專利名稱：由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用高處理量的試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)煉油工藝中由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢的方法。
組合或高處理量化學(xué)已經(jīng)使藥物發(fā)現(xiàn)的方法取得了革命性的進(jìn)展。參見例如29Acc.Chem.Res.1-170(1996)；97Chem.Rev.349-509(1997)；S.Borman，Chem.Eng.News43-62(Feb.24，1997)；A.M.Thayer，Chem.Eng.News57-64(Feb.12，1996)；N.Terret，1Drug DiscoveryToday402(1996)。在最近幾年里，已經(jīng)開發(fā)了一些高處理量試驗(yàn)技術(shù)使合成和試驗(yàn)催化劑和其它材料的有用性能產(chǎn)生了顯著的提高?？偟膩?lái)講，這些技術(shù)集中于開發(fā)一些裝置和方法，包括機(jī)器人和計(jì)算機(jī)的發(fā)展應(yīng)用于設(shè)計(jì)試驗(yàn)并自動(dòng)制備和測(cè)試催化劑及材料，在相當(dāng)小尺寸的樣品上達(dá)到快速和可重現(xiàn)的測(cè)試結(jié)果。例如，在用于多種材料和材料性能(例如US 5776359中所述的)以及所關(guān)心的化學(xué)反應(yīng)(例如US5959297、US 6063633和US 6306658中所述的)的制備和測(cè)試裝置的開發(fā)中，進(jìn)行了很多努力。
此外，高處理量技術(shù)也應(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(例如US 6866786中所述的)。而且，組分成本也用作程序庫(kù)或陣列(例如US 6421612中所述的)的一項(xiàng)因素?，F(xiàn)在我們開發(fā)了可用于評(píng)價(jià)煉油工藝的冶金中的煉油進(jìn)料的結(jié)垢效果的高處理量方法。在常規(guī)煉油廠中，將許多不同的煉油進(jìn)料進(jìn)行加工，例如許多不同的原油。煉油進(jìn)料通常也有可獲得的進(jìn)料的混合物，因此很難預(yù)測(cè)總的煉油工藝中的進(jìn)料影響，例如結(jié)垢影響。通常，在前述操作試驗(yàn)的基礎(chǔ)上要進(jìn)行許多假設(shè)，但這些通常只能提供近似的預(yù)測(cè)。
本發(fā)明提供了一種以高處理量的方式評(píng)價(jià)由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢的方法。
因此，依照本發(fā)明，提供了一種用于評(píng)價(jià)在一種或多種煉油工藝中由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢的方法，所述方法包括(i)提供多種煉油進(jìn)料和/或一種或多種煉油進(jìn)料的多種餾分，
(ii)提供一系列包含多種代表煉油廠中存在的冶金的金屬樣品，(iii)將多種金屬樣品中的每一種與一種或多種所述煉油進(jìn)料或其餾分在非靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行接觸，以及(iv)測(cè)定所述煉油進(jìn)料或其餾分的結(jié)垢。
本發(fā)明提供的用于評(píng)價(jià)在一種或多種煉油工藝中煉油進(jìn)料對(duì)結(jié)垢的影響的方法可以在使用前，甚至可能在購(gòu)買前評(píng)價(jià)使用煉油進(jìn)料的潛在工藝問(wèn)題。在存在多于一種選擇時(shí)，本發(fā)明還有助于選擇一種進(jìn)料應(yīng)當(dāng)被加工的最適合的煉油廠。與之前的測(cè)試方法不同，本發(fā)明使用高處理量技術(shù)，允許測(cè)試可以在多種不同金屬樣品下進(jìn)行。可以對(duì)一種進(jìn)料的多個(gè)樣品，或者也可以是多種進(jìn)料和/或餾分，例如所有相關(guān)進(jìn)料和/或餾分相對(duì)一種選定的金屬樣品進(jìn)行測(cè)試。實(shí)際上，可以對(duì)一系列進(jìn)料和/或餾分相對(duì)一系列金屬樣品進(jìn)行測(cè)試，提供大量數(shù)據(jù)，可以利用這些數(shù)據(jù)提供結(jié)垢“圖形”?？偣ぷ髁鞯奶幚砹渴侵匾?，在步驟(a)中煉油進(jìn)料和/或餾分的供給速率優(yōu)選為至少50/周，例如至少250/周，特別為至少2000/周，步驟(d)的結(jié)垢效果測(cè)定速率優(yōu)選為至少250/周，例如至少1250/周，特別為至少10000/周。
