專利名稱：煉油廠脫鹽設(shè)備改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
·本發(fā)明涉及使用層疊盤式離心機(jī)分離乳化油和水分層(rag layer)而將烴進(jìn)料脫鹽的改進(jìn)方法。該方法有效用于將重質(zhì)、高離子性且非傳統(tǒng)原油來源脫鹽。
背景技術(shù)：
原油脫鹽是兩步驟方法一產(chǎn)生新鮮水和油的細(xì)分散體或乳液，然后進(jìn)行水與油的相分離。較小的水滴比大滴提供較多的面積以使離子污染物(主要是氯鹽)從油質(zhì)量轉(zhuǎn)移至水中。在典型的精煉廠脫鹽設(shè)備中，分散體通過將水加入粗原油中，然后使混合物通過殼管式換熱器和混合閥而產(chǎn)生?；旌祥y通常在混合物上施加小于IOpsi (—些裝置在至多約15_18psi下運(yùn)行)壓降以產(chǎn)生分散體。分散體然后破裂并在充滿液體的大容器中在約300 T下以30-40分鐘的停留時(shí)間相分離，且水聚結(jié)通過化學(xué)破乳劑添加和靜電場的施加而增強(qiáng)。在US4415434中，Hargreaves和Hensley描述了將焦油砂、頁巖油和煤除塵和脫鹽的多階段方法，所述方法使用標(biāo)準(zhǔn)離心機(jī)從油-水乳液中除去粉塵和固體。Thacker和Miller在US4473461中描述了將衍生自固體含烴材料的重油如油頁巖、煤或焦油砂除塵成油的提純料流的類似方法。Goyal等人，US5219471使用將原油與水混合并將化學(xué)品脫鹽以從原油中除去金屬和不溶性材料的靜電方法。在Ohsol等人，US4938876、US5882506和US5948242中，將碎油層、洗滌水和細(xì)料混合以產(chǎn)生單一料流，通過反乳化和相分離用較輕烴稀釋劑從其中回收油。Engel等人，US7612117使用一類乙炔類表面活性劑以打破水和油乳液。這些方法在使用離心力產(chǎn)生分開的油和水相以前溶解、“打破”或破壞乳液。油/水分離器如空氣浮選裝置、溶氣浮選、Ohsol分離方法和其它分離技術(shù)在原油精煉工業(yè)中已得到良好地建立。不幸的是，該工業(yè)反對(duì)技術(shù)變化，新技術(shù)必須很好地建立并在執(zhí)行以前得到證明。甚至伴隨對(duì)更好分離的需要(Nnanna，2008)，開發(fā)新技術(shù)是困難、昂貴的且非常難以執(zhí)行和試驗(yàn)，與小精煉廠所需的十萬或更多桶/天可比的規(guī)模上尤其是如此。在歷史上，標(biāo)準(zhǔn)脫鹽設(shè)備以較輕、較小粘性的原油或?qū)脑秃晚搸r油來源中分離固體而言很好地工作，但它們的性能受到較不傳統(tǒng)的低比重、高粘度原油挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)原油脫鹽設(shè)備在精煉廠加工較低比重/較高粘度油時(shí)具有差的離子鹽脫除。當(dāng)用非傳統(tǒng)油工作時(shí)，中試規(guī)模脫鹽使用靜電脫鹽設(shè)備運(yùn)行，包括靜電聚結(jié)技術(shù)或電凝聚技術(shù)，用于重油的Ohsol方法是無效的。由于這些非傳統(tǒng)原油產(chǎn)生比傳統(tǒng)原油更高的原油包水和更高的水包油水平，需要改進(jìn)的方法以將非傳統(tǒng)且難以用原油工作的脫水和脫鹽。需要可并入目前精煉方法中的便宜方法以將原油與脫鹽設(shè)備分層分離。
公開內(nèi)容簡述
本發(fā)明提供一種通過如下步驟將原油與精煉廠脫鹽設(shè)備分層分離的方法:從脫鹽設(shè)備中除去分層料流，將分層料流供入盤組離心機(jī)中，將水與原油分離，將分離的原油加入原油進(jìn)料流中，和使分離的水返回脫鹽設(shè)備中以改進(jìn)原油分離和脫鹽。使用盤組離心機(jī)將脫鹽設(shè)備分層分離成鹽水和脫鹽原油是提高傳統(tǒng)脫鹽設(shè)備能力、容許精煉廠加工較重油和改進(jìn)脫鹽設(shè)備性能的便宜方法。分層快速分離而不需要另外的設(shè)備、化學(xué)品或精煉方法的再設(shè)計(jì)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，描述分離非傳統(tǒng)原油的改進(jìn)方法，其中:
