本發(fā)明涉及從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的方法以及烴的生產(chǎn)方法，其中將環(huán)烷酸金屬鹽從粗烴混合物中除去。本發(fā)明還涉及從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的系統(tǒng)以及粗烴混合物本身。

背景技術(shù)：

重?zé)N是世界全部潛在石油儲量的巨大的天然來源。目前估計重?zé)N儲量的數(shù)量達到數(shù)萬億桶，超過已知的常規(guī)的即非重?zé)N儲量的5倍。這部分地由于重?zé)N一般難以通過常規(guī)的開采過程開采且因此沒有如非重?zé)N一樣的程度被開發(fā)利用。

重?zé)N從地層中開采出后也存在許多居于首位的挑戰(zhàn)。重?zé)N具有非常高的粘度，使得其難以以其天然的狀態(tài)泵送。此外，重?zé)N的特征在于需要適當(dāng)加工的高含量的不期望的化合物例如瀝青質(zhì)、痕量金屬和硫。重?zé)N也包含ppm級的arn酸。

在許多烴且特別是在重?zé)N中存在的另一類不期望的化合物是環(huán)烷酸金屬鹽。其可以顯著的量存在于粗烴混合物中。例如，據(jù)報道doba原油包含超過400ppm重量的環(huán)烷酸金屬鹽。

環(huán)烷酸金屬鹽通常由環(huán)烷酸形成。存在兩類主要的環(huán)烷酸。它們是：(1)一元酸的環(huán)烷酸；以及(2)arn環(huán)烷酸，其是c80-82四酸。在生產(chǎn)過程中arn環(huán)烷酸是成問題的，因為其形成是粘性固體的水溶性環(huán)烷酸金屬鹽，其與空氣接觸變硬且導(dǎo)致管道和加工設(shè)備的污染。但是，本發(fā)明涉及是一元酸的環(huán)烷酸。因為其形成促進穩(wěn)定的乳液形成的油溶性環(huán)烷酸金屬鹽，所以在生產(chǎn)過程中是成問題的。

這兩類環(huán)烷酸均存在于在儲層條件下的原油中且存在于烴中。一元羧酸的環(huán)烷酸以多達12重量％的量存在。在從地層開采的過程中，粗烴混合物由于其通過生產(chǎn)油管上升且最終至表層，所以發(fā)生粗烴混合物的減壓。這反過來導(dǎo)致在烴混合物中存在的co2閃蒸且在粗烴混合物中存在的水的ph增加。這導(dǎo)致與水中的離子形成環(huán)烷酸鹽例如環(huán)烷酸鈣和環(huán)烷酸鎂。一些環(huán)烷酸金屬鹽也可在儲層中形成。例如，若在地層中水相的ph相當(dāng)高，例如超過約6.5的ph且水具有相當(dāng)高的鹽度的話，這會發(fā)生。arn環(huán)烷酸形成水溶性環(huán)烷酸金屬鹽而一元酸的環(huán)烷酸形成油溶性環(huán)烷酸金屬鹽。存在于粗烴混合物中的環(huán)烷酸金屬鹽因而來自地層的一元羧酸環(huán)烷酸和/或在從地層生產(chǎn)烴的過程中產(chǎn)生自一元羧酸環(huán)烷酸。

在從地層產(chǎn)生烴的過程中衍生自一元羧酸環(huán)烷酸的油溶性環(huán)烷酸金屬鹽是成問題的，因為其在從水與粗烴混合物分離的過程中導(dǎo)致顯著的問題。其傾向于在油/水界面處積累且作為表面活性劑。更具體地，油溶性環(huán)烷酸金屬鹽導(dǎo)致包含如下的挑戰(zhàn)：增加的導(dǎo)電性和在聚結(jié)器中更差的分離、形成穩(wěn)定的形態(tài)、水殘留物、差的出水質(zhì)量、結(jié)垢、煉油催化劑的腐蝕和中毒。另外，當(dāng)原始油相中存在相對高水平的鈣時，來自殘余物的燃料和焦炭的質(zhì)量在某些情況下下降。

