[发明专利]使用具有过滤和吸附性能的微多孔膜的流体乳液净化方法

说明书

本发明涉及通过使该物流与微多孔膜接触得到烃产物流和含水产物流而将流体乳液流分离为烃流和含水流的方法。该膜包括基本疏水性聚合物基质和分布在整个基质内的基本亲水性、细分的、颗粒状、基本不溶于水的填料。聚合物基质具有小于1.0微米的平均孔度，产物流的纯度不依赖于含水产物流的通量速率和膜的孔径。

相关申请的交叉引用

本申请是中国专利申请201580015523.6的分案申请。本申请是2012年8月30日提交的题目为具有过滤和吸附性能的微多孔材料及其在流体净化方法中的用途的美国专利申请序列号13/599221的部分继续申请，其全文并入本文,并且该美国专利申请还要求2011年11月4日提交的美国临时专利申请号61/555500的权益。

发明领域

本发明涉及使用具有过滤和吸附性能的微多孔材料的流体乳液净化方法。

发明背景

根据能源部的信息，在美国每年从石油和天然气井副产210亿加仑的水。来自井的天然油实际上是油/水/气体的多相流体。一般在每个油气井和井流出物中均可发现这三种流体。

由于其价值以及由于环境问题，需要将油从这个流出物分离出来。这通常是通过在大罐中重力沉降来完成，这需要资金和特别大的空间，而现场并不总是能够获得大的空间。在机械分离器中或通过存储容器内的压力减少可将气体容易地分离。在重油和许多乳化液体系的情况下，加热原料流体，通过加热除去较轻组分和本质上扰动其分子结构，改变油和水的密度，使得这些流体可以更容易地分离。然后水成为副产品。

尽管副产的水是常见的，是对于操作工而言非常繁重并且必须进行处理(有时候很困难)的危险的废物。在历史上可能已经排入小河或装入木桶中的水，现在不得不通过管道输送到非常大的储存容器。在海上，这些容器连接到干舷或通过软管钩连到老旧的、改装的储存船。该废水存储数天，从水中分离油。所得到的含水产物仍含有一些油和其他可能的污染物。这不仅是花费昂贵的过程，而且是费时的，危险的，和耗能的。在离岸海底环境中，储水容器是不可行的。

当前，干舷部油水分离过程是缓慢的，对环境不友好，并且在加热过程中消耗大量的能量。最后残留的水必须加以处置，并且不能被直接排放到海洋里。储存的水往往必须由化学物质处理以减少相表面张力和诱导分离，化学处理和可能的泄漏进一步产生了的风险。近海生成水的体积可以是每口井每天数千桶。加工设备一般是一个连续设备的很大一部分。副产的水经常重新注入到地下，因为干舷存储是一个非平凡的问题。在任何处置前充分除去有争议的化学品和残留的油是有关监管机构(如美国环境保护局(EPA)关注的过程。

在海底作业，如上所述，显然在工业上不能提供大体积的水存储装置。分离是无效的：在海底分离之后，在溶液中保留的显著量的油包水乳液，从而导致低效率的分离，并最终导致较低的烃的回收率。更关键的是，由于缺乏足够的停留时间，水包油浓度高(在5％的范围内)，这将导致在原油和生产水一起注入处置井。随之发生处置区最终堵塞，变得对于另外的处置无效。此外，被泵入处置区域中的水包油对于运营公司是失去的产品和收入，对于联邦政府是损失的特许权使用费。

人们希望提供一种简单、廉价的技术，规模小、重量轻，可更有效地从蓄水池水中实时分离油，无需使用大型沉降罐。这样的技术除了节省空间还可以节省行业数亿美元的运营和维护成本，增加收入。另外，该方法可以消除许多环境问题。

发明概述