由酸性气体生产二甲基硫醚的系统和方法
【专利说明】由酸性气体生产二甲基硫醚的系统和方法
【背景技术】
[0001] 本发明涉及用于由酸性气体生产二甲基硫醚的系统和方法。
[0002] 对硫排放的严格安全和环境标准与对石油衍生的产品和燃料的低硫规格一起已 导致硫化氢的制备和硫管理在石油开采操作中很关键。相对于具有低硫含量的石油，在石 油精炼厂和化学品制造商看来具有高硫含量的石油价值较低。因此，石油生产商可能选择 反对从具有高硫化氢含量的储层产出流体和生产具有高硫含量的产出油以满足对销售至 精炼厂和化学品制造商的石油中的硫含量的严格标准。
[0003] 为了从包含相当可观水平的硫的地层产出具有可接受硫含量的石油，通常将硫化 合物（主要为硫化氢）分离和转化为单质硫，例如通过Claus工艺。但单质硫具有低的市 场价值并且硫化氢至硫的分离和转化工艺能耗大且昂贵。因此，相应的载油地层（例如具 有相当可观浓度的酸性气体的地下地层）开采不够。
[0004] 改进的用于从包含大量酸性气体的载油地层产出石油的系统和方法是希望的。
【发明内容】
[0005] 本发明涉及用于由酸性气体生产二甲基硫醚（本文中有时称为"DMS"）和将产生 的二甲基硫醚用于油采收制剂以强化从载油地层的石油采收的系统和方法。
[0006] 在一个方面，本发明涉及一种方法，其包括：
[0007] 从含有甲烷和硫化氢的酸性气体中分离甲烷和分离硫化氢；
[0008] 由至少一部分经分离的甲烷生产一氧化碳和氢；
[0009] 由至少一部分产生的一氧化碳和至少一部分产生的氢生产甲醇；
[0010] 由至少一部分产生的甲醇和至少一部分经分离的硫化氢生产二甲基硫醚；
[0011] 由至少一部分产生的二甲基硫醚生产包含至少75mol%的二甲基硫醚的油采收制 剂；
[0012] 将所述油采收制剂引入包含石油的载油地层；
[0013] 使所述油采收制剂与所述载油地层中的石油接触；和
[0014] 在使所述油采收制剂与所述载油地层中的石油接触之后，从所述载油地层产出流 体，其中产出的流体包含至少一部分来自所述载油地层的石油。
[0015] 在另一方面，本发明涉及一种系统，其包括：
[0016] 第一分离器，构造和设置该第一分离器以接收含有甲烧和硫化氢的酸性气体并从 酸性气体中分离甲烷和硫化氢；
[0017] 甲烷反应器，该甲烷反应器流体操作连接至第一分离器以从第一分离器接收至少 一部分经分离的甲烷，其中构造和设置该甲烷反应器以由其中接收的甲烷生产一氧化碳和 氢；
[0018] 甲醇反应器，该甲醇反应器流体操作连接至甲烷反应器以从甲烷反应器接收一氧 化碳和氢，其中构造和设置该甲醇反应器以由其中接收的一氧化碳和氢生产甲醇；
[0019] 二甲基硫醚反应器，该二甲基硫醚反应器流体操作连接至甲醇反应器以由甲醇反 应器接收甲醇和流体操作连接至第一分离器以由第一分离器接收硫化氢，其中构造和设置 该二甲基硫醚反应器以由其中接收的甲醇和硫化氢生产二甲基硫醚；
[0020] 注入机构，该注入机构流体操作连接至二甲基硫醚反应器以从二甲基硫醚反应器 接收二甲基硫醚，其中构造和设置该注入机构以将包含从二甲基硫醚反应器接收的二甲基 硫醚的油采收制剂引入载油地层；
[0021 ] 产出机构，构造和设置该产出机构以从载油地层产出包含石油的流体。
[0022] 在阅读下文优选实施方案的描述后，对于本领域技术人员而言，本发明的特征和 优点将是明显的。
【附图说明】
[0023] 引入以下附图以描述本发明的某些方面，这些附图不应当被视为排他性实施方 案。如得益于本公开的本领域技术人员将会想到的，所公开的主题可以在形式和功能方面 进行相当的调整、改变、组合和等价替换。
[0024] 图1描述了本发明的系统。
[0025] 图2描述了本发明的系统。
[0026] 图3描述了本发明的系统的一部分。
[0027] 图4描述了本发明的系统的一部分。
[0028] 图5描述了本发明的系统的一部分。
[0029] 图6的图为用于按照本发明的系统和方法产出石油的井分布。
[0030] 图7的图给出了在30°C使用各种溶剂从油砂采收石油。
[0031] 图8的图给出了在10°C使用各种溶剂从油砂采收石油。