在目前的商業(yè)操作過程中，存在于從地層開采的大部分粗烴混合物中的油溶性環(huán)烷酸金屬鹽在批量分離過程后保留在粗烴混合物中。從而運送至煉廠的粗烴混合物通常在烴相中包含顯著量的油溶性金屬且因而如鈣的金屬的環(huán)烷酸鹽。這些必須在加工過程中在煉廠以昂貴的工藝除去。事實上，估計在煉廠處理來自油溶性環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子的花費是約0.5-5usd/bbl。這些工藝也是成問題的。由于在廢水中增加的金屬鹽的水平，廢水處理廠遭遇難題，并且已經(jīng)報告了由于使用醋酸以除去環(huán)烷酸鈣而導(dǎo)致的塔頂?shù)母g?，F(xiàn)有的煉廠不能處理包含超過100ppm重量的環(huán)烷酸金屬鹽的粗烴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

從第一方面看，本發(fā)明提供了從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的方法，其包括：

-將包含環(huán)烷酸金屬鹽的所述粗烴混合物與酸在水存在的情況下混合，其中所述酸將所述環(huán)烷酸金屬鹽轉(zhuǎn)化為環(huán)烷酸和金屬鹽；

-所述金屬鹽分配入水相；

-將包含環(huán)烷酸的粗重?zé)N混合物和包含所述金屬鹽的所述水相分離；且

-優(yōu)選地將包含所述金屬鹽的所述水相泵送至地層。

從另一方面看，本發(fā)明提供了從含烴地層中生產(chǎn)烴的方法，其包括：

-從含烴地層中開采粗烴混合物；

-將包含環(huán)烷酸金屬鹽的所述粗烴混合物與酸在水的存在下混合，其中所述酸將所述環(huán)烷酸金屬鹽轉(zhuǎn)化為環(huán)烷酸和金屬鹽；

-所述金屬鹽分配入水相；

-將包含環(huán)烷酸的所述粗烴混合物和包含所述金屬鹽的所述水相分離；

-將包含環(huán)烷酸的所述粗烴混合物泵送至煉廠；且

-優(yōu)選地將包含所述金屬鹽的所述水相泵送至地層。

從又一方面看，本發(fā)明提供了從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的系統(tǒng)，其包括：

-包含酸的容器；

-運送粗烴混合物至分離器的管線；

-將所述酸加入至運送粗烴混合物至分離器的所述管線中的裝置，其中所述裝置流體式連接至包含酸的所述容器；

-第一分離器，用于分離包含環(huán)烷酸的粗烴混合物和包含金屬鹽的水相，其中所述分離器具有粗烴混合物的入口、包含環(huán)烷酸的粗烴混合物的出口以及包含金屬鹽的水相的出口；和

-優(yōu)選地存在有運送包含金屬鹽的所述水相至地層的管線。

從還一方面看，本發(fā)明提供了通過以上定義的方法可獲得的粗烴混合物。

從還一方面看，本發(fā)明提供了通過以上定義的方法獲得的粗烴混合物。

從還一方面看，本發(fā)明提供了包含0.1-12重量％環(huán)烷酸和少于100ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子的粗烴混合物。

從還一方面看，本發(fā)明提供了酸從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的用途，其包括在水的存在下將所述酸加入至所述粗烴混合物中以形成環(huán)烷酸和金屬鹽，分離包含環(huán)烷酸的粗重?zé)N混合物和包含所述金屬鹽的所述水相，且優(yōu)選泵送包含所述金屬鹽的所述水相至地層。

定義

如本文所使用的，術(shù)語“環(huán)烷酸”指具有200-2000g/mol平均分子量的一元羧酸的混合物。本文所使用的術(shù)語“環(huán)烷酸”不包含arn酸。

如本文所使用的，術(shù)語“環(huán)烷酸金屬鹽”指通過環(huán)烷酸和金屬離子形成的一元羧酸鹽。本文所描述的優(yōu)選的環(huán)烷酸金屬鹽是油溶性的。

如本文所使用的，術(shù)語“烴混合物”指不同的烴的組合，即包含碳原子和在多種情況下連接的氫原子的各種類型的分子的組合。“烴混合物”可包含大量具有廣泛范圍的分子量的不同的分子。一般地至少90重量％的烴混合物由碳原子和氫原子組成。多達10重量％可以以硫、氮、氧以及金屬如鐵、鎳和釩(即測量的硫、氮、氧或金屬)存在。

如本文所使用的，術(shù)語“粗烴混合物”指已從地層開采且在改質(zhì)和/或運送至煉廠之前的烴混合物。粗烴混合物可以是從地層開采的混合物，在這種情況下其也包含水。此外，粗烴混合物可以是產(chǎn)生自分離過程例如相分離的混合物。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，本發(fā)明的方法的初始混合物和最終混合物都是粗烴混合物，因為所述方法不包括任何改質(zhì)。

