專利名稱：模擬煉油原料對(duì)煉油冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用高處理能力(throughput)的試驗(yàn)來(lái)評(píng)估煉油原料對(duì)煉油工藝的影響的方法。
腐蝕是煉油廠中的主要操作問(wèn)題，牽涉到有效性和安全性，并且在一些情況中限制了可處理的原油量。煉油腐蝕可能由原油(crude)本身引起，或者可能由其特定級(jí)分引起，并且有高度原料依耐性和摻合依耐性。評(píng)估原料腐蝕效應(yīng)的現(xiàn)有方法是緩慢的且不總是可靠的。本發(fā)明使得高度摻合得到比已知方法更有效的研究，且與已知方法比較，以更加及時(shí)的方式提供了更多信息。從該方法獲得的結(jié)果使得關(guān)于如何處理特定原油的決定得以做出，因?yàn)閾胶辖Y(jié)構(gòu)可以在處理之前被研究，而現(xiàn)有方法需要從以前知識(shí)來(lái)推斷。
組合或者高處理能力化學(xué)已經(jīng)徹底變革了藥物發(fā)現(xiàn)方法。參見例如29Acc.Chem.Res.1-170(1996)；97Chem.Rev.349-509(1997)；SBorman，Chem.Eng.News43-62(Feb.24，1997)；A.M.Thayer，Chem.E-ng.News57-64(Feb.12，1996)；N.Terret，1Drug Discovery Today402(1996))。近些年來(lái)，已經(jīng)開發(fā)了一些高處理能力試驗(yàn)技術(shù)來(lái)使得合成與針對(duì)有用性能對(duì)催化材料和其它材料進(jìn)行測(cè)試的能力得到顯著增長(zhǎng)。通常，這些技術(shù)集中于裝置和方法學(xué)的開發(fā)，包括愈發(fā)利用機(jī)器人和計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)并使得催化劑和材料制備與測(cè)試自動(dòng)化，允許在相對(duì)小規(guī)模樣品上獲得快速和可再現(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果。例如，對(duì)于很多種材料和材料性能(例如US5776359中所述)和所關(guān)注的化學(xué)反應(yīng)(例如US5959297、US6063633和US6306658中所述)，在開發(fā)制備和測(cè)試裝置方面進(jìn)行了大量努力。
此外，高處理能力技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于很多不同的分析技術(shù)，包括分離技術(shù)，例如色譜法(如US6866786中所述)。而且，元件成本也被用作庫(kù)或陣列設(shè)計(jì)中的因素(例如US6421612中所述)。
高處理能力技術(shù)通常集中于為現(xiàn)有方法發(fā)現(xiàn)新催化劑和材料，但是Barbour等人，SCIENCE，283，1999年1月8日描述了通過(guò)在薄銅膜中產(chǎn)生不同條件的柵格來(lái)測(cè)試腐蝕的技術(shù)。板材上氧化銅涂層的厚度在一個(gè)維度上增加，而缺陷數(shù)目在另一維度上增加。隨后箔片被暴露于摻有硫化氫的空氣以研究所致腐蝕。然而，這樣的體系僅提供有限的信息，并且不能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)動(dòng)力學(xué)流動(dòng)條件(例如在煉油廠中經(jīng)歷的那些)的效應(yīng)。我們現(xiàn)在開發(fā)了高處理能力的方法化，其可用于評(píng)估煉油原料對(duì)煉油工藝冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)。
