專利名稱：破壞含烴乳液的方法和由該方法制備的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備和破壞含浙青質(zhì)的烴乳液的化合物。
背景技術(shù)：
目前精煉的趨勢包括利用重質(zhì)原油和替代烴源，如浙青和浙青砂。這些重質(zhì)材料包含的浙青質(zhì)的量增加，導(dǎo)致了因粘度、結(jié)垢和乳液問題等引起的加工難度。由于并不總是可能控制原油性質(zhì)或有用于精煉物流以防止結(jié)垢的組合物，因此對其它可以控制和/或管理浙青質(zhì)、尤其是關(guān)于乳液的材料或工藝存在需求和期望。在一些情況下，形成乳液是有利的，在其它情況下，破乳是有利的。作為對該需求的響應(yīng)，石油精煉工業(yè)展開了努力和資源來開發(fā)新方法以解決與含浙青質(zhì)物流乳液相關(guān)的問題。然而，在提供用來控制乳液的實(shí)用方法和組合物方面，這些努力僅獲得部分成功。Durrieu等人的美國專利5，154，857公開了四烷基季銨鹽鹵化物和至少一種用于原油脫鹽和脫水的聚烷氧基化亞烷基二胺(polyalkyloxylated alkylenediamine)或其硫酸鹽的水溶性破乳和防垢劑。Durrieu等人沒有公開既形成又破壞乳液的化合物和方法。Watkins等人的美國專利4，775，489公開了用于刺激因結(jié)蠟而堵塞的孔的自破乳式泡沫狀水包油型乳液。該組合物需要1)有機(jī)溶劑，幻含水液體，幻惰性氣體，和4)表面活性劑。Huang等人的美國專利6，262, 168公開了添加親液劑(kosmotropes)和離液劑的水溶性陽離子聚合物的水分散體，作為降粘劑用于水處理工業(yè)。在生物學(xué)領(lǐng)域，Knowles等人的美國專利4，658，022公開了離液劑使(未折疊)蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用。但是，Knowles未能教示或建議將離液劑與烴或浙青質(zhì)一起使用。盡管前述公開內(nèi)容提供了技術(shù)進(jìn)步，但是，對于破壞和形成含有浙青質(zhì)的烴物流的乳液的方法仍舊存在需求。發(fā)明概述本發(fā)明的這些和其它方面至少部分涉及用親液劑(kosmotropes)和/或離液劑控制浙青質(zhì)以形成和/或破壞乳液的方法和化合物。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明涉及包含超過一個液相的物質(zhì)組合物，其中該組合物包括包含浙青質(zhì)的烴相和包含親液(kosmotropic)溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明還涉及在烴的應(yīng)用中破壞或形成乳液的方法，該方法包括使包含浙青質(zhì)的烴相與包含親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相合并。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及通過使烴物流與水物流合并，在烴的應(yīng)用中破壞油包水型乳液的方法。所述烴物流包含油包水型乳液和浙青質(zhì)，所述水物流包含至少一種改變至少一部分水的性質(zhì)的溶質(zhì)。所述合并形成連續(xù)水相和連續(xù)油相。該方法進(jìn)一步包括使連續(xù)水相與連續(xù)油相分離。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及從烴物流中除去和/或減少至少一部分浙青質(zhì)的方法，該方法包括使烴物流與水物流合并。所述烴物流包含浙青質(zhì)，所述水物流包含至少一種使一部分水改性的溶質(zhì)。所述合并形成至少一種乳液、至少一個含水層、和至少一個烴層。理想地，所述乳液包括油包水型乳液或水包油型乳液。該方法進(jìn)一步包括使含水層與烴層和乳液分離。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及通過使包含浙青質(zhì)的烴相與包含親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相合并，加快含有烴和含水溶液的乳液的分析測試的方法。該方法進(jìn)一步包括形成或分解乳液，以產(chǎn)生一個層或多個層，和測量該一個層或多個層的一個或多個特征。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明涉及形成乳液的方法，其包括使烴與水合并，和使浙青質(zhì)聚集，以形成聚結(jié)屏障?；蛘?，本發(fā)明涉及破乳方法，所述方法包括使浙青質(zhì)解聚集，以至少部分地除去聚結(jié)屏障，和使水滴聚結(jié)。