如本文所使用的，術(shù)語“重?zé)N混合物”指相比相對較輕的烴混合物包含較大比例的具有更高分子量的烴的烴混合物。術(shù)語例如“輕”、“較輕”、“較重”等在本文中相對于“重”來解釋。

如本文所使用的，術(shù)語“改質(zhì)”指其中烴混合物改變成具有更期望性質(zhì)的過程，例如通過包括減粘裂化的化學(xué)方法從重?zé)N混合物提供更輕的合成的原油。

如本文所使用的，術(shù)語“稀釋劑”指具有api至少20°且更優(yōu)選至少30°的烴。

如本文所使用的，api比重度指依據(jù)astmd287測量的api。

如本文所使用的，粘度指依據(jù)astmd445方法測量的在15℃下單位為cst的粘度。

如本文所使用的，術(shù)語“流體式連接”包括直接和間接的流體連接。

如本文所使用的，術(shù)語“地層”和“儲層”為同義使用，且指地下的多孔或破裂的巖石。

具體實施方式

本發(fā)明的方法中，環(huán)烷酸金屬鹽優(yōu)選油溶性環(huán)烷酸金屬鹽從粗烴混合物中被除去。所述方法包括將包含環(huán)烷酸金屬鹽的粗烴混合物與酸在水存在的情況下混合。酸的質(zhì)子與環(huán)烷烴金屬鹽接觸且將其轉(zhuǎn)化為環(huán)烷酸和金屬鹽。環(huán)烷酸可溶于粗烴混合物中，而金屬鹽是水溶性的。因此本方法還包括允許金屬鹽分配入水相和然后分離包含環(huán)烷酸的粗重?zé)N混合物和包含金屬鹽的水相。從而有利地，在粗烴混合物中的環(huán)烷酸金屬鹽中存在的金屬鹽有效地被移除至水相。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，將包含金屬鹽的水相泵送至地層且特別優(yōu)選地泵送至烴衰竭的地層。由于其避免了為了排入廢水處理系統(tǒng)必須處理水以去除金屬鹽，所以這是特別有利的。此外，由于本發(fā)明的方法優(yōu)選在井位例如近海的進行，所以排入烴衰竭的地層是方便的。

在本發(fā)明的方法中，粗烴混合物最初包含至少40ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，粗烴混合物最初包含50-1500ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子，更優(yōu)選地100-1200ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子，仍然更優(yōu)選地200-1000ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子，且還更優(yōu)選地300-800ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子。這些環(huán)烷酸金屬鹽的水平通常存在于自西非的doba地區(qū)或北海的bressay地區(qū)開采的粗烴混合物中。

在本發(fā)明的方法中，環(huán)烷酸金屬鹽可以是任何堿土金屬的環(huán)烷酸鹽。這些環(huán)烷酸金屬鹽優(yōu)選是烴(即油)溶性的。例如，環(huán)烷酸金屬鹽可包括mg²⁺、ca²⁺、sr²⁺、ba²⁺或其混合物。但是，優(yōu)選地，環(huán)烷酸金屬鹽包括ca²⁺或mg²⁺，且仍更優(yōu)選地環(huán)烷酸金屬鹽包含ca²⁺。因此，在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，環(huán)烷酸金屬鹽是環(huán)烷酸鈣。

在本發(fā)明的方法中，環(huán)烷酸金屬鹽優(yōu)選包括c10-100環(huán)烷酸鹽且更優(yōu)選c12-60環(huán)烷酸鹽。通過本發(fā)明的方法除去的優(yōu)選的環(huán)烷酸鹽包含4-8個c3-8環(huán)，更優(yōu)選5-7個c3-8環(huán)且仍更優(yōu)選5個或6個c3-8環(huán)。優(yōu)選的環(huán)包含4、5或6個碳原子。c3-8環(huán)可以是飽和的、不飽和的或芳香族的。通過本發(fā)明的方法除去的特別優(yōu)選的環(huán)烷酸鹽具有至少200g/mol，更優(yōu)選200-2000g/mol，仍然更優(yōu)選400-1200g/mol且還更優(yōu)選500-800g/mol的分子量。

在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，環(huán)烷酸金屬鹽從粗重?zé)N混合物中被除去。粗重?zé)N混合物優(yōu)選具有小于約18°的api比重度。更優(yōu)選地，粗重?zé)N混合物的api比重度是10-18°，更優(yōu)選12-18°，且還更優(yōu)選16-18°。粗重?zé)N混合物的粘度在15℃下優(yōu)選為250-10,000cst，更優(yōu)選在15℃下為400-8000cst，且還更優(yōu)選在15℃下為500-5000cst。

