專利名稱：過濾由原位熱處理法生產(chǎn)的液體物流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及由各種地下地層例如含烴地層生產(chǎn)烴、氫氣和/ 或其它產(chǎn)品的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從地下地層中獲得的烴常常用作能源、作為原料和作為消費品。 對可獲得的烴源耗盡的擔(dān)心和對所生產(chǎn)的烴的總質(zhì)量下降的擔(dān)心已經(jīng) 導(dǎo)致開發(fā)了更加有效地采收、加工和/或使用可獲得的烴源的方法。可 使用原位法從地下地層中移出烴物質(zhì)。可能需要改變地下地層內(nèi)的烴 物質(zhì)的化學(xué)和/或物理性能，以允許烴物質(zhì)更加容易地從地下地層中移 出?；瘜W(xué)和物理變化可包括產(chǎn)生可移出流體、組成變化、溶解度變化、 密度變化、相變和/或地層內(nèi)烴物質(zhì)的粘度變化的原位反應(yīng)。流體可以 是但不限于氣體、液體、乳液、淤漿和/或具有與液體流動類似流動特 征的固體顆粒的物流。
使用原位熱處理法從地下地層中獲得的地層流體可被銷售和/或 加工以生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品。通過原位熱處理法生產(chǎn)的地層流體可具有與通 過常規(guī)的生產(chǎn)方法獲得的地層流體不同的性能和/或組成。使用原位熱
的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要處理從各種含烴地層中獲得的地層流體的改 進(jìn)方法與系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
此處所述的實施方案一般地涉及從地下地層中生產(chǎn)的地層流體的 處理方法。
在一些實施方案中，本發(fā)明提供生產(chǎn)一種或多種原油產(chǎn)品的方法，
該方法包括由地下原位熱處理法生產(chǎn)地層流體；分離地層流體，生 產(chǎn)液體物流和氣體物流；提供至少部分液體物流到過濾系統(tǒng)的膜的進(jìn)料側(cè)，生產(chǎn)滲余液和滲透液，其中滲余液包含堵塞組合物；和在納濾 系統(tǒng)下游的一個或多個處理單元中處理滲透液，以形成一種或多種原 油產(chǎn)品。
在一些實施方案中，本發(fā)明提供生產(chǎn)烷基化烴的方法，該方法包 括由地下原位熱處理法生產(chǎn)地層流體；分離地層流體，生產(chǎn)液體物 流；在第一催化裂化系統(tǒng)內(nèi)，催化裂化至少部分液體物流，以生產(chǎn)原 油產(chǎn)品；將至少部分原油產(chǎn)品分離成一個或多個烴物流，其中至少一 種烴物流為汽油烴物流；在第二催化裂化系統(tǒng)內(nèi)，通過接觸汽油經(jīng)物 流與催化裂化催化劑而催化裂化至少部分汽油烴物流，生產(chǎn)粗烯燭物 流；和將粗烯烴物流引入烷基化單元，生產(chǎn)一種或多種烷基化烴。
在進(jìn)一步的實施方案中，可組合來自具體實施方案的特征和來自 其它實施方案的特征。例如來自 一個實施方案的特征可與來自任何其 它實施方案的特征組合。
在進(jìn)一步的實施方案中，使用此處所述的任何一種方法、系統(tǒng)或 加熱器，進(jìn)行地下地層的處理。
在進(jìn)一步的實施方案中，可添加附加的特征到此處所述的具體實 施方案中。


在受益于下述詳細(xì)說明并參考附圖的情況下，本發(fā)明的優(yōu)點對于 本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將變得顯而易見，其中
圖1給出了處理含烴地層的一部分原位熱處理系統(tǒng)的實施方案的 示意圖。
圖2描述了處理由原位熱處理法生產(chǎn)的混合物用系統(tǒng)的實施方案 的示意圖。
圖3描述了處理由原位熱處理法生產(chǎn)的液體物流用系統(tǒng)的實施方 案的示意圖。
盡管本發(fā)明易于進(jìn)行各種改進(jìn)和替代形式，但其具體實施方案通 過附圖內(nèi)的實施例方式給出，且可在此處詳細(xì)描述。附圖可能不是按 比例的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，附圖及其詳細(xì)說明不打算限制本發(fā)明到所公開的特定形式，相反，本發(fā)明擬覆蓋落在所附權(quán)利要求定義的本發(fā) 明的精神與范圍內(nèi)的所有改進(jìn)、等價和替代方案。
具體實施例方式
下述說明一般地涉及處理地層內(nèi)的烴的系統(tǒng)與方法?？商幚磉@種 地層得到烴產(chǎn)品、氫氣和其它產(chǎn)品。
下述說明 一般地涉及處理使用原位熱處理法由含烴地層生產(chǎn)的地 層流體的系統(tǒng)與方法?？商幚砗瑹N地層得到爛產(chǎn)品、氳氣、甲烷和其 它產(chǎn)品、
"烴"通常定義為主要由碳和氬原子形成的分子。烴也可包括其 它元素，例如但不限于鹵素、金屬元素、氮、氧和/或硫。烴可以是但 不限于油母質(zhì)、瀝青、焦瀝青、油、天然礦物蠟和瀝青巖。烴可位于 地殼內(nèi)的礦物母巖內(nèi)或者與之相鄰。母巖可包括但不限于沉積巖、砂 子、硅酸鹽、碳酸鹽、硅藻土和其它多孔介質(zhì)。"烴流體，，是包含烴 的流體。烴流體可包含、夾帶或者被夾帶在非烴流體內(nèi)，所述非烴流 體例如氫氣、氮氣、 一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、水和氨氣。
"地層"包括一層或多層含烴層、 一層或多層非烴層、上覆地層 和/或下伏地層。"上覆地層"和/或"下伏地層"包括一類或更多不 同類的不可滲透材料。例如上覆地層和/或下伏地層可包括巖石、頁巖、 泥巖或濕/致密碳酸鹽。在原位熱處理法的一些實施方案中，上覆地層 和/或下伏地層可包括一層含烴層或多層含烴層，所述含烴層相對不可 滲透且沒有經(jīng)歷導(dǎo)致上覆地層和/或下伏地層中含烴層顯著特性變化 的原位熱處理加工過程中的溫度。例如下伏地層可包含頁巖或泥巖， 但不允許加熱上覆地層到原位熱處理法期間的熱解溫度下。在一些情 況下，上覆地層和/或下伏地層可具有一些滲透性。
"地層流體"是指存在于地層內(nèi)的流體，且可包括熱解流體、合 成氣、運動流體、減粘流體和水(蒸汽)。地層流體可包括烴流體以及 非烴流體。"運動流體"是指作為熱處理地層的結(jié)果能流動的含烴地 層內(nèi)的流體。"減粘流體"是指作為熱處理地層的結(jié)果粘度已經(jīng)降低 的流體。"所生產(chǎn)的流體"是指從地層中移出的地層流體。
"原位轉(zhuǎn)化法"是指由熱源加熱含烴地層以升高至少一部分地層 溫度到熱解溫度以上以便在地層內(nèi)產(chǎn)生熱解流體的方法。
"碳數(shù)"是指分子內(nèi)的碳原子數(shù)。烴流體可包含具有不同碳數(shù)的 各種烴。烴流體可通過碳數(shù)分布來描述。可通過真實的沸點分布和/ 或氣液色鐠法測定碳數(shù)和/或碳數(shù)分布。
"熱源"是基本通過傳導(dǎo)和/或輻射傳熱提供熱量到至少一部分地 層的任何系統(tǒng)。例如熱源可包括電加熱器，例如絕緣導(dǎo)體、伸長構(gòu)件 和/或在導(dǎo)管內(nèi)布置的導(dǎo)體。熱源也可包括通過在地層外部或者內(nèi)部燃
燒燃料生成熱的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以是表面燃燒器、井下氣體燃燒器、 無火焰的分布燃燒器和自然分布的燃燒器。在一些實施方案中，可通 過其它能源供應(yīng)在一個或多個熱源內(nèi)提供或生成的熱量。其它能源可 直接加熱地層，或者可施加能量到傳遞介質(zhì)上，所述傳遞介質(zhì)直接或 間接加熱地層。應(yīng)理解向地層施加熱量的一個或多個熱源可^f吏用不同 的能源。因此，例如對于給定的地層來說，某些熱源可由電阻加熱器 供應(yīng)熱量，某些熱源可由燃燒提供熱量，而某些熱源可由一種或多種 其它能源(例如化學(xué)反應(yīng)、太陽能、風(fēng)能、生物物質(zhì)或其它可再生的能 源)提供熱量?；瘜W(xué)反應(yīng)可包括放熱反應(yīng)(例如氧化反應(yīng))。熱源也可包 括提供熱量到與加熱位置相鄰區(qū)域和/或在其周圍區(qū)域例如加熱器井 的加熱器。
"加熱器，，是在井內(nèi)或者在附近的井孔區(qū)域內(nèi)生成熱的任何系統(tǒng) 或熱源。加熱器可以是但不限于電加熱器、燃燒器、與在地層內(nèi)的材 料或者從地層中產(chǎn)生的材料反應(yīng)的燃燒器、和/或它們的組合。
"原位熱處理法"是指采用熱源加熱含烴地層以升高至少一部分 地層溫度高于導(dǎo)致運動流體、含烴物質(zhì)減粘和/或熱解的溫度的方法， 以便在地層內(nèi)產(chǎn)生運動流體、減粘流體和/或熱解流體。
術(shù)語"井孔"是指通過在地層內(nèi)鉆探或者插入導(dǎo)管形成的地層內(nèi) 的孔。井孔可具有基本上圓形的截面，或者為其它截面形狀。此處所 使用的術(shù)語"井"和"開口"當(dāng)是指在地層內(nèi)的開口時，可與術(shù)語"井孔"互換使用。
"熱解"是由于施加熱量導(dǎo)致的化學(xué)鍵斷裂。例如熱解可包括通 過單獨加熱將化合物轉(zhuǎn)化成一種或多種其它物質(zhì)。熱量可轉(zhuǎn)移到一部 分地層上以引起熱解。在一些地層中， 一部分地層和/或在地層內(nèi)的其 它材料可通過催化活性促進(jìn)熱解。
"熱解流體"或"熱解產(chǎn)品"是指基本上在熱解烴的過程中產(chǎn)生
的流體。通過熱解反應(yīng)產(chǎn)生的流體可與地層內(nèi)的其它流體混合。該混 合物將被視為熱解流體或熱解產(chǎn)品。此處所使用的"熱解區(qū)"是指反
如焦油砂地層)。