A)提供脫鹽分離罐，其產(chǎn)生三種料流:輸出油進(jìn)料流、輸出含水進(jìn)料流和輸出乳液或“分層”進(jìn)料流，
B)將來自分離罐的分層以保持近似分離罐中的分層高度的速率除去，
C)將分層供入一個(gè)或多個(gè)盤組離心機(jī)中以產(chǎn)生凈化油料流和含水料流，
D)使分離的水相返回脫鹽設(shè)備容器中，和
E)將凈化油排到脫鹽設(shè)備油出口料流中。
在另一實(shí)施方案中，描述一種原油脫鹽設(shè)備系統(tǒng)，其具有:包含原油和水混合物的油和水進(jìn)料流，連接所述進(jìn)料流的分離器，其中所述分離器包含三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出分層料流，連在盤組離心機(jī)上的一種或多種輸出分層料流，其中所述盤組離心機(jī)包含三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出富含固體料流，一種或多種包含脫鹽原油的輸出料流，和一種或多種包含廢水的輸出料流。
在一個(gè)實(shí)施方案中，示范一種從原油中除去水的方法，其中提供具有原油和水混合物的油和水進(jìn)料流，將油和水進(jìn)料流供入分離器中，所述分離器具有三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出分層料流，將輸出分層料流從分離器中除去，將分層在盤組離心機(jī)中離心，所述盤組離心機(jī)具有三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出富含固體料流，將脫鹽原油料流和廢水流從盤組離心機(jī)中除去。
在又一實(shí)施方案中，原油乳液分層通過如下步驟降低:將油和水進(jìn)料流供入分離器中，所述分離器具有三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出分層料流，將輸出分層料流從所述分離器中除去；將分層在盤組離心機(jī)中離心，所述盤組離心機(jī)具有三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出富含固體料流；將脫鹽原油料流從分離器和盤組離心機(jī)中除去；和將廢水流從分離器和盤組離心機(jī)中除去。
盡管可加入破乳劑和其它化學(xué)添加劑，但該方法不需要在離心以前加入這些或其它化學(xué)品。原油進(jìn)料的溫度對(duì)脫鹽設(shè)備的有效操作而言是非常重要的。不需要嚴(yán)格地控制脫鹽設(shè)備處的溫度；然而，應(yīng)避免急劇變化。取決于分離器溫度和離心機(jī)溫度要求，原油進(jìn)料溫度可在熱交換 、冷卻器或其它方法中改變。在一個(gè)實(shí)施方案中，溫度范圍為約200-280 T。在另一實(shí)施方案中，原油進(jìn)料為小于300 T。通常不需要改變進(jìn)料流溫度。保持在分離罐中的近似分層高度可以為總高度的百分?jǐn)?shù)，從輸出油和水流起的具體距離，或可由原油和廢水/鹽水污染物確定。在一個(gè)實(shí)施方案中，提高分層脫除速率直至輸出的分離器油和廢水足夠干凈以用于另外的加工。在一些實(shí)施方案中，在離心以前將分層料流冷卻至低于250°C、225°C、200°C或更低。層疊盤式離心機(jī)可以為任何層疊盤式分離器，包括噴嘴分離器、自潔式盤式分離器、實(shí)壁分離器等，其含有一組圓錐形盤，所述圓錐形盤具有或不具有室以分離或收集使用離心力分離的多種材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用噴碗設(shè)計(jì)盤組離心機(jī)，從而容許油和水離心方法期間可變的固體脫除速率。