通常，重?zé)N混合物在距離煉廠有顯著距離的井位處被開采。例如，重?zé)N混合物可在近海處被開采。因而，優(yōu)選地，本發(fā)明的方法在井位處實施。有利地，包含金屬鹽的水相返回到在井位處地層例如烴衰竭的地層。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法對尚未改質(zhì)的粗烴混合物進行。

在本發(fā)明的方法的第一步驟進行前，例如從地層中開采的粗烴混合物可任選地被清潔。優(yōu)選地，粗烴混合物被清潔。例如，粗烴混合物可進行一個或多個處理以除去固體例如其中的沙以及氣體。固體例如沙可通過技術(shù)中已知的方法例如熱水提取、通過過濾或通過沉降從粗烴混合物中去除。清潔方法的準確細節(jié)將取決于粗烴混合物是如何被開采的。技術(shù)人員將輕易地能夠確定適合的清潔技術(shù)。

可在本發(fā)明的方法的第一步前進行的另一可選步驟是將稀釋劑加入至粗烴混合物中。因而，本發(fā)明的優(yōu)選的方法還包括在用酸混合粗烴混合物之前將稀釋劑加入至粗烴混合物中。稀釋劑的加入可用于例如調(diào)整粗烴混合物的api至粗烴混合物和水可容易地被分離的范圍。稀釋劑可例如加入以調(diào)整粗重?zé)N混合物的api至約15-20°。但是在其他的方法中，在本發(fā)明的方法的第一步驟之前沒有將稀釋劑加入粗烴混合物。

當(dāng)進行稀釋劑的加入時，優(yōu)選地，稀釋劑是烴稀釋劑。優(yōu)選的烴稀釋劑包括石腦油和更輕的原油。通常，優(yōu)選的稀釋劑包含c6-60烴、特別地c10-42烴且更特別地c12+烴的混合物。包含較長的烴例如c6+或c10+的稀釋劑是優(yōu)選的，因為當(dāng)其加入水中時其不太可能地導(dǎo)致閃蒸。優(yōu)選的稀釋劑具有20-80°，更優(yōu)選30-70°的api。

本發(fā)明的方法的關(guān)鍵步驟是將酸加入包含環(huán)烷酸金屬鹽的粗烴混合物中。當(dāng)酸接觸環(huán)烷酸金屬鹽(mna)時發(fā)生的反應(yīng)如下所示：

mna(油)+h+(水)＝nah(油)+m+(水)(平衡反應(yīng))

生成的環(huán)烷酸(nah)在粗烴混合物中是可溶的。金屬離子是水溶性的且分配入水相。最終結(jié)果是從粗烴混合物中除去金屬離子。在環(huán)烷酸鈣的具體情況下發(fā)生的反應(yīng)如下所示：

ca(na)2(油)+2h⁺(水)＝2nah(油)+ca²⁺(水)(平衡反應(yīng))

酸(即h⁺離子)的存在使得這些反應(yīng)向環(huán)烷酸(nah)和金屬鹽的方向進行，且因此從粗烴混合物中除去金屬離子如ca²⁺。

在本發(fā)明的方法中使用的酸優(yōu)選具有小于7的pka，仍更優(yōu)選小于6的pka且還更優(yōu)選小于5的pka。酸可以是無機酸或有機酸。無機酸有利地不產(chǎn)生對在煉廠的下游加工帶來問題的金屬鹽。相比于無機酸，有機酸有利地是更少腐蝕性的。

適合的無機酸的代表性的實例包括鹽酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸、高氯酸和磷酸。優(yōu)選的無機酸是鹽酸。

優(yōu)選的有機酸包含至少一個羧酸基團，例如包含1、2或3個羧酸基團。適合的有機酸的代表性實例包括醋酸、甲酸、乙醇酸、葡萄糖酸、乙二醛(乙醛)、乙醛酸、巰基乙酸、檸檬酸、乳酸、三氟乙酸、氯乙酸、抗壞血酸、苯甲酸、丙酸、鄰苯二甲酸、富馬酸、草酸、酒石酸、馬來酸、琥珀酸、蘋果酸、甲磺酸、苯磺酸和對甲苯磺酸。用于本發(fā)明的方法的優(yōu)選的有機酸是醋酸和甲酸。在許多情況下有機酸相對于無機酸是優(yōu)選的。這是因為無機酸通常具有更低的ph，且在一些情況下可導(dǎo)致系統(tǒng)中且特別地在注入位置的腐蝕。

