[发明专利]评估产出流体中的化学品的方法

说明书

本发明涉及监测石油和天然气行业中产出的、与水不混溶的流体中的化学品的方法。更具体地，本发明涉及对在石油、凝析油、出口油(eXport oil)、重油、烃流、柴油、润滑剂、蜡、生物燃料、生物柴油、石油产品、其它由石油和天然气的精炼、蒸馏和加工所得的产物，并且还包括含有少量水的那些中的处理化学品进行监测的便利的方法。

在监测或诊断特定的问题之后，或为了改善性能，将处理化学品，也称为化学添加剂引入到体系的液体中。该术语可以包括聚合物污垢抑制剂、膦酸盐污垢抑制剂、缓蚀剂、水合抑制剂(如甲醇和单乙二醇)、蜡抑制剂、防污剂、沥青质抑制剂、硫化氢清除剂、pH稳定剂、流动添加剂、消泡剂、乙醇、提高石油采收率的聚合物、洗涤剂和反乳化剂。这样的化学品通常用于石油和天然气行业中，特别是石油和天然气井、石油和天然气管道以及石化产品加工厂和精炼厂中以及在加油站前院使用。

甲醇是一种常用的添加剂。甲醇的主要用途包括用于防冻剂中、用作溶剂、直接用作燃料、为了防止被施加“酒”税而用于乙醇的变性剂、合成生物柴油以及用于原料油(feedstock)。甲醇特别用在近海石油和天然气行业中。甲醇是原油生产中最广泛使用的水合抑制剂(水合物是水和气的结晶)，原因在于它廉价且易于制备。将甲醇注入井中，以阻止在寒冷地区中的天然气管道的堵塞和冻结，这有助于避免由于深水井系统的冰冻期导致的昂贵的停工期。

由于许多原因，甲醇的监测是至关重要的。例如，由于毒性的原因，必须监测暴露在工作现场中的甲醇。进行例如工业废水的环境监测，对于防止不可接受的污染程度而言是重要的。必须监测燃料和燃料排放物中、以及食品、饮料和消费品中的甲醇含量，以防止人体接触。最后，测定来自正常的、已中毒的和职业性暴露的个体的生物样品中的甲醇含量是有用的。

在石油和天然气行业中，为了控制甲醇的含量，对甲醇的监测特别重要。甲醇含量可以对精炼厂废水设备的烃容许极限和生物除污有影响。甲醇可与水混溶；在多相油、水和气流中，尽管有一些将分布至烃相中，但大多数将由体系中的水运载，并且可以被处理至海洋中或可以被运输至精炼厂。当精炼厂处理含有甲醇的原油时，多数甲醇随着水被除去，并且被送至水处理系统，在那里，它可以剧烈地扰乱体系的平衡，导致EPA许可超标。这之所以发生是因为惯常分解其它组分的细菌取而代之地优先分解甲醇，而留下其它未处理的烃类和毒素。足够大的扰乱还可以导致“杀虫”，这致使处理体系失效，并且典型地，需要较大的补救以使体系恢复平衡。典型地，精炼厂将在中断运行与许可超标及未来的处罚之间做出选择。甲醇还可以剧烈地降低用于气体分馏过程中的活性钛催化剂的效率。留在烃相中的甲醇移动进入有价值的丙烷流中，使其不合规格并且可以导致成本增大。典型地，终端设备、精炼厂和加工厂将选择中断运行而不冒许可超标和未来的处罚的风险。如果含量超过允许极限，它们将指望通过折扣购买原油、申请对甲醇的使用征费或向供应商收费，来补偿这些费用。当共享同一条输出管道的多个系统同时被启动并且如此使用甲醇时，这特别成问题，这种情况可能发生在墨西哥湾中的飓风季节期间或是多个供应商共享同一条输出管道时。

单乙二醇是另一种常用的添加剂，也称为MEG、乙二醇、1，2-乙烷二醇或乙烷-1，2-二醇。MEG的主要用途包括用作发动机和个人计算机中的冷却剂、作为防冻剂、用在空调系统中、用在塑料生产特别是聚酯生产中并在有机合成中用于保护基团。MEG常以与其它化学品配成混合物(cocktail)的方式用在石油和天然气工厂中，作为水合抑制剂以及作为缓蚀剂。MEG还可以用于天然气流和天然气液体的脱水，并且是最常用和最经济的除水手段。

在许多领域中，对MEG的监测是重要的。可以通过检测MEG，来完成对血清和其它体液中的防冻剂中毒的检测。可以监测燃料和润滑剂的污染(例如，当低至50ppm的MEG进入润滑油体系中时，混合物可以聚合成粘性流体，从而堵塞管路和端口并加速磨损)。MEG的环境监测是有用的，例如，存在一些水源污染的实例，包括来自例如纽约的奥尔巴尼机场、圣路易斯的兰伯特机场和阿拉斯加的安克雷奇机场以及工业用地的流走物和雨水渠中的河流和溪涧以及饮用水。最后，为了调整回收和收集系统的效率，可以在乙二醇回收作业中监测MEG。