原油乳液可取決于進(jìn)料流的壓力、污染物和來源，保持在從環(huán)境溫度至300 T的精煉溫度?？蓪⒃腿橐和ㄟ^任選換熱器供入以實(shí)現(xiàn)約200-300 °F，或約200 T,210 T、220 °F,230 °F,240 0F,250 0F,260 0F,270 0F,280 0F,290 °F、至多約 300 °卩的的所需溫度。由于不需要嚴(yán)格地保持溫度，溫度 可以波動(dòng)5 °F、10 更大。應(yīng)避免溫度的快速變化。
非傳統(tǒng)原油可以為任何高鹽或重質(zhì)原油,包括Athabasca油砂(粗浙青)、0rinoco油砂(超重油)、加拿大超重油(CXHO)、Western Canadian Select (WCS)、MacKay RiverHeavy (MRH)、油頁巖、粗浙青、超重油、油砂、焦油砂、酸性原油及其混合物。重質(zhì)原油包括具有10-25° API或900-1000kg/m3的比重的原油?？稍诜蛛x以前將浙青、焦油砂、超重原油等提升。
水可以為任何可得到的水源，包括自來水、去離子(DI)水、循環(huán)水、蒸餾水、冷水、熱水、超純水、鹽水、其混合物或其它已知的水源。在一個(gè)實(shí)施方案中，在離心分離以前將熱水加入原油中以提高乳液層的溫度。
分層中的水滴大小分布為約1-30 μ m、約5-25 μ m、約10-15 μ m、約9-14 μ m、 7μηι>8μηι>9μηι>10μηι>11μηι>12μηι>13μηι>14μηι>15μηι>17.5ym>20ym>22.5ym>25 μ m、27.5 μ m或約30 μ m。盡管水滴大小分布可作為近似μ m報(bào)告,但它是關(guān)于試樣中存在的較大和較小直徑水滴尺寸的大小分布。
附圖簡述
對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的更完整理解可通過參考以下描述以及附圖獲得，其中:


圖1:MRH鹽含量和粒度分布。
圖2 =WCS脫鹽:批料T2—該圖(和隨后其它)中的有編號(hào)的三角形表示在離心機(jī)周圍取得進(jìn)料、脫水產(chǎn)物和分離水試樣時(shí)的時(shí)間。這些數(shù)字相當(dāng)于下表中的“WCSR試樣#”。在批料完成以后，通過HotSpin分析試樣的含水量,并使用Malvern Mastersizer分析/Jcdsd0
圖3:WCS脫鹽:批料I。
圖4:WCS脫鹽:批料2。
圖5:WCS脫鹽:批料3。
圖6:WCS脫鹽:批料4。
圖7 =WCS脫鹽:批料5—以以下條件進(jìn)行的脫水。
圖8:氯化物脫除:WCS脫鹽一氯化物脫除數(shù)據(jù)相對(duì)于水的局部試樣。
圖9:氯化物脫除:WCS脫鹽一來自三“批”脫鹽原油(批料T2和1、批料2和3，和批料4和5)的氯化物脫除結(jié)果顯示脫除與水含量之間的關(guān)系。
圖11:WCS混合(不加入水)一在混合罐中混合以后關(guān)于WCS試樣的Malvern輸出。關(guān)于另一份該材料的蒸餾法測定水含量(通過A/S運(yùn)行)顯示0.00體積％。
圖12:典型進(jìn)料乳液(15體積％含水量)一顯示典型乳液(批料5，39801-18-1)的分析。圖13:典型進(jìn)料乳液(15體積％含水量)小直徑模式切除一除去小直徑模式并將數(shù)據(jù)再標(biāo)準(zhǔn)化至100體積％，得到以下圖。圖14:典型脫水產(chǎn)物一關(guān)于脫水產(chǎn)物的Malvern結(jié)果(39801_18_18)。該試樣為取出的最后一個(gè)(試樣#24)，通過HotSpin測定水含量為1.70體積％。它看起來非常類似于關(guān)于混合原油的圖。圖15:來自分散于甲苯中的轉(zhuǎn)筒的固體。詳述現(xiàn)在轉(zhuǎn)向本發(fā)明優(yōu)選配置或配置的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的特征和概念可顯示于其它配置中且本發(fā)明的范圍不限于所描述或闡述的實(shí)施方案。本發(fā)明的范圍僅意欲受以下權(quán)利要求書的范圍限制。