用于从烃物流中除去固体的方法和组合物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于从烃物流中分离固体的方法和组合物，并且在一个非限制性实施方案中，更特别地涉及添加到烃物流中用于从烃物流中分离至少部分固体的破乳剂，其中该破乳剂可以是或者包含至少一种马来酸衍生物。
[0002]发明背景
[0003]烃物流例如原油、柏油、沥青等通常在该烃物流内带有不同量的固体。一旦烃物流进入原油储罐，则来自该原油储罐的污泥的另外的固体也会掺入该烃物流。固体和/或污泥包括无机固体、石蜡等。依赖于原油品质和时间长度和/或原油储罐是否在储存中，固体的量可以从约20镑/千桶(ptb)(约11千克/千桶)至约2500ptb (约1133kg/千桶)，或者在污泥的情况中，污泥积聚可以从几厘米至超过一米深。随着原料排放入原油储罐，和之后从该原油储罐排放出去，污泥层通常在原油储罐的底部形成。污泥看起来是复杂的乳液，由该乳液内的无机和/或有机固体稳定化。含盐污泥从原油储罐的底部通过原油的速度来获取。原油储罐内的污泥的比重比水轻，并且易于分散到烃物流中。
[0004]如所述的，污泥是烃、盐水和无机固体以及石蜡的复杂乳液。无机固体可以包括铁氧化物、硫化物、砂、淤泥、粘土等。这些固体来自几个来源，例如盐水污染，其是与地层中的油相关的盐水的结果。多数矿物质、粘土、淤泥和砂来自于油井周围的地层。铁氧化物和铁硫化物是原油生产、运输和/或储存过程中腐蚀的结果。污泥造成几个问题，例如减少原油储罐的工作体积和原油装置故障。当原油储罐离线用以检查和/或需要维修时，污泥造成另外的忧虑，涉及到工人安全、污泥的环境释放、处置成本、除去污泥的成本、停产时间等。
[0005]不论烃物流内固体的来源，已经采取几种处理方式来减少或除去固体的总量，但是这些传统上集中于在脱盐装置除去固体。脱盐或者除去固体，或者至少减少它们的存在，在进一步加工之前是必要的，因为否则这些固体会在下游热交换器设备引起结垢和沉积，和/或固体会对原油加工设备有害。有效的原油脱盐会有助于使这些污染物对原油装置和下游操作的影响最小化。但是，一些类型的原油具有较高水平的固体，其使乳液稳定化，这造成仅用脱盐装置除去高水平固体的问题。
[0006]需要设计这样的方法，其在将烃物流注入脱盐装置之前，从该烃物流中至少部分除去固体，这实现了脱盐装置更好的效率和使用。
[0007]发明概述
[0008]在一种形式中，提供了用于从其中具有多种固体的烃物流中分离至少部分固体的方法。可以以水润湿至少部分固体的有效量向烃物流添加破乳剂，以随后从该烃物流中分离该固体。破乳剂可以是或者包括但不限于至少一种马来酸衍生物。
[0009]在另一非限制性实施方案中，进一步提供了用于从其中具有多种固体的油/水乳液的油相中分离至少部分固体的方法。可以以在约0.1ppm至约30ppm范围内从而水润湿至少部分固体的量向乳液添加破乳剂。破乳剂可以是或者包括至少一种马来酸马来酸衍生物。破乳剂可以在脱盐装置上游的位置添加到乳液。然后，水润湿的固体可以从乳液的油相中分离，以随后除去固体。
[0010]在另一非限制性实施方案中，描述了原油储罐中的经处理的烃物流。该经处理的烃物流可以包含多种水润湿的固体和破乳剂。破乳剂可以是或者包括但不限于至少一种马来酸马来酸衍生物。破乳剂的量可以在约0.1ppm至约30ppm的范围内。该多种水润湿的固体与不存在破乳剂的烃物流内的多种固体相比，更为水润湿。
