[发明专利]预测原油稳定性的方法和将该方法用于运输和/或炼制原油

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及运输、储存、共混和炼制原油。本发明具体地涉及使用在线仪器监测和控制运输、储存、共混和炼制原油。

2.现有技术背景

随着轻质、低硫原油的世界储量减少和世界范围内的油品消耗增加，炼油厂寻找从较重的原油资源提取有用的产品例如汽油和燃料油的方法。虽然不那么适宜和容易处理，但是大量的储量以“重质原油”的形式存在于一些国家，包括加拿大西部、委内瑞拉、俄罗斯、美国和其他地方。

例如，重质或超重质原油可以发现于委内瑞拉的奥里诺科地带、加拿大的油砂和阿拉斯加北部的Ugnu储层。亚伯达省(Alberta)出产加拿大油品的约三分之二，和该国天然气的超过四分之三。将近一半的亚伯达省油品开采自大量的油砂，其含有重质原油的沉积物，称作沥青。亚伯达省的油砂代表了世界上最大的已知蕴藏。油砂存在于该省的三个主要地区：东北部的阿萨巴斯卡河谷、北部的皮斯河地区和亚伯达省中东部的冷湖地区。

这种重油(甚至一些不那么重质的油)经常难以炼制，这是由于它们的粘度和在储存和处理时倾向于不稳定和沉淀固体，最值得注意的是沥青质。沥青质是高分子量芳族含碳组合物，在室温通常为固体。当从原油沉淀出来时，它们会污染设备和降低被炼制产品的品质。其他与重质原油相关的问题包括：高固含量；增加量的夹带水；和高硫含量；高总酸值(TAN)和高金属含量。沥青质沉积是公知的影响石油生产和处理的所有方面的问题。含有高或低水平沥青质的原油在处理时会变得不稳定，引起结垢、淤泥形成、腐蚀和所有与这些效应相关的设备维修、清洁和成本加重。

就重质原油观察到的另外的操作问题：共混原油物流的困难，增加的装置故障，增加的污染，生产量的损失，脱盐的困难，废水装置增加的负荷，空气排放物的增加，和装置操作灵活性降低。所有这些导致操作成本的总体增加。因此，本领域期望能够使用在线方法监测和预测原油的稳定性，从而该原油能够更有效地储存、运输、共混和炼制。

发明概述

一方面，本发明是控制炼制原油的工艺以减轻结垢的方法，该方法包括：在适于进行原油稳定性测定的位置布置折射率探头，其中该原油稳定性测定与控制该炼制工艺有关；进行原油稳定性测量；和然后通过基于该原油稳定性测量来保持该炼制原油的工艺或者对该工艺施加改变，从而控制该工艺。

另一方面，本发明是运输或储存原油以减轻结垢的方法，该方法包括：在原油运输或储存系统中布置折射率探头；进行原油稳定性测量；和然后通过基于该原油稳定性测量来保持该运输或储存原油的工艺或者对该工艺施加改变，从而控制该工艺。

再一方面，本发明是监测两种或更多种原油物流共混以形成合并的进料物流，从而鉴别它们的稳定性和相容性以及避免引起结垢的方法，该方法包括采用折射率探头至少测量该合并的物流的稳定性。

又一方面，本发明是监测两种或更多种原油物流共混以形成合并的进料物流，从而鉴别它们的稳定性和相容性以及避免引起结垢的方法，该方法包括采用折射率探头至少测量用来制备合并物流的进料物流的稳定性。在这一方面中，也可以确定使用折射率探头测定共混顺序。

附图说明

为了详细理解本发明，应当参考以下实施方案的详细说明，并结合附图，其中类似元件被赋予类似编号，其中：

图1是原油的折射率与SB_n之间的示例性关联。

发明详述

出于本申请的目的，术语“不稳定的”当就原油来使用时，是指所述原油具有通常不会立即显现，但是在储存期间和储存之后而经时显现的不期望的性质。沥青质从原油的沉淀是这种不稳定性的实例。沥青质通常被认为是原油的最高分子量和最具极性的组分。它们在非水溶剂中呈现为固体的胶态分散体。当与油分离时，沥青质为深棕色至黑色的固体。

按照定义，沥青质是可溶性类。沥青质存在于石油流体或沥青的馏分中，该馏分不溶于庚烷和溶于苯或甲苯。更具体地，沥青质是通过添加最少40体积的表面张力低于25达因cm^-1的溶剂而从石油分离的馏分。