當(dāng)油和水相互接觸長時(shí)間時(shí)，如在脫鹽方法期間所發(fā)生的，乳液層可在兩種液體之間形成。分離容器中的該乳液層的厚度可以從幾英寸至幾英尺變化。界面層的厚度和組成取決于幾個(gè)因素，例如I)原油中天然存在的乳化劑，2)原油的蠟質(zhì)組分，3)原油或工藝水中的懸浮固體，4)原油中水的乳化度，和5)加工速率。乳液層可提高至分離器中不能采用的厚度并導(dǎo)致過度電負(fù)荷、反復(fù)無常的電壓讀數(shù)、從分離器中輸出的水上移和油下移。理想的是保持分離器中恒定量的乳液以降低輸出料流的乳液和污染物的量。傳統(tǒng)補(bǔ)救措施包括加入破乳劑，降低加工速率和提高分離罐的大小。隨著目前加工更復(fù)雜的原油以及如果要保持較高的加工速率，這些有限響應(yīng)是不夠的。通過控制分層厚度和通過層疊盤式離心機(jī)加工分層，使破乳劑使用最小化且不需要戲劇性地提高脫鹽設(shè)備的占地空間。具有分離容器和層疊盤式離心機(jī)的改進(jìn)脫鹽設(shè)備可以以高得多的速率加工原油和鹽水或水乳液并實(shí)現(xiàn)較好的分離。 原油通常通過它產(chǎn)生的地理位置(例如West Texas Intermediate、Brent或Oman)、它的API比重和它的硫含量分類。如果它具有低密度，則原油可被認(rèn)為是輕的，或如果它具有高密度，則為重的；且如果它含有相對(duì)很少的硫，則它可稱為低硫的，或如果它含有實(shí)質(zhì)量的硫，則為含硫的。來自Athabasca油砂、Western Canadian Select (WCS) >MacKayRiver Heavy(MRH))的含有浙青的油混合物、Venezuela(超重油)中的來自O(shè)rinoco帶的油、加拿大超重油(CXHO)等被認(rèn)為是重油。非傳統(tǒng)原油包括頁巖油、粗浙青、超重油、油砂、焦油砂、酸性原油，和具有低AP1、高硫含量、高水含量、高鹽含量或組合的其它原油。通常，在運(yùn)輸以前將非傳統(tǒng)原油處理以降低污染物和/或與稀釋劑、水和其它化學(xué)品混合以滿足某些規(guī)格,包括API和降低的腐蝕要求。如本文所用“水”和/或“洗滌水”可以為去離子(DI)水、再循環(huán)的精煉廠水、蒸餾水、冷水、熱水、超純水、自來水、澄清水、再循環(huán)廢水、凈化廢水或其它水源和水源的組合。水中的鹽以份每千重量份(PPt)測量且從新鮮水(〈0.5ppt)、微咸水(0.5-30ppt)、咸水(30-50ppt)至鹽水(超過50ppt)變動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用DI水以使鹽從原油中擴(kuò)散到水溶液中，但不嚴(yán)格地要求去離子水以將原油原料脫鹽。在另一實(shí)施方案中，將DI水與來自脫鹽設(shè)備的循環(huán)水混合以實(shí)現(xiàn)乳化以前水中的具體離子含量或?qū)崿F(xiàn)最終乳化產(chǎn)物中的具體離子強(qiáng)度。用于從原油中洗滌鹽、固體和其它雜質(zhì)的水可在預(yù)熱交換器組之前和/或恰在混合閥之前注入。洗滌水比率可以為總原油進(jìn)料的約5至約7體積％，但取決于原油來源和質(zhì)量可以高得多或低得多。其它洗滌水來源包括酸水汽提器底部產(chǎn)物、頂部冷凝物、鍋爐給水或澄清河水。通常將多種水源混合，如由費(fèi)用要求、供給、水的鹽含量、原油的鹽含量和對(duì)脫鹽條件而言特異的其它因素、分離器大小和所需脫鹽產(chǎn)物決定。
如本文所用“分離容器”或“分離罐”，也稱為分離器或聚結(jié)器，描述使用比重和電荷將油和水乳液聚結(jié)和分離成凈化油和廢水流出物的任何數(shù)目的罐或容器。分離器可由多種商業(yè)和委托來源得到，且包括National Tank C0.(Natco)，NRG manufacturing,Trivolt, Pall Corp.，Primenergy LLC, Hamworthy Technology & Products 和許多其它來源。分離器包括低壓和高壓分離器、兩相分離器、靜電聚結(jié)分離器、AC深場靜電分離器/脫水器、雙頻分離容器、DUAL FREQUENCY 處理器(Natco)、雙極組合AC/DC靜電分離容器、DUAL POLARITY 處理器(Natco)、Electro-Dynamic 脫鹽設(shè)備(NatCO)、三相分離器(氣體、油和水)、高速靜電聚結(jié)油/水分離器、Lucid 分離器(Pall Corp.)、TriVolt 或TriVolt Max 、容器內(nèi)置式靜電聚結(jié)器(VIEC，Hamworthy)或其它可得到的分離器生產(chǎn)商和供應(yīng)商。