從以下基于附圖的詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明的以上及其它特征和方面，其中圖1顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，溶質(zhì)濃度對從乳液分解出的水的表格；圖2顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，穩(wěn)定乳液的第一樣品和被溶質(zhì)分解成兩層的第二樣品；圖3A顯示了在水滴界面處的吸收的浙青質(zhì)；圖;3B顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，用溶質(zhì)處理后在水滴界面處的減少的浙青質(zhì)；圖4顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，溶質(zhì)濃度對從乳液分解出的水的表格；圖5A顯示了無溶質(zhì)時的聚集的浙青質(zhì)；圖5B顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，有一些溶質(zhì)時的聚集的浙青質(zhì)；圖5C顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，有比圖5B多的溶質(zhì)時的聚集的浙青質(zhì)；圖6顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案，含有分離的乳液的刻度離心管；和圖7顯示了根據(jù)一個實(shí)施方案的原油脫水的流程圖。發(fā)明詳述本文所用術(shù)語“浙青質(zhì)”泛指見于原油，浙青，浙青砂，煤，中間精煉物流和/或類似材料的分子物質(zhì)。浙青質(zhì)一般指進(jìn)一步包含氫，硫，氮，和/或金屬的聚芳碳材料。通常， 浙青質(zhì)在作業(yè)上被定義為碳質(zhì)材料的不溶于正庚烷(C7H16)但溶于甲苯(C6H5CH3)的組分。 浙青質(zhì)可以包括至少一個極性段和/或部分。各個浙青質(zhì)常常聚集成更大和/或更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。浙青質(zhì)可以表現(xiàn)為烴中的懸浮固體，但可與其它懸浮物質(zhì)如礦物沉積物區(qū)分開。浙青質(zhì)聚集體在油水界面集合時可以穩(wěn)定油包水型乳液。浙青質(zhì)聚集體可以在水滴之間形成屏障并阻止聚結(jié)。根據(jù)一個實(shí)施方案，通過阻止在油水界面處形成浙青質(zhì)聚集體，水可以更容易地聚結(jié)，并且改善水與油的分離。本文所用術(shù)語“烴”泛指主要和/或基本上包含碳和/或氫原子的物質(zhì)。烴進(jìn)一步可以包含其它原子，如氮，氧，硫，金屬和/或類似原子。烴材料源包括但不限于化石燃料， 原油，浙青砂，浙青，煤，泥炭，生物質(zhì)，合成反應(yīng)物，和/或任何其它適宜的材料供給。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明的烴排除了由氨基酸形成的分子，如蛋白質(zhì)。
本文所用術(shù)語“BS&W”泛指通過 ASTM D1796、ASTM D9570、API 2548, API 2560 和任何其它適宜的試驗(yàn)確定的堿性沉積物與水，底部沉積物與水，和/或底部固體與水。以上被提及試驗(yàn)的文本以引入本文作為參考。BS&W通常包括從烴材料如原油貯槽底部提取和/ 或分離的的固體、水和乳液。本文所用術(shù)語“合并”是指將兩種或以上的物品、材料和/或物流混合，緊密混合， 接觸，和/或放在一起。本文所用術(shù)語“含水”泛指主要和/或基本上包含水(H2O)的物質(zhì)。含水材料和/ 或溶液進(jìn)一步可以包含一種或多種其它物質(zhì)，如在溶液和/或懸浮液中。水包含至少稍有極性，以致可以影響浙青質(zhì)向油水界面的吸附。例如，水還包含氫鍵和/或其它弱分子力。本文所用術(shù)語“乳液”和“分散體”泛指兩種不混溶物質(zhì)的混合物，其中一種物質(zhì)分布和/或混合在第二種物質(zhì)中。例示性乳液包括原油包水型，烴包水型，水包烴型和/或類似乳液。乳液還包括油包水型，水包油型和/或其組合，如油包水包油型或水包油包水型。 后者有時可以被稱為復(fù)雜和/或復(fù)合乳液。本文所用術(shù)語“穩(wěn)定乳液”泛指在例如約IG力和環(huán)境(室內(nèi))溫度條件下，在小于約30天內(nèi)不顯著分解成兩個或以上層的乳液。本文所用術(shù)語“不穩(wěn)定乳液”泛指在例如約IG力和環(huán)境(室內(nèi))溫度條件下，在約Mh內(nèi)顯著分解成兩個或以上層的乳液。