由此，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于評(píng)估煉油原料對(duì)一種或多種煉油工藝的冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)的方法，所述方法包括(i)提供多個(gè)煉油原料和/或一個(gè)或多個(gè)煉油原料的多個(gè)級(jí)分，(ii)提供陣列，該陣列含有多個(gè)代表了存在于煉油廠中的冶金學(xué)的金屬樣品，(iii)將多個(gè)金屬樣品中的每一個(gè)與一個(gè)或多個(gè)所述煉油原料或級(jí)分在非靜態(tài)條件下接觸，和(iv)測(cè)定所述原料和/或級(jí)分對(duì)金屬樣品的腐蝕效應(yīng)。
可以采用任何合適的煉油原料，包括原油、合成原油、生物組分、中間體物流例如渣油、瓦斯油、減壓瓦斯油、石腦油或裂化原料，和一種或多種所述組分的摻合物，例如一種或多種原油的摻合物或者一種或多種原油與一種或多種合成原油的摻合物。
在典型煉油廠，許多不同的煉油原料得以處理，例如許多不同的原油。煉油原料通常也是可獲得的原料的摻合物，因此很難預(yù)測(cè)原料對(duì)整體煉油工藝的效應(yīng)。因?yàn)楝F(xiàn)有方法緩慢且昂貴，因此研究所有摻合物的所有級(jí)分的腐蝕性并不可行。典型地，在以前的操作經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上做出了許多假設(shè)，但是這些假設(shè)通常只能提供定性預(yù)測(cè)。
本發(fā)明提供了煉油原料對(duì)一種或多種煉油工藝的冶金學(xué)的效應(yīng)的評(píng)估方法，該方法使得采用煉油原料的潛在工藝問(wèn)題在其采用之前，甚至在其購(gòu)買之前得到評(píng)估。本發(fā)明也能夠幫助選擇原料應(yīng)該在該處被處理的最合適的煉油廠，其中有一個(gè)以上的選擇。不同于以前的測(cè)試方法，本發(fā)明采用高處理能力技術(shù)，使得可以采用多個(gè)原料和/或級(jí)分進(jìn)行試驗(yàn)，所述原料和/或級(jí)分通常為所有相關(guān)的原料和/或級(jí)分，其每一個(gè)均可相對(duì)于選定的金屬樣品進(jìn)行測(cè)試。實(shí)際上，原料和/或級(jí)分陣列可相對(duì)于金屬樣品陣列進(jìn)行測(cè)試，以提供大量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可經(jīng)操作以提供腐蝕“圖”。整體工作流程的處理量是重要的，在步驟(a)中提供煉油原料和/或級(jí)分的速率優(yōu)選為至少50/周，例如至少250/周，尤其至少2000/周，步驟(d)的腐蝕效應(yīng)測(cè)定速率優(yōu)選為至少250/周，例如至少1250/周，尤其至少10000/周。
可通過(guò)本發(fā)明方法評(píng)估的“腐蝕效應(yīng)”包括由硫化物種類例如硫化氫、硫醇和有機(jī)硫化物(通常稱為“反應(yīng)性硫化合物”)引起的腐蝕，由有機(jī)羧酸例如烷基鏈羧酸、環(huán)烷基(1-5環(huán))羧酸、芳族羧酸(通常稱為“環(huán)烷酸”)引起的腐蝕，和由無(wú)機(jī)酸例如氫氯化物(通常謂之“礦物酸”)引起的腐蝕。
在任何時(shí)候，基于硫化物型(反應(yīng)性)硫、環(huán)烷酸、和礦物酸的存在與種類，煉油原料中的以上三種腐蝕機(jī)制(硫化物、環(huán)烷、礦物酸)都處于競(jìng)爭(zhēng)方式。這些機(jī)制可能協(xié)同工作從而產(chǎn)生減少的腐蝕(相比于每一組份的效應(yīng))或者對(duì)抗性工作從而產(chǎn)生增加的腐蝕。例如當(dāng)硫化物型(反應(yīng)性)硫以低水平至中等水平存在時(shí)，在金屬表面上形成降低環(huán)烷酸腐蝕速率的鈍化層(硫化鐵，F(xiàn)eS)。由此，煉油者經(jīng)常處理具有高硫原油的環(huán)烷酸原油以減少腐蝕風(fēng)險(xiǎn)并增加較低成本的可處理的酸原油部分。然而，在高硫化物型硫水平時(shí)，則硫化物型硫增加了環(huán)烷酸腐蝕速率。此外這種關(guān)系被流速和溫度復(fù)雜化。因此常規(guī)模型不能對(duì)其預(yù)測(cè)?，F(xiàn)有的腐蝕測(cè)定方法，以周/測(cè)試來(lái)測(cè)量，不能產(chǎn)生基于速度、溫度、硫化物型硫和環(huán)烷酸來(lái)制訂腐蝕關(guān)系所需的條件矩陣。由此，煉油者必須保守并且處理較低水平的酸原油。高處理能力技術(shù)的應(yīng)用使得煉油者能夠在寬泛的條件范圍下測(cè)量摻合物，以真實(shí)地繪制出腐蝕速率表面并且獲取協(xié)同利益并且改善低成本原油處理，增加了煉油廠容限。