[0011]破乳剂看起来以这样的方式水润湿固体，其使得该固体与烃物流或者乳液的油相分离，然后该固体可以除去或者引入水相中。
[0012]发明详述
[0013]已经发现，添加化学品例如破乳剂作为对烃物流的预处理或预调节，当该化学品添加到该烃物流以使该破乳剂与该烃物流更好地混合时，则当该烃物流到达脱盐装置时实现固体的更好分离。破乳剂可以添加到具有烃物流的罐；可选地，破乳剂可以在脱盐装置上游的位置添加到烃物流。化学品可以直接添加到脱盐装置，以从烃物流从分离固体；但是，当化学品作为对脱盐装置上游的烃物流的预处理时，它具有更长的接触时间，因而该化学品表现更佳。这种预处理使化学品具有与固体更长的接触时间，和由此更好的分离固体以及其他功能，例如但不限于固体润湿能力、更好的表面张力和改进的油水分层等。“脱盐装置上游”意味着乳化剂可以在使烃物流进料到脱盐装置之前的任何位置添加到该烃物流。
[0014]通过使用化学品作为预处理，而不是将该化学品直接添加到脱盐装置，增加的时间量使得微乳液(其可能存在于烃物流内)的分解改进，以及从载有固体的污泥(其由正常原油进料携带)中分离固体。许多潜在的次要益处包括更少的原油装置故障，更好的脱盐装置操作，更少的原油装置预热系统结垢，钙的原油装置腐蚀控制，减少的水栓(waterslug)，及其组合。这种类型的预处理使得原油储罐维护时间减少，污泥处置成本降低，和装入原油储罐的未加工原油的品质更好。
[0015]“预处理”在此定义为将化学品添加到烃物流，和在将烃物流注入脱盐装置之前该化学品与烃物流一起静置规定时间量。例如，在将经预处理的烃物流注入脱盐装置之前，预处理化学品可以与烃物流一起静置约10分钟独立地至约7天的时间段，可选地约30分钟独立地至约5天，或者约30分钟独立地至约120小时。类似地，“经预处理的”烃物流在此定义为其中具有化学品的烃物流，其中该化学品已经与该烃物流一起静置一段时间，该时间落入上述给定范围中的至少一个。如此处关于范围所使用的，“独立地”是指任何下限可以与任何上限一起使用以给出适合的可选范围。
[0016]烃物流可以水包油乳液和/或水包油乳液(以下称为“乳液”)的一部分，破乳剂可以添加到乳液的油相、水相或者二者。乳液内的水量可以大于50vol%，或者为约2vol%独立地至约95vol%，可选地约0.0lvol %独立地至约20vol%。径物流可以是或者包括但不限于原油、柏油、沥青、页岩冷凝物、倾析油(也称为经处理的废油)，及其组合。原油的类型可以是或者包括重质加拿大原油、沥青、页岩油、重质加利福尼亚州原油、南美洲原油、俄罗斯原油、拔顶原油、西德克萨斯州中间基原油(WTI)，及其组合。例如，具体的原油可以包括由蒸汽辅助重力驱油(SAGD)或PFT、稀沥青(Dillbit)(稀释的沥青，也称为合成沥青(Synbit))和常规原油。如在原油的上下文中使用的，“重质”是API比重小于约30的原油；API比重是当与水相比时，石油液体多重或多轻的量度。