煉油進(jìn)料可以為任何適合的煉油進(jìn)料，包括原油、合成原油、生物成分(biocomponent)、中間產(chǎn)物流(intermediate stream)，例如殘油、瓦斯油、真空瓦斯油、石腦或裂化油料以及一種或多種所述組分的混合物，例如一種或多種原油的混合物、或一種或多種原油和一種或多種合成原油的混合物。
在本發(fā)明的方法的步驟(ii)中，提供了多種代表煉油廠中存在的冶金的金屬樣品。結(jié)垢通常并不顯著地取決于金屬因此，盡管可以提供更廣泛的多種金屬樣品，該多種代表煉油廠存在的冶金的金屬樣品可以適當(dāng)不包含或包含幾種不同的冶金，例如只有1種金屬或只有2～3種不同的冶金，本發(fā)明的方法可以(優(yōu)選)用于對(duì)比在與煉油進(jìn)料或其餾分接觸過(guò)程中不同的工藝條件和/或煉油進(jìn)料的餾分不同性質(zhì)的影響，如下所述。
通常，所述多種金屬樣品包含至少10種金屬樣品，例如至少20種，例如至少50種金屬樣品。本發(fā)明的方法可以使用一種微加工的金屬樣品陣列進(jìn)行。
金屬樣品可以代表在特定煉油廠中存在的冶金(metallurgy)，或者在兩種或多種煉油廠中存在的多種不同的冶金。代表其它冶金的金屬樣品也可以存在，但通常存在的大多數(shù)金屬都代表在一種或多種煉油廠種已經(jīng)存在的冶金。
所有或一些金屬樣品可以經(jīng)過(guò)被認(rèn)為可降低結(jié)垢的表面涂層所處理，以便可以確定這種處理與進(jìn)料的匹配。通常的表面涂層包含陶瓷和某些聚合物，例如Teflon。
在本發(fā)明的方法的步驟(iii)中，多種金屬樣品的每種與煉油進(jìn)料或其餾分進(jìn)行接觸。
多種金屬樣品優(yōu)選各自與一種煉油進(jìn)料或其餾分以基本平行(而不是連續(xù))的方式進(jìn)行接觸，使得可以平行測(cè)定各金屬樣品的結(jié)垢。
煉油進(jìn)料或其組分與多種金屬樣品的每種的接觸可以包括使單一流(為煉油進(jìn)料或其單一餾分)與多種金屬樣品進(jìn)行接觸，或者可以包括將煉油進(jìn)料進(jìn)行處理產(chǎn)生多種餾分，將各餾分與單獨(dú)的金屬樣品進(jìn)行接觸。因此，此種或每種煉油進(jìn)料可以在多種金屬樣品接觸之前，用作或被處理成產(chǎn)生其一種餾分或其多種餾分。
此處所用的“處理”包括煉油進(jìn)料的物理和/或化學(xué)處理。物理處理可以包括將進(jìn)料流分隔成兩個(gè)或多個(gè)與原進(jìn)料流具有相同化學(xué)和物理性質(zhì)的部分。例如，可以將煉油進(jìn)料分隔產(chǎn)生多個(gè)與原進(jìn)料流具有相同化學(xué)和物理性質(zhì)的部分。不進(jìn)行進(jìn)一步的處理，這些部分可以用作餾分?？蛇x擇地，這些部分也可以進(jìn)一步進(jìn)行處理產(chǎn)生餾分。處理還可以包括例如將煉油進(jìn)料或煉油進(jìn)料的兩個(gè)或更多部分與一種或多種其它煉油進(jìn)料的樣品進(jìn)行混合，或者蒸餾或其它處理，提供一種或多種比最初煉油進(jìn)料的沸點(diǎn)更窄的餾分。
這里進(jìn)一步描述這些和其它處理。
制備的煉油進(jìn)料或煉油進(jìn)料的餾分應(yīng)當(dāng)代表在煉油工藝中與相應(yīng)冶金相接觸的煉油進(jìn)料流?！按怼笔侵概c煉油工藝通常的煉油進(jìn)料流具有至少一些相似的化學(xué)/或物理性質(zhì)。例如，可以制備一種或多種餾分，其具有通常煉油廠的相應(yīng)工藝的進(jìn)料流的沸點(diǎn)范圍。
特定煉油工藝的進(jìn)料流的化學(xué)和物理性質(zhì)將取決于特定的煉廠構(gòu)型，但在例如由Robert A Meyers編輯、由McGraw-Hill出版的Handbook of Petroleum Refining Processes(第二版)中描述了其典型性質(zhì)。