多個(gè)代表了存在于煉油廠中的冶金學(xué)的金屬樣品適宜地代表了在煉油廠中的可能存在于傾向于或者可能傾向于腐蝕的煉油工藝的冶金學(xué)。典型的冶金學(xué)包括碳鋼(CS)、鉻鋼(例如5Cr、9Cr)、不銹鋼(例如410、316(含有少于2.5％的Mo)、317、321、825)。
典型地，傾向于或者可能傾向于腐蝕的煉油廠中的煉油工藝是這樣的工藝其中出現(xiàn)煉油原料的加熱，其中流體以高速或高剪切穿行和/或其中可能存在高濃度的腐蝕材料，例如在原油蒸餾塔(CDU)、再沸器、換熱器和爐管道、真空塔、塔頂冷凝體系、轉(zhuǎn)移管路、焦化單元的加熱器、氫化處理工藝和加氫裂化工藝中。
典型地，多個(gè)金屬樣品將包括至少5個(gè)金屬樣品，例如至少10個(gè)金屬樣品，例如至少20個(gè)金屬樣品。
本發(fā)明的方法可采用金屬樣品的微構(gòu)造陣列來(lái)實(shí)施。
金屬樣品可以是特定單個(gè)煉油廠中存在的冶金學(xué)或者在兩個(gè)或多個(gè)煉油廠中存在的許多不同冶金學(xué)的代表。
代表其它冶金學(xué)的金屬樣品也可存在，但是通常存在的大部分金屬是一個(gè)或多個(gè)煉油廠中已經(jīng)存在的冶金學(xué)的代表。
在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)金屬樣品可以是選來(lái)覆蓋煉油廠中存在的金屬樣品譜的多個(gè)不同金屬樣品，使得許多金屬樣品可得以平行評(píng)估。備選地，該多個(gè)金屬樣品可以全部都是一種類型的金屬樣品或者僅為少許不同金屬樣品，例如僅2-3種不同金屬樣品，且本發(fā)明的方法可(主要地)用來(lái)評(píng)估工藝條件和/或典型原料的代表性級(jí)分的性質(zhì)方面的差異的效應(yīng)，如下進(jìn)一步所述。
在本發(fā)明步驟(iii)中，多個(gè)金屬樣品的每一個(gè)均與煉油原料或者其級(jí)分接觸。優(yōu)選地，所做的每次接觸是平行做出的，即每次接觸是同時(shí)做出的。
煉油原料或其級(jí)分應(yīng)當(dāng)代表通常會(huì)接觸煉油工藝中各自冶金學(xué)的煉油物流?！按怼笔侵妇哂兄辽僖恍┫嗨朴跓捰凸に嚨牡湫蜔捰臀锪鞯幕瘜W(xué)和/或物理性質(zhì)。例如，多個(gè)級(jí)分可具有對(duì)于煉油廠中對(duì)等工藝的原料而言典型的沸點(diǎn)范圍。具有所需沸點(diǎn)范圍的級(jí)分可以通過(guò)使用合適的分離方式如蒸餾來(lái)獲得。
針對(duì)特定煉油工藝而言原料的化學(xué)和物理性質(zhì)將取決于特定煉油廠配置，但典型性質(zhì)描述在例如以下文獻(xiàn)中，Handbook of PetroleumRefining Processes(第2版)，Robert A Meyers編輯，McGraw-Hill出版。
例如，在煉油廠中，原油蒸餾塔的加熱段中的冶金學(xué)通常暴露于整個(gè)煉油原料。由此，在本發(fā)明中，代表這些冶金學(xué)的樣品與全部煉油原料的樣品接觸。相比而言，原油蒸餾單元(CDU)或者真空蒸餾單元(VDU)的特定區(qū)域中、與蒸餾塔中特定級(jí)分關(guān)聯(lián)的管道工程管組中、和連接到下游工藝單元的管道工程管組中，或者在某些工藝單元之前的加熱中的冶金學(xué)通常僅暴露于所述煉油原料的級(jí)分下，且由此在本發(fā)明中，煉油原料被處理來(lái)產(chǎn)生接觸代表性金屬樣品(一個(gè)或多個(gè))的代表性級(jí)分。