如本文所用“盤組離心機(jī)”描述大量市售分離器和離心機(jī)中的任一種，其使用高加速場和一組圓錐形盤以在各盤以下產(chǎn)生大等效澄清面積而將物質(zhì)和固體與液體分離。層疊盤式離心機(jī)包括噴嘴分離器、自潔式盤式分離器、實(shí)壁分離器等，其含有一組圓錐形盤，所述圓錐形盤具有或不具有室以收集使用高加速場分離的多種材料。所用分離器的類型取決于操作模式、加工的原油類型、原油中的污染物和分離的原油乳液的性能。在一個(gè)實(shí)例中，在分批加工期間使用實(shí)壁層疊盤式分離器以從乳液中除去固體。在另一實(shí)例中，具有高固體污染物含量的原油在層疊盤式噴嘴分離器中連續(xù)地運(yùn)行。在噴嘴分離器中，固體通過安裝在轉(zhuǎn)鼓周邊的噴嘴排出。開口圍繞離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓周邊均勻地間隔開。開口可以為固定的，如具有固定孔噴嘴的傳統(tǒng)層疊盤式離心機(jī)中，或可調(diào)節(jié)開口可根據(jù)需要部分或連續(xù)地打開以釋放室內(nèi)的固體。具有自潔式轉(zhuǎn)鼓的分離器能夠定期全速地排出分離的固體，其中遙控噴出系統(tǒng)能夠在產(chǎn)物分離期間觸發(fā)部分和全部噴出而不停止或減緩離心分離器。新且使用的層疊盤式離心機(jī)的商業(yè)供應(yīng)商包括GEA Westphalia Separator (Oelde,德國)、AlfaLaval (Lund,瑞典)、Mars Tech (New City, New York,美國)、TEMA Systems (Cincinnati,Ohio,美國)> Broadbent (West Yorkshire,英國)，和其它供應(yīng)商。
ASTM D4006描述了一種通過蒸餾測量油內(nèi)`的水含量，包括可溶性水的方法?？偹俊⑺魏?、水滴大小和分散體可使用本領(lǐng)域中可用的大量試驗(yàn)計(jì)算，包括油顏色/濁霧的視覺檢測、視覺裂紋試驗(yàn)、定量油/水分析、光譜法、散射、反向散射、吸收、紅外線(IR)、紫外線(UV)、激光元素測定、定量FTIR分析和許多其它標(biāo)準(zhǔn)水和油量化技術(shù)，包括光譜和化學(xué)分析。提高油中的水含量或提高水中的油含量是超過分離器中油和水分離的分離速率的加工速率的表現(xiàn)。這在分層擴(kuò)大至凈化油和/或水進(jìn)料出口時(shí)發(fā)生，導(dǎo)致分離產(chǎn)物的污染提聞。
水DSD測量使用原油/溶劑體系在Malvern Mastersizer2000儀器中使用激光源在水飽和甲苯稀釋物中進(jìn)行。Araujo(2008)和Kraiwattanawong (2009)提供關(guān)于影響Malvern Mastersizers中的測量的因素的其它引導(dǎo)。選擇截?cái)嘀睆?d(0.1)或d(0.5))作為最大直徑范圍的上限和下限值的幾何平均值，其中檢測液滴中10%還是50%的液滴具有比給定大小更小的直徑。因此，對(duì)于ΙΟμ 的d(0.1)，90%水滴大于10 μ m且10%水滴小于10 μ m。對(duì)于10 μ m的d(0.5)的水滴分布，V2液滴會(huì)大于10 μ m且V2液滴會(huì)小于10 μ m。以下實(shí)驗(yàn)示范本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案。