或約1到約10重量％、或約10到約50重量％、或約50到約99. 9重量％ ；v.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性；vi.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性；以及vii.活性劑溶于水性成分中以降低水性成分的介電常數(shù)。在各種實(shí)施方式中，水性成分介電常數(shù)的降低可以是約1到約10、或約10到約20、或約20到約30、或約30到約 40、或約40到約50、或約50到約70 ；不像可溶于烴包水性成分乳液或水性成分包烴乳液的水性成分中或烴成分中的反乳化劑，活性劑在烴進(jìn)料的水性成分和烴成分中具有不同的溶解性。而且，不像局限于乳液中的水性成分與烴成分之間的界面的反乳化劑，活性劑因其溶解性質(zhì)可以滲透或穿過乳液的界面來改變?nèi)榛乃猿煞值恼w性質(zhì)(例如，介電常數(shù))，從而導(dǎo)致類似相的聚結(jié)以實(shí)現(xiàn)破乳、脫水、脫鹽或其組合。此外，不像在處理過程中被消耗掉的反乳化劑，活性劑可以在處理中不被消耗，而可以在處理中被回收并再循環(huán)。反乳化劑通常被少量添加到進(jìn)料中， 例如少于進(jìn)料體積的約(體積)或以相對于進(jìn)料量的每百萬分之幾份。在各種實(shí)施方式中，在烴進(jìn)料的烴成分中活性劑的溶解度的度量包括活性劑的介電性能(即，活性劑的介電常數(shù))。通常，活性劑的介電常數(shù)越接近烴的介電常數(shù)，活性劑在烴中的溶解性越高。用于本發(fā)明方法的合適的活性劑的介電性能可以介于在特定加工條件下的水的介電性能值和烴成分的介電性能值之間。例如，活性劑的介電性能值可以介于在0°c下水的介電常數(shù)約88和在20°C下用石腦油稀釋于的浙青的介電常數(shù)約4之間。在各種實(shí)施方式中，介電常數(shù)的調(diào)節(jié)可以包括活性劑的介電常數(shù)的調(diào)節(jié)(例如， 活性劑具有多種組成，因此其在進(jìn)料的水性成分和烴成分中具有多種溶解性)、因活性劑擴(kuò)散到水性成分中而導(dǎo)致的烴進(jìn)料的大體積水性成分的介電常數(shù)的調(diào)節(jié)或其組合。在烴進(jìn)料的烴成分中和在烴進(jìn)料的水性成分中的活性劑溶解度可以通過在將活性劑引入烴進(jìn)料之前以及在加工的任何階段調(diào)節(jié)活性劑的性質(zhì)(例如組成)、操作參數(shù)(例如溫度、壓力)或其組合來調(diào)節(jié)。多種活性劑調(diào)節(jié)裝置可以用于調(diào)節(jié)活性劑性能，如室，其包括入口和用于計(jì)量一種或多種活性劑(例如再循環(huán)的活性劑、新的活性劑)的引入的閥以及調(diào)節(jié)劑(例如水，用于混合生成在特定操作條件下處理特定進(jìn)料的活性劑的合適的組成)。不同的調(diào)節(jié)裝置可以在加工的不同階段使用。在各種實(shí)施方式中，活性劑可以是液體、氣體或液體和氣體的混合物。例如，在選擇的實(shí)施方式中，活性劑可以作為液體與烴進(jìn)料混合或作為氣體滲透到烴進(jìn)料中。在各種實(shí)施方式中，也可以在加工的任何階段調(diào)節(jié)活性劑的相。例如，最初活性劑作為氣體被引入進(jìn)料中，以及通過調(diào)節(jié)操作條件如溫度，可以使活性劑在后續(xù)的加工階段在進(jìn)料中變成液體。在各種實(shí)施方式中，合適的活性劑可以包括含有一個(gè)或多個(gè)帶負(fù)電荷原子(例如氟、氧、氮或氯)的質(zhì)子活性劑。在各種實(shí)施方式中，如果與質(zhì)子活性劑組合形成在烴進(jìn)料的烴成分和水性成分中具有合適的溶解性的活性劑組合物，那么也可以使用一種或多種偶極非質(zhì)子化合物。在各種實(shí)施方式中，質(zhì)子活性劑可以包括醇(伯醇、仲醇、叔醇)、多種醇的組合或具有不同比率的醇和水的醇/水混合物。