"裂化"是指牽涉有機(jī)化合物分解和分子重組以產(chǎn)生比最初存在 的更多數(shù)量分子的工藝。在裂化中，伴隨著分子之間氫原子轉(zhuǎn)移發(fā)生
一系列反應(yīng)。例如石腦油可經(jīng)歷熱裂化反應(yīng)形成乙烯和H2。
"減粘"是指在熱處理過程中流體內(nèi)分子的解纏結(jié)和/或在熱處理
過程中大分子分解成較小分子，從而導(dǎo)致流體粘度下降。
"可冷凝的烴"是在25^C和1個絕對大氣壓下冷凝的爛?？衫淠?br> 的烴可包含碳數(shù)大于4的烴的混合物。"不可冷凝的烴"是在25C和
1個絕對大氣壓下不冷凝的烴。不可冷凝的烴可包含碳數(shù)小于5的烴。 "堵塞"是指妨礙和/或抑制一種或多種組合物通過工藝容器或?qū)?br> 管流動。
"烯烴"是包括具有一個或多個非芳族碳碳雙鍵的不飽和烴的分子。
"汽油烴"是指沸程為32。C(90。F)-約204匸(400。F)的烴。汽油 烴包括但不限于直餾汽油、石腦油、流化或熱催化裂化的汽油、VB汽 油和焦化汽油。通過ASTM方法D2887測定汽油烴含量。
"石腦油"是指在0. 101MPa下沸程分布為38-200"的烴組分。 通過美國材料試驗協(xié)會(ASTM)方法D5307測定石腦油含量。
"煤油，，是指在O. 101MPa下沸程分布為204-2601C的烴。通過ASTM 方法D2887測定煤油含量。"柴油"是指在0. 101MPa下沸程分布為260-343C (500-650。F) 的烴。通過ASTM方法D2887測定柴油含量。
"VGO"或"真空瓦斯油"是指在0. 101MPa下沸程分布為343-538 。C的烴。通過ASTM方法D5307測定VG0含量。
"提質(zhì)"是指提高烴的質(zhì)量。例如提高重質(zhì)烴的質(zhì)量可導(dǎo)致重質(zhì) 烴API比重度的增加。
"API比重度"是指在15. 5匸(60。F)下的API比重度。通過ASTM 方法D6822測定API比重度。
"周期表"是指通過國際理論化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC) 2005 年10月規(guī)定的周期表。
"第X欄金屬"或"第X欄的多種金屬"是指周期表中第X欄的 一種或多種金屬，和/或周期表中第X欄的一種或多種金屬的一種或多 種化合物，其中X相當(dāng)于周期表的欄數(shù)(例如1-12)。例如"第6欄金 屬"是指周期表的第6欄中的金屬，和/或周期表的第6欄中的一種或 多種金屬的化合物。
"第X欄元素"或"第X欄的多種元素"是指周期表中第X欄的 一種或多種元素，和/或周期表中第X欄的一種或多種元素的一種或多 種化合物，其中X相當(dāng)于周期表的欄數(shù)(例如13-18)。例如"第15欄 元素"是指周期表中第15欄的元素和/或周期表中第15欄的一種或多 種元素的化合物。
在本申請的范圍內(nèi)，周期表中金屬的重量、周期表中金屬化合物 的重量、周期表中元素的重量或周期表中元素的化合物的重量均以金 屬的重量或元素的重量計算。例如若每克催化劑使用0. lgMo03，則所 計算的催化劑內(nèi)鉬金屬的重量為0. 067g/g催化劑。
"提質(zhì)"是指提高烴的質(zhì)量。例如提高重質(zhì)烴的質(zhì)量可導(dǎo)致重質(zhì) 烴的API比重度的增加。
"循環(huán)油，，是指輕質(zhì)循環(huán)油和重質(zhì)循環(huán)油的混合物。"輕質(zhì)循環(huán) 油"是指由流化催化裂化系統(tǒng)生產(chǎn)的沸程分布為430。F(221X:)至 650。F(343X:)的烴。通過ASTM方法D5307測定輕質(zhì)循環(huán)油含量。"重質(zhì)循環(huán)油，，是指由流化催化裂化系統(tǒng)生產(chǎn)的沸程分布為650。F(343X:) 至800。F(427T)的烴。通過ASTM方法D5307測定重質(zhì)循環(huán)油含量。
"辛烷值，，是指與標(biāo)準(zhǔn)參考燃料相比，發(fā)動機(jī)燃料的抗震性能的 計算數(shù)值表示法。通過ASTM D6730測定計算的辛烷值。
"空心微球"是指當(dāng)熔融組分通過揮發(fā)有機(jī)組分吹脹成例如球時 在高溫下的熱過程中形成的中空粒狀物。
"物理穩(wěn)定性"是指在運輸流體過程中地層流體不顯示出相分離 或絮凝的能力。通過ASTM方法D7060測定物理穩(wěn)定性。
"化學(xué)穩(wěn)定性"是指地層流體被運輸時其沒有組分反應(yīng)形成堵塞 管線、閥門和/或容器的聚合物和/或組合物的能力。
圖1描述了處理含烴地層的一部分原位熱處理系統(tǒng)的實施方案的 示意圖。原位熱處理系統(tǒng)可包括屏蔽井200。使用屏蔽井在處理區(qū)域 周圍形成屏蔽層。屏蔽層抑制流體流出和/或流入處理區(qū)域。屏蔽井包 括但不限于脫水井、真空井、捕集井、注射井、泥漿井、冷凍井或它 們的組合。在一些實施方案中，屏蔽井200是脫水井。脫水井可除去 液體水和/或抑制液體水進(jìn)入待加熱的一部分地層內(nèi)或者正在加熱的 地層內(nèi)。在圖l描述的實施方案中，給出了僅僅沿著熱源202的一側(cè) 延伸的屏蔽井200，但屏蔽井典型地包圍所使用的或者待使用的加熱 地層的處理區(qū)域的全部熱源202。
熱源202置于至少一部分地層內(nèi)。熱源202可包括加熱器，例如 絕緣導(dǎo)體、導(dǎo)管內(nèi)的導(dǎo)體加熱器、表面燃燒器、無火焰的分布/或自然 分布的燃燒器。熱源202也可包括其它類型的加熱器。熱源202提供 熱量到至少一部分地層以加熱地層內(nèi)的烴?？赏ㄟ^供應(yīng)線204供應(yīng)能 量到熱源202。供應(yīng)線204在結(jié)構(gòu)上可以不同，這取決于加熱地層所 使用的 一種熱源或多種熱源的類型。用于熱源的供應(yīng)線2 04可傳輸用 于電加熱器的電，可運輸用于燃燒器的燃料，或者可運輸在地層內(nèi)循 環(huán)的換熱流體。
當(dāng)加熱地層時，輸入到地層內(nèi)的熱量可引起地層膨脹和地質(zhì)力學(xué) 運動。計算機(jī)模擬可模擬地層對加熱的響應(yīng)?？墒褂糜嬎銠C(jī)模擬開發(fā)用于在地層內(nèi)激活熱源的模式和時間序列，以便地層的地質(zhì)力學(xué)運動 不會負(fù)面地影響熱源、生產(chǎn)井和地層內(nèi)的其它設(shè)備的功能。
加熱地層可引起地層的滲透率和/或孔隙率增加。滲透率和/或孔 隙率增加可源于地層內(nèi)物料減少，這是因為水的氣化和除去、烴的除 去和/或產(chǎn)生斷裂所致。由于地層的滲透率和/或孔隙率增加，流體在 地層的加熱部分內(nèi)可能更容易流動。由于增加的滲透率和/或孔隙率， 在地層的加熱部分內(nèi)的流體可通過地層移動相當(dāng)大的距離。相當(dāng)大的
距離可以是超過1000m，這取決于各種因素，例如地層的滲透率、流 體的性能、地層的溫度和允許流體移動的壓力梯度。流體在地層內(nèi)行 進(jìn)相當(dāng)大的距離的能力允許生產(chǎn)井206間隔相對遠(yuǎn)地布置在地層內(nèi)。
使用生產(chǎn)井206從地層中除去地層流體。在一些實施方案中，生 產(chǎn)井206包括熱源。在生產(chǎn)井內(nèi)的熱源可加熱在生產(chǎn)井處或其附近的 地層的一個或多個部分。在一些原位熱處理法實施方案中，以每米生 嚴(yán)井計，從生產(chǎn)井供應(yīng)到地層內(nèi)的熱量小于以每米熱源計從加熱地層 的熱源供應(yīng)到地層的熱量。從生產(chǎn)井供應(yīng)到地層的熱量可通過蒸發(fā)和 除去與生產(chǎn)井相鄰的液相流體，和/或通過形成宏觀和/或微觀斷裂增 加與生產(chǎn)井相鄰的地層的滲透率，從而增加與生產(chǎn)井相鄰的地層的滲透率。
多種熱源可布置在生產(chǎn)井內(nèi)。當(dāng)來自相鄰熱源的熱量疊加加熱地 層足以削弱生產(chǎn)井加熱地層所提供的益處時，可關(guān)閉在生產(chǎn)井下部的 熱源。在一些實施方案中，在生產(chǎn)井下部的熱源失活時，在生產(chǎn)井上 部的熱源可保持工作。在該井上部的熱源可抑制地層流體的冷凝和回 流。
在一些實施方案中，在生產(chǎn)井206內(nèi)的熱源允許從地層中除去氣 相地層流體。在生產(chǎn)井處或者通過生產(chǎn)井提供熱可以(l)當(dāng)生產(chǎn)流體 在與上覆地層相鄰的生產(chǎn)井內(nèi)移動時，抑制這種生產(chǎn)流體的冷凝和/ 或回流，(2)增加輸入到地層內(nèi)的熱量，(3)與不具有熱源的生產(chǎn)井相 比，增加來自生產(chǎn)井的生產(chǎn)率，(4)抑制高碳化合物(C6和以上)在生 產(chǎn)井內(nèi)冷凝，和/或(5)增加在生產(chǎn)井處或其附近地層的滲透率。地層內(nèi)的地下壓力可相當(dāng)于在地層內(nèi)生成的流體壓力。當(dāng)?shù)貙拥?加熱部分內(nèi)的溫度增加時，作為增加的流體生成和水的氣化的結(jié)果， 在加熱部分內(nèi)的壓力可增加?？刂茝牡貙又辛黧w移出的速率可允許控 制地層內(nèi)的壓力?？稍谠S多不同位置，例如在生產(chǎn)井處或其附近，在 熱源處或其附近，或者在監(jiān)控井處測定在地層內(nèi)的壓力。
在一些含烴地層內(nèi)，由地層生產(chǎn)烴受到抑制，直到在地層內(nèi)的至 少一些烴被熱解。當(dāng)?shù)貙恿黧w具有選擇的質(zhì)量時，可由地層生產(chǎn)地層
流體。在一些實施方案中，選擇的質(zhì)量包括至少約20°、 30"或40°的 API比重度。抑制生產(chǎn)直到至少一些烴被熱解可增加重質(zhì)烴轉(zhuǎn)化成輕 質(zhì)烴的轉(zhuǎn)化率。抑制起始產(chǎn)量可最小化來自地層的重質(zhì)烴的產(chǎn)量。生 產(chǎn)顯著大量的重質(zhì)烴可要求昂貴的設(shè)備和/或降低生產(chǎn)設(shè)備的壽命。