在本發(fā)明優(yōu)選的方法中在溶液中加入酸。酸的濃度取決于在混合物中是否需要另外的水，這轉(zhuǎn)而取決于粗烴混合物中存在的水的量。技術(shù)人員能容易地確定適合的濃度。酸溶液的ph(即在注入位置且在與粗烴混合物接觸前)是小于7的。更優(yōu)選地，酸溶液的ph是1-6.5，更優(yōu)選2-6且還更優(yōu)選3-6。

在本發(fā)明的優(yōu)選的方法中，與粗烴混合物混合的酸的量基于粗烴混合物中存在的環(huán)烷酸鹽離子的量以至少化學(xué)計算量存在。優(yōu)選地，酸相對于環(huán)烷酸鹽離子以至少等摩爾量存在。因此，在除去環(huán)烷酸鈣的情況中，本發(fā)明優(yōu)選的方法中對于每摩爾環(huán)烷酸鈣使用至少兩摩爾當(dāng)量的酸。在本發(fā)明特別優(yōu)選的方法中，酸與環(huán)烷酸金屬鹽的化學(xué)計量摩爾比是2-10:1，更優(yōu)選2-5:1且還更優(yōu)選3-5:1。

在本發(fā)明的方法中，反應(yīng)必須在存在于粗烴混合物中的環(huán)烷酸金屬鹽與存在于水中的酸之間發(fā)生。通常地，水開采自地層或者在開采后水加至烴中用于分離。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，在環(huán)烷酸金屬鹽和酸的反應(yīng)過程中存在至少10體積％的水。更優(yōu)選地，基于液體的總體積，反應(yīng)包含10-50體積％，更優(yōu)選15-35體積％且還更優(yōu)選15-25體積％的水。

粗烴混合物中環(huán)烷酸金屬鹽與酸之間的反應(yīng)需要混合，優(yōu)選地均勻混合這些相以實現(xiàn)環(huán)烷酸金屬鹽和酸之間的高界面接觸面積。不受理論束縛，認為質(zhì)子從酸中擴散出來后反應(yīng)可在相界面處或在粗烴混合物內(nèi)發(fā)生。因此認為反應(yīng)速率取決于相的混合效率和所獲得的界面面積。

在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，通過將酸注入運送粗烴混合物的管線實現(xiàn)混合。優(yōu)選地，管線是生產(chǎn)管線。更優(yōu)選地，管線是從布置于地層的井中運送粗烴混合物的管線。優(yōu)選地，在管線中粗烴混合物的速度和剪切速率足以實現(xiàn)有效的混合。任選地且優(yōu)選地，可將靜態(tài)混合器引入至管線以改善相的混合。

優(yōu)選地，混合的作用是產(chǎn)生包含酸的水滴。更優(yōu)選地，所述液滴具有5-200μm，仍更優(yōu)選5-150□m且還更優(yōu)選5-100□m的平均直徑。通常，具有相對較小平均直徑的液滴是優(yōu)選的，因為這增加與環(huán)烷酸金屬鹽接觸的表面積。在另一方面，不生成太小的液滴是重要的，否則這負面地影響隨后粗烴混合物和水相的分離。

在本發(fā)明的方法中，發(fā)生水和粗烴混合物的相分離。如上所描述的，在環(huán)烷酸金屬鹽和酸之間的反應(yīng)中生成的環(huán)烷酸在粗烴混合物中是可溶的，然而來自環(huán)烷酸金屬鹽的金屬鹽是水溶性地且分配入水相。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，反應(yīng)時間和分離時間的結(jié)合的總停留時間是1-30分鐘，優(yōu)選5-20分鐘且更優(yōu)選5-10分鐘。

在本發(fā)明一些優(yōu)選的方法中，酸加入至自地層開采的粗烴混合物中。在這樣的方法中，在包含粗烴混合物和水的粗烴混合物的批量分離前將酸加入至粗烴混合物和水中。在這種情況下，粗烴混合物另外地包含水。任選地，另外的水可加入至混合物中。優(yōu)選地，基于烴和水的總體積，經(jīng)受分離的混合物包含10-50體積％，更優(yōu)選15-35體積％且還更優(yōu)選15-25體積％的水。