本文所用術(shù)語“相”泛指物質(zhì)的物理區(qū)別性形態(tài)。相可以是連續(xù)的，不連續(xù)的和/ 或非連續(xù)的。本文所用術(shù)語“層”泛指材料的離散展開、通常為水平展開和/或?qū)?。本文所用術(shù)語“聚結(jié)屏障”泛指浙青質(zhì)、聚集的浙青質(zhì)、無機(jī)固體、金屬和/或金屬絡(luò)合物的屏障，壁，阻礙物，和/或障礙物。聚結(jié)屏障通常但不一定在水滴周圍形成和/或環(huán)繞水滴，以防止、阻斷和/或減少與其它水滴的聚結(jié)和/或合并。實(shí)質(zhì)上，作為分離過程的一部分，浙青質(zhì)阻礙和/或抑制了水滴聚在一起。聚結(jié)屏障的一部分可以任選地包含無機(jī)固體。本文所用術(shù)語“聚結(jié)界面”泛指相和/或?qū)拥慕粎R處，在那里水滴可以合并而不穿越浙青質(zhì)屏障和/或其它類似阻礙物。本文所用術(shù)語“溶液”泛指可混溶物質(zhì)的混合物，其中一種物質(zhì)溶解在第二種物質(zhì)中。本文所用術(shù)語“溶劑”泛指溶液中的溶解溶質(zhì)的物質(zhì)。溶液中存在的溶劑的量通常但不一定大于其它物質(zhì)。本文所用術(shù)語“溶質(zhì)”泛指溶液中的被溶劑溶解的物質(zhì)。溶質(zhì)可以包括固體，液體， 和/或氣體。理想地，本發(fā)明的溶質(zhì)包括相對簡單的分子，并且可以排除例如聚合物材料。 溶質(zhì)可以理想地由單一化合物組成，和/或替代地，包括例如多種化合物。本文所用術(shù)語“親液”或“親液劑”泛指在不受理論限制的條件下，被認(rèn)為有助于水-水相互作用的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。親液劑通常使水分子有利地相互作用，這也穩(wěn)定了大分子如浙青質(zhì)的分子間相互作用。親液劑可以是離子的和/或非離子的。理想地，親液劑增加水分子的秩序。親液劑通常但不一定傾向于是小的和/或具有高電荷密度的。例示性離子親液劑包括硫酸鹽，磷酸鹽，鎂(2+)，鋰(1+)，和/或任何其它適宜物質(zhì)。例如，根據(jù)鹽的水合自由能(Δ、」，負(fù)AGhyto的逐漸增加導(dǎo)致該鹽更具親液性。其它適宜的親液劑可以包括硫酸鹽，磷酸鹽，磷酸氫鹽，硫酸銨，硫酸鈉，檸檬酸鹽，草酸鹽，和/或任何其它增加秩序的物質(zhì)。反離子可以包括IA族金屬離子，IIA族金屬離子，銨離子，和/或其它適宜離子。非離子親液劑通常但不一定沒有凈電荷，但易于溶解，并且變得容易水合。本文所用術(shù)語“離液的”或“離液劑”泛指在不受理論限制的條件下，被認(rèn)為破壞水的三維結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。離液劑通常干擾由非共價力如氫鍵、范德華力和/或疏水作用介導(dǎo)的分子內(nèi)相互作用的穩(wěn)定。例示性離液劑包括脲，鹽酸胍，高氯酸鋰和/或任何其它適宜物質(zhì)。理想地，離液劑減少水分子的秩序。在一些實(shí)施方案中，水溶性氯化物被排除在可能的離液劑之外。一些無機(jī)、有機(jī)和/或混合鹽可以通過例如屏蔽電荷和阻止鹽橋的穩(wěn)定來具備離液性質(zhì)。通常，氫鍵在非極性介質(zhì)中更強(qiáng)，因此，增大溶劑的偶極矩的鹽也可以使氫鍵不穩(wěn)定?；蛘?，大離子或電荷密度低的離子充當(dāng)離液劑，如溴化物，碘化物，鉀(1+)，銫(1+)，和 /或任何其它適宜物質(zhì)。其它適宜的離液劑可以包括硫氰酸鹽，高氯酸鹽，氯酸鹽，硝酸鹽， 溴化物，碘化物，陰離子表面活性劑和陰離子向水性鹽，烷基及取代烷基磺酸鹽，二烷基磺基琥珀酸鹽，二芳基磺基琥珀酸鹽，苯磺酸鹽，苯二磺酸鹽，萘磺酸鹽，萘二磺酸鹽和/或任何其它破壞秩序的物質(zhì)。本文所用術(shù)語“霍夫邁斯特鹽(Hofmeister salts)，，或“霍夫邁斯特序 (Hofmeister series) ”泛指按照離子的改變水結(jié)構(gòu)的能力的順序進(jìn)行的離子分類。為了調(diào)節(jié)水，可以選擇陰離子與陽離子的配對，其中每種離子不同程度地改變水的性質(zhì)。陰離子通常但不一定比陽離子具有更大作用。以下按相對順序和/或等級列出了例示性離子。陰離子S04> HPO4 > 乙酸根> Cl > NO3陽離子Mg > Li > Na > K > NH4在不受理論限制的條件下，我們認(rèn)為，霍夫邁斯特鹽的機(jī)制包括水結(jié)構(gòu)和/或性質(zhì)的改變，如離子、浙青質(zhì)和/或水分子間的相互作用的改變。該序的一些鹽溶解于水時增大了溶劑的表面張力，并且改變了浙青質(zhì)在油水界面處的溶解度，從而導(dǎo)致浙青質(zhì)從油/ 水界面處的油中沉淀和/或“鹽析”出來，例如，通過加強(qiáng)親水相互作用。