在一些含烴地層中，可在地層的加熱部分內(nèi)產(chǎn)生顯著大的滲透率 時，加熱地層內(nèi)的烴到熱解溫度。最初滲透率不足可抑制所生成的流 體輸送到生產(chǎn)井206。在起始的加熱過程中，在熱源202周圍在地層 內(nèi)的流體壓力可增加?？赏ㄟ^一個或多個熱源202來釋放、監(jiān)控、改 變和/或控制所增加的流體壓力。例如選擇的熱源202或單獨的降壓井 可包括降壓閥，所述降壓閥允許從地層中除去一些流體。
在一些實施方案中，可允許通過膨脹在地層內(nèi)生成的熱解流體或 其它流體所產(chǎn)生的壓力增加，盡管通向生產(chǎn)井206或任何其它散壓井 的開放通路可能仍未存在于地層內(nèi)?？稍试S流體壓力朝著靜巖壓力增 加。例如在地層的加熱部分內(nèi)，可從熱源202到生產(chǎn)井206形成斷裂。 在加熱部分內(nèi)產(chǎn)生斷裂可釋放該部分內(nèi)的一些壓力。在地層內(nèi)的壓力 可能必須維持低于選擇壓力以抑制不想要的生產(chǎn)、上覆地層或下伏地 層的斷裂，和/或地層內(nèi)烴的焦化。
在達(dá)到熱解溫度并允許從地層中生產(chǎn)之后，可改變在地層內(nèi)的壓 力，以變化和/或控制所生產(chǎn)的地層流體的組成，控制與地層流體內(nèi)的 不可冷凝的流體相比可冷凝的流體的百分?jǐn)?shù)，和/或控制所生產(chǎn)的地層 流體的API比重度。例如降低壓力可導(dǎo)致產(chǎn)生更多的可冷凝流體組分。 可冷凝流體組分可含有較大百分?jǐn)?shù)的烯烴。在一些原位熱處理法實施方案中，可維持地層內(nèi)的壓力足夠高，
以促進(jìn)生產(chǎn)API比重度大于20°的地層流體。維持地層內(nèi)增加的壓力 可抑制在原位熱處理過程中形成沉淀物。維持增加的壓力可加速從地 層中生產(chǎn)氣相流體。氣相生產(chǎn)可允許降低輸送由地層生產(chǎn)的流體所使 用的收集導(dǎo)管的尺寸。維持增加的壓力可減少或不需要在表面處壓縮 地層流體，以便在收集導(dǎo)管內(nèi)輸送流體到處理設(shè)施中。
維持地層的加熱部分內(nèi)增加的壓力可令人驚奇地允許生產(chǎn)質(zhì)量提 高且分子量相對低的大量烴?？删S持壓力，以便所生產(chǎn)的地層流體具 有最小量的在選擇碳數(shù)以上的化合物。選擇碳數(shù)可以是最多25，最多 20,最多12，或最多8。 一些高碳數(shù)的化合物可夾帶在地層內(nèi)的蒸汽 中，且可使用蒸汽從地層中移出。維持地層內(nèi)增加的壓力可抑制在蒸 汽內(nèi)夾帶高碳數(shù)的化合物和/或多環(huán)烴化合物。在顯著長的時間段內(nèi)， 高碳數(shù)化合物和/或多環(huán)烴化合物可保留在地層內(nèi)的液相中。顯著的時
據(jù)認(rèn)為生成相對低分子量的烴部分是由于在一部分含烴地層內(nèi)氬 氣的自動生成和反應(yīng)所致。例如維持增加的壓力可強制在熱解過程中 生成的氫氣進(jìn)入地層內(nèi)的液相中。加熱該部分到熱解溫度范圍內(nèi)的溫 度可熱解地層內(nèi)的烴生成液相熱解流體。所生成的液相熱解流體組分
可包括雙鍵和/或自由基。在液相內(nèi)的氫氣oy可減少所生成的熱解流
體中的雙鍵，從而減少由所生成的熱解流體聚合或形成長鏈化合物的 可能性。另外，H2也可中和所生成的熱解流體內(nèi)的自由基。因此，在 液相內(nèi)的H2可抑制所生成的熱解流體彼此反應(yīng)和/或與地層內(nèi)的其它 化合物反應(yīng)。
由生產(chǎn)井206生產(chǎn)的地層流體可通過收集管道208輸送到處理設(shè) 施210中。也可由熱源202生產(chǎn)地層流體。例如可由熱源202生產(chǎn)流 體，以控制與熱源相鄰的地層內(nèi)的壓力。由熱源202生產(chǎn)的流體可通 過管道或管線輸送到收集管線208中，或者所生產(chǎn)的流體可通過管道 或管線直接輸送到處理設(shè)施210中。處理設(shè)施210可包括加工所生產(chǎn) 的地層流體用的分離單元、反應(yīng)單元、提質(zhì)單元、燃料電池、渦輪機(jī)、
13儲存容器和/或其它系統(tǒng)和單元。處理設(shè)施可由地層生產(chǎn)的至少一部分
烴形成運輸燃料。
在一些實施方案中，由原位熱處理法生產(chǎn)的地層流體被輸送到分 離器，將地層流體分成一個或多個原位處理法的液體流體和/或一個或 多個原位熱處理法的氣體物流?？蛇M(jìn)一步處理液體物流和氣體物流得 到所需的產(chǎn)品。
加熱一部分地下地層可引起地層的礦物結(jié)構(gòu)變化和形成顆粒。顆
?？煞稚⒑?或部分溶解在地層流體內(nèi)。顆?？砂ㄖ芷诒淼?-2欄和 第4-13欄的金屬和/或金屬的化合物(例如鋁、硅、鎂、鉤、鉀、鈉、 鈹、鋰、鉻、錳、銅、鋯等等)。在一些實施方案中，顆粒包括空心微 球。在一些實施方案中，顆粒被涂布，例如用地層流體中的烴進(jìn)行涂 布。在一些實施方案中，顆粒包括沸石。
地層流體內(nèi)顆粒的濃度范圍可以是l-3000ppm, 50-2000ppm，或 100-1000ppm。顆粒尺寸的范圍可以是0. 5-200微米，5-150微米， 10-100孩史米，或20-50孩吏米。
在一些實施方案中，地層流體可包括顆粒的分布。顆粒的分布可 以是但不限于三峰或多峰分布。例如顆粒的三峰分布可包括l-50ppm 尺寸為5-10微米的顆粒，2-2000ppm尺寸為50-80孩i米的顆粒，和 l-100ppm尺寸為100-200孩i米的顆粒。顆粒的雙峰分布可包括1-60ppm 尺寸為50-60孩i米的顆津立，和2-2000ppm尺寸為100-200微米的顆粒。
在一些實施方案中，顆?？山佑|地層流體并催化形成碳數(shù)為最多 2、最多20、最多U或最多8的化合物。在一些實施方案中，沸石 顆?？奢o助氧化和/或還原地層流體，以生產(chǎn)通常使用常規(guī)的生產(chǎn)方法 在所生產(chǎn)的流體內(nèi)通常不會出現(xiàn)的化合物。在沐石顆粒存在下，接觸 地層流體與氫氣可催化地層流體內(nèi)雙鍵化合物還原。
在一些實施方案中，可從所生產(chǎn)的流體中除去在所生產(chǎn)的流體內(nèi) 的全部或一部分顆粒。可通過使用離心、通過洗滌、通過酸洗、通過 過濾、通過靜電沉積、通過泡沫浮選和/或通過其它類型的分離方法除 去顆粒。由原位熱處理法生產(chǎn)的地層流體可被輸送到分離器中，將物流分 成原位熱處理法液體物流和原位熱處理法氣體物流?？蛇M(jìn)一步處理液 體物流和氣體物流得到所需產(chǎn)品。當(dāng)使用通常已知的條件處理液體物 流生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品時，可負(fù)面影響加工設(shè)備。例如加工設(shè)備可堵塞。生 產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品的方法的實例包括但不限于烷基化、蒸餾、催化重整、加
氫裂化、加氫處理、氫化、加氫脫硫、催化裂化、延遲焦化、氣化或
它們的組合。在 "Refining Processes 2000 " ， Hydrocarbon Processing, Gulf Publishing Co. ， pp. 87-142中乂>開了生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品 的方法，該文獻(xiàn)在此通過參考引入。商業(yè)產(chǎn)品的實例包括但不限于柴 油、汽油、烴氣體、噴氣式發(fā)動機(jī)燃料、煤油、石腦油、真空瓦斯油("VG0") 或它們的混合物。
工藝設(shè)備可被原位熱處理法液體內(nèi)的組合物堵塞或結(jié)垢。堵塞組 合物可包括但不限于由原位熱處理法生產(chǎn)的烴和/或固體?？稍诩訜嵩?位熱處理法液體的過程中形成引起堵塞的組合物。該組合物可粘附到 設(shè)備部件上并抑制液體物流通過加工單元流動。
引起堵塞的固體可包括但不限于有機(jī)金屬化合物、無機(jī)化合物、 礦物、礦物化合物、空心微球、焦炭、半煤灰(semi-soot)和/或它們 的混合物。固體的粒度可使得常規(guī)的過濾不能從液體物流中除去該固 體。引起堵塞的烴可包括但不限于含有雜原子的烴、芳烴、環(huán)烴、環(huán) 二烯烴和/或無環(huán)二烯烴。在一些實施方案中，存在于原位熱處理法液 體內(nèi)引起堵塞的固體和/或烴部分可溶或者不溶于原位熱處理法液體 中。在一些實施方案中，在加熱之前或之中，常規(guī)的過濾液體物流不 足和/或不能有效地除去堵塞工藝設(shè)備的所有或一些組合物。
在一些實施方案中，通過對液體物流進(jìn)行洗滌和/或脫鹽，至少部 分從液體物流中除去堵塞組合物。在一些實施方案中，通過經(jīng)納濾系 統(tǒng)過濾至少一部分液體物流抑制工藝設(shè)備的堵塞。在一些實施方案中， 通過加氫處理至少一部分液體物流抑制工藝設(shè)備的堵塞。在一些實施 方案中，納濾和然后加氫處理至少一部分液體物流，除去可能堵塞工 藝設(shè)備和/或使工藝設(shè)備結(jié)垢的組合物?？蛇M(jìn)一步加工加氫處理和/或納濾的液體物流，生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品。在一些實施方案中，將防結(jié)垢添加
劑加入到液體物流中抑制工藝設(shè)備堵塞。在Mansfield等人的美國專 利5648305、 Wright等人的5282957、 Miller等人的5173213、 Reid 的4840720、 Dvoracek的4810397和Fern的4551226中乂>開了防結(jié) 垢添加劑，所有這些在此通過參考引入?？缮藤彽奶砑觿┑膶嵗?但不P艮于Chimec RO 303、 Chimec RO304、 Chimec RO305、 Chimec RO306、 Chimec RO307、 Chimec RO308 (獲自Chimec， Rome,意大利)、GE-Betz Thermal Flow 7R29、 GE-Betz ProChem 3F28、 Ge-Betz ProChem 3F18 (獲 自GE Water and Process Technologies, Trevose， PA，U.S.A.)。