[0032] 图9的图给出了增加二甲基硫醚浓度对西非含蜡原油的粘度降低效果。
[0033] 图10的图给出了增加二甲基硫醚浓度对中东沥青基原油的粘度降低效果。
[0034] 图11的图给出了增加二甲基硫醚浓度对加拿大沥青基原油的粘度降低效果。
【具体实施方式】
[0035] 本发明涉及用于由酸性气体生产二甲基硫醚和将产生的二甲基硫醚用于油采收 制剂以强化从载油地层的石油采收的系统和方法。
[0036] 在一些实施方案中，本文所述系统和方法提供用于由酸性气体生产二甲基硫醚和 将产生的二甲基硫醚用作油采收制剂中的溶剂以从载油地层采收石油。由于二甲基硫醚是 用于从载油地层采收石油的高度有效的溶剂，因此低价值酸性气体变为来自载油地层的产 出物流的具有吸引力的价值较高的组分。因此，曾经被认为含硫太多而不能经济地开采的 载油地层现在具有有用的酸性气体出路。
[0037] 二甲基硫醚作为石油溶剂的高效性至少部分是由于它与各种石油化合物（本文 将进一步描述）的混溶性和它与地层水的降低的反应性（如果有的话）以进一步使石油变 酸。即有效强化从载油地层的石油采收的类似二硫化碳的其它溶剂分解以产生可以进一步 使储层变酸的含硫化合物。
[0038] 此外，在一些情况下，二甲基硫醚的生产可以在或邻近其中二甲基硫醚用于采收 石油的井场进行，这明显降低了与溶剂强化石油采收有关的溶剂运输成本。
[0039] 本文所用的术语"在或邻近井场"是指在井场处或与井场的距离适合于经由管线 输送酸性气体的位置。用于经由管线输送酸性气体的适合距离可能由取决于地形、工程要 求和政府规章的位置而变化。通常适合的距离在井场的0-1，OOOkm内，但可在该范围之外， 这是本领域技术人员可以认识到的。
[0040] 本文所用的"石油"定义为天然产生的烃混合物，通常为液态，它也可能包含硫、 氮、氧和金属的化合物。如本文所用的，术语"石油"包括轻质烃和重质烃。如本文所用的， 术语"轻质石油"是指API重度大于20°的石油。如本文所用的，术语"重质石油"是指 API重度最多20°的石油。除非另有规定，如本文所用的API重度根据ASTM方法D4052来 确定。包含在载油地层中的石油在地层条件（特别地，在地层温度范围内的温度下）的粘 度可以为至少ImPa · s (IcP)、或至少IOmPa · s (IOcP)、或至少IOOmPa · s (IOOcP)、或至少 1000 mPa · S(1000 cP)、或至少1000 OmPa · S(1000 OcP)。包含在载油地层中的石油在地层温 度条件下的粘度可以为Ι-lOOOOOOOmPa ·8(1-10000000Ρ)。在一个实施方案中，包含在载油 地层石油在地层温度条件下的粘度可以为至少1000 mPa · s (IOOcP)，其中石油的粘度至少 部分或完全是使石油在地层中不动的原因。
[0041] 本文所用的"混溶"定义为两种或更多种物质、组合物或液体以任何比例混合而不 会分为两个或更多个相的能力。
[0042] 本文所用的"渣油"指由ASTM方法D7169确定的在0.1 OlMPa下沸程分布高于 538°C (1000° F)的石油组分。
[0043] 本文所用的"流体操作连接或流体操作相连"定义为两个或更多个元件间的连接， 其中所述元件直接或间接连接以允许元件间直接或间接流体流动。该定义中所用的"流体 流动"指气体或液体的流动；该定义中所用的术语"直接流体流动"是指在两个定义的元件 之间的液体或气体流直接在两个定义的元件之间流动；和该定义中所用的术语"间接流体 流动"是指当液体或气体在两个定义的元件之间流动时，在两个定义的元件之间的液体或 气体流可被引导通过一个或多个额外元件以改变液体或气体的一个或多个方面。在间接流 体流动中可改变的液体或气体的方面包括物理特征，例如气体或液体的温度或压力、液体 和气体之间的流体状态和/或气体或液体的组成。如本文定义的"间接流体流动"排除通 过液体或气体的一种或多种元素的化学反应如氧化或还原改变两个定义的元件之间气体 或液体的组成。
[0044] 应该注意的是，本文所用的术语"分离"等不必然意味着100%的分