[发明专利]从粗烃混合物中除去环烷酸金属盐的方法

说明书

本发明提供从粗烃混合物中除去环烷酸金属盐的方法，其包括：‑将包含环烷酸金属盐的粗烃混合物与酸在水的存在下混合，其中所述酸将所述环烷酸金属盐转化为环烷酸和金属盐；‑所述金属盐分配入水相；‑将包含环烷酸的粗重烃混合物和包含所述金属盐的所述水相分离；且‑优选地将包含所述金属盐的所述水相泵送至地层。

技术领域

本发明涉及从粗烃混合物中除去环烷酸金属盐的方法以及烃的生产方法，其中将环烷酸金属盐从粗烃混合物中除去。本发明还涉及从粗烃混合物中除去环烷酸金属盐的系统以及粗烃混合物本身。

背景技术

重烃是世界全部潜在石油储量的巨大的天然来源。目前估计重烃储量的数量达到数万亿桶，超过已知的常规的即非重烃储量的5倍。这部分地由于重烃一般难以通过常规的开采过程开采且因此没有如非重烃一样的程度被开发利用。

重烃从地层中开采出后也存在许多居于首位的挑战。重烃具有非常高的粘度，使得其难以以其天然的状态泵送。此外，重烃的特征在于需要适当加工的高含量的不期望的化合物例如沥青质、痕量金属和硫。重烃也包含ppm级的ARN酸。

在许多烃且特别是在重烃中存在的另一类不期望的化合物是环烷酸金属盐。其可以显著的量存在于粗烃混合物中。例如，据报道Doba原油包含超过400ppm重量的环烷酸金属盐。

环烷酸金属盐通常由环烷酸形成。存在两类主要的环烷酸。它们是：(1)一元酸的环烷酸；以及(2)ARN环烷酸，其是C_80-82四酸。在生产过程中ARN环烷酸是成问题的，因为其形成是粘性固体的水溶性环烷酸金属盐，其与空气接触变硬且导致管道和加工设备的污染。但是，本发明涉及是一元酸的环烷酸。因为其形成促进稳定的乳液形成的油溶性环烷酸金属盐，所以在生产过程中是成问题的。

这两类环烷酸均存在于在储层条件下的原油中且存在于烃中。一元羧酸的环烷酸以多达12重量％的量存在。在从地层开采的过程中，粗烃混合物由于其通过生产油管上升且最终至表层，所以发生粗烃混合物的减压。这反过来导致在烃混合物中存在的CO₂闪蒸且在粗烃混合物中存在的水的pH增加。这导致与水中的离子形成环烷酸盐例如环烷酸钙和环烷酸镁。一些环烷酸金属盐也可在储层中形成。例如，若在地层中水相的pH相当高，例如超过约6.5的pH且水具有相当高的盐度的话，这会发生。ARN环烷酸形成水溶性环烷酸金属盐而一元酸的环烷酸形成油溶性环烷酸金属盐。存在于粗烃混合物中的环烷酸金属盐因而来自地层的一元羧酸环烷酸和/或在从地层生产烃的过程中产生自一元羧酸环烷酸。

在从地层产生烃的过程中衍生自一元羧酸环烷酸的油溶性环烷酸金属盐是成问题的，因为其在从水与粗烃混合物分离的过程中导致显著的问题。其倾向于在油/水界面处积累且作为表面活性剂。更具体地，油溶性环烷酸金属盐导致包含如下的挑战：增加的导电性和在聚结器中更差的分离、形成稳定的形态、水残留物、差的出水质量、结垢、炼油催化剂的腐蚀和中毒。另外，当原始油相中存在相对高水平的钙时，来自残余物的燃料和焦炭的质量在某些情况下下降。

在目前的商业操作过程中，存在于从地层开采的大部分粗烃混合物中的油溶性环烷酸金属盐在批量分离过程后保留在粗烃混合物中。从而运送至炼厂的粗烃混合物通常在烃相中包含显著量的油溶性金属且因而如钙的金属的环烷酸盐。这些必须在加工过程中在炼厂以昂贵的工艺除去。事实上，估计在炼厂处理来自油溶性环烷酸金属盐的金属离子的花费是约0.5-5USD/bbl。这些工艺也是成问题的。由于在废水中增加的金属盐的水平，废水处理厂遭遇难题，并且已经报告了由于使用醋酸以除去环烷酸钙而导致的塔顶的腐蚀。现有的炼厂不能处理包含超过100ppm重量的环烷酸金属盐的粗烃。

发明内容

从第一方面看，本发明提供了从粗烃混合物中除去环烷酸金属盐的方法，其包括：

-将包含环烷酸金属盐的所述粗烃混合物与酸在水存在的情况下混合，其中所述酸将所述环烷酸金属盐转化为环烷酸和金属盐；

-所述金属盐分配入水相；