在本發(fā)明的其他優(yōu)選的方法中，將酸加入至包含至少95體積％的粗烴混合物的粗烴混合物中。任選地，例如優(yōu)選地，在加入酸之前，加入酸的同時或加入酸之后將水加入至粗烴混合物中。優(yōu)選地，水與酸同時加入。還更優(yōu)選地，使用含水酸溶液。優(yōu)選地，基于烴和水的總體積，經(jīng)受分離的混合物包含10-30體積％，更優(yōu)選15-25體積％且還更優(yōu)選15-20體積％的水。

在本發(fā)明特別優(yōu)選的方法中，在批量分離前且在第二次分離前加入酸。

在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，分離后獲得的粗烴混合物包含少于100ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子。更優(yōu)選地，分離后獲得的粗烴混合物包含0-100ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子，仍更優(yōu)選1-80ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子且還更優(yōu)選10-50ppm重量的作為環(huán)烷酸金屬鹽的金屬離子。在煉廠的脫鹽設(shè)備可處理這樣的水平的環(huán)烷酸金屬鹽，不需要任何改動。更優(yōu)選地，分離后獲得的粗烴混合物包含0.1-12重量％的環(huán)烷酸，仍更優(yōu)選1-10重量％環(huán)烷酸且還更優(yōu)選2.5-10重量％的環(huán)烷酸。分離后獲得的粗烴混合物的api優(yōu)選是10-18°，仍更優(yōu)選12-18°且還更優(yōu)選16-18°。分離后獲得的粗重?zé)N混合物的粘度優(yōu)選地在15℃為250-10,000cst，更優(yōu)選地在15℃為400-8000cst且還更優(yōu)選地在15℃為500-5000cst。

本發(fā)明優(yōu)選的方法還包含對包含環(huán)烷酸的粗烴混合物改質(zhì)。本發(fā)明特別優(yōu)選的方法還包括處理包含環(huán)烷酸的粗烴混合物以減少其api。在本發(fā)明優(yōu)選的方法中，改質(zhì)通過使用溶劑提取過程和/或熱過程(例如熱裂解過程)進行。任選地或另外地，可進行稀釋劑的加入。

可通過本領(lǐng)域已知的任何常規(guī)的方法進行溶劑提取。在溶劑提取中使用的優(yōu)選的溶劑包括丁烷和戊烷。當(dāng)溶劑提取將包含環(huán)烷酸的瀝青質(zhì)從烴混合物中除去時，其不會將重?zé)N轉(zhuǎn)化為更輕的烴，即沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化。

優(yōu)選的熱過程包括延遲焦化、減粘裂化、加氫裂化(例如沸騰床或漿體加氫裂化)和加氫處理(例如餾出物加氫處理)。特別優(yōu)選地，改質(zhì)通過加氫裂化或延遲焦化，尤其是加氫裂化進行。

稀釋劑的加入可通過本領(lǐng)域已知的任何常規(guī)方法進行。優(yōu)選的稀釋劑是以上描述的那些。

本發(fā)明優(yōu)選的方法在井場進行。因此在混合物被泵送至煉廠之前優(yōu)選將環(huán)烷酸金屬鹽從粗烴混合物中除去。本發(fā)明進一步優(yōu)選的方法還包括將包含環(huán)烷酸的粗烴混合物泵送至煉廠。

本發(fā)明還涉及從含烴地層生產(chǎn)烴的方法，其包括：

-從含烴地層開采粗烴混合物；

-將包含環(huán)烷酸金屬鹽的粗烴混合物與酸在水的存在下混合，以除去如上文所描述的環(huán)烷酸金屬鹽；

-將包含環(huán)烷酸的所述粗烴混合物泵送至煉廠；且

-優(yōu)選地將包含所述金屬鹽的所述水相泵送至地層。

生產(chǎn)烴的優(yōu)選的方法還包括在與酸混合前將稀釋劑加入至從地層開采的粗烴混合物中。其他優(yōu)選的方法還包括在泵送至煉廠之前將包含環(huán)烷酸的粗烴混合物改質(zhì)。生產(chǎn)烴的方法的進一步優(yōu)選的特征與上面對于將環(huán)烷酸金屬鹽從粗烴混合物中除去的方法而陳述的那些相同。

本發(fā)明也涉及從粗烴混合物中除去環(huán)烷酸金屬鹽的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：