提供各個(gè)實(shí)施例作為對(duì)本發(fā)明的解釋，本發(fā)明許多實(shí)施方案中的一個(gè)和以下實(shí)施例應(yīng)不認(rèn)為限制或限定本發(fā)明的范圍。實(shí)驗(yàn)的目的是證明盤組離心機(jī)將油以溶于具有非常小水滴大小分布的水分散體中的能力。實(shí)驗(yàn)1:小規(guī)模MacKay River重質(zhì)原油力口工初始試驗(yàn)小規(guī)模進(jìn)行以證明使用層疊盤式離心機(jī)分離大體積的原油分層用于蒸懼和進(jìn)一步加工的概念和效率。從Alberta,加拿大的Athabasca Terminal得到大約4桶具有19.9° API的比重的MacKay River Heavy (MRH)原油混合物并使用層疊盤式離心系統(tǒng)脫鹽。通過乳化液泵將MRH在具有水/鹽水溶液的混合罐中加工以復(fù)制分層乳液，如在分離器分層中找到的。將MRH供入具有來自水罐的水/鹽水的混合罐中，混合原油通過乳化液泵。將分成混合罐返回管線和進(jìn)料管線的乳化液泵離開管線隨著通過任選蒸汽驅(qū)動(dòng)換熱器的進(jìn)料管線供入層疊盤式離心機(jī)脫鹽設(shè)備系統(tǒng)中，以控制分離罐和/或?qū)盈B盤式離心機(jī)中的溫度。將混合的油和水乳液供入恒溫的小規(guī)模層疊盤式離心機(jī)中以確保良好的分層分離在接近商業(yè)裝置溫度的溫度下進(jìn)行。對(duì)于一個(gè)或多個(gè)程，使用GEA Westfalia Separator層疊盤式離心機(jī)將水和油與乳化混合物分離。其它市售層疊盤式離心機(jī)可代替或串聯(lián)使用以進(jìn)一步將水與原油乳液分離。兩個(gè)管線離開層疊盤式離心機(jī):第一廢水管線進(jìn)入廢水儲(chǔ)罐和/或廢水提純系統(tǒng)中；和第二油原料進(jìn)入儲(chǔ)罐和/或精煉廠進(jìn)料中以進(jìn)一步加工。在一些實(shí)施方案中，將廢水直接供入分離罐中以保持分離罐體積和流速。返回管線可用于使所得任何分層和較高水乳液返回分離罐、混合罐或其它乳液和/或離心分離的其它點(diǎn)和用于進(jìn)一步分離。 在該實(shí)施例中，將約200加侖MRH原油在混合罐(加上約30加侖管線占用)中與通過乳化液泵系統(tǒng)[單元12]的22加侖去離子水混合。將19.9° API MacKay River重油試樣[37559-16-1]在混合罐中混合并乳化以產(chǎn)生均勻的‘分層’乳液。加入水約8分鐘，并將混合罐混合物繼續(xù)滾動(dòng)通過10階段井下高剪切離心泵另外10分鐘，然后關(guān)閉泵并起動(dòng)正常滾動(dòng)泵(單階段離心泵)。在乳液通過流過混合罐夾套的自來水形成以前、期間和以后將混合罐冷卻。該混合乳液表示在標(biāo)準(zhǔn)脫鹽操作期間可由分離罐得到的‘分層’。油和最終乳液的溫度為約100° F。當(dāng)來自混合罐的進(jìn)料以約3gpm開始時(shí),將離心機(jī)用通過蒸汽換熱器供入的去離子水預(yù)熱至約200 T。在離心以前不將破乳劑或其它破壞化學(xué)品加入乳化進(jìn)料中。進(jìn)料和產(chǎn)物流量指示器在試驗(yàn)中給出反復(fù)無常的讀數(shù)，所以流量由混合罐體積相對(duì)于時(shí)間的變化決定。在約I小時(shí)30分鐘的運(yùn)行時(shí)間期間在各個(gè)階段取出四組試樣，包括進(jìn)料試樣(Ι-qt)、產(chǎn)物試樣(Ι-qt)、水輸出(4盤司)、冷進(jìn)料試樣(2盤司)和冷產(chǎn)物試樣(2盎司)用于水DSD分析。進(jìn)料保持在基本恒定的壓力和速率下，并對(duì)于如表I所示試驗(yàn)以四種進(jìn)料溫度為目標(biāo):約190 0F (187-194 0F )、約200 0F (198-230 0F )、約180 0F (170-205 0F )、約 210 0F (197.5-213 0F )、約 170 0F (158.5-206 0F )，都比傳統(tǒng)脫鹽設(shè)備溫度更冷。盡管油輸出試樣中的鹽顯示為高的，但氯值不支持那些結(jié)果。