理想地，本發(fā)明的溶質(zhì)和/或鹽調(diào)節(jié)水的性質(zhì)，以致使浙青質(zhì)優(yōu)先地與其它烴或水分子相互作用(聚集或分散)。理想地，霍夫邁斯特序中的其它鹽溶解于水時增加非極性分子的溶解度，從而導(dǎo)致浙青質(zhì)溶解和/或“鹽溶”到油中；例如，通過減弱親水作用。這些鹽也可以直接與浙青質(zhì)相互作用。具有強(qiáng)“鹽溶”作用的例示性離子可以包括Γ和SCN_，并且可以影響浙青質(zhì)的集合或聚集、二級結(jié)構(gòu)和/或三級結(jié)構(gòu)。本發(fā)明有許多種應(yīng)用，其包括但不限于烴加工，原油提取，油田設(shè)施，浙青去除，浙青砂開采，煤系統(tǒng)，精練操作，脫水裝置，脫鹽裝置，原油蒸餾裝置，焦化裝置，氫化裂解裝置，脫浙青裝置，燃料油乳液，烴運(yùn)輸，溢油清理，廢水處理和/或任何其它適宜應(yīng)用。根據(jù)一個實(shí)施方案，可以在脫鹽裝置的洗滌用水中加入親液和/或離液溶質(zhì)，其中理想的是，溶質(zhì)更迅速地使油水乳液分解，以便防止水被帶至烴層和/或改善原油的脫水?；蛘?，本發(fā)明的溶質(zhì)也可以更迅速地分解乳液，以防止油的移動被向下帶至水層和/或減少來自脫鹽裝置的水物流中的載油量。根據(jù)另一實(shí)施方案，本發(fā)明的溶質(zhì)使至少一部分浙青質(zhì)從界面和/或間斷(rag) 層、例如烴層與水層之間的原油中濃縮。理想地，間斷層形成油、水、溶質(zhì)和浙青質(zhì)的乳液， 以致可以從脫鹽器中以連續(xù)和/或間斷的方式取出。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明的親液和/或離液溶質(zhì)也可以加入焦化過程。通常，一些水同焦化裝置的原料如減壓渣油一起添加。在進(jìn)入焦化爐之前，使添加的水中含有溶質(zhì)可以通過例如使浙青質(zhì)保留在乳液中來減少爐垢?；蛘?，本發(fā)明可以實(shí)施通過向任何其它適宜的含浙青質(zhì)物流中加入溶質(zhì)來實(shí)施。例如，根據(jù)一個實(shí)施方案，干燥鹽形式的溶質(zhì)與油包水型乳液或水包油型乳液混合以分解乳液。溶質(zhì)的其它適宜形式，包括丸粒、粉末、晶體、糊、漿、濃縮物等，都是可能的。Orimulsion 是htev印的注冊商標(biāo)，用在重油和/或浙青的運(yùn)輸和燃燒過程中用于降低粘度的乳液上。Intev印是南美委內(nèi)瑞拉石油公司的研究開發(fā)分部(Research and Development Affiliate of Petroleos de Venezuela SA)，也稱作 PDVSA。根據(jù)一個實(shí)施方案，可以向水中添加本發(fā)明的離液溶質(zhì)，以進(jìn)一步使乳液在例如管線和/或海洋油輪中運(yùn)輸時穩(wěn)定。然后，在達(dá)到適宜的目的地時，可以加入本發(fā)明的親液溶質(zhì)來例如破乳和減少被送至例如燃料燃燒器的水。大量熱量和/或熱能通常被用來使Orimulsion⑧中的水蒸發(fā)和/或加熱至浙青充分且有效燃燒的溫度。在燃燒前除去乳液中的水可以更有效地利用燃料。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明的親液和/或離液溶質(zhì)被用來增加如油田、廢油精煉系統(tǒng)和/或任何其它適宜應(yīng)用中油的回收率?；蛘?，溶質(zhì)可以用于任何在通過例如管線、有軌車、駁船、船、油輪、卡車等運(yùn)輸?shù)倪^程中水和/或水分與烴共存的情況下。一種有用的應(yīng)用是從船上卸載之前除去壓艙水中的烴的處理。理想地，溶質(zhì)也可以用于幫助清理烴溢出物和/或釋放物。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明的親液和/或離液溶質(zhì)可以用來幫助原油脫水，如通過在精煉加工之前從貯槽底部抽水。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明的親液和/或離液溶質(zhì)幫助實(shí)驗(yàn)室方法，如通過比無溶質(zhì)情況下更迅速地分解乳液，這樣適宜使得結(jié)果更快且準(zhǔn)確。或者，溶質(zhì)使乳液穩(wěn)定，并且使結(jié)果更快且準(zhǔn)確。根據(jù)一個實(shí)施方案，使用本發(fā)明的親液和/或離液溶質(zhì)的方法包括調(diào)節(jié)乳液、分散體、水和/或溶液的PH(中性，酸性和/或苛性)。例如，溶質(zhì)可以是酸性的，如在防止環(huán)烷酸鹽形成時。或者，例如，堿性溶質(zhì)可以與原油中的金屬反應(yīng)。