[发明专利]从高溶解分散能力(HSDP)原油中分离组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在炼油厂和处理该材料的其它工厂，例如石油化工厂，中处理全原油、掺合油和馏分。本发明尤其涉及从高溶解分散能力(HSDP)原油中分离活性树脂的方法和使用从HSDP原油中分离出的组分的方法。

背景技术

结垢通常被定义为不必要的材料在工艺装置表面上的聚集，在石油工艺中是来自烃源流体的不必要沉积物在工艺装置中的传热表面上的聚集。“传热表面”是指通过其从烃类流体传热或传热给烃类流体，通常是传热给烃类流体，的表面，例如炉子和热交换器中的管表面。结垢已经被认为是这种设备的设计和操作中几乎普遍的问题，并在两个方面影响设备的操作。首先，该结垢层具有低的导热性。这提高了传热阻力并降低了该装置的效率。其次，随着沉积的发生，降低了横截面积，这造成该装置两侧压降的升高并在该装置中产生效率低的压力和流动。

在石油来源的物流所用的传热设备中的结垢能够由许多机理导致，包括化学反应、腐蚀和由该流体和热交换壁之间的温度差造成不溶的材料的沉积。在原油通过传热设备时，例如在该交换器的远侧上的传热介质比该油热得多时，能够导致相对较高的表面或皮层温度且在该原油中的沥青烯能够从该油中沉淀出来并附着到这些热表面上。不溶污染物的存在可能使该问题恶化：例如在氧化铁(铁锈)颗粒存在的情况下，低硫低沥青烯(LSLA)原油和高硫高沥青烯(HSHA)原油的掺合油的结垢可能显著提高。然后，该沉淀的沥青烯随后暴露于高温由于热分解导致形成焦炭。

另一种常见的结垢原因能够是由从原油中沉淀出来并附着到受热表面上的盐和颗粒物的存在造成的。无机污染物在全原油和掺合油的结垢中能够起到引发和促进的作用：氧化铁、碳酸钙、二氧化硅、氯化钠和氯化钙都被发现能直接附着到已经结垢的加热管的表面和遍布于该加热器表面上的焦炭沉积物上。脱盐器装置仍是炼油厂必须除去该污染物的唯一选择，该原油进料携带这种材料通常导致效率低下。

设备结垢在损失效率、损失产量和额外的能量消耗方面对于炼油厂和其它工厂是昂贵的，随着能量成本的提高，热交换器结垢对工艺收益率具有更大的影响。更高的操作成本还来自除去结垢所需的清洁。尽管很多类型的炼油设备受到结垢的影响，但成本估算显示由于全原油、掺合油和馏分在预热序列交换器中的结垢，产生了大量的利润损失。

清洁工艺，无论是化学的还是机械的，在炼油厂和石油化工厂中通常都造成昂贵的停工；大多数炼厂基于预定时间或使用或实际监控的结垢状况而实施离线清洗热交换器管束。结垢程度的降低将导致运转周期的延长、性能和能量效率的提高，同时还降低了昂贵的结垢缓解选择的需要。

在颗粒物能够促进结垢和沥青烯热分解或焦化之前防止颗粒物和沥青烯在传热表面上的沉淀/附着将会是有利的。通过保持沥青烯在溶液中并保持颗粒物在悬浮液中，能够充分减少有机沉积物的最初沉淀和随后热分解以及颗粒物的聚集。

造成结垢的一种原因是在炼厂中处理不同来源的石油的混合物。在炼厂中石油的混合是常见的，但某些掺合油是不相容的且造成沥青烯的沉淀，其能够使工艺设备快速结垢。尽管大多数未经处理的原油的掺合油不是潜在不相容的，但一旦得到不相容的掺合油，导致的快速结垢和结焦通常需要将该炼油工艺在短时间内停机。一种缓解方式已经确保两种或多种潜在不相容的石油以保持相容性的方式混合。美国专利号5,871,634(Wiehe)公开了一种混合方法，其包括测定各进料物流的不溶数(I_n)，并测定各物流的溶解度混合数(S_BN)并将该进料物流混合使得该混合物的S_BN大于该混合物中任意组分的I_n。在另一方法中，美国专利号5,997,723(Wiehe)使用一种混合方法，其中石油以特定的比例混合以保持该混合物的S_BN大于该混合物中任意油的I_n的1.4倍。参照US 5,871,634和5,997,723描述了可以测定S_BN和I_n的方法。一些混合原则建议S_BN/I_n混合比＞1.3，且Δ(S_BN-I_n)＞10，以使沥青烯沉淀和结垢最小化。然而，这些混合的设计用作使沥青烯沉淀最小化的被动方法。

在相关申请序列号11/506,901中，描述了用于通过将原油与一些高溶解分散能力(HSDP)原油混合而减少沥青烯诱发的结垢和颗粒物诱发的结垢的方法。尽管描述的该方法是有效的，但可能不是每个炼厂使用该方法都是便利的，因为可能不容易获得适当的HSDP原油的货物。

发明概述