-包含酸的容器(例如槽)；

-運送粗烴混合物至分離器的管線；

-將所述酸至加入運送粗烴混合物至分離器的所述管線中的裝置，其中所述裝置流體式連接至包含酸的所述容器；

-第一分離器，用于分離包含環(huán)烷酸的粗烴混合物和包含金屬鹽的水相，其中所述分離器具有粗烴混合物的入口，任選地具有水的入口，包含環(huán)烷酸的粗烴混合物的出口以及包含金屬鹽的水相的出口；和

-優(yōu)選地，存在用于運送包含金屬鹽的所述水相至地層的管線。

在本發(fā)明的優(yōu)選的系統(tǒng)中，用于運送粗烴混合物的管線流體式連接至布置于地層中的井。在本發(fā)明進一步優(yōu)選的系統(tǒng)中，用于加入含水酸的裝置是注射器。在本發(fā)明進一步優(yōu)選的系統(tǒng)中，運送粗烴混合物的管線是生產(chǎn)管線。在本發(fā)明特別優(yōu)選的系統(tǒng)中，運送粗烴混合物的管線包括靜態(tài)混合器，優(yōu)選在酸注射位置和第一分離器之間。在本發(fā)明優(yōu)選的系統(tǒng)中，第一分離器是批量分離器。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的系統(tǒng)中，分離器的包含環(huán)烷酸的粗烴混合物的出口流體式連接至處理器。在另一優(yōu)選的系統(tǒng)中，分離器的包含環(huán)烷酸的粗烴混合物的出口流體式連接至第二分離器。在后者的情況中，系統(tǒng)優(yōu)選包含在第一分離器和第二分離器之間用于加入酸的第二裝置。用于加入酸的第二裝置優(yōu)選地流體式連接至包含酸的容器。在本發(fā)明優(yōu)選的系統(tǒng)中，第二分離器是重力分離器。優(yōu)選地，第二分離器還包括水入口。

通過上文描述的方法獲得的粗烴混合物優(yōu)選地包含0.1-12重量％的環(huán)烷酸，更優(yōu)選地1-10重量％的環(huán)烷酸且還更優(yōu)選地2.5-10重量％的環(huán)烷酸。更優(yōu)選地，通過上文描述的方法獲得的粗烴混合物優(yōu)選地包含0-100ppm重量的環(huán)烷酸金屬鹽，仍更優(yōu)選地1-80ppm重量的環(huán)烷酸金屬鹽且還更優(yōu)選地10-50ppm重量的環(huán)烷酸金屬鹽。

更優(yōu)選地，上文描述的方法獲得的粗烴混合物具有小于約18°的api比重度。更優(yōu)選地，粗重?zé)N混合物的api比重度是10-18°，更優(yōu)選地為12-18°且還更優(yōu)選地為16-18°。上文描述的方法獲得的粗重?zé)N混合物的粘度優(yōu)選地在15℃為250-10,000cst，更優(yōu)選地在15℃為400-8000cst且還更優(yōu)選地在15℃為500-5000cst。

附圖簡述

圖1是本發(fā)明優(yōu)選的方法和系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明另一優(yōu)選的方法和系統(tǒng)的示意圖；

圖3是在瓶實驗中烴相中的ca(ppm)對醋酸濃度的圖；

圖4是在瓶實驗中烴相中的ca(ppm)對ph的圖；

圖5是烴相中的ca(ppm)對加入的化學(xué)計算量的醋酸的圖。

圖的具體描述

參見圖1，從地層開采包含環(huán)烷酸金屬鹽例如環(huán)烷酸鈣的粗烴混合物。粗烴混合物也包含水。從地層開采的粗烴混合物通常具有含量為400-1000ppm重量的環(huán)烷酸鈣。其api通常為約18°。

將粗烴混合物通過管線1泵送至批量分離器2中。在其運送至批量分離器的過程中將酸通過管線3加入至粗烴混合物中。由于粗烴混合物在管線3中以高速流動的事實，酸形成水滴。液滴的形成意味著在環(huán)烷酸金屬鹽和酸之間即使它們分別存在于不同相即烴和水中也實現(xiàn)高水平的接觸。

酸與環(huán)烷酸金屬鹽反應(yīng)以生成環(huán)烷酸和金屬鹽，例如ca²⁺。金屬鹽分配入水相而環(huán)烷酸保留在粗烴混合物中。在分離器2中通過管線4除去任何氣體且允許烴和水相分離。分離過程通過從粗烴混合物中除去環(huán)烷烴金屬鹽而被增強。一旦分離完成，包含環(huán)烷酸的粗烴混合物通過管線5運輸至處理器單元7。在處理器單元7中，對包含環(huán)烷酸的粗烴混合物在泵送至煉廠之前改質(zhì)。包含金屬鹽例如ca²⁺的水相通過管線6從分離器中除去且泵送至井位附近的烴衰竭的地層中。

