一种原油的脱盐方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380037763.7

申请日:

2013.07.26

公开号:

CN104508089A

公开日:

2015.04.08

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C10G 31/08申请日:20130726|||公开

IPC分类号:

C10G31/08; C10G33/00; C10G53/02

主分类号:

C10G31/08

申请人:

马来西亚国家石油公司

发明人:

克里斯·安德森; 阿兹兰·侯赛因; 马丁·阿特金斯; 贾迈利·巴萨尔

地址:

马来西亚吉隆坡

优先权:

PI2012003403 2012.07.27 MY

专利代理机构:

深圳鼎合诚知识产权代理有限公司44281

代理人:

彭愿洁; 彭家恩

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内容摘要

本发明涉及一种原油的脱盐方法,尤其涉及一种对包含离子液体、有机酸和由此产生的任何有机盐的原油进行脱盐的方法。

权利要求书

权利要求书
1.  一种在脱盐单元中从原油分离离子液体和有机酸的方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
(i)向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于10%的水;和
(ⅱ)从一个或多个含有离子液体、有机酸和水的液体相分离原油相。

2.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计大于20%。

3.  如权利要求2所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计大于30%。

4.  如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计小于70%。

5.  如权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,使所述混合物与所述水混合。

6.  如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述混合物与所述水穿过混合阀。

7.  如权利要求6所述的方法,其特征在于,横跨所述混合阀的压力差为1至20psi。

8.  如权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,对所述脱盐单元施加静电场。

9.  如权利要求8所述的方法,其特征在于,静电场是1至25千伏的交流电。

10.  如权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述脱盐单元维持在60至120℃的温度。

11.  如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述脱盐单元维持在约90℃的温度。

12.  如权利要求1-11任一项所述的方法,其特征在于,向所述脱盐单元引入破乳剂。

13.  如权利要求1-12任一项所述的方法,其特征在于,所述一种或多种液体相包括含有有机酸和离子液体的水提取相,并且所述方法还包括分离所述离子液体与所述有机酸的步骤。

14.  如权利要求13所述的方法,其特征在于,至少所述离子液体和所述有机酸中一个被再生。

15.  如权利要求1-14任一项所述的方法,其特征在于,所述混合物是通过含有机酸的原油与离子液体接触可以得到的。

16.  如权利要求1-15任一项所述的方法,其特征在于,所述有机酸是环烷酸。

17.  如权利要求1-16任一项所述的方法,其特征在于,所述方法是连续方法。

18.  如权利要求1-17任一项所述的方法,其特征在于,所述离子液体是碱性离子液体。

19.  如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述离子液体包含选自于丝氨酸盐、脯氨酸盐、组氨酸盐、苏氨酸盐、缬氨酸盐、天冬氨酸盐、牛黄酸盐、赖氨酸盐、烷基碳酸盐和碳酸氢盐的碱性阴离子。

20.  如权利要求19所述的方法,其特征在于,所述碱性阴离子是烷基碳酸盐。

21.  如权利要求18-20任一项所述的方法,其特征在于,所述碱性离子液体包含阳离子,所述阳离子选自以下组或由其衍生:铵、氮杂轮烯鎓、氮杂噻唑鎓、苯并咪唑鎓、苯并呋喃鎓、苯并三唑鎓、硼杂环戊烯鎓、噌啉鎓、二氮杂二环癸烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二噻唑鎓、呋喃鎓、胍鎓、咪唑鎓、吲唑鎓、二氢吲哚鎓、吲哚鎓、吗啉鎓、氧硼杂环戊烯鎓、氧磷杂环戊烯鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、异噁唑鎓、噁噻唑鎓、五唑鎓、磷杂环戊烯鎓、磷鎓、酞嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吡喃鎓、吡嗪鎓、吡唑鎓、哒嗪鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、吡咯烷鎓、吡咯鎓、喹唑啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、喹喔啉鎓、硒唑鎓、硫鎓、四唑鎓、异噻二唑鎓、噻嗪鎓、噻唑鎓、噻吩鎓、硫脲鎓、三氮杂癸烯鎓、三嗪鎓、三唑鎓、异三唑鎓和脲鎓。

22.  如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自以下组:


其中:Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg各自独立地选自氢、C1至C30的直链或者支链烷基、C3至C8的环烷基、或者C6至C10的芳基,其中所述烷基、环烷基或者芳基为未取代的或者可以被1至3个基团取代,该1至3个基团选自:C1至C6的烷氧基、C2至C12的烷氧基烷氧基、C3至C8的环烷基、C6至C10的芳基、-CN、-OH、-SH、-NO2、C6至C10的芳基和C7至C10的烷芳基、-CO2(C1至C6)烷基、-OC(O)(C1至C6)烷基,或者Rb、Rc、Rd、Re和Rf中任意两个连接到相邻的碳原子上形成亚甲基链-(CH2)q-,其中q为3至6。

23.  如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自:
[N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+、[P(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+和[S(Ra)(Rb)(Rc)]+,
其中:Ra、Rb、Rc和Rd如权利要求22中所定义。

24.  如权利要求23所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自:
[N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+,
其中:Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自C1至C8烷基,包括C2、C4和C6烷基。