圖2描述了由原位熱處理法液體物流和/或原位熱處理法氣體物 流生產(chǎn)原油產(chǎn)品和/或商業(yè)產(chǎn)品的系統(tǒng)的實施方案的示意圖。地層流體 212進(jìn)入流體分離單元214并被分成原位熱處理法液體物流216、原位 熱處理法氣體218和含水物流220。在一些實施方案中，流體分離單 元214包括醉冷區(qū)。當(dāng)所生產(chǎn)的地層流體進(jìn)入猝冷區(qū)時，猝冷流體例 如水、非飲用水和/或其它組分可加入到地層流體中猝冷和/或冷卻地 層流體到適合于在下游加工設(shè)備內(nèi)處理的溫度。猝冷地層流體可抑制 促進(jìn)流體的物理和/或化學(xué)不穩(wěn)定性的化合物形成(例如抑制可從下游 設(shè)備和/或管線的溶液中沉淀、加速腐蝕和/或結(jié)垢的化合物形成)。猝 冷流體可作為噴霧劑和/或液體物流形式引入到地層流體內(nèi)。在一些實 施方案中，地層流體引入到伴冷流體內(nèi)。在一些實施方案中，通過使 地層流體流經(jīng)換熱器而從地層流體中除去一些熱量，從而冷卻該流體。 當(dāng)?shù)貙恿黧w的溫度為或接近于猝冷流體的露點時，可將猝冷流體加入 到冷卻的地層流體中。在猝冷流體的露點下或者接近其露點時猝冷地 層流體可提高可能引起幹冷流體化學(xué)和/或物理不穩(wěn)定性的鹽(例如銨 鹽)溶解。在一些實施方案中，猝冷中所使用的水量最小，以便無機(jī)化 合物和/或其它組分的鹽不會與該混合物相分離。在分離單元214中， 至少一部分猝冷流體可與猝冷混合物相分離，并利用最小量的處理循 環(huán)到摔冷區(qū)中。由猝冷所產(chǎn)生的熱量可被捕集并用于其它設(shè)施中。在 一些實施方案中，可在捽冷過程中產(chǎn)生蒸汽。所產(chǎn)生的蒸汽可被輸送到氣體分離單元222中和/或被輸送到其它設(shè)施中以供加工。
在原位熱處理法中，氣體218可進(jìn)入氣體分離單元222，以從原 位熱處理法氣體中分離氣體烴物流224。在一些實施方案中，氣體分 離單元是精餾吸收和高壓分餾單元。氣體烴物流224包含碳數(shù)為至少 3的烴。
在原位熱處理法中，液體物流216進(jìn)入液體分離單元226。在一 些實施方案中，液體分離單元226不是必須的。在液體分離單無226 中，分離原位熱處理法的液體物流216產(chǎn)生氣體烴物流228和含鹽工 藝液體物流230。氣體烴物流228可包含碳數(shù)為至多5的烴。 一部分 氣體烴物流228可與氣體經(jīng)物流224組合。含鹽工藝液體物流230可 通過脫鹽單元232加工，形成液體物流234。使用已知的脫鹽和除水 方法，脫鹽單元232從含鹽工藝液體物流230中除去礦物鹽和/或水。 在一些實施方案中，脫鹽單元232在液體分離單元226的上游。
液體物流234包含但不限于碳數(shù)為至少5的烴和/或含有雜原子的 烴(例如含有氮、氧、硫和磷的烴)。液體物流234可包含至少0. OOlg， 至少0. 005g，或至少0. Olg在0. 101MPa下沸程分布為95-200X:的烴； 至少O. Olg，至少O. 005g，或至少0. OOlg在0. 101MPa下沸程分布為 200-300。C的烴;至少0. OOlg，至少0. 005g，或至少0. Olg在0. 101MPa 下沸程分布為300-40(TC的烴；和至少0. OOlg，至少0. 005g，或至少 0. Olg在0. 101MPa下沸程分布為400-650"的烴。在一些實施方案中， 液體物流234含有最多10wt。/。的水，最多5wt。/。的水，最多l(xiāng)wt。/。的水， 或最多0. lwt。/。的水。
在流出脫鹽單元232以后，液體物流234進(jìn)入過濾系統(tǒng)236內(nèi)。 在一些實施方案中，過濾系統(tǒng)236與脫鹽單元的出口相連。過濾系統(tǒng) 236從液體物流234中分離至少一部分堵塞化合物。在一些實施方案 中，滑動安裝過濾系統(tǒng)236。滑動安裝過濾系統(tǒng)236可允許過濾系統(tǒng) 從一個加工單元移到另一個。在一些實施方案中，過濾系統(tǒng)236包括 一個或多個膜分離器，例如一個或多個納濾膜或一個或多個反向滲透 膜。膜可以是陶瓷膜和/或聚合物膜。陶瓷膜可以是分子量截留值為至
多2000道爾頓(Da)、最多1000Da或最多500Da的陶瓷膜。陶瓷膜不 必溶脹以便在最佳條件下操作從基質(zhì)中除去所需的物質(zhì)(例如從液體 物流中除去堵塞組合物)。另外，陶瓷膜可在高溫下使用。陶瓷膜的實 例包括但不限于中孔氧化鈦、中孔Y-氧化鋁、中孔氧化鋯、中孔二氧 化硅及它們的組合。
聚合物膜包括由致密膜制成的頂層和由多孔膜制成的底層(支持 層)?？膳帕芯酆衔锬ぴ试S液體物流(滲透液)首先流經(jīng)致密膜頂層然后 經(jīng)過底層，以便膜上的壓差推動頂層貼合到底層上。聚合物膜是親有 機(jī)或疏水的膜，以便在液體物流內(nèi)存在的水被保留或基本上被保留在 滲涂液內(nèi)。
致密膜層可從液體物流234中分離至少一部分或基本上所有的堵 塞組合物。在一些實施方案中，通過在其結(jié)構(gòu)內(nèi)溶解和通過其結(jié)構(gòu)擴(kuò) 散，致密的聚合物膜的性能使得液體物流234流經(jīng)膜。至少一部分堵 塞顆?？赡懿粫芙夂?或擴(kuò)散通過致密膜，因此除去它們。堵塞顆粒 可能不會溶解和/或擴(kuò)散通過致密膜，這是因為堵塞顆粒的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和 /或其分子量高。致密膜層可包括在Schmidt等人的WO96/27430中所 述的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，該文獻(xiàn)在此通過參考引入。致密膜層的厚度范圍可以 是1-15微米、2-IO微米或3-5微米。
可由聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚八甲基硅氧烷、聚酰亞胺、 聚芳族酰胺、聚三甲基曱硅烷基丙炔或它們的混合物制造致密膜?？?由提供膜機(jī)械強度的材料制造多孔底層，且它可以是超濾、納濾或反 向滲透所使用的任何多孔膜。這種材料的實例是聚丙烯腈、聚酰胺酰 亞胺組合二氧化鈦、聚醚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯或它們 的組合。
在從液體物流234中分離堵塞組合物的過程中，膜上的壓差范圍 可以是5-60bar、 10-50bar或20-40bar。分離溫度范圍可以是從液體
物流的傾點到ioox:、約-2o至約ioox:、 io-9ot:、或20-85匸。在連
續(xù)操作過程中，滲透液的流通量可以是起始流通量的最多50%、起始流通量的最多70%或起始流通量的最多90%。針對原料滲透液的重量回 收率范圍可以是50-97wt%、 60-90wt。/o或70-80wt%。
過濾系統(tǒng)236可包括一個或多個膜分離器。膜分離器可包括一個 或多個膜組件。當(dāng)使用兩個或更多個膜分離器時，它們可按照平行結(jié) 構(gòu)排列，以允許來自第 一膜分離器的原料(滲余液)流動到第二膜分離 器中。膜組件的實例包括但不限于螺旋纏繞的組件、板框組件、中空 纖維和管狀組件。在Encyclopedia of Chemical Engineering ， 4th Ed.， 1995， John Wiley & Sons Inc. ， Vol. 16， pl58-164中/>開了膜組件。 在例如Boestert等人的WO/2006/040307、 Pasternak的美國專利 No. 5102551 、 Pasternak的5093002 、 Feimer等人的5275726 、 Mannapperuma的5458774和Finkle等人的5150118中公開了螺旋纏 繞的組件的實例，所有這些在此通過參考引入。
在一些實施方案中，當(dāng)致密膜用于過濾系統(tǒng)236中時，使用螺旋 纏繞的組件。螺旋纏繞的組件可包括滲透液隔板夾在其間的兩個膜片 的膜組裝件，和所述膜組裝件在三側(cè)密封。第四側(cè)與滲透液出口導(dǎo)管 相連，以便在膜之間的區(qū)域與導(dǎo)管內(nèi)部流體連通。在一個膜的頂部排 列原料隔板(feed spacer)，并圍繞滲透液的出口導(dǎo)管巻繞具有原料隔 板的組裝件，形成基本上圓筒形的螺旋纏繞的膜組件。原料隔板的厚 度可以是至少0. 6mm、至少1mm或至少3mm，以允許足夠的膜表面包裝 到螺旋纏繞的組件內(nèi)。在一些實施方案中，原料隔板是織造的原料隔 板。在操作過程中，原料混合物可從膜組裝件之間的圓筒形組件的一 端沿著夾在膜的進(jìn)料側(cè)之間的原料隔板流過。 一部分原料混合物流經(jīng) 任一膜片到達(dá)滲透側(cè)。所得滲透液沿著滲透液隔板流入到滲透液出口 導(dǎo)管內(nèi)。
在一些實施方案中，膜分離是連續(xù)的工藝。液體物流234由于壓 差在膜上流過，以獲得過濾的液體物流238 (滲透液)和/或循環(huán)液體物 流W0(滲余液)。在一些實施方案中，過濾的液體物流238可具有降 低的引起下游的加工系統(tǒng)堵塞的組合物和/或顆粒濃度。循環(huán)液體物流 240經(jīng)納濾系統(tǒng)的連續(xù)循環(huán)可增加過濾的液體物流238的生產(chǎn)量達(dá)到液體物流234的起始體積的95%。在不清潔膜的進(jìn)料側(cè)的情況下，循 環(huán)液體物流240可通過螺旋纏繞的膜組件連續(xù)循環(huán)至少10小時、至少 l天或至少l周。 一旦完成過濾，則廢物流242 (滲余液)可包含高濃度 的可能引起堵塞的組合物和/或顆粒。廢物流242流出過濾系統(tǒng)236 并被輸送到其它加工單元，例如延遲焦化單元和/或氣化單元。