例如，在煉油廠中，原油蒸餾塔的加熱部分中的冶金通常暴露于整個(gè)煉油進(jìn)料。因此，在本發(fā)明中，金屬樣品可以與煉油進(jìn)料本身(或通過(guò)分開得到的其餾分)或通過(guò)將煉油進(jìn)料和一種或多種其它煉油進(jìn)料不進(jìn)行例如蒸餾的處理而混合得到的餾分進(jìn)行接觸。與此相反，在煉油工藝中存在的某些工藝單元之前在原油蒸餾單元之后的管道系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的冶金通常僅暴露于具有限定沸點(diǎn)范圍的所述煉油進(jìn)料的餾分。因此，在本發(fā)明中，將煉油進(jìn)料進(jìn)行處理制備所述代表性的餾分用于和適當(dāng)?shù)慕饘贅悠愤M(jìn)行接觸。作為進(jìn)一步的例子，在蒸餾之前用于原油預(yù)加熱的熱交換器中，交換器的一側(cè)暴露于原油進(jìn)料，而另一側(cè)暴露于通過(guò)蒸餾得到的餾分，例如餾出物和殘余物餾分。因此，在本發(fā)明中，煉油進(jìn)料可以用作和/或可以進(jìn)行處理制備與用于熱交換器的適當(dāng)金屬樣品接觸的餾分。
煉油廠的結(jié)垢特別是以下的問(wèn)題，(i)煉油進(jìn)料自身，即原油、合成原油、生物組分或其混合物，(ii)由原油蒸餾單元(CDU)得到的殘余餾分或這種餾分與其它殘余餾分或煉油進(jìn)料的混合物，或(iii)減粘裂化的餾分(在殘余物餾分進(jìn)行減粘裂化之后得到)。因此，在本發(fā)明的方法中，煉油進(jìn)料或其組分優(yōu)選代表這些物流中的一種。
任何適合的物理或化學(xué)處理方法都可以用于得到代表在本發(fā)明的方法中所述煉油工藝的典型進(jìn)料流的餾分。例如，可以使用在微蒸餾塔或微分餾器中的處理得到所需沸點(diǎn)范圍的餾分。這可以用于例如得到代表來(lái)自原油蒸餾單元的殘余物餾分的餾分。
其它物理和化學(xué)處理技術(shù)可以包括溶劑萃取、膜處理、吸附處理和適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)。也會(huì)需要這些技術(shù)的組合，例如可以首先進(jìn)行微蒸餾，然后進(jìn)行非催化裂解步驟來(lái)代表原油蒸餾，然后進(jìn)行減粘裂化，得到代表傳統(tǒng)減粘裂化餾分的餾分。
當(dāng)該處理包括煉油進(jìn)料的分開時(shí)，可以通過(guò)任何適當(dāng)裝置實(shí)現(xiàn)。例如，可以以成批處理方式通過(guò)使用一種或多種自動(dòng)注射器來(lái)實(shí)現(xiàn)分開，提供多個(gè)餾分?？蛇x擇地，可以使用一系列微流動(dòng)控制器或微型閥，其中各餾分的流動(dòng)通常是連續(xù)的，但可以使用該閥或控制器開啟和關(guān)閉，以及任選地改變。作為另一種可選擇的方式，可以使用多個(gè)隔板或其它流動(dòng)控制裝置，例如板中的開孔，在此各餾分的流動(dòng)不能單獨(dú)停止或變化，但其能夠沿多個(gè)餾分提供平均的流動(dòng)分布。
在一種實(shí)施方式中，需要具有限定的沸點(diǎn)范圍的餾分(和煉油進(jìn)料相比)，可以將煉油進(jìn)料或由煉油進(jìn)料得到的餾分置于加熱裝置中，加熱提高樣品溫度。收集在所需范圍內(nèi)沸騰的餾分，例如通過(guò)使用適當(dāng)?shù)拈y門收集適當(dāng)熔點(diǎn)范圍的餾分，然后將其冷卻以使所述組分冷凝。該加熱裝置可以是一種加熱微振蕩器，如US 5661233中所述。
在另一種實(shí)施方式中，需要具有限定的沸點(diǎn)范圍的餾分，可以將煉油進(jìn)料或其餾分置于包含至少三個(gè)區(qū)域的密封通道中。各區(qū)域通過(guò)閥門或其它適當(dāng)?shù)氖挂后w樣品不能通過(guò)而氣體樣品可以通過(guò)的隔板分隔開。因此，餾分可以放置在通道的第一區(qū)域，將第一區(qū)域加熱到所需沸點(diǎn)范圍的高位沸點(diǎn)，例如使用加熱激光器提供局部加熱，第二區(qū)域可以保持在環(huán)境溫度(或更低)，使得所有沸點(diǎn)低于高位沸點(diǎn)的物料蒸發(fā)，通過(guò)第一區(qū)域進(jìn)入第二區(qū)域，并在此冷凝。然后將第二區(qū)域加熱到所需范圍的低位沸點(diǎn)，例如使用加熱激光器提供局部加熱，第三區(qū)域保持在環(huán)境溫度(或更低)，使得所有沸點(diǎn)低于低位沸點(diǎn)的物料蒸發(fā)，通過(guò)第二區(qū)域進(jìn)入第三區(qū)域，所需沸點(diǎn)范圍的餾分留在第二區(qū)域?？蛇x擇地，第二區(qū)域可以始終保持在低位沸點(diǎn)，使得沸點(diǎn)高于所需范圍的物料保留在第一區(qū)域，在第二區(qū)域收集沸點(diǎn)在所需范圍之內(nèi)的物料，在第三區(qū)域內(nèi)收集沸點(diǎn)低于所需范圍的物料。