任何合適的物理或化學(xué)處理方法均可用來(lái)獲得代表所述煉油工藝典型原料的級(jí)分。例如，可以對(duì)每個(gè)部分使用微型蒸餾塔或微型分餾器以獲得具有限定沸點(diǎn)范圍的級(jí)分。其它技術(shù)可包括溶劑萃取、膜處理、吸附處理和合適的化學(xué)反應(yīng)?？赡芤筮@些技術(shù)的組合，例如，微型蒸餾繼之以代表原油蒸餾的化學(xué)反應(yīng)，隨后是在煉油廠中所關(guān)注的工藝之前出現(xiàn)的對(duì)所述級(jí)分的常規(guī)處理。例如，催化重整工藝的原料典型地在所述重整工藝前進(jìn)行氫化處理。
代表性級(jí)分通常是有限沸點(diǎn)范圍內(nèi)的級(jí)分。
由此，在優(yōu)選實(shí)施方案中，煉油原料被分開以產(chǎn)生多個(gè)部分，每一部分針對(duì)該多個(gè)金屬樣品的每一個(gè)，其中每一部分視需要被處理以產(chǎn)生沸點(diǎn)范圍在接觸金屬樣品所需的范圍內(nèi)的級(jí)分。
所述分開可以通過(guò)任何合適的方式實(shí)現(xiàn)。例如，所述分開可以通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)注射器以間歇方式執(zhí)行來(lái)提供多個(gè)部分。備選地，可以使用一系列微流控制器或微閥(microvalve)，其中每一部分的流動(dòng)通常是連續(xù)的，但使用該閥或控制器，該流動(dòng)可被啟動(dòng)和終止，并且任選地被改變。作為其它備選方案，可以使用多個(gè)折流板或其它流動(dòng)控制方式，如板材中的孔，其中對(duì)于各個(gè)部分，流動(dòng)不能被獨(dú)立截止或改變，但其提供了跨越多個(gè)部分的均勻流動(dòng)分布。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該部分被置于加熱設(shè)備上，然后施加熱以增加樣品溫度，收集在所需范圍之間沸騰的級(jí)分，例如通過(guò)使用合適的閥以收集正確沸程的級(jí)分，其隨后被冷卻以冷凝所述級(jí)分。加熱設(shè)備可以是加熱的微振蕩器，如US5661233中所述。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，每個(gè)部分可被置于包括至少三段的封閉通道中，每個(gè)段由閥或其它合適的隔離物分隔，不能通過(guò)液態(tài)樣品，但氣態(tài)樣品可以。因此，每個(gè)部分可被置于通道的第一段中，并且第一段被加熱到所需沸點(diǎn)范圍的較高沸點(diǎn)，例如使用加熱激光器以產(chǎn)生局部加熱，第二段可被維持在環(huán)境溫度(或以下)，使得沸點(diǎn)低于該較高沸點(diǎn)的全部材料蒸發(fā)并且從第一段通入第二段中，在此該材料冷凝。
然后，第二段被加熱到所需范圍的較低沸點(diǎn)，例如使用加熱激光器以產(chǎn)生局部加熱，第三段被維持在環(huán)境溫度(或以下)，其中沸點(diǎn)低于該較低沸點(diǎn)的全部材料蒸發(fā)并且從第二段通入第三段中，在第二段中，留下具有所需沸點(diǎn)范圍的級(jí)分。
備選地，第二段在各處均可被維持在該較低的沸點(diǎn)，使得沸點(diǎn)在所需范圍以上的材料保留在段1中，沸點(diǎn)在所需范圍內(nèi)的材料在段2中得以收集，且沸點(diǎn)低于所需范圍的材料在段3中被收集。
多個(gè)通道，每個(gè)具有至少三段，可以被提供在轉(zhuǎn)盤式分離設(shè)備上，如WO01/87485或WO2004/58406所述。在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，也可在轉(zhuǎn)盤上為每個(gè)通道提供含有多個(gè)金屬樣品之一的進(jìn)一步的段，也可以在轉(zhuǎn)盤上進(jìn)行金屬樣品與煉油原料或其級(jí)分的接觸。
多個(gè)金屬樣品的每一個(gè)與煉油原料或其級(jí)分的接觸應(yīng)當(dāng)處于非靜態(tài)條件，即變化條件下，所述條件典型地代表了等同冶金學(xué)可能暴露在煉油廠中的條件?？赡茏兓臈l件包括溫度、流速、剪切、浸濕、冷凝和/或湍流。在一個(gè)實(shí)施方案中，這些條件將等同于煉油廠中的條件，例如同樣的溫度和/或流速。在備選實(shí)施方案中，比等同冶金學(xué)會(huì)在煉油廠中暴露的條件更加苛刻的條件，例如更高的溫度、增加的流動(dòng)、剪切或湍流，可用于增進(jìn)腐蝕速率并使得能夠更快速地獲得不同原料的相對(duì)結(jié)果。通常，這些結(jié)果將腐蝕速率體現(xiàn)為流動(dòng)、剪切、溫度、壓力、原料和/或級(jí)分的函數(shù)。