過濾的液體物流238可流出過濾系統(tǒng)236并進(jìn)入一個或多個工藝 單元。此處所述生產(chǎn)原油產(chǎn)品和/或商業(yè)產(chǎn)品的工藝單元可以在下述溫 度、壓力、氫氣源流量、液體物流流量或它們的組合下操作，或者在 其它情況下按照本領(lǐng)域已知的那些條件操作。溫度范圍為約200-900 。C,約300-800匸，或約400-700匸。壓力范圍為約0. l-20MPa,約 l-12MPa,約4-10MPa或約6-8MPa。液體物流的液體時空速度范圍為 約0. l-30h-1，約0. 5-25h—、約l-20h-1,約1. 5-15h、或約2-10h一1。
在圖2中，過濾的液體物流238和氬源244進(jìn)入加氫處理單元248。 在一些實施方案中，氫源244在進(jìn)入加氫處理單元248內(nèi)之前，可加 入到過濾的液體物流238中。在一些實施方案中，足夠的氫氣存在于 液體物流234內(nèi)和不需要氫源244。在加氫處理單元248中，在一種 或多種催化劑存在下，過濾的液體物流238與氫源244接觸產(chǎn)生液體 物流250?？刹僮骷託涮幚韱卧?48，以便充分地改變所有或至少一部 分的液體物流250,以除去可能堵塞在加氫處理單元248下游布置的 設(shè)備的組合物和/或抑制形成這種組合物。在加氫處理單元248內(nèi)所使 用的催化劑可以是可商購的催化劑。在一些實施方案中，不需要加氫 處理液體物流234。
在一些實施方案中，在一種或多種催化劑存在下，接觸液體物流 234與氫氣，以改變原油原料的一種或多種所需的性能，從而滿足輸 送和/或精煉規(guī)格要求。在Bhan等人的公布的美國專利申請 20050133414、 Wellington等人的20050133405和2006年4月7日提 交的標(biāo)題為 "Systems, Methods, and Catalysts for Producing a Crude Product"的美國專利申請序列號11/400542、 Bhan于2006年 6月 6曰提交的標(biāo)題為"Systems,Methods, and Catalysts forProducing a Crude Product"的11/425979、和Wei 1 ington等人于 2006年6月6日提交的標(biāo)題為"Systems，Methods， and Catalysts for Producing a Crude Product"的11/425992中公開了改變原油原料 的一種或多種所需性能的方法，所有這些在此通過參考引入。
在一些實施方案中，加氫處理單元248是選擇氫化單元。在加氫 處理單元248中，選擇氫化液體物流234和/或過濾的液體物流238， 以便二烯烴被還原成單烯烴。例如在DN-200 (Criterion Catalysts & Technologies ， Houston Texas, U. S. A.)存在下，在100-200X:的溫度 范圍和0. l-40MPa的總壓力下，使液體物流234和/或過濾的液體物流 238與氫氣接觸生產(chǎn)液體物流250。相對于液體物流234中的二烯經(jīng)和 單烯烴含量，液體物流250包含降低量的二烯烴和增加量的單烯烴。 在一些實施方案中，在這些條件下，二烯烴轉(zhuǎn)化成單烯烴的轉(zhuǎn)化率為 至少50%、至少60%、至少80%或至少90%。液體物流250流出加氫處 理單元248并進(jìn)入在加氫處理單元248下游布置的一個或多個加工單 元內(nèi)。布置在加氫處理單元248下游的單元可包括蒸餾單元、催化重 整單元、加氫裂化單元、加氫處理單元、氫化單元、加氬脫硫單元、 催化裂化單元、延遲焦化單元、氣化單元或它們的組合。
液體物流250可流出加氬處理單元248和進(jìn)入精館單元252內(nèi)。 精餾單元252產(chǎn)生一種或多種原油產(chǎn)品。精餾可包括但不限于大氣壓 蒸餾工藝和/或真空蒸餾工藝。原油產(chǎn)品包括但不限于C3-C5烴物流 254、石腦油物流256、煤油物流258、柴油物流262和塔底物流264。 塔底物流264通常包含在0. 101MPa下沸程分布為至少340匸的烴。在 一些實施方案中，塔底物流264是真空瓦斯油。在其它實施方案中， 塔底物流包含沸程分布為至少537C的烴。 一種或多種原油產(chǎn)品可被 銷售和/或進(jìn)一步加工成汽油或其它商業(yè)產(chǎn)品。
為了提高由地層流體生產(chǎn)的物流的用途，在精餾液體物流過程中 生產(chǎn)的烴和在分離工藝氣體過程中生產(chǎn)的烴氣體可組合形成具有更高 碳數(shù)的烴。所生產(chǎn)的烴氣體物流可包含烷基化反應(yīng)可接受的烯烴含量。
在一些實施方案中，加氫處理的液體物流和由餾分生產(chǎn)的物流(例如蒸餾液和/或石腦油)與原位熱處理法液體和/或地層流體共混，生產(chǎn) 共混的流體。與地層流體相比，該共混流體可具有提高的物理穩(wěn)定性 和化學(xué)穩(wěn)定性。相對于地層流體，共混的流體可具有降低量的反應(yīng)性 物質(zhì)(例如二烯烴、其它烯烴和/或含氧、硫和/或氮的化合物)，從而 提高共混流體的化學(xué)穩(wěn)定性。相對于地層流體，共混的流體可降低瀝 青質(zhì)含量，從而提高共混流體的物理穩(wěn)定性。與原位熱處理法生產(chǎn)的 地層流體和/或液體物流相比，共混流體可能是更可替代的原料。與地 層流體相比，共混的流體可更加適合于運輸、在化學(xué)加工單元中使用 和/或在精煉單元中使用。
在一些實施方案中，通過此處所述的方法由油頁巖地層生產(chǎn)的流
體可與重質(zhì)油/焦油砂原位熱處理法(IHTP)流體共混。由于油頁巖液體 基本上是鏈烷烴，和重質(zhì)油/焦油砂IHTP流體基本上是芳烴，因此該 共混的流體顯示出提高的穩(wěn)定性。在一些實施方案中，原位熱處理法 流體可與瀝青共混獲得適合于在精煉單元中使用的原料。共混IHTP 流體和/或瀝青與所生產(chǎn)的流體可提高共混產(chǎn)品的化學(xué)和/或物理穩(wěn)定 性，從而該共混物可運輸和/或分配到加工單元中。
由精餾單元252生產(chǎn)的C3-Cs烴物流254和烴氣體物流224進(jìn)入烷 基化單元266中。在烷基化單元266中，在烴氣體物流224內(nèi)的烯烴(例 如丙烯、丁烯、戊烯或它們的組合)與C3-Cs烴物流254內(nèi)的異鏈烷烴 反應(yīng)，產(chǎn)生烴物流268。在一些實施方案中，在烴氣體物流224內(nèi)的 烯烴含量是可接受的，且不需要附加的烯烴源。烴物流268包含碳數(shù) 為至少4的烴。碳數(shù)為至少4的爛包括但不限于丁烷、戊烷、己烷、 庚烷和辛烷。在一些實施方案中，由烷基化單元266生產(chǎn)的烴的辛烷 值大于70、大于80或大于90。在一些實施方案中，烴物流268適合 于不經(jīng)進(jìn)一步加工用作汽油。
在一些實施方案中，可加氫裂化塔底物流264生產(chǎn)石腦油和/或其 它產(chǎn)品。然而，所得石腦油可能需要重整以改變辛烷值，使得產(chǎn)品在 商業(yè)上可作為汽油銷售。替代地，可在催化裂化器內(nèi)處理塔底物流 264，生產(chǎn)用于烷基化單元的石腦油和/或原料。在一些實施方案中，石腦油物流256、煤油物流258和柴油物流262具有不平衡的鏈烷烴、 烯烴和/或芳烴。這些物流可能不具有在商業(yè)產(chǎn)品中使用的合適量的烯 爛和/或芳烴?？赏ㄟ^組合至少一部分這些物流形成滯程分布為 至約343"C的組合物流266，來改變這種不平衡。催化裂化組合物或其它物流。在一些實施方案中，加氫裂化石腦油物流256生產(chǎn)烯烴。 在圖2中，組合物流266和來自精餾單元252的塔底物流264進(jìn) 入催化裂化單元270中。在控制的裂化條件下(例如控制的溫度和壓 力)，催化裂化單元270產(chǎn)生附加的C3-C5烴物流254'、汽油烴物流 272和附加的煤油物流258'。
附加的C3-C5烴物流254'可被輸送到烷基化單元266中，與C3-C5 烴物流254組合，和/或與烴氣體物流224組合，產(chǎn)生適合于銷售的汽 油。在一些實施方案中，在烴氣體物流224中的烯烴含量是可接受的 和不需要附加的烯烴源。
在一些實施方案中，所生產(chǎn)的塔底物流(例如VG0)的量太低，以 致于無法維持加氫裂化單元或催化裂化單元的操作，和在由精餾單元 和/或催化裂化單元(例如由圖2中的精餾單元252和/或催化裂化單元 270)生產(chǎn)的氣體物流內(nèi)烯烴的濃度可能太低，以致于無法維持烷基化 單元的操作。可處理從精餾單元中生產(chǎn)的石腦油，生產(chǎn)烯烴以供在例 如烷基化單元內(nèi)進(jìn)一步處理。當(dāng)由原位熱處理法液體生產(chǎn)的液體物流 用作原料物流時，通過常規(guī)的石腦油重整工藝生產(chǎn)的重配汽油可能不 滿足商業(yè)規(guī)格要求，例如California Air Resources Board的強制 規(guī)定。在重整石腦油工藝之前，在常規(guī)的加氫處理過程中可使石腦油 內(nèi)的烯烴量飽和。因此，重整所有的加氫處理的石腦油可導(dǎo)致高于用 于重配汽油的成品汽油(gasoline pool)內(nèi)所需的芳烴含量?？赏ㄟ^由 烷基化單元生產(chǎn)充足的烷基化物改變在重整的石腦油內(nèi)烯烴和芳烴含 量的不平衡，以生產(chǎn)重配汽油。由精餾和/或裂化石腦油生成的烯烴， 例如丙烯和丁烯，可與異丁烷組合生產(chǎn)汽油。另外，已發(fā)現(xiàn)，催化裂 化在精餾單元內(nèi)生產(chǎn)的石腦油和/或其它精餾物流要求附加的熱量，這:量 下降。
