[发明专利]从流体中去除汞的工艺、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61/648061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)中除去汞的工艺、方法和系统。

背景技术

汞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。

已经公开了从液态烃进料中去除汞(特别是挥发性汞)的方法。已经报道了在原油中的汞主要以挥发性物种的形式存在，例如，90％的Hg⁰和只有10％的DMHg。见Wilhelm等人，Energy&Fuels,2006，20，180-186(见184页的表5)http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ef0501391。相比之下，Tao等人，J.Anal.At.Spectrom.,1998,13,1085-1093http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/1998/ja/a803369b在表8中示出在凝析油和天然气液体中二烷基汞物种超出单质汞比例。

美国专利号4915818公开了从液体烃(天然气凝析油)中去除汞的方法，其通过与碱金属硫化物盐的稀水溶液接触来使所述硫组分与所述汞反应，其中所述汞硫复合物沉淀并沉降用于作为固体废物的后续回收。美国专利号6268543公开了用硫化合物去除单质汞的方法，其中汞作为固体去除。美国专利号6350372公开了从烃进料中经由将烃进料与油溶性或油混溶性硫化合物接触的汞去除。美国专利号4474896公开了使用基于多硫化物的吸附剂以从气态和液态烃料流中去除单质汞(Hg⁰)。

也有一些市售可得的用于从烃料流中除去(挥发性)单质汞Hg⁰的工艺和产品，包括但不限于ICI Synetix的Merespec^TM固定床吸收剂、UOP的HgSIV^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。对于具有低水平的汞且主要具有非挥发性汞的原油和凝析油，吸附技术效果不好。

石油和天然气的生产通常伴随着水的产生。在某些情况下，该产出水被回注到地下处理，以保持在所述储层中的压力，或者以实现其他的有利效果。所述产出水可由地层水(天然存在于所述储层中的水)，或之前注入到所述地层中的水组成。随着开采的储层的成熟，产出水的量增加。在开采和生产操作中，产出水是最大的单流体料流。

需要从液态烃物流中除去非挥发性汞的方法，且特别是其中产出水可被使用/再循环的方法。

发明概述

在一个方面，本发明涉及一种处理原油以降低其汞浓度的改进的方法。所述方法包括以下步骤：从地面经由井提取伴有天然气和产出水的原油；将溶解的天然气和至少一部分的所述产出水与所述原油分离；向所述原油中混入至少一部分的所分离的产出水和选自由水溶性单原子硫化合物组成的组的含有单硫原子的水溶性试剂，形成混合物，所述水溶性单原子硫化合物选自由硫氢化钠、硫氢化钾、硫氢化铵、硫化钠、硫化钾、硫化钙、硫化镁和硫化铵以及它们的组合组成的组；将至少一部分所述汞作为可溶性化合物萃取到水中，形成富含汞的废水，将所述废水与所述原油分离得到具有降低的汞浓度的处理过的原油，且经由回注到地下储层中处理所述富含汞的废水。在一个实施方案中，所述水料流基本上由产出水组成。在另一个实施方案中，将所述废水注入到天然气储层或石油储层中。在仍另一个实施方案中，在注入到天然气储层或石油储层中之前，任选地处理所述废水。

在另一个实施方案中，在具有降低的汞浓度的所述处理过的原油与所述富含汞的废水分离后，将至少一部分所述富含汞的废水再循环且与所分离的产出水和待与所述含汞原油接触的水溶性试剂混合。以这种方式，将仍含有未反应的水溶性含硫试剂的所述富含汞的废水再循环以降低完成从所述原油中除汞所需要的含硫试剂的总量。至少一部分所述富含汞的废水经由回注到地下储层中被处理。

附图简述