許多個(gè)在該實(shí)施方式中所述的每個(gè)具有至少三個(gè)區(qū)域的通道可以提供在如WO 01/87485或WO 2004/58406中所述的渦流盤式分離裝置上，可以并行制備多個(gè)餾分。
在另一實(shí)施方式中，可以為渦流盤上的各通道提供另外的包含多種金屬樣品中一種的區(qū)域，也可以在渦流盤上進(jìn)行各金屬樣品與煉油進(jìn)料餾分的接觸。
多種金屬樣品的各種與煉油進(jìn)料或其餾分的接觸優(yōu)選在代表煉油廠中與其相當(dāng)?shù)囊苯鸾?jīng)受的條件下進(jìn)行。特別優(yōu)選的代表性的條件包括溫度、流速和湍流情況。在一種實(shí)施方式中，這些條件與煉油廠中的那些相同，例如溫度、流速和湍流情況都相同。在一種可選擇的實(shí)施方式中，可以使用比煉油廠中與其相當(dāng)?shù)囊苯鸾?jīng)受的那些更惡劣的條件，例如更高的溫度、更低的流速，來(lái)提高結(jié)垢速率，使得能夠更快速得到不同進(jìn)料的相應(yīng)結(jié)果。
接觸時(shí)間是另一種變量，結(jié)垢可以用接觸時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。接觸條件可以隨時(shí)間改變，或者在制備煉油進(jìn)料的多個(gè)餾分的位置，用于使多個(gè)餾分中的另一個(gè)與多種金屬樣品的另一種進(jìn)行接觸，使得可以評(píng)價(jià)溫度和其它操作條件的范圍。
其它可以隨時(shí)間或?yàn)榱耸苟鄠€(gè)餾分中的另一個(gè)與多種金屬樣品的另一種進(jìn)行接觸而改變的變量適當(dāng)?shù)匕捰瓦M(jìn)料的餾分的沸點(diǎn)范圍的變化、混合比以及通過(guò)將煉油進(jìn)料或其餾分與一種或多種其它煉油進(jìn)料進(jìn)行混合得到的組合物的變化，給出通過(guò)工藝控制緩和潛在問(wèn)題的選擇的信息。
多種金屬樣品的各種與煉油進(jìn)料或其餾分的接觸是在非靜態(tài)的條件下進(jìn)行的，即變化的條件下，通常代表煉油廠中相應(yīng)的冶金將經(jīng)受的那些。例如，該方法可以通過(guò)使煉油進(jìn)料或其餾分連續(xù)流過(guò)金屬樣品進(jìn)行，或在剪切(sheer)(移動(dòng)，例如旋轉(zhuǎn)，金屬樣品在流體中)或渦流作用下，或在變化的溫度或壓力條件下。因此，可以變化的條件包括溫度、流速、剪切力、浸漬、冷凝和/或渦流情況。通常，結(jié)果顯示結(jié)垢速率作為流動(dòng)。剪切力、溫度、壓力、進(jìn)料和/或餾分的函數(shù)。
可以評(píng)價(jià)溫度和其它操作條件(包括適當(dāng)位置煉油進(jìn)料餾分的沸點(diǎn)范圍的變化)的范圍，給出通過(guò)工藝控制緩和潛在問(wèn)題的選擇的信息。
各金屬樣品可以具有任何適合的幾何形態(tài)。樣品的幾何形態(tài)會(huì)改變流過(guò)樣品的流動(dòng)特性，例如湍流。例如，可以使用卷成螺旋形的金屬薄膜來(lái)研究湍流對(duì)結(jié)垢的影響。對(duì)使用微加工技術(shù)制備的樣品，可以容易地提供各種不同的幾何形態(tài)。
在步驟(iv)中，測(cè)定所述進(jìn)料在金屬上的結(jié)垢。這可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆绞?，例如目視分析、橢圓計(jì)測(cè)量或使用適當(dāng)分析技術(shù)的表面分析、或通過(guò)測(cè)量金屬樣品上的質(zhì)量累積。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，金屬樣品為原始拋光形式(例如拋光釘)，該或各煉油進(jìn)料或餾分(作為單一物流)流過(guò)多個(gè)通過(guò)電阻加熱到不同溫度的不同金屬樣品。在該進(jìn)料有過(guò)一定時(shí)間后，通過(guò)光學(xué)裝置(例如橢圓計(jì))或物理裝置(例如微測(cè)量裝置)觀察拋光表面，測(cè)定在表面上的結(jié)垢沉積。