合適的質(zhì)子活性劑的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、甘油和多種二醇(例如，乙二醇)、多種質(zhì)子活性劑的組合、以及多種質(zhì)子活性劑與不同比率的水的組合以調(diào)整活性劑的化學(xué)性質(zhì)適合待處理的特定烴進(jìn)料的性質(zhì)(例如，調(diào)節(jié)活性劑在烴進(jìn)料的烴成分中的溶解度)以及期望的破乳、脫水、脫鹽或其組合的效果。在各種實(shí)施方式中，適合作為活性劑的醇是具有1-6個(gè)碳原子的醇。在各種其他實(shí)施方式中，適合作為活性劑的醇是在直鏈中具有1-6個(gè)碳原子的醇。在進(jìn)一步的各種實(shí)施方式中，適合作為活性劑的醇是具有1-4個(gè)碳原子的醇。在各種其他實(shí)施方式中，適合作為活性劑的醇是在直鏈中具有1-4個(gè)碳原子的醇。在其中活性劑組合物含有多于6個(gè)碳原子的醇的實(shí)施方式中，這種組合物優(yōu)選含有足量的具有1-6個(gè)碳原子的醇，以便該組合物在進(jìn)料的水性成分中和烴成分中具有合適的相對溶解性。在其中合適的活性劑組合物含有具有1-6個(gè)碳原子或1-4個(gè)碳原子的醇的活性劑和含有具有大于6個(gè)碳原子的醇的活性劑的實(shí)施方式中，組合物成分的階段的擴(kuò)散可以達(dá)到逐漸改變水性成分的介電性能。例如，更短的更極性的醇可以首先擴(kuò)散到水性成分中并改變水性成分的介電性能，其結(jié)果更長的更非極性的醇可以隨后擴(kuò)散到改進(jìn)的水性成分中以進(jìn)一步改變介電性能。因此，在各種實(shí)施方式中，隨著水性成分的性質(zhì)改變，活性劑可以接續(xù)擴(kuò)散到水性成分中。處理烴進(jìn)料需要的活性劑的量至少是在烴包水性成分乳液中達(dá)到破乳、脫水、脫鹽或其組合所需要的活性劑的量。在各種實(shí)施方式中，活性劑組合物在活性劑和調(diào)節(jié)劑 (如水)的混合物中含有活性劑的濃度為約0. 1到約1重量％、約1到約10重量％、約10 到約20重量％、約20到約50重量％、約50到約80重量％、約80到約99重量％、或約99 到99. 9重量％的活性劑。在各種實(shí)施方式中，活性劑的量至少是存在于烴進(jìn)料中的水的量的約1到約5重量％、約5到約20重量％、約20到約50重量％、約50到約75重量％、約75到約80重量％、 約80到約90重量％、約90到約95重量％、或約95到約100重量％。在其中初始烴進(jìn)料在濕法預(yù)處理形成烴包水乳液和添加活性劑之前基本上不含水和含有在油中分散的鹽的實(shí)施方式中，在加工條件下，相對于存在于烴進(jìn)料中的鹽量的活性劑的合適量使得活性劑中鹽的有效重量百分?jǐn)?shù)鹽在活性劑中的溶解限度以下。在各種實(shí)施方式中，活性劑與烴的合適的比率可以是約1 20、約1 10、約 1 5、約1 1、約2 1、約5 1或更大。然而合適的比率可以根據(jù)活性劑的性質(zhì)相對于烴進(jìn)料的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在選擇的實(shí)施方式中，加工的經(jīng)濟(jì)性可以是選擇適合比率的因素，因?yàn)檩^高的比率需要較大的加工單元和較大量活性劑來循環(huán)。在各種實(shí)施方式中，活性劑中成分的體積比使得在加工條件下體積分?jǐn)?shù)(Vi)乘以活性劑(其中對于活性劑成分1、2、3等，i = 1到η)和水的介電常數(shù)(ε》的總數(shù)落在烴 (ε h)與水(ε w)的介電常數(shù)值之間。這通過式1數(shù)學(xué)表示
10
權(quán)利要求
1.一種處理烴進(jìn)料的方法，所述烴進(jìn)料具有烴成分和乳化在所述烴成分中的水性成分，其中所述烴進(jìn)料在初始反乳化作用期間反乳化為烴相和水相，所述方法包括a.使所述烴進(jìn)料與活性劑接觸以形成處理的進(jìn)料，其中1.活性劑具有在烴成分中的活性劑溶解性， .水性成分具有在烴成分中的水性成分溶解性，iii.在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，iv.活性劑具有在水性成分中的活性劑溶解性，v.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性，Vi.在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，及Vii.