[0017]固体可以为或者包括无机固体，例如但不限于金属氧化物、金属二氧化物、金属硫化物、金属硫酸盐、金属碳酸盐、砂、淤泥、粘土、石蜡、白云石、焦炭细料、锌化合物及其组合。金属氧化物的具体的非限制性实例可以是或者包括铁氧化物(Fe0、Fe203、Fe304、Fe203)、铜氧化物(Cu2O和/或CuO)、锰氧化物(MnO、Mn3O4、Mn2O3、MnOjP Mn 207)、锌氧化物、镍氧化物及其组合；金属二氧化物的非限制性实例可以是或者包括二氧化钛。硫化物、硫酸盐和碳酸盐的非限制性实例可以是或者包括铁硫化物(例如FeS、FeS2、Fe3S4)等。固体的尺寸可以小于约0.45微米，可选地约0.1微米独立地至约5微米。
[0018]可以将破乳剂随着它进入原油储罐而注入烃物流，例如一个注入位置可以是原油输送泵或注射泵的吸入口，或者可以一旦烃物流已经在原油储罐中时将破乳剂添加到烃物流。破乳剂可以是或者包括但不限于马来酸衍生物，其可以与萘磺酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐及其组合协同使用。萘磺酸盐可以具有I个芳环至4个芳环；可选地，萘磺酸盐可以具有2个芳环。萘磺酸盐的非限制性实例包括单烷基取代的萘磺酸盐、二烷基取代的萘磺酸盐(例如二异丙基萘磺酸盐)、二丁基萘磺酸甲醇胺、苄基萘磺酸钠等。烷基二苯醚二磺酸盐的非限制性实例是Dowfax 2A1TM，其由Dow Chemical Company供应。
[0019]在一个非限制性实施方案中，至少一种马来酸衍生物可以用作破乳剂；在一个非限制性实施方案中，两种或更多种马来酸衍生物可以用作破乳剂。马来酸衍生物可以是具有磺基琥珀酸C6-C18醋的磺基琥珀酸醋，并且马来酸衍生物可以是钠盐、胺盐、钾盐、铵盐及其组合。马来酸衍生物包括但不必限于琥珀酸二月桂酯、琥珀酸二辛酯、琥珀酸二己酯、琥珀酸辛基苯酯、琥珀酸十二烷基二苯酯、琥珀酸二-十三烷基酯、磺基琥珀酸二辛酯、月桂基聚氧乙烯醚磺基琥珀酸二钠、1- 二十烷基2-磺基琥珀酸二铵、1，4- 二癸基磺基琥珀酸铵、磺基琥珀酸二己基钠、二壬基磺基琥珀酸钠、月桂基磺基乙酸钠、其盐，及其组合。在一个非限制性实施方案中，琥珀酸酯可以是磺基琥珀酸酯。在一个非限制性实施方案中，马来酸衍生物可以与碱金属盐例如钠协同使用。
[0020]在一个非限制性实施方案中，破乳剂包括至少一种马来酸衍生物，例如磺基琥珀酸二辛酯，和至少一种萘磺酸盐，尽管马来酸衍生物单独使用即是有效的。马来酸衍生物与萘磺酸盐的有益的具体比率为马来酸衍生物与萘磺酸盐的约50/50比率独立地至马来酸衍生物与萘磺酸盐的约95/5比率。可选的比率可以包括马来酸衍生物与萘磺酸盐的80/20比率、马来酸衍生物与萘磺酸盐的90/10比率等。
[0021]主反乳化剂可以与破乳剂一起使用，以促进破乳剂的活性。主反乳化剂可以与破乳剂混合，以将主反乳化剂与破乳剂同时注入。可选地，主反乳化剂可以在与破乳剂不同的位置全部注入。只要主反乳化剂与破乳剂一起使用，不论它与破乳剂同时注入或是不同时间注入，破乳剂均能够实现其功能。主反乳化剂的非限制性实例可以是或者包括烷氧基化树脂、烧氧基化一丙一醇、马来酸醋、交联的烧氧基化树脂、烧氧基化一醇、烧氧基化甘油和三氨基甲烷烷氧基化物及其组合。但是，要使用的具体的主反乳化剂将取决于所用的破乳剂的组成和量。
[0022]固体可以在烃物流或者乳液的油相中悬浮。向烃物流或者乳液的油相添加破乳剂使得破乳剂与烃物流一起静置，并且在烃物流注入脱盐装置之前使固体从中分离，即使原油储罐中不存在污泥。破乳剂