我們看出先前加拿大油中氯化物試驗(yàn)ASTM D3230與D6470之間類似的不一致，且認(rèn)為氯值精確得多且為脫鹽設(shè)備性能的表現(xiàn)。3wppm的氯含量相當(dāng)于該油的1.6PTB (假設(shè)所有NaCl)，而不是5PTB，如表I所示。圖1A為顯示D3230結(jié)果相對(duì)于基于D6470結(jié)果的預(yù)期結(jié)果的圖。進(jìn)料乳液顯示出在運(yùn)行過程期間為穩(wěn)定的，主要通過試樣中油的水d(0.5)檢查。D(0.5)定義為一半的水體積為較大液滴(且一半為較小液滴)時(shí)的液滴直徑。對(duì)于正態(tài)分布，這會(huì)非常接近體積％相對(duì)于液滴直徑的單調(diào)曲線的峰值。將四種原油試樣脫鹽:來自初始12桶試樣的兩個(gè)桶，和來自其余10桶的混合的兩個(gè)桶。將其余8個(gè)混合桶和3個(gè)脫鹽桶儲(chǔ)存用于將來的使用。通過ASTM D3230測量的鹽給出與通過ASTM D6470測量的氯含量相比不自然的高結(jié)果。這還在用非傳統(tǒng)原油的其它新近試驗(yàn)中觀察到。表1:溫度、水、鹽和粒度的MRH匯總
權(quán)利要求
1.原油脫鹽設(shè)備系統(tǒng)，其包含: a)包含原油和水混合物的油和水進(jìn)料流； b)連接所述進(jìn)料流的分離器，其中所述分離器包含三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出分層料流； c)連在盤組離心機(jī)上的一種或多種輸出分層料流，其中所述盤組離心機(jī)包含三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出富含固體料流； d)一種或多種包含脫鹽原油的輸出料流；和 e)一種或多種包含廢水的輸出料流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的脫鹽設(shè)備，其中所述分離器選自一種或多種低壓分離器、高壓分離器、兩相分離器、靜電聚結(jié)分離器、AC深場靜電分離器、雙頻分離器、雙極組合AC/DC靜電分離器、三相分離器、高速靜電聚結(jié)分離器、容器內(nèi)置式靜電聚結(jié)器及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的脫鹽設(shè)備，其中所述盤組離心機(jī)選自噴嘴分離器、自潔式盤式分離器、實(shí)壁分離器等，其含有一組圓錐形盤，所述圓錐形盤具有或不具有室以收集使用離心力分離的多種材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的脫鹽設(shè)備，其中所述方法包括在層疊盤式離心機(jī)中分離或離心以前將所述原油乳液加熱至約140-300 °F的溫度，所述溫度選自約140 0F >150 °F、160 0F , 170 0F ,180 0F ,190 °F, 200 °F,210 °F, 220 °F, 230 °F, 240 °F, 250 °F, 260 °F, 270 °F、280 °F,290 °F和約 300 °F。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的脫鹽設(shè)備，其中所述原油選自Athabasca油砂(粗浙青)、Orinoco 油砂(超重油)、加拿大超重油(CXHO)、Western Canadian Select (WCS)、MacKay River Heavy(MRH)、油頁巖、粗浙青、超重油、油砂、焦油砂、酸性原油及其混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、3、4或5的脫鹽設(shè)備，其中所述水選自自來水、去離子(DI)水、循環(huán)水、蒸餾水、冷水、熱水、超純水、澄清水及其混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的脫鹽設(shè)備，其中所述原油乳液包含約1-20μ m、約5-15 μ m、^J 9-14 μ m>^J 7 μ m>8 μ m、9 μ m、10 μ m、11 μ m、12 μ m、13 μ m、14 μ m 15 μ m 白勺粒度分布。