圖3描述了處理由原位熱處理法物流生產(chǎn)的液體物流生產(chǎn)烯烴和 /或液體物流的示意圖。在國際公布No.W02006/020547和Mo.等人的 美國專利申請公布Nos. 20060191820和20060178546中7>開了生產(chǎn)中 間蒸餾液和烯烴的類似方法，所有這些在此通過參考引入。液體物流 274進(jìn)入催化裂化系統(tǒng)278。液體物流274可包括但不限于來自圖2 所述系統(tǒng)的液體物流234、加氫處理的液體物流250、過濾的液體物流 238、石腦油物流256、煤油物流258、柴油物流262和塔底物流264、 沸程分布為65-800X:的任何烴物流或它們的混合物。在一些實施方案 中，物流276進(jìn)入催化裂化系統(tǒng)278且可霧化和/或提升液體物流274, 以加強液體物流與催化裂化催化劑的接觸。霧化液體物流274的蒸汽 與原料之比的范圍可以是0. 01-2w/w，或者0. l-lw/w。
在催化裂化系統(tǒng)278中，使液體物流274與催化裂化催化劑接觸， 生產(chǎn)一種或多種原油產(chǎn)品。催化裂化的催化劑包括選擇的催化裂化催 化劑、至少一部分用過的再生裂化催化劑物流280、至少一部分再生 的裂化催化劑物流282或它們的混合物。用過的再生裂化催化劑280 包括在第二催化裂化系統(tǒng)284中使用的再生的裂化催化劑。可使用第 二催化裂化系統(tǒng)284裂化烴生產(chǎn)烯烴和/或其它原油產(chǎn)品。提供到第二 催化裂化系統(tǒng)284中的烴可包含由生產(chǎn)井生產(chǎn)的C3-C5烴、汽油'烴、 氫化蠟(hydrowax)、由費托工藝生產(chǎn)的烴、生物燃料或它們的組合。 對第二催化裂化系統(tǒng)中使用不同類烴原料的混合物可提高C3-C5烯烴 的生產(chǎn)量，以滿足烷基化需求。因此，可提高產(chǎn)品與精煉工藝的一體 化。第二催化裂化系統(tǒng)284可以是密相單元、固定的流化床單元、提 升管、以上提及的單元的組合、或者裂化烴領(lǐng)域中已知的任何單元或 結(jié)構(gòu)。
在催化裂化系統(tǒng)2 78內(nèi)催化裂化催化劑和液體物流2 74接觸將產(chǎn) 生原油產(chǎn)品和廢的裂化催化劑。原油產(chǎn)品可包括但不限于沸點分布小 于液體物流274的沸點分布的烴、 一部分液體物流274或它們的混合物。原油產(chǎn)品和廢的催化劑進(jìn)入分離系統(tǒng)286。分離系統(tǒng)286可包括 例如蒸餾單元、汽提器、過濾系統(tǒng)、離心機(jī)或本領(lǐng)域已知的能分離原 油產(chǎn)品與廢催化劑的任何裝置。
分離的廢裂化催化劑物流288流出分離系統(tǒng)286并進(jìn)入再生單元 290。在再生單元290中，廢的裂化催化劑與諸如氧氣和/或空氣之類 的氧源292在碳燃燒條件下接觸，產(chǎn)生再生的裂化催化劑物流282和 燃燒氣體294。可作為除去在催化裂化工藝過程中在催化劑上形成的 碳和/或其它雜質(zhì)的副產(chǎn)物形式形成燃燒氣體。
再生單元290內(nèi)的溫度范圍可以是約621-760'C或677-715匸。再 生單元290內(nèi)的壓力范圍可以是從大氣壓到0. 345MPa或 0. 034-0. 345MPa。在再生單元290內(nèi)分離的廢裂化催化劑的停留時間 范圍是約1-6分鐘，或者是約2分鐘，或者約2-4分鐘，或者是約4 分鐘。在再生的裂化催化劑上的焦炭含量小于在分離的廢裂化催化劑 上的焦炭含量。這種焦炭含量小于0. 5wt%，其中重量百分?jǐn)?shù)以不包括 焦炭含量的的再生裂化催化劑的重量為基準(zhǔn)。再生的裂化催化劑中的 焦炭含量范圍可以是0. Ol-O. 5wt%、 0. 05-0. 3wt。/。或0. 1-0. lwt%。
在一些實施方案中，再生的裂化催化劑物流282可分成兩股物流， 其中至少一部分再生的裂化催化劑物流282'離開再生單元290并進(jìn)入 第二催化裂化系統(tǒng)284。至少另一部分再生的裂化催化劑物流282離 開再生器290并進(jìn)入催化裂化系統(tǒng)278內(nèi)。調(diào)節(jié)用過的再生裂化催化 劑與再生的裂化催化劑的相對量，以在催化裂化系統(tǒng)278內(nèi)提供所需 的裂化條件。調(diào)節(jié)用過的再生裂化催化劑與再生的裂化催化劑之比可 輔助控制在催化裂化系統(tǒng)278內(nèi)的裂化條件。用過的再生裂化催化劑 與再生的裂化催化劑的重量比范圍可以是0. 1: 1到100: 1、 0. 5: 1到 20: 1或1: 1到10: 1。對于在穩(wěn)態(tài)下操作的系統(tǒng)來說，用過的再生裂化 催化劑與再生的裂化催化劑的重量比接近于流通到第二催化裂化系統(tǒng) 284的至少一部分再生的裂化催化劑和與引入到催化裂化系統(tǒng)278內(nèi) 的液體物流274混合的其余部分的再生裂化催化劑的重量比，因此前 述范圍也可應(yīng)用于這一重量比。原油產(chǎn)品296離開分離系統(tǒng)286并進(jìn)入液體分離單元298內(nèi)。液 體分離單元298可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的回收并分離原油產(chǎn)品 成產(chǎn)品物流例如氣體物流228'、汽油烴物流300、循環(huán)油物流302和 塔底物流304的任何系統(tǒng)。在一些實施方案中，塔底物流304被循環(huán) 到催化裂化系統(tǒng)278中。液體分離單元298可包括組件和/或單元，例 如吸收器和汽提器、精餾器、壓縮器和分離器或從原油產(chǎn)品回收與分 離產(chǎn)品的已知系統(tǒng)的任何組合。在一些實施方案中，至少一部分輕質(zhì) 的循環(huán)油物流302離開液體分離單元298并進(jìn)入第二催化裂化系統(tǒng) 278內(nèi)。在一些實施方案中，沒有輕質(zhì)循環(huán)油物流被輸送到第二催化 裂化系統(tǒng)中。在一些實施方案中，至少一部分汽油烴物流300離開液 體分離單元298并進(jìn)入第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)。在一些實施方案中， 沒有汽油烴物流被輸送到第二催化裂化系統(tǒng)內(nèi)。在一些實施方案中， 汽油烴物流300適合于銷售和/或在其它工藝中使用。
汽油烴物流306 (例如真空瓦斯油)和/或一部分汽油烴物流300和 輕質(zhì)循環(huán)油物流302被輸送到催化裂化系統(tǒng)284中。在物流276'存在 下催化裂化這些物流生產(chǎn)粗烯烴物流308。粗系統(tǒng)物流308可包含碳 數(shù)為至少2的烴。在一些實施方案中，粗烯烴物流308含有至少30wt% 的C2-C5烯烴、40wt。/。的C廣C5烯爛、至少50wt。/。的C廣C5烯經(jīng)、至少70wt% 的C2-Cs烯烴或至少90wt。/。的C2-Cs烯爛。循環(huán)汽油烴物流300到第二 催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)可在整個工藝系統(tǒng)中提供瓦斯油烴物流306轉(zhuǎn)化 成C廣C5烯烴的附加轉(zhuǎn)化。
在一些實施方案中，第二催化裂化系統(tǒng)284包括中間反應(yīng)區(qū)和汽 提區(qū)，二者彼此流體連通且汽提區(qū)位于中間反應(yīng)區(qū)下方。與其在中間 反應(yīng)區(qū)內(nèi)速度相比，為了在汽提區(qū)內(nèi)提供高的蒸汽速度，汽提區(qū)的截 面積小于中間反應(yīng)區(qū)的截面積。汽提區(qū)的截面積與中間反應(yīng)區(qū)的截面 積之比的范圍可以是0. 1: 1到0. 9: 1、 0. 2: 1到0. 8: 1或者0. 3: 1到 0. 7: 1。
在一些實施方案中，第二催化裂化系統(tǒng)的幾何形狀使得它通常為 圓筒形，汽提區(qū)的長徑比使得在汽提區(qū)內(nèi)提供所需的高蒸汽速度并在汽提區(qū)內(nèi)提供充足的接觸時間以供所需地氣提從第二催化裂化系統(tǒng)中
移除的用過的再生催化劑。因此，汽提區(qū)的長徑比范圍可以是1: 1到 25: 1、 2: 1到15: 1或3: 1到10: 1。
在一些實施方案中，獨立于催化裂化系統(tǒng)278的操作或控制，操 作或控制第二催化裂化系統(tǒng)284。這一獨立操作或控制第二催化裂化 系統(tǒng)284可改進(jìn)汽油烴轉(zhuǎn)化成所需產(chǎn)品例如乙烯、丙烯和丁烯的總轉(zhuǎn) 化率。采用第二催化裂化系統(tǒng)284的獨立操作，可降低催化裂化單元 278的裂化深度，優(yōu)化C廣C5烯烴的產(chǎn)率。在第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi) 的溫度范圍可以是482 °C (900°F)至約871 r (1600°F) 、 510 "C (950叩)-87ir (1600。F)或538匸(1000°F)-732匸(1350°F)。第二催化 裂化系統(tǒng)284的操作壓力范圍可以是大氣壓到約0. 345MPa (50psig)或 約0. 034-0. 345MPa(5-50psig)。
加入到第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)的蒸汽276'可輔助第二催化裂化 單元的操作控制。在一些實施方案中，不需要蒸汽。在一些實施方案 中，相對于其它催化裂化工藝，對于在工藝系統(tǒng)中和在汽油烴裂化中 給定的汽油烴轉(zhuǎn)化率來說使用蒸汽可提供改進(jìn)的C2-C5烯烴產(chǎn)率的選 擇性，其中增加丙烯和丁烯產(chǎn)率。引入到第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)的 蒸汽與汽油烴的重量比的范圍可以是一直到達(dá)或者為約15:1、 0.1:1 到10: 1、 0. 2: 1到9: 1、或0. 5: 1到8: 1。
