[发明专利]从流体中去除重金属的工艺、方法和系统

说明书

相关申请交叉引用

根据35 USC 119，本申请要求申请日为2012年5月16日的美国专利申请序列号61/647703的利益。本申请要求对前面提到的优先权和来自其的利益，通过引用将其公开内容并入本文中。

技术领域

本发明通常涉及从烃流体(例如原油)中除去重金属(例如汞)的工艺、方法和系统。

背景技术

重金属例如铅、锌、汞、银、砷可以以痕量存在于所有类型的烃料流(例如原油)中。所述量根据来源可从低于分析检测极限至几千ppbw(按重量计算的ppb)变化。从原油中除去痕量的这些金属是希望的。

已经公开了去除在液态烃进料中的痕量金属污染物(例如汞)的各种方法。在美国专利号6350372B1中，将液态烃进料与可混性硫化合物混合且然后使其与固定床吸收剂接触，用于除去至少一部分基于单质的汞。美国专利号4474896公开了用于从气态和液态烃料流中去除单质汞(Hg⁰)的吸收剂组合物(例如，基于多硫化物的)的使用。美国专利公开号2010/0032344和US2010/0032345描述了从原油中除去单质汞Hg⁰的方法，所述方法包括用气体在加热的容器中汽提被汞污染的原油且然后在吸附床中从所述汽提气体中除去汞。

也有一些市售可得的用于从烃料流中除去单质汞Hg⁰的方法和产品，包括但不限于ICI Synetix的Merespec^TM固定床吸收剂、UOP的HgSIV^TMHgSIV^TM再生除汞吸收剂和庄信万丰的Puraspec^TM和Puracare^TM用于从石脑油和/或气态烃料流中除去汞的粒状吸收剂。

美国专利申请号2010/0032344和2010/0032345公开了用液体/气体接触器除去单质汞浓度的方法，在<1至-3巴的压力下和高于150℃的温度下(通常在原油井处的条件)，模拟显示90％的汞去除。它表明，在容器中实施液体/气体接触提供了所述处理过的气体料流与所述液态烃料流直接接触，而不接触任何其它物料或装置，得到90％的去除率。

已经进行了测量原油中的汞水平以及可以通过过滤或离心除去的颗粒形式的汞的百分比的研究。结果表明，在含有超过50ppbw汞的原油中，以可以通过实验室离心或过滤去除的颗粒形式的汞的百分比超过25％，平均为73％。据信，剩余的27％的汞主要以细颗粒的形式。它也表明，在大多数原油和凝析油的样品中，汞的主要形式是非挥发性的且不以挥发性的单质汞Hg⁰的形式。本领域众所周知，经由用低汞气体料流汽提或喷射，轻易地将挥发性汞从烃中除去。来自原油样品中的开采的固体的定量Reitveld XRD分析显示只有汞相为黑辰砂(HgS)且这被假设为在原油中的主要汞物种。

由于吸附技术对于具有低水平汞的原油和凝析油且特别是含有非挥发性形式的汞的原油效果不好，这在现有技术中还没有被很好地解决。需要用于从液体烃料流中去除汞(特别是非挥发性形式的汞)的改进的方法。

发明内容

在一方面，本发明涉及处理原油以降低其汞浓度的改进的方法。所述方法包括：将有效量的还原剂与所述原油进料混合以将至少一部分的所述非挥发性汞转化为挥发性汞；和通过汽提、洗涤、吸附以及它们的组合中的至少一种去除所述挥发性汞以得到具有降低汞浓度的原油，所述降低浓度低于汞的第一浓度的50％。

在另一方面，本发明涉及从含有汞的原油料流中除去汞的改进的方法。在待改进的方法中，所述方法包括以下步骤：a)提供含有汞的原油料流；b)将所述原油料流分离成包含烃、汞和水的气态烃料流和包含烃和挥发性汞的液态烃料流；c)向用于从所述含有汞的气体进料中除去汞的汞去除单元中加入包括至少一部分所述气体烃料流的含汞的气体进料，从而形成处理过的气体料流；d)将包含一部分所述处理过的气体料流的循环气体料流与至少一部分所述液态烃料流接触，用于将至少一部分包含在所述液态烃料流中的所述单质汞转移至所述循环气体料流中；从而形成富含汞的气体料流和处理过的液态烃料流；和e)将所述富含汞的气体料流作为所述含有汞的气体进料的一部分输送到所述汞去除单元中。所述改进包括将在所述原油料流中的至少一部分所述汞转化成挥发性汞，其中所述改进包括将有效量的还原剂与所述原油料流混合以将至少一部分的所述汞转化为挥发性汞；和其中向所述原油料流中的混合在将所述原油料流分离成气态烃料流和液态烃料流之前。