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括含超過一個液相的物質(zhì)組合物，其中該組合物包括含浙青質(zhì)的烴相和含親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相。溶質(zhì)可以包括上文所述霍夫邁斯特鹽，非離子型分子和/或離子鹽。該超過一個液相可以是例如連續(xù)的或不連續(xù)的。理想地，溶質(zhì)改變含水相中的至少一部分水的性質(zhì)，如改變氫鍵，增強(qiáng)極性，降低極性，增大電導(dǎo)率，減小電導(dǎo)率，增加表面張力，減少表面張力，增加水分子的秩序，減少水分子的秩序，增強(qiáng)水-浙青質(zhì)在油-水界面的穩(wěn)定性，降低水-浙青質(zhì)在油-水界面的穩(wěn)定性，和/或水的任何其它適宜性質(zhì)。本發(fā)明的溶質(zhì)可以包括任何適宜化合物。理想地，溶質(zhì)不包括表面活性劑和/或去污劑?；蛘撸苜|(zhì)可以包括表面活性劑和/或去污劑。理想地，溶質(zhì)可以包括與下游精煉加工相容的組分，以致使例如腐蝕、結(jié)垢和/或催化劑中毒最小化。水中溶質(zhì)的量可以任何適宜的量存在。溶質(zhì)的適宜量可以在形成飽和溶液的量的約0. 1重量％至形成飽和或過飽和溶液的量之間，理想地，在形成飽和溶液的量的約1. 0重量％至形成飽和溶液的量的約90重量％之間，更理想地，在形成飽和溶液的量的約1. 0重量％至形成飽和溶液的量的約70重量％之間。物質(zhì)組合物可以包括浙青質(zhì)和/或聚集的浙青質(zhì)的聚結(jié)屏障。聚結(jié)屏障通常但不一定在水滴周圍形成和/或環(huán)繞水滴，以防止和/或減少與其它水滴的聚結(jié)和/或合并。實(shí)質(zhì)上，作為分離過程的一部分，浙青質(zhì)阻礙和/或抑制了水滴聚在一起。或者，物質(zhì)組合物可以包括聚結(jié)界面，如在水滴周圍通常沒有或有減少量的浙青質(zhì)和/或聚集的浙青質(zhì)，以允許和/或不減少與其它水滴的聚結(jié)和/或合并。實(shí)質(zhì)上，作為分離過程的一部分，浙青質(zhì)分散在烴中，以不妨礙和/或不抑制水滴聚在一起。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括在烴的應(yīng)用中破壞或形成乳液的方法。破壞和/ 或分解乳液包括使至少相當(dāng)部分乳液分離成兩個或以上離散的連續(xù)相，更理想的是分離成兩個或以上離散的層。形成和/或制備乳液包括產(chǎn)生來自水和/或油源的水和/或油的混合物的至少一個相，更理想的是離散的層。該方法包括使含有浙青質(zhì)的烴相與含有親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相合并。烴相和含水相理想地但不一定形成油包水型乳液，水包油型乳液，至少一個烴層連同至少一個含水層，和/或所產(chǎn)生的任何其它適宜系統(tǒng)。油包水型乳液可以包含一定量的分散在油的連續(xù)相和/或?qū)又械乃?。水包油型乳液可以包含一定量的分散在水的連續(xù)相和/或?qū)又械挠汀８鶕?jù)一個實(shí)施方案，該方法進(jìn)一步包括用親液溶質(zhì)使乳液分解，形成連續(xù)烴層和連續(xù)含水層。或者，該方法進(jìn)一步包括用離液溶質(zhì)使乳液穩(wěn)定，形成一個或多個液相，其包括不連續(xù)油相、連續(xù)油相、不連續(xù)含水相、連續(xù)含水相和/或所產(chǎn)生的任何其它適宜系統(tǒng)。根據(jù)一個實(shí)施方案，該方法進(jìn)一步包括用原油和洗滌用水形成乳液，其中原油的至少一部分形成烴相，洗滌用水的至少一部分形成含水相。乳液的形成理想地但不一定發(fā)生在脫鹽裝置中，如在例如混合閥、靜態(tài)混合器和/或任何其它混合設(shè)備之中和/或之后。 該方法可以進(jìn)一步包括運(yùn)用靜電場來協(xié)助破乳，如通過使水滴從油中聚結(jié)。脫鹽器的電極可以包括用于在容器內(nèi)操作的一個或多個水平和/或高度。本發(fā)明的溶質(zhì)可以改善脫鹽器操作，如通過允許較高電壓和較低電流強(qiáng)度通過電極。根據(jù)一個實(shí)施方案，該方法進(jìn)一步包括形成和/或除去浙青質(zhì)的聚結(jié)屏障。形成和/或制備聚結(jié)屏障可以包括使烴水界面的浙青質(zhì)聚集和/或增加烴水界面的浙青質(zhì)的量。除去和/或減少聚結(jié)屏障可以包括使烴水界面的浙青質(zhì)解聚集和/或減少烴水界面的浙青質(zhì)的量。例如，聚結(jié)屏障可以是穩(wěn)定的乳液系統(tǒng)的一部分。或者，例如，當(dāng)除去聚結(jié)屏障時， 水滴合并使乳液分解，并且可以形成分離的相和/或?qū)?。