溫度和其它操作條件的范圍，包括在合適位置煉油原料級(jí)分沸點(diǎn)范圍中的變化，可得到評(píng)估，任選地以平行方式，從而得到關(guān)于針對(duì)通過(guò)工藝控制減輕潛在問(wèn)題的選項(xiàng)的信息。
典型的非靜態(tài)條件包括例如在“流動(dòng)”條件下，例如通過(guò)連續(xù)使煉油原料或其級(jí)分流過(guò)金屬樣品，或者在剪切(移動(dòng)，例如轉(zhuǎn)動(dòng)，流體中的金屬樣品)或者湍流下，或者在可變溫度或壓力條件下，在合適的反應(yīng)井(well)中用煉油原料或其級(jí)分覆蓋金屬樣品。
在步驟(iv)中，測(cè)定所述原料對(duì)金屬的腐蝕效應(yīng)。這可通過(guò)任何合適的方式，例如視覺分析(例如采用顯微鏡，或者監(jiān)測(cè)腐蝕產(chǎn)品形成的顏色)或者采用合適分析技術(shù)的表面分析。優(yōu)選方法涉及測(cè)量溶液中腐蝕金屬的濃度。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，金屬樣品的形式具有不可忽略的電阻，例如金屬絲、薄板或網(wǎng)孔。這些樣品具有的優(yōu)勢(shì)是它們的電阻及其中任何變化都容易被測(cè)量。由此，金屬樣品的任何腐蝕將通過(guò)樣品電阻變化而得到測(cè)量。這些樣品可以被加熱并且其溫度可以通過(guò)電阻加熱而準(zhǔn)確控制和監(jiān)測(cè)。這些樣品可通過(guò)任何已知方法制備。
因此，本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案包括將煉油原料或其級(jí)分流過(guò)多個(gè)電阻加熱金屬絲或網(wǎng)孔樣品并且測(cè)量電阻隨時(shí)間的變化以測(cè)定所述金屬樣品的腐蝕速率。
無(wú)論選擇了什么方法來(lái)測(cè)定原料和/或級(jí)分的腐蝕效應(yīng)，對(duì)每個(gè)金屬樣品的測(cè)定可以平行進(jìn)行(即每個(gè)分析同時(shí)進(jìn)行)或者連續(xù)進(jìn)行，例如采用快速連續(xù)分析。
采用本發(fā)明方法，可快速評(píng)估煉油工藝的各個(gè)部分中來(lái)自特定煉油原料的腐蝕問(wèn)題的可能性。
采用本發(fā)明的方法，可以估計(jì)減輕步驟，例如小心的工藝控制和/或加入腐蝕抑制劑(其可以如煉油工藝中視需要且在需要之處特別加入)。由此可以在原料或級(jí)分中以不同水平加入已知的或者新的腐蝕抑制化學(xué)物質(zhì)，隨后經(jīng)處理的原料或其級(jí)分與多個(gè)不同金屬接觸，或者與僅1個(gè)或2個(gè)不同金屬樣品在一定范圍的流動(dòng)和溫度條件下接觸，且測(cè)定金屬樣品腐蝕速率，由此測(cè)定添加劑(一種或多種)對(duì)煉油工藝特定部分或特定冶金學(xué)的合適性。
本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于待評(píng)估的煉油原料與其它原料的摻合物，由此用于評(píng)估摻合原料對(duì)煉油工藝各部分中腐蝕問(wèn)題的效應(yīng)。
本發(fā)明方法可針對(duì)許多不同的潛在煉油原料進(jìn)行重復(fù)。
待評(píng)估的不同煉油原料可以是分開的(獨(dú)立的)原料或者可以是例如兩種或多種其它煉油原料以不同比率的摻合物。
備選地，許多不同的潛在煉油原料可以被同時(shí)評(píng)估，每一種或者每一種的級(jí)分被原料到如上所述代表了煉油廠中存在的冶金學(xué)的多個(gè)金屬樣品。
以下給出采用本發(fā)明特定實(shí)施方案評(píng)估腐蝕的實(shí)施例。