粗烯烴物流308進(jìn)入烯烴分離系統(tǒng)310內(nèi)。烯烴分離系統(tǒng)310可 以是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的回收并分離粗烯烴物流308成C廣C5烯烴產(chǎn) 物物流例如乙烯產(chǎn)物物流312、丙烯產(chǎn)物物流314和丁烯產(chǎn)物物流316 的任何系統(tǒng)。烯烴分離系統(tǒng)310可包括諸如吸收器和汽提器、精餾器、 壓縮器和分離器之類的系統(tǒng)或者已知的提供從流體物流308中回收并 分離C廣C5烯烴產(chǎn)物的系統(tǒng)或設(shè)備的任何組合。在一些實施方案中，烯 烴物流312、 314、 316進(jìn)入烷基化單元266生成烴物流268。在一些 實施方案中，烴物流268的辛烷值為至少70、至少80或至少90。在 一些實施方案中，物流312、 314、 316中一個或多個的全部或一部分 被輸送到其它加工單元，例如聚合單元中，以供用作原料。在一些實施方案中，可組合來自催化裂化系統(tǒng)的原油產(chǎn)品和來自 第二催化裂化系統(tǒng)的粗烯烴物流。組合物流可進(jìn)入單一 的分離單元(例
如液體分離系統(tǒng)298和烯烴分離系統(tǒng)310的組合)內(nèi)。
在圖3中，用過的裂化催化劑物流280離開第二催化裂化系統(tǒng)284 并進(jìn)入催化裂化系統(tǒng)278內(nèi)。與在再生的裂化催化劑282內(nèi)的催化劑 上的碳濃度相比，用過的裂化催化劑物流280內(nèi)的催化劑可包含略高 的碳濃度。在催化劑上高的碳濃度可使催化裂化催化部分失活，所述 催化裂化催化劑提供來自催化裂化系統(tǒng)278的提高的烯烴產(chǎn)率。用過 的再生催化劑中的焦炭含量可以是至少0. lw"/?；蛑辽?. 5wt。/。。用過的 再生催化劑中的焦炭含量范圍可以是0, 1至約lwt。/。或0. 1-0. 6wt°/。。
在催化裂化系統(tǒng)278和第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)所使用的催化裂 化催化劑可以是本領(lǐng)域已知的任何可流化的裂化催化劑。可流化的裂
裂化活性的分子篩。"分子篩"是指基于其各自的尺寸能分離原子或 分子的任何材料。適合于用作裂化催化劑中的組分的分子篩包括柱狀 粘土、脫層粘土和結(jié)晶硅鋁酸鹽。在一些實施方案中，裂化催化劑包 含結(jié)晶硅鋁酸鹽。這種硅鋁酸鹽的實例包括Y沸石、超穩(wěn)定的Y沸石、 X沸石、沸石P 、沸石L、鐘沸石、絲光沸石、八面沸石和沸石Q。在 一些實施方案中，在裂化催化劑中使用的結(jié)晶硅鋁酸鹽是X和/或Y 沸石。Breck的美國專利No. 3130007 乂>開了 Y型沸石。
可通過用氫離子、銨離子、多價金屬陽離子，例如含稀土元素的 陽離子、鎂陽離子或鈣陽離子，或氫離子、銨離子和多價金屬陽離子 的組合物交換沸石，從而降低鈉含量，直到它小于約0. 8wt°/。，優(yōu)選小 于約0. Swt。/。和最優(yōu)選小于約0. 3wt%，以Na20形式計算，來增加用作 裂化催化劑中組分的沸石的穩(wěn)定性和/或酸度。進(jìn)行離子交換的方法是 本領(lǐng)域眾所周知的。
在使用之前，組合裂化催化劑中的沸石或其它分子篩組分與多孔 的無機(jī)耐火氧化物基體或粘合劑，形成成品催化劑。在成品催化劑內(nèi) 的耐火氧化物組分可以是二氧化硅-氧化鋁、二氧化硅、氧化鋁、天然或合成粘土、柱狀或脫層粘土、這些組分中一種或多種的混合物、和 類似物。在一些實施方案中，無機(jī)耐火氧化物基體包括二氧化硅-氧化 鋁和粘土例如高呤土、鋰蒙脫石、海泡石和硅鎂土的混合物。成品催
化劑可含有約5-40wt。/。的沸石或其它分子篩和大于約20wt。/。的無機(jī)耐 火氧化物。在一些實施方案中，成品催化劑可含有約10-35wt。/。的沸石 或其它分子篩、約10-30w"的無機(jī)耐火氧化物和約30-70w"的粘土。
可通過本領(lǐng)域已知的任何合適的方法，其中包括混合、研磨、共 混或均化，組合催化裂化催化劑中的結(jié)晶硅鋁酸鹽或其它分子篩組分 與多孔的無機(jī)耐火氧化物組分或其前體。可使用的前體的實例包括但 不限于氧化鋁、氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、氧化鋯、氧化鋁水凝膠、 鋁和鋯的聚氧陽離子和?；难趸X。在一些實施方案中，組合沸石 與硅鋁酸鹽凝膠或溶膠或其它無機(jī)的耐火氧化物組分，并噴霧千燥所 得混合物，產(chǎn)生直徑范圍通常為約40-80微米的成品催化劑顆粒。在 一些實施方案中，沸石或其它分子篩可研磨或者在其它情況下與耐火 氧化物組分或其前體混合、擠出、然后粉碎成所需的粒度范圍。成品 催化劑的平均本體密度可以是約0. 30-0. 90g/cm3，和孔體積為約 0. 10-0. 90cmVg。
在一些實施方案中，可將ZSM-5添加劑引入到第二催化裂化系統(tǒng) 284中的中間裂化反應(yīng)器內(nèi)。當(dāng)在中間裂化反應(yīng)器內(nèi)與選擇的裂化催 化劑一起使用ZSM-5添加劑時，低級烯烴例如丙烯和丁烯的產(chǎn)率提高。 ZSM-5的用量范圍為引入到第二催化裂化系統(tǒng)284內(nèi)的再生催化劑重 量的最多30wt%、最多20wt。/?；蜃疃?8wt%。引入到第二催化裂化系統(tǒng)
內(nèi)的ZSM-5添加劑的用量范圍可以是引入到第二催化裂化系統(tǒng)284 內(nèi)的再生裂化催化劑重量的l-30wt%、 3-20wt。/?；?-18wt%。
ZSM-5添加劑是選自中孔尺寸的結(jié)晶硅鋁酸鹽或沸石系列的分子 篩添加劑?？捎米鱖SM-5添加劑的分子篩包括但不限于在"Atlas of Zeolite Structure Types" ， Eds. W.H.Meier和D.H.Olson, Butterworth—Heineman，第三版，1992中所述的中孔沸石。中孔沸石 的孔徑通常為約0. 5-0. 7nm，和包括例如MFI、 MFS、 MEL、 MTW、 EUO、MTT、 HEU、 FER和TON結(jié)構(gòu)類型的沸石(沸石命名的IUPAC委員會)。 這種中孔沸石的非限定性實例包括ZSM-5、 ZSM-12、 ZSM-22、 ZSM-23、 ZSM-34、 ZSM-35、 ZSM-38、 ZSM-48、 ZSM-50、珪沸石和硅沸石2。在 Argauer等人的美國專利3702886和Graven的美國專利No. 3770614 中描述了 ZSM-5,這兩篇文獻(xiàn)在此通過參考引入。
在Chu的美國專利No. 3709979中公開了 ZSM-ll， Rosinski等人 的美國專利No. 3832449中公開了 ZSM-12,和在Bonacci等人的美國 專利No. 3948758中公開了 ZSM-21和ZSM-38，在Plank等人的美國專 利No. 4076842中公開了 ZSM-23,和在Plank等人的美國專利 No. 4016245中公開了 ZSM-35,所有這些在此通過參考引入。其它合適 的分子篩包括硅鋁磷酸鹽(SAPO)，例如Lok等人的美國專利 No. 4440871中所述的SAP0-4和SAPO-11;硅鉻酸鹽；硅酸鎵、硅酸鐵； 磷酸鋁(ALPO)，例如在Wilson等人的美國專利No. "i0440中所述的 ALPO-ll;硅鋁酸鈦(TAS0)，例如在Pellet等人的美國專利No. 4686029 中所述的TAS0-45;在Frenken等人的美國專利No. 4254297中所述的 硼硅酸鹽；磷酸鋁鈦(TAPO)，例如在Lok等人的美國專利No. 4500651 中所述的TAP0-11;和硅鋁酸鐵，所有這些文獻(xiàn)在此通過參考引入。
Chester等人的美國專利No. 4368114 (在此通過參考將其引入)詳 細(xì)地^^開了可以是合適的ZSM-5添加劑的一組沸石。#>據(jù)常規(guī)方法， ZSM-5添加劑可與催化失活的無機(jī)氧化物基體組分保持在一起。
在一些實施方案中，由圖2和3所述的單元生產(chǎn)的殘渣可用作能 源?？蓺饣摎堅a(chǎn)生氣體，所述氣體被燃燒(例如在渦輪機(jī)內(nèi)燃燒) 和/或注入到地下地層內(nèi)(例如將所產(chǎn)生的二氧化碳注入到地下地層 內(nèi))。在一些實施方案中，使殘渣脫瀝青生產(chǎn)瀝青。可氣化所述瀝青。
物流生產(chǎn)烯爛的非限定性實例。
實施例l.原位熱處理法液體物流的納濾從原位熱處理法中獲得液體樣品(500ml， 398，68g)。該液體樣品 含有0. 0069g硫和0. 0118g氮/g液體樣品。該液體樣品的最終沸點為 481'C，和液體樣品的密度為0.8474。過濾該樣品所使用的膜分離單 元是實驗室的平片膜安裝類型的P28，它獲自CM Celfa Membrantechnik A. G.(瑞典)。將單一的2微米厚的聚二甲基硅氧烷膜 (GKSS Forschungszentrum GmbH, Geesthact ，德國)用作過濾介質(zhì)。 過濾系統(tǒng)在50X:下操作，和在膜上的壓差為10bar。在滲透液側(cè)的壓 力接近大氣壓。收集滲透液并循環(huán)通過過濾系統(tǒng)以模擬連續(xù)工藝。用 氮氣幕保護(hù)滲透液，防止與環(huán)境空氣接觸。還收集滲余液以供分析。 在過濾過程中，2kg/m7bar/h的平均流通量沒有可測量地從起始的流 通量起下降。過濾的液體(298. 15g， 74. 7%回收率)含有0. 007g疏和 0. 0124g氮/g過濾的液體；和過濾的液體的密度為0. 8459和最終沸點 為486°C。滲余液(56. 46g，回收率14. 16%)含有0. 0076g硫和0. 0158g 氮/g滲余救；以及滲余液的密度為0. 8714和最終沸點為543匸。
實施例2.過濾和未過濾的原位熱處理法液體物流的結(jié)垢測試