在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，金屬樣品為其電阻不可忽略的形式，例如導(dǎo)線、薄板或網(wǎng)絲。這種樣品的優(yōu)點(diǎn)在于其電阻及其任何變化都可以容易地測(cè)量。因此，通過(guò)樣品電阻的變化就可以測(cè)量金屬樣品的結(jié)垢。這種樣品的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其可以被加熱，其溫度可以通過(guò)電阻加熱精確控制。
在另一實(shí)施方式中，可以測(cè)量進(jìn)料或其餾分在與加熱的金屬樣品接觸之前和之后的溫度，來(lái)測(cè)定金屬樣品對(duì)流體的加熱度。隨著金屬樣品逐漸結(jié)垢，加熱度會(huì)降低。Δ溫度隨流過(guò)加熱金屬樣品的進(jìn)料體積的變化用來(lái)指示結(jié)垢程度。
最優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括使煉油進(jìn)料或其一種或多種餾分流過(guò)多個(gè)電阻加熱的金屬線或網(wǎng)絲樣品，測(cè)定其電阻變化或流體的Δ溫度隨時(shí)間的變化，確定所述金屬樣品的結(jié)垢速率。
無(wú)論選擇何種確定煉油進(jìn)料和/或餾分的結(jié)垢效果，各金屬樣品的測(cè)定都可以并行(即各分析同時(shí)進(jìn)行)或連續(xù)操作，例如使用快速系列分析。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，可以測(cè)量煉油進(jìn)料和/或其一種或多種餾分的瀝青質(zhì)或石蠟穩(wěn)定性。
原油的瀝青質(zhì)穩(wěn)定性測(cè)量是公知技術(shù)，例如IP 143(BSI 2000Part143)“Determination of asphaltenes(heptane insolubles)in crudepetroleum and petroleum products”或ASTM D6560-00“Standard TestMethod for Determination of Asphaltenes(Heptane Insolubles)in CrudePetroleum and Petroleum Products”中所述的。
WO 2004/061450中描述了用于另一種測(cè)量瀝青質(zhì)穩(wěn)定性的方法(用于兩種或多種烴類液體的混合物)。
在依照本發(fā)明的瀝青質(zhì)穩(wěn)定性測(cè)試中，將煉油進(jìn)料或其一種或多種餾分的樣品與溶劑(例如正庚烷、甲苯或其混合物)以不同的體積和溶劑組合物混合，將每種進(jìn)行振動(dòng)混合。通過(guò)絮凝的開始測(cè)定其瀝青質(zhì)穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，以自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)溶劑的添加和振動(dòng)混合，例如使用機(jī)器人工作站。該混合物可以存在于一組適當(dāng)?shù)木?，例如在微量滴定板中?？梢酝ㄟ^(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)測(cè)定添加溶劑時(shí)絮凝的開始，但其優(yōu)選也可以以自動(dòng)方式進(jìn)行，例如對(duì)各混合物使用光譜技術(shù)，例如IR，測(cè)定其透射的變化。