根?jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括在烴的應(yīng)用中破壞油包水型乳液的方法，其包括使含有油包水型乳液和浙青質(zhì)的烴物流與含有至少一種改變至少一部分水的性質(zhì)的溶質(zhì)的水物流合并。理想地，該合并形成了連續(xù)水相和連續(xù)油相。該方法進(jìn)一步包括使連續(xù)水相與連續(xù)油相分離。合并和分離可以發(fā)生在槽、容器、盆、分離器和/或脫鹽裝置中，并且進(jìn)一步包括例如運(yùn)用靜電場來協(xié)助破乳。或者，合并和分離進(jìn)一步包括從烴相除去金屬，如鎳和/或釩。被除去的金屬可以為卟啉(porphyn)和/或其它絡(luò)合分子的形式。溶質(zhì)可以包括親液溶質(zhì)，離液溶質(zhì)和/或霍夫邁斯特鹽。根據(jù)一個實(shí)施方案，溶質(zhì)包括硫酸銨(破乳)，鹽酸胍(使乳液穩(wěn)定)，氯化銨(破乳)，和/或檸檬酸鈉(破乳)。其它適宜的鹽都是可能的。理想地，溶質(zhì)與水在水和烴的邊緣形成聚結(jié)界面，以致浙青質(zhì)遠(yuǎn)離聚結(jié)界面而分散在烴中?；蛘撸苜|(zhì)與水導(dǎo)致在水和烴的邊緣形成聚結(jié)屏障，以致浙青質(zhì)從烴中聚集并濃縮作為聚結(jié)屏障。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括從烴物流中除去至少一部分浙青質(zhì)的方法。該方法可以包括使包含浙青質(zhì)的烴物流與包含至少一種改性部分水的溶質(zhì)的水物流合并，使得合并形成了至少一種乳液、至少一個含水層和/或至少一個烴層。理想地，乳液包括油包水型乳液和/或水包油型乳液。該方法進(jìn)一步包括使含水層與烴層和乳液分離。該方法可以進(jìn)一步包括使烴層與含水層分離。該方法可以包括使兩個、三個和/或更多個離散的層如烴層、間斷層和水層分離。該方法可以在脫鹽裝置中發(fā)生。該方法可以進(jìn)一步包括向乳液中加入至少一種破乳鹽，其中破乳鹽包括親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)。至少一種破乳鹽的添加可以發(fā)生在脫鹽裝置之外，如在廢水處理裝置中。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括加快乳液、烴和/或含水溶液的分析測試的方法。 該方法包括使含有浙青質(zhì)的烴相與含有親液溶質(zhì)和/或離液溶質(zhì)的含水相合并。該方法進(jìn)一步包括形成或分解乳液，以產(chǎn)生一個或多個層，和測量該一個或多個層的一個或多個特征。理想地，特征包括體積分?jǐn)?shù)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，摩爾分?jǐn)?shù)，組成，密度，比重，光學(xué)性質(zhì)，沸點(diǎn)，冰點(diǎn)，和/或任何其它適宜的可測量屬性。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括形成乳液的方法，其包括使烴與水合并，和使浙青質(zhì)聚集，以形成聚結(jié)屏障和/或阻礙聚結(jié)界面。理想地，該聚集包括添加至少一種選自親液劑、離液劑及其組合的溶質(zhì)。根據(jù)一個實(shí)施方案，本發(fā)明包括破乳的方法，其包括使浙青質(zhì)解聚集和/或分散， 以至少部分地除去聚結(jié)屏障和/或形成聚結(jié)界面；和使水滴聚結(jié)。理想地，解聚集包括添加至少一種選自親液劑、離液劑及其組合的溶質(zhì)。
實(shí)施例實(shí)施例1將相對重質(zhì)原油樣品與水混合，產(chǎn)生了甚至數(shù)周后還不分離的穩(wěn)定乳液。這個結(jié)果與水和原油中的浙青質(zhì)相互作用，形成穩(wěn)定的乳液一致。將同樣類型的原油與25重量％ 飽和度、50重量％飽和度、75重量％飽和度和100重量％飽和度的含水硫酸銨混合。如圖1 所示，在15min內(nèi)，分解出的水的百分比0重量％增加至55重量％。這個結(jié)果是令人驚訝和意想不到的，因?yàn)辂}的加入使穩(wěn)定的乳液迅速分解。本實(shí)施例顯示，本發(fā)明的鹽能破壞和 /或分解穩(wěn)定的乳液。實(shí)施例2如圖2所示，制備兩份等量水和原油的混合物。第一份混合物產(chǎn)生了水和油在單
