[发明专利]在炼油厂脱盐过程中增强金属和胺脱除的添加剂

说明书

本申请是申请日为2003年8月28日、申请号为03820871.7、发 明名称为“在炼油厂脱盐过程中增强金属和胺脱除的添加剂”的专利 申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及用于分离烃水乳液的方法及组合物，更特别地，在一 个实施方案中，涉及用于在破乳过程中将金属和/或胺转移至水相中的 方法和组合物。

发明背景

在炼油厂中，原油脱盐已经实施了多年。原油污染通常来自几个 来源，包括，但不一定限于：

●在地下与油有关的盐水带来的原油中的盐水杂质；

●来自形成油井钻孔时产生的矿物质，粘土，淤泥，和砂子；

●金属包括钙，锌，硅，镍，钠，钾，等等；

●在胺单元中从炼油厂气态物流中洗涤H₂S时所用的含氮化合物 如胺，或在来自原油蒸馏单元塔顶馏出物系统中用作中和剂的胺，以 及来自油田中使用的H₂S清除剂；和

●生产、运输、和储存期间来自管道和容器腐蚀的硫化铁和铁氧 化物。

在进一步加工之前，需要进行脱盐以除去盐及其他无机物质，否 则将导致下游热交换器设备中发生淤塞和沉淀和/或形成对原油处理 设备有害的腐蚀性盐。此外，这些金属可能对下游炼制单元用的催化 剂起中毒作用。有效的原油脱盐可以有助于将这些杂质对原油蒸镏装 置和下游操作的影响减到最小。对炼油厂来说，适当的脱盐操作提供 以下好处：

●降低原油蒸镏装置腐蚀。

●减少原油预加热系统的淤塞。

●减少蒸馏塔损坏的可能性。

●降低能量消耗。

●减少下游工艺和产物污染。

脱盐是使用混合阀通过形成另一个乳液，其中约5％的洗涤水分散 到油中，而与原油伴生的天然水乳液分离。乳液混合物被导入含有一 系列平行充电塔盘的脱盐装置容器中。借助这种结构，油水乳液暴露 于所施加的电场中。在乳液内各水滴上形成诱导偶极，从而产生静电 引力并使水滴凝聚为越来越大的液滴。最终，乳液解析为两个分离的 相---油相(顶层)和水相(底层)。脱盐原油和排放废水的物流分别排出 脱盐装置。

整个脱盐过程不是间歇过程而是一个连续流动过程。通常，除了 使用静电并合之外，在混合阀之前要注入化学添加剂以帮助解析油/ 水乳状液。这种添加剂通过降低油/水界面张力而使小水滴更容易结 合。

含有高百分比粉碎固体粒子的原油会使脱盐过程复杂化。粉碎固 体粒子，本质上易于转移到水相。但是，来自油田的原油中大部分固 体存在于紧密的油包水乳液中。即，原油中高浓度的润湿固体会形成 紧密的难以解析的油水乳液。这种稳定乳状液往往称为″rag″，并可能 以层的形式出现在分离的油和水相之间。脱盐装置容器内部rag层可 能增长到一定的程度，即它的一部分将不利地与水相一同排放。这对 于废水处理装置来说是一个问题，因为rag层仍然含有高浓度的未解 析的乳化油。

如上所述，大部分原油脱盐过程中遇到的固体包括铁，最通常是 颗粒铁，如氧化铁、硫化铁，等形式。其他希望除去的金属包括，但 是不一定限于，钙，锌，硅，镍，钠，钾，等，且通常会存在多种这 些金属。一些金属可能以溶解的形式存在。金属可以以无机或有机形 式存在。除了使脱盐装置的操作复杂化之外，铁及其他金属还尤其会 影响下游工艺。这包括结焦操作，因为经过加工的烃中残余的铁及其 他金属会产生较低等级的结焦。希望在烃加工阶段之初就从原油中除 去金属，以便最终产生高质量的焦炭并限制腐蚀和淤塞等工艺问题。

已经存在若干种处理方法用来降低金属总量，这些方法全都以在 脱盐单元脱除金属为中心。通常，脱盐装置只能脱除水溶性的无机盐 如氯化钠或钾。某些原油包含不溶于水的有机酸的金属盐如环烷酸钙 和环烷酸铁，它们作为精细的颗粒物质溶于或分散在油中而非水中。

因此，希望开发出一种组合物及其使用方法，这种组合物及其使 用方法将能使原油中的大部分或全部的金属在脱盐装置操作中几乎没 有油夹带地从油相转移到水相中。在过去已经使用壬基酚树脂作为脱 盐添加剂，但是这种物质已经由于可能会是激素拟制品而受到质疑， 并且不能单独脱除金属如钙或铁。

发明概述