使用本發(fā)明的方法，可以快速評(píng)價(jià)特定的煉油進(jìn)料對(duì)煉油工藝的各種部件的潛在結(jié)垢問(wèn)題。如果需要，可以使用緩和步驟，例如通過(guò)仔細(xì)的工藝控制和/或添加結(jié)垢抑制劑，結(jié)垢抑制劑可以特別在煉油工藝中需要的時(shí)候和位置特別添加。本發(fā)明可用于測(cè)定不同化學(xué)處理的有效性，例如不同的添加劑或不同用量，來(lái)確定特定結(jié)垢混合物的最有效處理方法。因此，可以通過(guò)在接觸金屬樣品之前在煉油進(jìn)料或其餾分中添加這種抑制劑來(lái)評(píng)價(jià)這種結(jié)垢抑制劑的適用性。這樣可以評(píng)價(jià)許多不同的潛在結(jié)垢抑制劑對(duì)各種進(jìn)料混合物的效果，使混合物和處理最優(yōu)化。進(jìn)一步地，通過(guò)提供用特定化學(xué)處理涂覆過(guò)的金屬樣品，可以測(cè)定這種處理對(duì)降低結(jié)垢的能力。
本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于待評(píng)價(jià)的進(jìn)料和其它進(jìn)料的混合，因此用于評(píng)價(jià)混合進(jìn)料在煉油工藝的各種部件中的結(jié)垢效果。
本發(fā)明的方法可以對(duì)多種不同的潛在煉油進(jìn)料重復(fù)操作。
不同的待評(píng)價(jià)的煉油進(jìn)料可以是單一的(獨(dú)立的)進(jìn)料，或者可以是兩種或多種其它煉油進(jìn)料例如以不同比例的混合物。
可選擇地，可以同時(shí)評(píng)價(jià)許多不同的潛在煉油進(jìn)料，各種煉油進(jìn)料或各種的餾分被輸入到如上所述代表煉油廠中存在的冶金的多個(gè)金屬樣品中。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，一旦在步驟(iv)中進(jìn)行了煉油進(jìn)料或其餾分(在金屬樣品上)的結(jié)垢測(cè)定，可以使用適合的煉油工藝模型來(lái)確定煉油進(jìn)料的影響。適合的煉油模型是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，可以包括例如進(jìn)料和產(chǎn)品評(píng)價(jià)的線性規(guī)劃模型、工藝最優(yōu)化模型，例如用于單一工藝單元最優(yōu)化和煉廠全面最優(yōu)化，和/或風(fēng)險(xiǎn)擠出模型，用于評(píng)價(jià)鏈長(zhǎng)進(jìn)料的工藝影響。
本發(fā)明的方法將對(duì)煉油進(jìn)料或其餾分的結(jié)垢產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施方式中，該數(shù)據(jù)可以用于開發(fā)、更新、保持和/或驗(yàn)證工藝模型。例如，可以在比試驗(yàn)裝置參數(shù)研究更寬的參數(shù)組上快速產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，可以使用進(jìn)一步產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供連續(xù)工藝模型的連續(xù)更新和改進(jìn)(例如對(duì)于更寬的參數(shù)空間)。
可以使用建?；蚱渌囼?yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)為需要評(píng)價(jià)結(jié)垢的一種或多種煉油進(jìn)料產(chǎn)生一組變化的工藝條件，用于開發(fā)、更新或驗(yàn)證一種或多種工藝模型，本發(fā)明的方法可以特別用于評(píng)價(jià)該工藝以產(chǎn)生工藝模型所需的數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于評(píng)價(jià)在一種或多種煉油工藝中由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢的方法，所述方法包括(i)提供多種煉油進(jìn)料和/或一種或多種煉油進(jìn)料的多種餾分，(ii)提供一系列包含多種代表煉油廠中存在的冶金的金屬樣品，(iii)將多種金屬樣品中的每一種與一種或多種所述煉油進(jìn)料或其餾分在非靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行接觸，以及(iv)測(cè)定所述煉油進(jìn)料或其餾分的結(jié)垢。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中待評(píng)價(jià)的煉油進(jìn)料為原油、合成原油、生物組分、中間產(chǎn)物流、或一種或多種所述組分的混合物。