活性劑溶解在水性成分中以降低水性成分的介電常數(shù)；以及b.在改進(jìn)的反乳化作用期間，允許處理的反乳化的烴相與處理的進(jìn)料中的活性劑和水性成分分離，其中改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始的反乳化作用期間。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中水性成分還包含鹽。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中在烴成分中的活性劑溶解性由活性劑的介電性能表示，其范圍在水的介電常數(shù)和烴成分的介電常數(shù)之間。
4.如權(quán)利要求1或2的方法，其中在接觸期間活性劑在烴成分中的溶解性大于在分離期間活性劑在烴成分中的溶解性。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中調(diào)節(jié)處理?xiàng)l件使得在接觸期間活性劑在烴成分中的溶解性大于在分離期間活性劑在烴成分中的溶解性。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中處理?xiàng)l件的調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)溫度。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中處理?xiàng)l件的調(diào)節(jié)還包括調(diào)節(jié)壓力。
8.如權(quán)利要求1或2的方法，其中活性劑在烴成分中的溶解性可以是約0.01到約1重量％、或約1到約10重量％、或約10到約50重量％。
9.如權(quán)利要求1或2的方法，其中水性成分在烴成分中的溶解性可以是約0到約0.1 重量％。
10.如權(quán)利要求1或2的方法，其中活性劑在水性成分的溶解性可以是約0.01到約1 重量％、或約1到約10重量％、或約10到約50重量％、或約50到約99. 9重量％。
11.如權(quán)利要求1或2的方法，其中水性成分的介電常數(shù)的降低可以是約1到約10、或約10到約20、或約20到約30、或約30到約40、或約40到約50、或約50到約70。
12.如權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中活性劑包括質(zhì)子活性劑。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中質(zhì)子活性劑包括醇。
14.如權(quán)利要求13的方法，其中醇可以選自具有1-6個(gè)碳原子的醇。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中具有1-6個(gè)碳原子的醇包括直鏈碳鏈。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中具有1-6個(gè)碳原子且包括直鏈碳鏈的醇是甲醇、乙醇或其組合。
17.如權(quán)利要求13的方法，其中醇包括甲醇、乙醇、甘油、乙二醇或其組合。
18.如權(quán)利要求12的方法，其中活性劑是還包含水的混合物。
19.如權(quán)利要求12的方法，其中活性劑與水的體積比為約10000 1到約1000 1、 或約1000 1到約1 20、或約20 1到約1 20、或約10000 1和約1 20之間的任何比率。
20.用于權(quán)利要求1的方法的活性劑組合物，所述組合物包括質(zhì)子活性劑和水，質(zhì)子活性劑和水的體積比為約99 1到約20 1、或約20 1到約2 1、或約9 1到約 2 1、或約3 1到約2 1、或約2 1到約1 20。
21.如權(quán)利要求20的活性劑組合物，其中質(zhì)子活性劑包括具有1-6個(gè)碳原子的醇。
22.如權(quán)利要求21的活性劑組合物，其中具有1-6個(gè)碳原子的醇是甲醇、乙醇或其組合。
23.如權(quán)利要求1或2的方法，其中烴進(jìn)料還具有與水性成分的初始界面張力性質(zhì)，以及處理的進(jìn)料還具有與水性成分的改進(jìn)的界面張力性質(zhì)，改進(jìn)的界面張力性質(zhì)低于初始的界面張力性質(zhì)。
