[发明专利]用于从富水合物抑制剂流中去除重金属离子的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从富水合物抑制剂流中去除重金属离子的方法和一种重金属离子去除系统。具体地，本发明涉及一种重金属离子盐的受控沉淀方法，使得获得重金属离子盐作为分离馏分。

背景技术

已熟知，包含诸如原油、冷凝物、地层水和气体等流体混合物的井流在运输过程中可能发生反应并且形成固态水合物，即，由此堵塞管线。为了避免和/或限制上述固态水合物的形成，在运输前述就将水合物抑制剂添加到井流中。通常施加的水合物抑制剂是单乙二醇(MEG)；其他可应用的水合物抑制剂包括具有其他取代基的乙二醇化合物以及动力学水合物抑制剂或者其组合。术语“动力学”指抑制剂降低水合物形成反应的反应速率的效应。

诸如MEG的水合物抑制剂是贵重的化学物品，并且其再循环使成本降低。用于分离再利用的MEG的多种不同步骤和方法在本领域中是已知的。关于再生处理的障碍是抑制剂在高温时劣化，这限制了使用加热来获取分离的可能性。

回收的井流不仅包括所需要的碳氢化合物、水合物抑制剂、诸如pH稳定剂的所采用的化学物品和地层水，而且还包括在地层中溶解的不同离子。已经开发了传统水合物抑制剂回收和再生系统，以从回收的水合物抑制剂中去除沉淀盐形式的离子，从而控制盐的浓度并且允许水合物抑制剂的继续再使用。最为常见的沉淀盐是氯化物、碳酸盐或者Na、K、Ca、Mg、Fe、或者Ba的氢氧化物。这些沉淀盐并不被视为特别有害并且可相对较容易确保其安全处理。然而，最近，发现了这样的大量形成物，即，这种形成物以汞离子包括在井流形式而包含含汞的重金属。在传统系统中，汞离子随着水合物抑制剂进入回收系统中并且以汞盐形式与存在于富水合物抑制剂流中的其他盐一起沉淀。然而，所分离的盐是包括汞盐的混合物并且全部盐混合物必须作为有害废物处理。在标准的传统MEG回收系统中，每天所去除的盐量在1至20公吨/天的范围内。盐的主要成分是NaCl。如果将重金属盐引入到该混合物中，则所生产的全部盐变成需要经过特殊处理的有害废物。这将特别是对海上装备的要求非常严格。

现有技术

已经开发了不同的技术解决方案来提取抑制剂并且处理无机盐问题。美国6,340,373、和美国2005/0072663、以及美国2010/019023中公开了这些技术的实施例。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于减少从包括重金属的水合物抑制剂流再生物产生的有害废物量的方法和系统。

进一步的目的是使处理包括有害重金属或者金属离子的过程流的处理部件和处理设备最小化。

另一目的是提供一种对下游工艺的效率具有有限负面或者甚至正面影响的处理。

另一目的是提供一种可在现有系统上改进或者包括在新处理中的方法和系统。

本发明提供一种用于从富水合物抑制剂流中去除重金属离子的方法，其中，该方法包括：

a)将选择性的重金属反应物添加到富水合物的抑制剂流中，从而形成包括重金属盐颗粒的流体流；

b)将所获得的流体流分离成三种流：碳氢化合物流、回收的富水合物的抑制剂流、以及包括重金属盐颗粒的浆液；

c)从浆液中分离出余留的水合物抑制剂，从而获得包括重金属盐颗粒的浓缩剩余物。

回收的富水合物抑制剂流基本不含重金属。根据用于再生成富水合物抑制剂的熟知处理可对回收的富水合物抑制剂流进行进一步处理，以获得适用于再利用的优质(lean)水合物抑制剂。除水合物抑制剂之外，回收的富水合物抑制剂流包括水和非重金属盐，并且根据步骤b)的分离效率，回收的富抑制剂可或者可不包含碳氢化合物残留物。

在根据本发明的方法的一方面，在叠碟式离心机(disc stack centrifuge)中执行步骤b)中的分离。

就本发明的另一方面而言，该方法包括将富水合物抑制剂流的pH调节至介于6与8之间。

就又一方面而言，该方法包括将富水合物抑制剂流的温度调节至30℃以下。

接近中性并且具有低温的pH调节为重金属沉淀物提供了有利条件，同时，可能限制避免诸如Fe、Ca、Ba、Sr、Mg等其他二价阳离子的沉淀。

就根据本发明的方法的进一步方面而言，重金属选自于由汞、镉、铅、铬、钴、砷、镍、锰、以及铜构成的组，优选地，汞。

就又一方面而言，该方法包括将剩余水合物抑制剂与回收的富水合物抑制剂流组合。