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中多種金屬樣品包含至少20種金屬樣品。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中金屬樣品為微加工陣列的形式。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所有或一些金屬樣品經(jīng)過(guò)被認(rèn)為可降低結(jié)垢的表面涂層的處理。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(iii)中，各金屬樣品與煉油進(jìn)料或餾分以基本平行的方式進(jìn)行接觸。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中將待評(píng)價(jià)的煉油進(jìn)料進(jìn)行處理產(chǎn)生其一種餾分或多種餾分，該餾分或各餾分與多種金屬樣品進(jìn)行接觸。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中該處理包括一種或多種分隔(division)、在微蒸餾塔或微分餾器中處理、溶劑萃取、膜處理、吸附處理或適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理。
9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中各煉油進(jìn)料或其餾分代表(i)煉油進(jìn)料自身，(ii)由原油蒸餾單元(CDU)得到的殘余餾分或這種餾分與其它殘余餾分或煉油進(jìn)料的混合物，或(iii)減粘裂化的餾分。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中多種金屬樣品的每一種與煉油進(jìn)料或其餾分的接觸是在代表煉油廠中與其相當(dāng)?shù)囊苯鸾?jīng)受的那些溫度、流速和湍流條件下進(jìn)行的。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中結(jié)垢是通過(guò)目視分析、橢圓計(jì)測(cè)量或使用適當(dāng)分析技術(shù)的表面分析、或通過(guò)測(cè)量金屬樣品上的質(zhì)量累積而測(cè)定的。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中金屬樣品為其電阻不可忽略的形式，例如導(dǎo)線、薄板或網(wǎng)絲。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中金屬樣品的結(jié)垢是通過(guò)金屬樣品的電阻改變測(cè)定的。
14.如權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)的方法，其中測(cè)量進(jìn)料或其餾分在與加熱的金屬樣品接觸之前和之后的溫度，來(lái)測(cè)定金屬樣品對(duì)流體的加熱度。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中測(cè)量煉油進(jìn)料和/或其餾分的瀝青質(zhì)或石蠟穩(wěn)定性。
全文摘要
在一種或多種煉油工藝中由煉油進(jìn)料造成的結(jié)垢，所述工藝包括(i)提供多種煉油進(jìn)料和/或一種或多種煉油進(jìn)料的多種餾分，(ii)提供一系列包含多種代表煉油廠中存在的冶金的金屬樣品，(iii)將多種金屬樣品中的每一種與一種或多種所述煉油進(jìn)料或其餾分在非靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行接觸，以及(iv)測(cè)定所述煉油進(jìn)料或其餾分的結(jié)垢。優(yōu)選地，該金屬樣品為微陣列的形式，該測(cè)試是通過(guò)使用高處理量的試驗(yàn)方法平行進(jìn)行的。
文檔編號(hào)B01J19/00GK101080269SQ200580043296
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者G·布特勒, J·W·庫(kù)夫斯, P·格林諾夫, N·J·古德, M·G·霍奇斯 申請(qǐng)人:英國(guó)石油國(guó)際有限公司