[发明专利]炼油厂脱盐设备改进

说明书

相关申请交叉引用

本申请为非临时申请，其要求35USC§119(e)下、2010年7月27日提交的标题为“IMPROVED REFINERY DESALTER”的美国临时申请序列号61/368,103的优先权，将其全部内容并入本文中。

关于联邦政府资助研究的声明

无

发明领域

本发明涉及使用层叠盘式离心机分离乳化油和水分层(rag layer)而将烃进料脱盐的改进方法。该方法有效用于将重质、高离子性且非传统原油来源脱盐。

发明背景

原油脱盐是两步骤方法—产生新鲜水和油的细分散体或乳液，然后进行水与油的相分离。较小的水滴比大滴提供较多的面积以使离子污染物(主要是氯盐)从油质量转移至水中。在典型的精炼厂脱盐设备中，分散体通过将水加入粗原油中，然后使混合物通过壳管式换热器和混合阀而产生。混合阀通常在混合物上施加小于10psi(一些装置在至多约15-18psi下运行)压降以产生分散体。分散体然后破裂并在充满液体的大容器中在约300℉下以30-40分钟的停留时间相分离，且水聚结通过化学破乳剂添加和静电场的施加而增强。

在US4415434中，Hargreaves和Hensley描述了将焦油砂、页岩油和煤除尘和脱盐的多阶段方法，所述方法使用标准离心机从油-水乳液中除去粉尘和固体。Thacker和Miller在US4473461中描述了将衍生自固体含烃材料的重油如油页岩、煤或焦油砂除尘成油的提纯料流的类似方法。Goyal等人，US5219471使用将原油与水混合并将化学品脱盐以从原油中除去金属和不溶性材料的静电方法。在Ohsol等人，US4938876、US5882506和US5948242中，将碎油层、洗涤水和细料混合以产生单一料流，通过反乳化和相分离用较轻烃稀释剂从其中回收油。Engel等人，US7612117使用一类乙炔类表面活性剂以打破水和油乳液。这些方法在使用离心力产生分开的油和水相以前溶解、“打破”或破坏乳液。

油/水分离器如空气浮选装置、溶气浮选、Ohsol分离方法和其它分离技术在原油精炼工业中已得到良好地建立。不幸的是，该工业反对技术变化，新技术必须很好地建立并在执行以前得到证明。甚至伴随对更好分离的需要(Nnanna，2008)，开发新技术是困难、昂贵的且非常难以执行和试验，与小精炼厂所需的十万或更多桶/天可比的规模上尤其是如此。

在历史上，标准脱盐设备以较轻、较小粘性的原油或对从原油和页岩油来源中分离固体而言很好地工作，但它们的性能受到较不传统的低比重、高粘度原油挑战。传统原油脱盐设备在精炼厂加工较低比重/较高粘度油时具有差的离子盐脱除。当用非传统油工作时，中试规模脱盐使用静电脱盐设备运行，包括静电聚结技术或电凝聚技术，用于重油的Ohsol方法是无效的。由于这些非传统原油产生比传统原油更高的原油包水和更高的水包油水平，需要改进的方法以将非传统且难以用原油工作的脱水和脱盐。需要可并入目前精炼方法中的便宜方法以将原油与脱盐设备分层分离。

公开内容简述

本发明提供一种通过如下步骤将原油与精炼厂脱盐设备分层分离的方法：从脱盐设备中除去分层料流，将分层料流供入盘组离心机中，将水与原油分离，将分离的原油加入原油进料流中，和使分离的水返回脱盐设备中以改进原油分离和脱盐。使用盘组离心机将脱盐设备分层分离成盐水和脱盐原油是提高传统脱盐设备能力、容许精炼厂加工较重油和改进脱盐设备性能的便宜方法。分层快速分离而不需要另外的设备、化学品或精炼方法的再设计。

在一个实施方案中，描述分离非传统原油的改进方法，其中：

A)提供脱盐分离罐，其产生三种料流：输出油进料流、输出含水进料流和输出乳液或“分层”进料流，

B)将来自分离罐的分层以保持近似分离罐中的分层高度的速率除去，

C)将分层供入一个或多个盘组离心机中以产生净化油料流和含水料流，

D)使分离的水相返回脱盐设备容器中，和

E)将净化油排到脱盐设备油出口料流中。

在另一实施方案中，描述一种原油脱盐设备系统，其具有：包含原油和水混合物的油和水进料流，连接所述进料流的分离器，其中所述分离器包含三种或更多种输出料流，其包括输出原油料流、输出废水流和输出分层料流，连在盘组离心机上的一种或多种输出分层料流，其中所述盘组离心机包含三种或更多种输出料流，其包括输出原油料流、输出废水流和输出富含固体料流，一种或多种包含脱盐原油的输出料流，和一种或多种包含废水的输出料流。