實(shí)施例可以在含有96個(gè)平行通道往復(fù)式梭體腐蝕反應(yīng)器的體系中實(shí)施煉油原料對(duì)一種或多種煉油工藝的冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)評(píng)估方法。該腐蝕反應(yīng)器包括排列在8個(gè)12-室金屬塊中的96個(gè)測(cè)試室。每一塊包括盤形的兩部分殼體，包括具有用于每個(gè)測(cè)試室的凹痕的較低部分，且在單元中給所有十二個(gè)室提供了均一的熱環(huán)境。測(cè)試室設(shè)置在凹痕中，并且殼體上部分壓靠著下部分以形成圍繞每個(gè)測(cè)試室凹痕的密封。
每個(gè)測(cè)試室由陶瓷或陶瓷涂覆的不銹鋼構(gòu)造。測(cè)試室為中空?qǐng)A柱體形，具有凹痕來(lái)沿測(cè)試室中心軸接收1”長(zhǎng)×1/16”直徑的金屬腐蝕試樣(coupon)。環(huán)形磁梭件配合于測(cè)試室圓柱體內(nèi)并且圍繞金屬試樣，使得試樣和梭件之間存在限定空間。通過(guò)位于殼體正下方的旋轉(zhuǎn)四極磁組件產(chǎn)生磁偶。
在操作中，用機(jī)器人化液體樣品制備和裝載體系來(lái)分散已知量(約450mg)的測(cè)試液體到反應(yīng)器的每個(gè)室中，該測(cè)試液體代表例如多個(gè)不同的粗蒸餾物級(jí)分的一個(gè)。裝載之后，每個(gè)測(cè)試室放置到12-室反應(yīng)器塊之一的凹痕中。將金屬腐蝕試樣和磁梭件加入每個(gè)室。裝載多達(dá)八個(gè)這樣的塊(使得可測(cè)試多達(dá)96個(gè)不同的液體/金屬對(duì))，且這些塊在惰性氣氛下密封。
每個(gè)塊都被加熱到預(yù)定溫度并且旋轉(zhuǎn)與每個(gè)決關(guān)聯(lián)的磁體以驅(qū)動(dòng)每個(gè)室中的梭件。磁力引起每個(gè)梭件交替排斥或吸引，在每個(gè)測(cè)試室內(nèi)產(chǎn)生垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨著磁梭件從測(cè)試室一端被驅(qū)動(dòng)到另一端，其置換含于該室中的液體，強(qiáng)迫液體通過(guò)梭件和銷之間的狹窄環(huán)形空間并產(chǎn)生交替的高速流動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng)在腐蝕試樣表面產(chǎn)生受控的圓柱體壁剪切應(yīng)力，模擬在管道或其它工業(yè)流體設(shè)備中經(jīng)歷的剪切應(yīng)力。該往復(fù)式梭體運(yùn)動(dòng)在設(shè)定溫度連續(xù)進(jìn)行1-48小時(shí)。
隨后打開每個(gè)反應(yīng)器塊，用機(jī)器人化的液體樣品制備和裝載體系來(lái)將每個(gè)測(cè)試液體樣品(約150mg)轉(zhuǎn)移到玻璃瓶中并用PremiSolvICP溶劑(Conostan/ConocoPhillips Co.)將該液體稀釋20倍(w/w)。稀釋樣品隨后被加熱并摻合。隨后通過(guò)感應(yīng)耦合等離子體-光學(xué)發(fā)射分光計(jì)(具有Cetac自動(dòng)取樣機(jī)的ICP-OES，IRIS Intrepid II XSP，Thermo Electron Corp.)來(lái)測(cè)定稀釋測(cè)試液體中一種或多種元素(例如鐵)的濃度。從測(cè)得的腐蝕產(chǎn)物濃度計(jì)算每一液體/金屬對(duì)的腐蝕指數(shù)(mm/年)，預(yù)期其與金屬的長(zhǎng)期腐蝕速率相關(guān)聯(lián)。