10一不透明相中的穩(wěn)定乳液。第二份混合物包含硫酸銨，這是一種霍夫邁斯特鹽。第二份混合物在黑色油層上方產(chǎn)生了澄清的水層，證明硫酸銨改善了油-水的分離。實(shí)施例3從操作裝置抽取脫鹽器中的油包水型乳液樣品。圖3A顯示了吸附在水滴界面的浙青質(zhì)，其在典型的脫鹽器操作條件下無限期地穩(wěn)定。圖3B顯示了用本發(fā)明的親液溶質(zhì)處理后的相同乳液。該乳液被破壞，并且油-水界面上的浙青質(zhì)減少。溶質(zhì)是飽和溶液的硫酸銨。實(shí)施例4將不同原油的樣品與水混合，均未形成明顯的乳液(90重量％的水在分離的層中保持分離)。以25重量％的飽和度、50重量％的飽和度、75重量％的飽和度和100重量％ 的飽和度加入鹽酸胍。如圖4所示，分解出的水的百分比從90重量％減少至50重量％。本實(shí)施例顯示，本發(fā)明的溶質(zhì)可以在通常不會形成乳液的情況下使乳液形成。令人驚訝和出乎意料的是，如圖4所示，本發(fā)明的相同溶質(zhì)根據(jù)濃度的不同還包含形成和破壞乳液的雙重能力。如沒有鹽酸胍的圖5A所示，水滴界面有很少的浙青質(zhì)。如有一些鹽酸胍的圖5B所示，浙青質(zhì)吸附在水滴界面。然而，鹽酸胍的量增加的圖5C顯示， 水滴界面處的浙青質(zhì)量減少。實(shí)施例5使原油和水的穩(wěn)定乳液與破壞該乳液的檸檬酸鈉合并。圖6顯示的刻度管包含在底部的水層和在上部的油層。實(shí)施例6某些原油不容易脫水。如圖7所示，將原油置于貯槽中，并從該貯槽底部抽取水相。然后水相與溶質(zhì)合并，形成飽和溶液，并送回至貯槽入口。所加入的溶質(zhì)通過破乳幫助原油脫水。來自原油的凈余或過量水可以從系統(tǒng)除去。實(shí)施例7原油的實(shí)驗(yàn)室脫鹽試驗(yàn)通常限于那些與水混合時不形成廣泛性乳液的原油。形成穩(wěn)定乳液的原油樣品在實(shí)驗(yàn)室的分析失敗是由于當(dāng)實(shí)驗(yàn)室洗滌用水與原油合并時形成了穩(wěn)定乳液。令人驚訝和出乎意料的是，實(shí)驗(yàn)室洗滌用水中加入本發(fā)明的親液鹽使得油與水徹底分離，并且允許在不改變油的組成的條件下對油與水的混合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測試。盡管在上述說明書中就某些優(yōu)選實(shí)施方案描述了本發(fā)明，并且為了說明的目的闡述了許多細(xì)節(jié)，然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明允許有其它實(shí)施方案，并且本說明書和權(quán)利要求中所描述的某些細(xì)節(jié)可以在不背離本發(fā)明的基本原則的條件下進(jìn)行相當(dāng)大的改變。
權(quán)利要求
1.包含超過一個液相的物質(zhì)組合物，該組合物包括 包含浙青質(zhì)的烴相；和包含溶質(zhì)的含水相，其中溶質(zhì)選自親液溶質(zhì)、離液溶質(zhì)及其組合。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)選自非離子分子、離子鹽、霍夫邁斯特鹽及其組合。
3.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包括浙青質(zhì)的聚結(jié)屏障。
4.權(quán)利要求1的組合物，其進(jìn)一步包括聚結(jié)界面。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)改變含水相中至少一部分水的性質(zhì)。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)不包括表面活性劑或去污劑。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)的量在形成飽和溶液的量的約0.1重量％至形成飽和或過飽和溶液的量之間。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)包括親液溶質(zhì)。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中溶質(zhì)包括離液溶質(zhì)。
10.在烴的應(yīng)用中破壞或形成乳液的方法，該方法包括使包含浙青質(zhì)的烴相與包含溶質(zhì)的含水相合并，其中溶質(zhì)選自親液溶質(zhì)、離液溶質(zhì)及其組合。
11.權(quán)利要求10的方法，其中烴相和含水相選自油包水型乳液、水包油型乳液、至少一個烴層連同至少一個含水層，及其組合。
12.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括用親液溶質(zhì)使乳液分解，以形成連續(xù)的烴層和連續(xù)的含水層。
13.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括用離液溶質(zhì)使乳液穩(wěn)定，以形成一個或多個液相，其中所述一個或多個液相選自不連續(xù)油相、連續(xù)油相、不連續(xù)含水相、連續(xù)含水相及其組合。