8.加工原油的方法，其包括: a)將油和水進(jìn)料流供入分離 器中，所述分離器具有三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出分層料流； b)從所述分離器中除去所述輸出分層料流； c)在盤組離心機(jī)中將分層離心，其中所述盤組離心機(jī)包含三種或更多種輸出料流，其包括輸出原油料流、輸出廢水流和輸出富含固體料流； d)除去脫鹽原油料流；和 e)除去廢水流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其為從所述原油中除去水的方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其為降低所述原油中的乳液分層的方法，其中將所述脫鹽原油料流從所述分離罐和所述盤組離心機(jī)中除去，且其中將所述廢水流從所述分離器和所述盤組離心機(jī)中除去。
11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10的方法，其中所述分離器選自一種或多種低壓分離器、高壓分離器、兩相分離器、靜電聚結(jié)分離器、AC深場靜電分離器、雙頻分離器、雙極組合AC/DC靜電分離器、三相分離器、高速靜電聚結(jié)分離器、容器內(nèi)置式靜電聚結(jié)器及其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)的方法，其中所述盤組離心機(jī)選自噴嘴分離器、自潔式盤式分離器、實(shí)壁分離器等，其含有一組圓錐形盤，所述圓錐形盤具有或不具有室以收集使用離心力分離的多種材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)的方法，其中所述方法包括在層疊盤式離心機(jī)中分離或離心以前將所述原油乳液加熱至約140-300 °F之間的溫度，所述溫度選自約140 °F、150 0F ,160 0F , 170 0F ,180 0F ,190 °F, 200 °F,210 °F, 220 °F, 230 °F, 240 °F, 250 °F, 260 °F、270 °F, 280 °F, 290 °F 和約 300 0F。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)的方法，其中所述原油選自Athabasca油砂(粗浙青)、Orinoco 油砂(超重油)、加拿大超重油(CXHO)、Western Canadian Select (WCS)、MacKay River Heavy(MRH)、油頁巖、粗浙青、超重油、油砂、焦油砂、酸性原油及其混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述水選自自來水、去離子(DI)水、循環(huán)水、蒸餾水、冷水、熱 水、超純水、澄清水及其混合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求8-15中任一項(xiàng)的方法，其中所述原油乳液包含約1-20μ m、約5-15 μ m、^J 9-14 μ m>^J 7 μ m>8 μ m、9 μ m、10 μ m、11 μ m、12 μ m、13 μ m、14 μ m 15 μ m 白勺粒度分布。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用具有層疊盤式離心機(jī)的分離器以分離乳化油和水分層而將烴進(jìn)料脫鹽的改進(jìn)方法。該方法有效用于將重質(zhì)、高離子性且非傳統(tǒng)原油脫鹽。
文檔編號(hào)C10G33/06GK103154202SQ201180046233
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者S·D·洛夫 申請(qǐng)人:菲利浦66公司