圖1中顯示了在四種不同的總酸值下，碳鋼測(cè)試樣品在減壓瓦斯油中于270℃歷經(jīng)12小時(shí)周期獲得的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.用于評(píng)估煉油原料對(duì)一種或多種煉油工藝的冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)的方法，所述方法包括(i)提供多個(gè)煉油原料和/或一個(gè)或多個(gè)煉油原料的多個(gè)級(jí)分，(ii)提供陣列，該陣列含有多個(gè)代表了存在于煉油廠中的冶金學(xué)的金屬樣品，(iii)將多個(gè)金屬樣品中的每一個(gè)與一個(gè)或多個(gè)所述煉油原料或級(jí)分在非靜態(tài)條件下接觸，和(iv)測(cè)定所述原料和/或級(jí)分對(duì)金屬樣品的腐蝕效應(yīng)。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中煉油原料選自原油，合成原油，生物組分，中間體物流例如渣油、瓦斯油、減壓瓦斯油、石腦油或裂化原料，和一種或多種所述組分的摻合物。
3.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中代表了存在于煉油廠中的冶金學(xué)的金屬樣品選自碳鋼、鉻鋼、和/或不銹鋼。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，采用金屬樣品的微構(gòu)造陣列進(jìn)行。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其中一個(gè)或多個(gè)煉油原料的多個(gè)級(jí)分通過(guò)采用微蒸餾塔或微分餾器來(lái)獲得。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其中煉油原料被分開以產(chǎn)生多個(gè)部分，每一部分針對(duì)該多個(gè)金屬樣品的每一個(gè)，其中每一部分被處理以產(chǎn)生用于接觸金屬樣品的具有特定沸點(diǎn)范圍的級(jí)分。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(iii)的非靜態(tài)條件包括在可變流動(dòng)條件、可變剪切條件、和/或可變溫度條件下使所述金屬樣品與煉油原料和/或級(jí)分接觸。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其中所述金屬樣品為絲、薄板或網(wǎng)孔形式。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述金屬樣品的所述溫度可通過(guò)電阻加熱控制和監(jiān)測(cè)。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其包括將一種或多種煉油原料和/或一個(gè)或多個(gè)級(jí)分流過(guò)多個(gè)電阻加熱的金屬絲或網(wǎng)孔樣品并且測(cè)量電阻隨時(shí)間的變化以測(cè)定所述金屬樣品的腐蝕速率。
11.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其中該腐蝕效應(yīng)的測(cè)量是通過(guò)測(cè)量溶液中腐蝕金屬的濃度來(lái)進(jìn)行。
12.權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(iii)的每次接觸以平行方式產(chǎn)生。
全文摘要
用于評(píng)估煉油原料對(duì)一種或多種煉油工藝的冶金學(xué)的腐蝕效應(yīng)的方法，所述方法包括(i)提供多個(gè)煉油原料和/或一個(gè)或多個(gè)煉油原料的多個(gè)級(jí)分，(ii)提供陣列，該陣列含有多個(gè)代表了存在于煉油廠中的冶金學(xué)的金屬樣品，(iii)將多個(gè)金屬樣品中的每一個(gè)與一個(gè)或多個(gè)所述煉油原料或級(jí)分在非靜態(tài)條件下接觸，和(iv)測(cè)定所述原料和/或級(jí)分對(duì)金屬樣品的腐蝕效應(yīng)。
文檔編號(hào)G01N27/04GK101019016SQ200580030940
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者G·巴特勒, J·W·考弗斯, P·格里諾, N·J·古德, M·G·霍德格斯 申請(qǐng)人:英國(guó)石油國(guó)際有限公司