[发明专利]用于相分离的高产出实验方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及油包水和水包油破乳剂化学品的测试，并且具体而言，涉及使用适合在其中同时使用少量反应材料进行化学反应以有效和经济地筛选多种化学材料的高产出实验程序中使用的反应组件的测试方法。

背景技术

诸如原油的液态烃相天然地含有各种污染物，它们对处理设备并且在精炼操作中具有不利影响。将这些污染物宽泛地分类为盐、底部沉淀物、水、固体和金属。这些污染物的类型和量根据特定的烃相而变化。另外，在液态烃相中作为小滴而存在的同生(native)水可覆盖有诸如沥青、环烷酸盐、树脂等的自然出现的表面活性剂，或有包括但不限于氧化铁、硅石、碳、碳酸盐或磷酸盐的固体。从原油去除水对原油生产设施来说是关键的，因为其影响原油的价值及其经济地运输。盐，尤其是元素周期表的第I组元素和第II组元素的氯化物的存在导致油处理设备的腐蚀。为了减轻腐蚀作用，有利的是在油的运输和处理之前将原油的盐浓度减小到1ppm至5ppm或更小的范围并将含水量减小到约0.10wt%至1wt%(按重量计)。

用于去除固体和底部沉淀物的小颗粒、盐、水和金属的标准处理是通常称为“脱水”或“脱盐”的相分离操作。将范围典型为4%至15%(体积百分比)的净水洗涤剂喷射到原油中。原油和洗涤水经历切变而将水和原油完全混合以形成乳剂并将污染物从原油转移到净水中。通常还向乳剂添加化学破乳剂，并且乳剂通常经历静电场，使得在原油、洗涤水和化学破乳剂的混合物中的水滴在电极之间的静电场中聚结。聚结的水滴沉淀到油质原油相以下并被去除。经处理的原油从分离器的上部去除。

脱水和脱盐所遭遇的一个问题是一些原油在脱盐设备容器内的水-油相分界线处形成包括稳定的油-水乳剂和固体的不希望有的“杂质”层。杂质层常保留在容器内，但它可被去除用于存储或用于进一步的处理。在水-油相分界线处的杂质层导致油损失和下降的处理能力。含有高浓度的沥青、树脂、蜡和环烷(napthenic)酸的重原油呈现形成杂质层的高倾向性。

可添加添加剂以改善烃相的聚结和脱水、提供更快的水分离、改善盐或固体提取，并生成无油的排放废水。通常将也称为反乳化剂的这些添加剂供给至烃相以改变油/水界面。也可将这些材料供给至洗涤水或油和水两者。这些添加剂允许水滴更容易聚结并允许固体的表面被水浸润。添加剂减少了油、固体和水的良好分离所需的有效时间。

典型地已在被称为“瓶试”的工艺中使用玻璃瓶或玻璃管来进行新型化学反乳化剂的开发。在最简单的实施例中，将油样品和处理化学品添加至瓶并摇动。然后通过以目测方式观察收集在瓶底的“游离”水的数量来监视随时间变化的破乳(除水)的速度。该方法已被证实有用但耗时，且常常无法一致地复制试验参数以便可充分地比较不同化学反乳化剂的效力。

希望改进高容积测试方法和设备使得技术人员可选择最有效的化学品以优化破乳工艺。

发明内容

一方面，本发明涉及一种用于测试反乳化添加剂对油包水或水包油乳剂的效力的方法。该方法包括向多个伸长反应瓶(vial)添加包含油、水和反乳化剂的不同组合的样品，其中每个伸长反应瓶都具有从其底部延伸到其边沿的纵向轴线。将多个反应瓶安放在安装在振动器的平台上的反应组件中，其中反应瓶在竖直定向上被接纳在反应组件的位置中，使得每个反应瓶的纵向轴线都垂直于平台。使反应组件枢转使得每个反应瓶的纵向轴线都与在水平定向上的平台平行。该方法还包括在反应瓶处于水平定向上时使用振动器摇晃反应瓶以在每个反应瓶中同时形成油/水乳剂，并且然后使反应组件枢转以使反应瓶回到竖直定向。在反应瓶处于竖直定向上的情况下观察多个反应瓶中的油/水乳剂的破乳。在一个实施例中，该方法还包括使用成像装置来记录油/水乳剂的破乳。

本发明的另一方面涉及一种用于测试反乳化添加剂对油/水乳剂的效力的设备。该设备包括多个伸长反应瓶，其用于将包含油、水和反乳化剂的不同组合的样品接纳到多个反应瓶中，其中每个伸长反应瓶都具有从其底部延伸到其边沿的纵向轴线。该设备还包括构造成接纳多个反应瓶的反应组件和具有用于以可枢转构型接纳反应组件的平台的振动器。反应瓶在竖直定向被接纳在反应组件上的位置中，使得每个反应瓶的纵向轴线都垂直于平台，并且反应组件枢转使得每个反应瓶的纵向轴线都与处于水平定向中的平台平行，同时使用振动器来摇晃反应瓶以在每个反应瓶中同时形成油/水乳剂。反应组件然后枢转回来以便对处于竖直定向上的反应瓶监视油/水乳剂的破乳。在一个实施例中，该设备还包括用于记录油/水乳剂的破乳的成像装置。

在参照附图阅读以下详细说明和所附权利要求后，本发明及其对于现有技术的优点将变得显而易见。