測試實施例1的未過濾和已過濾的液體樣品的結(jié)垢行為。使用 Alcor熱結(jié)垢測試儀測定結(jié)垢行為。Alcor熱結(jié)裙測試儀是由1018 鋼制造的小型的管殼式換熱器，其在使用之前用Norton R222砂紙打 磨。在試驗過程中，監(jiān)控樣品的出口溫度(T。ut)同時保持換熱器溫度(Tc) 在恒定值下。若發(fā)生結(jié)垢且在管道表面上沉積物質(zhì)，則樣品的耐熱性 增加和因此出口溫度下降。在給定的時間段之后出口溫度下降是結(jié)塘 嚴(yán)重程度的量度。在操作2小時之后的溫度下降用作結(jié)垢嚴(yán)重程度的 指示。AT=T。ut(。)-T。uU2h)。 T。ut(。)定義為在試驗開始時獲得的最大(穩(wěn)定) 出口溫度，在最先注意到出口溫度下降之后2小時或者當(dāng)出口溫度已 經(jīng)穩(wěn)定至少2小時時記錄T。ut(2h)。
在每一次試驗過程中，液體樣品在約3ml/min下連續(xù)循環(huán)經(jīng)過換 熱器。換熱器內(nèi)的停留時間為約10秒。操作條件如下所述壓力40bar， T樣品為約50X:， T。為350t:,和試驗時間為4. 41小時。未過濾的液體 物流樣品的AT為15T，過濾樣品的AT為0。
31這一實施例證明，納濾由原位熱處理法生產(chǎn)的液體物流除去至少 一部分堵塞組合物。
實施例3.由原位熱處理法液體物流生產(chǎn)烯烴
使用實驗室規(guī)模的中試系統(tǒng)進(jìn)行實驗。該中試系統(tǒng)包括原料供應(yīng) 系統(tǒng)、催化劑負(fù)栽和轉(zhuǎn)移系統(tǒng)、快速流化的提升管反應(yīng)器、汽提器、 產(chǎn)物分離和收集系統(tǒng)、和再生器。提升管反應(yīng)器是絕熱的提升管，其 內(nèi)徑為11-19mm和長度為約3. 2m。提升管反應(yīng)器出口與汽提器流體連 通，所述汽提器在與提升管反應(yīng)器出口流相同的溫度下操作且其方式 提供基本上100%的汽提效率。再生器是再生廢催化劑所使用的多段式 連續(xù)再生器。將廢催化劑以控制的流量進(jìn)料到再生器中，并在容器內(nèi) 收集再生的催化劑。在每一次實驗室試驗過程中，在30分鐘的時間間 隔處獲得物料平衡。通過使用在線的氣相色傳分析復(fù)合氣體樣品，并 收集液體產(chǎn)品樣品和分析過夜。通過測量催化劑的流量和通過測量在 催化劑上的A焦炭(這通過在穩(wěn)態(tài)下操作該單元時，測量在每一次試 驗獲取的廢催化劑和再生催化劑樣品上的焦炭而獲得)，從而測定焦炭 的產(chǎn)率。
分餾由原位熱處理法生產(chǎn)的液體物流，獲得沸程分布為310-640 。C的真空瓦斯油(VG0)物流。接觸VGO物流與在以上所述的催化系統(tǒng)內(nèi) 含有10%ZSM-5添加劑的流化的催化裂化器E-Cat。提升管反應(yīng)器溫度 維持在593X: (11()0。F)下。所生產(chǎn)的產(chǎn)物以每克產(chǎn)物計，含有0. 1402g C3烯烴、0. 137gC,烯烴、0. 0897gC5烯烴、0. 0152g異C5烯烴、0. 0505g 異丁烯、0. 0159g乙烷、0. 0249g異丁烷、0. 0089g正丁烷、0. 0043g 戊烷、0. 0209g異戊烷、0. 2728gCe烴與沸點最多232C (450°F)的烴的 混合物、0. 0881g沸程分布為232-343C (450-650。F)的烴、0. 0769g 沸程分布為343-399匸(650-750。F)的烴和0. 0386g沸程分布為至少 399C (750°F)的烴和0. 0323g焦炭。
這一實施例證明了生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，該方法通過精餾從地層 流體分離液體物流生產(chǎn)的液體物流，從而生產(chǎn)沸點在343t:以上的原 油產(chǎn)品；和催化裂化沸點在343C以上的原油產(chǎn)品，從而生產(chǎn)一種或多種附加的原油產(chǎn)品，其中至少一種附加的原油產(chǎn)品是第二氣體物流。
實施例4.由原位熱處理法生產(chǎn)的液體物流生產(chǎn)烯烴 使用熱裂化的石腦油模擬由原位熱處理法生產(chǎn)的沸程分布為 30-182TC的液體物流。以每克石腦油計，石腦油含有0. 186g萘、0. 238g 異鏈烷烴、0. 328g正鏈烷烴、0. 029g環(huán)烯烴、0. 046g異烯烴、0. 064g 正烯烴和0. 109g芳烴。在以上所述的催化裂化系統(tǒng)內(nèi)，接觸石腦油物 流與具有10%ZSM-5添加劑的FCC E-Cat，以生產(chǎn)原油產(chǎn)品。提升管反 應(yīng)器溫度維持在593r (1100。F)下。該原油產(chǎn)品包含以每克原油產(chǎn)品 計0.1308g乙烯、0. 0139g乙烷、0.0966g C4烯烴、0. 0343gC4異烯 烴、0. 0175g丁垸、0. 0299g異丁烷、0. 0525gC5烯烴、0. 0309gC5異 烯烴、0. 0442g戊烷、0. 0384g異戊烷、0. 4943gC6烴與沸點最多232 。C (450。F)的烴的混合物、0. 0201g沸程分布為232-343匸(450-650。F) 的烴、0. 0029g沸程分布為343—399C (650-750。F)的經(jīng)、和0. 00128g 沸程分布為至少399匸(750。F)的烴和0. 00128g焦炭。C「C5烯烴的總 量為0. 2799g/g石腦油。
這一實施例證明了生產(chǎn)原油產(chǎn)品的方法，該方法通過精餾從地層 流體分離液體物流生產(chǎn)的液體物流，從而生產(chǎn)沸點在343T以上的原油 產(chǎn)品；和催化裂化沸點在343。C以上的原油產(chǎn)品，從而生產(chǎn)一種或多種 附加的原油產(chǎn)品，其中至少 一 種附加的原油產(chǎn)品是第二氣體物流。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)一種或多種原油產(chǎn)品的方法，該方法包括由地下原位熱處理法生產(chǎn)地層流體；分離地層流體，生產(chǎn)液體物流和氣體物流；提供至少部分液體物流到過濾系統(tǒng)的膜的進(jìn)料側(cè)，生產(chǎn)滲余液和滲透液，其中滲余液包含堵塞組合物；和在納濾系統(tǒng)下游的一個或多個處理單元中處理滲透液，以形成一種或多種原油產(chǎn)品。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中納濾系統(tǒng)是滑動安裝的。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其中膜是納濾膜或者一個或多個反向 滲透膜。
4. 權(quán)利要求1-3任一項的方法，其中膜是陶瓷膜。
5. 權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中膜包括由致密膜制成的頂層 和由多孔膜制成的支持層。
6. 權(quán)利要求5的方法，其中致密膜含有聚硅氧垸。
7. 權(quán)利要求l-6任一項的方法，其中膜設(shè)置在螺旋纏繞的組件中。
8. 權(quán)利要求l-7任一項的方法，其中膜含有聚硅氧烷。
9. 權(quán)利要求l-8任一項的方法，其中液體物流含有至多10w"/。水、 至多5wt。/。水、至多l(xiāng)wt。/。水或至多0. lwt。/。水。
10. 權(quán)利要求1-9任一項的方法，其中將液體物流連續(xù)提供到膜至 少IO小時、 一天或至少一周而不用清洗所述過濾系統(tǒng)的膜的進(jìn)料側(cè)。
11. 權(quán)利要求1-10任一項的方法，其中滲透液的最終沸點低于液 體物流的最終沸點，其中通過ASTM方法D5307測定沸點。
12. 權(quán)利要求1-11任一項的方法，其中至少一個處理單元包括加 氫處理單元。
13. 權(quán)利要求1-12任一項的方法，其中至少一個處理單元包括選 擇性加氫單元。
14. 權(quán)利要求1-12任一項的方法，其中至少一個處理單元包括加氫處理單元，和該方法進(jìn)一步包括在氫存在下使?jié)B透液與一種或多種催 化劑接觸，以生產(chǎn)適合運輸和/或精煉應(yīng)用的產(chǎn)品。
15. 權(quán)利要求1-14任一項的方法，其中原位熱處理法包括用一個 或多個熱源加熱含烴地層。
16. 權(quán)利要求1-15任一項的方法，其中地層液體包括運動流體、 減粘流體、熱解流體或它們的混合物。
17. 權(quán)利要求1-16任一項的方法，進(jìn)一步包括提供至少部分滲余 液到延遲焦化單元和/或氣化單元。
18. 權(quán)利要求1-17任一項的方法，進(jìn)一步包括將一種或多種原油 產(chǎn)品與其它組分共混以生產(chǎn)汽油。
19，制造運輸燃料的方法，該方法包括使用權(quán)利要求1-18的方法 生產(chǎn)的一種或多種原油產(chǎn)品。
20.運輸燃料，它包含通過權(quán)利要求1-19的方法生產(chǎn)的一種或多種原油產(chǎn)品
全文摘要
本發(fā)明提供生產(chǎn)一種或多種原油產(chǎn)品的方法，該方法包括由地下原位熱處理法生產(chǎn)地層流體；分離地層流體，生產(chǎn)液體物流和氣體物流；提供至少部分液體物流到納濾系統(tǒng)，生產(chǎn)滲余液和滲透液，提供滲透液到位于納濾系統(tǒng)下游的一個或多處處理單元中；和在一個或多個下游處理單元中處理過濾后的液體物流，以形成一種或多種原油產(chǎn)品。
文檔編號E21B43/24GK101316983SQ200680044154
公開日2008年12月3日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者J·L·W·C·登伯斯泰爾特, V·奈爾, W·M·邦德 申請人:國際殼牌研究有限公司