從分離器2中獲得的粗烴混合物通常具有含量為0-100ppm重量的環(huán)烷酸鈣和含量為0.1-12重量％的環(huán)烷酸。其api通常為約18°。改質(zhì)后，粗烴混合物通常具有含量為0-100ppm重量的環(huán)烷酸鈣和含量為0.1-12重量％的環(huán)烷酸。其api通常為約20°。

參見圖2，該方法和該系統(tǒng)在許多方面與圖1所示的是相同的且因此使用相同的標號。但在圖2所示的方法中，稀釋劑通過管線11在粗烴混合物運送至分離器2期間中加入至粗烴混合物。

另外，包含環(huán)烷酸的粗烴混合物通過管線5運送至第二分離器10。另外的酸通過管線3’在粗烴混合物運送至第二分離器10期間加入至粗烴混合物中。如上關(guān)于圖1所述，形成含水的酸的液滴且其提供與粗烴混合物中存在的環(huán)烷酸金屬鹽接觸的高表面積。任選地通過管線9加入另外的水至第二分離器10以改善分離過程。一旦分離完成，包含環(huán)烷酸的粗烴混合物通過管線8運送至處理器單元7，且包含金屬鹽如ca²⁺的水相通過管線6’從分離器中被除去且泵送至井位附近的烴衰竭的地層。

從分離器10獲得的粗烴混合物通常具有含量為0-100ppm重量的環(huán)烷酸鈣和含量為0.1-12重量％的環(huán)烷酸。其api通常為約18°。改質(zhì)后，粗烴混合物通常具有含量為0-100ppm重量的環(huán)烷酸鈣和含量為0.1-12重量％的環(huán)烷酸。其api通常為約20°。

本發(fā)明的優(yōu)勢包括：

·避免在煉廠中除去環(huán)烷酸金屬鹽的昂貴工藝

·改善批量分離過程

·改善任何后續(xù)的分離過程

·在水相被除去的金屬鹽可最終泵送回?zé)N地層用于壓力維持

·在井場安裝

實施例

實施例1-通過醋酸除去鈣的實驗室規(guī)模的瓶測試

進行一系列瓶實驗，其中將醋酸加入至具有二甲苯的bressay原油(50/50體積％)與具有16940ppmna(如nacl)和1719ppmca(如cacl2)的合成的地層水混合的混合物中?；旌虾头蛛x后，保留在油相中的ca含量通過icp確定。

結(jié)果如圖3所示，其中y軸是分離后存在于油相中的ca的量且x軸是加入的醋酸的量。結(jié)果顯示當(dāng)加入更多量的醋酸時油相中存在更少的ca。實施例2-在不同的ph水平下鈣除去和環(huán)烷酸鹽形成的實驗室規(guī)模的瓶實驗

進行一系列瓶實驗，其中將醋酸加入具有二甲苯的bressay原油(50/50體積％)與具有16940ppmna(如nacl)和1719ppmca(如cacl2)的合成的地層水混合的混合物中。通過加入mops緩沖液將混合物緩沖至需要的ph水平?；旌虾鬁y量水相的ph水平，且分離后保留在油相中的ca量通過icp測定。

結(jié)果如圖4所示，其中y軸是分離后存在于油相中的ca的量且x軸是ph。結(jié)果顯示若ph達到6.3或更低，從油相除去ca發(fā)生。(紅色和藍色的符號代表兩次獨立的實驗。)

實施例3-連續(xù)流實驗

原油(85/15體積％)與具有16940ppmna(如nacl)和1719ppmca(如cacl2)的合成的地層水混合。含水量為20-25體積％。

隨后醋酸依據(jù)平衡方程以化學(xué)計算量即在x-軸上等于1.0的量連續(xù)加入。存在于酸注射位置之后的管線中的靜態(tài)混合器確保了相的混合。在固定量的20分鐘的時間后，相被分離且存在于油相的ca量通過icp測定。

結(jié)果如圖5所示，其中y軸是分離后存在于油相中的ca的量且x軸是加入的酸的化學(xué)計算量。從圖5中可以看出，需要約1.2化學(xué)計算當(dāng)量的酸以除去所有的鈣。(三個獨立試驗：灰色、黃色和紅色分別在0℃、40℃和70℃進行)。