14.權(quán)利要求10的方法，其中溶質(zhì)的量在形成飽和溶液的量的約0.1重量％至形成飽和或過飽和溶液的量之間。
15.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括用原油和洗滌用水形成乳液，其中原油的至少一部分形成烴相，且洗滌用水的至少一部分形成含水相。
16.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括形成浙青質(zhì)的聚結(jié)屏障。
17.權(quán)利要求10的方法，其進(jìn)一步包括除去浙青質(zhì)的聚結(jié)屏障。
18.在烴的應(yīng)用中破壞油包水型乳液的方法，該方法包括使烴物流與水物流合并，所述烴物流包含油包水型乳液和浙青質(zhì)，所述水物流包含至少一種改變至少一部分水的性質(zhì)的溶質(zhì)，其中所述合并形成連續(xù)水相和連續(xù)油相；和使連續(xù)水相與連續(xù)油相分離。
19.權(quán)利要求18的方法，其中溶質(zhì)選自親液溶質(zhì)、離液溶質(zhì)、霍夫邁斯特鹽及其組合。
20.權(quán)利要求18的方法，其中溶質(zhì)包括親液溶質(zhì)。
21.權(quán)利要求18的方法，其中合并和分離發(fā)生在脫鹽裝置中，并且進(jìn)一步包括運(yùn)用靜電場來協(xié)助破乳。
22.權(quán)利要求18的方法，其中溶質(zhì)導(dǎo)致聚結(jié)界面沒有浙青質(zhì)。
23.權(quán)利要求18的方法，其中溶質(zhì)選自硫酸銨、檸檬酸鈉及其組合。
24.權(quán)利要求18的方法，其中合并和分離進(jìn)一步包括從烴相除去金屬。
25.從烴物流除去至少一部分浙青質(zhì)的方法，該方法包括使烴物流與水物流合并，所述烴物流包含浙青質(zhì)，所述水物流包含至少一種使一部分水改性的溶質(zhì)，其中合并形成至少一種乳液、至少一個含水層、和至少一個烴層，所述乳液包括油包水型乳液或水包油型乳液； 使含水層與烴層和乳液分離；和使烴層與含水層和乳液分離。
26.權(quán)利要求25的方法，其中分離發(fā)生在脫鹽器裝置中。
27.權(quán)利要求25的方法，其中溶質(zhì)包括離液溶質(zhì)。
28.權(quán)利要求25的方法，該方法進(jìn)一步包括向乳液中添加至少一種破乳鹽，其中破乳鹽選自親液溶質(zhì)、離液溶質(zhì)及其組合。
29.權(quán)利要求觀的方法，其中破乳鹽包括親液溶質(zhì)。
30.權(quán)利要求觀的方法，其中所述添加至少一種破乳鹽發(fā)生在脫鹽器裝置之外。
31.加快乳液、烴和含水溶液的分析測試的方法，該方法包括使包含浙青質(zhì)的烴相與包含溶質(zhì)的含水相合并，其中溶質(zhì)選自親液溶質(zhì)、離液溶質(zhì)及其組合；形成或分解乳液，以產(chǎn)生一個或多個層；和測量該一個或多個層中的一個或多個特征。
32.形成乳液的方法，該方法包括 使烴與水合并；和使浙青質(zhì)聚集，以形成聚結(jié)屏障。
33.權(quán)利要求32的方法，其中聚集包括添加至少一種溶質(zhì)，其中所述至少一種溶質(zhì)選自親液劑、離液劑及其組合。
34.權(quán)利要求32的方法，其中聚集包括添加離液劑。
35.權(quán)利要求32的方法，其中聚集包括添加鹽酸胍。
36.破乳方法，該方法包括使浙青質(zhì)解聚集，以至少部分地除去聚結(jié)屏障；和使水滴聚結(jié)。
37.權(quán)利要求36的方法，其中解聚集包括添加至少一種溶質(zhì)，其中所述至少一種溶質(zhì)選自親液劑、離液劑及其組合。
38.權(quán)利要求36的方法，其中解聚集包括添加親液劑。
39.權(quán)利要求36的方法，其中解聚集包括添加檸檬酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備和破壞水與含有瀝青質(zhì)的烴的乳液的化合物和方法。本發(fā)明的溶質(zhì)包括分別減少或增加水分子秩序的離液劑和親液劑。聚集的瀝青質(zhì)在油-水界面處形成聚結(jié)屏障，以產(chǎn)生穩(wěn)定的乳液，并阻止水滴合并。相反地，分散的瀝青質(zhì)允許在油-水界面處形成聚結(jié)界面，以使乳液分解，并允許水滴合并。本發(fā)明的一些應(yīng)用包括原油加工，精煉廠應(yīng)用和水處理方法。
文檔編號C10G33/04GK102159677SQ200980136181
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者丹尼爾·科伊, 塞蘭德拉·尼瑪納 申請人:Bp北美公司