24.如權(quán)利要求2的方法，其中鹽的濃度為至少約0.01重量％。
25.如權(quán)利要求2的方法，其中處理的反乳化的烴相包含每百萬份約0到約10份的鹽。
26.如權(quán)利要求1或2的方法，其中處理的反乳化的烴相包含約0到約0.5重量％的水。
27.如權(quán)利要求1或2的方法，還包括在接觸步驟之前調(diào)節(jié)活性劑的性質(zhì)。
28.如權(quán)利要求27的方法，其中調(diào)節(jié)活性劑的性質(zhì)包括調(diào)節(jié)活性劑的組成。
29.如權(quán)利要求觀的方法，其中調(diào)節(jié)活性劑的組成包括調(diào)整活性劑的介電性能。
30.如權(quán)利要求1、2或27的方法，還包括從處理的進(jìn)料回收活性劑。
31.如權(quán)利要求30的方法，還包括再循環(huán)回收的活性劑用于與烴進(jìn)料接觸。
32.如權(quán)利要求31的方法，其中再循環(huán)包括調(diào)節(jié)回收的活性劑的組成以達(dá)到期望的活性劑在烴進(jìn)料的烴成分中的溶解性。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中調(diào)節(jié)回收的活性劑的組成包括調(diào)整回收的活性劑的介電性能。
34.一種用于處理烴進(jìn)料的設(shè)備，所述設(shè)備包括烴進(jìn)料的來源，該烴進(jìn)料具有烴成分和乳化在烴成分中的水性成分，水性成分具有在烴成分中的水性成分溶解性，其中烴進(jìn)料在初始的反乳化作用期間反乳化為烴相和水相；活性劑的來源，該活性劑具有在烴成分中的活性劑溶解性和在水性成分中的活性劑溶解性，在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性，在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性，活性劑溶解在水性成分中以降低水性成分的介電常數(shù)；及接觸裝置，用于使活性劑與烴進(jìn)料接觸形成處理的進(jìn)料，其中，在改進(jìn)的反乳化作用期間允許處理的反乳化的烴相與處理的進(jìn)料中的活性劑和水性成分分離，其中改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始的反乳化作用期間。
35.如權(quán)利要求34的設(shè)備，其中來自烴進(jìn)料的來源的烴進(jìn)料中的水性成分還包含鹽。
36.如權(quán)利要求34或35的設(shè)備，還包括用于調(diào)節(jié)活性劑的性質(zhì)的活性劑調(diào)節(jié)裝置，活性劑調(diào)節(jié)裝置與活性劑的來源相通。
37.如權(quán)利要求36的設(shè)備，還包括用于從處理的進(jìn)料回收活性劑、水性成分或其組合的回收裝置。
38.如權(quán)利要求37的設(shè)備，還包括用于將回收的活性劑幫盾環(huán)到活性劑的來源的幫盾環(huán)體。
全文摘要
在多個(gè)方面，本發(fā)明提供用活性劑處理含有烴和乳化的水性成分的烴進(jìn)料以形成處理的進(jìn)料的方法，該方法在初始的反乳化作用期間將烴進(jìn)料反乳化為烴相和水相?；钚詣┚哂性跓N成分中和在水性成分中的活性劑溶解性，水性成分具有在烴成分中的水性成分溶解性。在烴成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的水性成分溶解性。在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性。在水性成分中的活性劑溶解性大于在烴成分中的活性劑溶解性。在改進(jìn)的反乳化作用期間處理的反乳化烴相與活性劑和水性成分分離，改進(jìn)的反乳化作用期間短于初始的反乳化作用期間。
文檔編號C10G21/00GK102257104SQ200980151324
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者M·P·辛格萊頓, R·A·麥克法萊內(nèi) 申請人:順科能源公司