25.  如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述阳离子为三丁基(甲基)铵或三乙基(甲基)铵。

26.  如权利要求18-20任一项所述的方法,其特征在于,所述碱性离子液体包括由下式表示的碱性阳离子:
Cat+-(Z-Bas)n
其中:Cat+是带正电的部分;
Bas是碱性部分;
Z是连接Cat+和Bas的共价键,或是二价连接基团;并且
n为1至3的整数,优选n是1。

27.  如权利要求26所述的方法,其特征在于,[Cat+-Z-Bas]选自以下组:


28.  一种根据权利要求1-27任一项所述的方法,其特征在于,在脱盐器中预处理所述含酸原油以去除无机盐。

29.  一种基本上如说明书中参考图1描述的脱盐器。

说明书

说明书一种原油的脱盐方法
技术领域
本发明涉及一种原油的脱盐(desalting)方法,尤其涉及一种对包含离子液体、有机酸和由此产生的任何有机盐的原油进行脱盐的方法。
背景技术
脱盐器(desalter)已经使用多年,用于从原油中除去无机盐。典型的脱盐器包括可向其中加入原油和水的储罐。通过水相从原油中提取出盐。在典型的脱盐方法中,只将少量的水引入储罐中。这是为了最大限度地提高可被处理的原油的量,并尽量减少将被输送到废水处理设施的废水的量。少量的水也最大限度地减少发生在脱盐装置中的腐蚀和结垢。例如,原油通常包含小的无机盐,如NaCI、CaCI2和MgCI2。在高温和/或高压下,水可能被水解,并可能形成酸,如HCl。由这些酸引起的腐蚀会带来经济上的损失,无论是在零件更换还是停工期间。
以前,脱盐工艺已被用于从原油中去除小无机盐,如NaCl和CaCl2。这些盐是高度可溶的,因此在脱盐过程中,只要少量的水即可将它们从原油中去除。以前没有考虑将脱盐器用于从原油中除去大的有机盐。
到目前为止,较大的有机分子,例如有机酸,如萘二甲酸(naphthalic acid),已经通过已知的方法去除,这些已知的方法属于破坏(destruction)、吸附(adsorption)和/或提取(extraction)的范畴。
已知的破坏方法包括:使用合适的过渡金属催化剂(transition metal catalysts)对羧基进行脱羧;与氧化钙混合;以及Statoil的NAR方法。吸附方法包括:使用离子交换树脂(ion exchange resins);和使用金属氧化物。提取方法包括:使用极性溶剂,如甲醇中。
环烷酸(Naphthenic acids)是在原油以及原油的精炼过程中的各种原油馏分中发现的羧酸。术语“环烷酸”包括大量的羧酸化合物,包括一个或多个环烷基环并具有约120至超过700的分子量。在原油以及原油馏分中发现的大多数环烷酸具有含有9至20个碳原子的碳主链,并且环戊基环是主要的环烷基环结构,尽管其它的环烷基环,如环己基和环庚基环也可能以可检测到的量存在。
原油和原油馏分中酸性杂质的存在,在炼油厂所使用的高温(例如大于200℃)下,会导致管道和蒸馏设备的腐蚀,相比低酸度的原油和原油馏分,酸性原油和原油馏分的市场价值降低。特别是,已发现,蒸馏含环烷酸的原油会造成严重的炼油厂设备的腐蚀,尤其是真空蒸馏单元。因此,需要有效的方法来降低原油和原油馏分中的环烷酸含量。
原油和原油馏分的酸度以根据ASTM D0664的总酸值(Total Acid Number,TAN)进行测量。总酸值是中和一克油中的酸需要的氢氧化钾的毫克(milligrams)量,超过0.5毫克KOH/克(mg KOH/g)为高酸度值。酸性原油和原油馏分的典型TAN值在0.5至4.0毫克KOH/克的范围内,而酸性馏分如煤油可能具有的TAN值的范围,例如为0.5至8.0毫克KOH/克。
WO 2010/136783涉及一种方法,其中负载化碱性离子液体(supported basic ionic liquid)用于中和原油中的环烷酸。在这样的实施方案中,原油通过装有一个负载化碱性离子液体的柱子,并且酸含量降低的油从柱子中流出。
离子液体是在过去几年中开发的一类新型化合物。本文所用的术语“离子液体”,是指一种能够通过熔化盐而产生的仅由离子组成的液体。离子液体可能由包含1种阳离子和1种阴离子的同质物质形成,或者由一种以上的阳离子和/或一种以上的阴离子组成。因此,离子液体可以由一种以上的阳离子和一种阴离子组成。离子液体还可以由1种阳离子和一种或多种阴离子组成。更进一步地,离子液体可以由一种以上阳离子和一种以上阴离子组成。
术语“离子液体”包含具有高熔点的化合物和具有低熔点的化合物,例如等于或低于室温。因此,许多离子液体具有低于200℃的熔点,优选低于150℃,特别是低于100℃,室温左右(15~30℃),或甚至低于0℃。具有低于约30℃的熔点的离子液体通常被称为“室温离子液体”,并且经常从具有含氮杂环阳离子的有机盐而得,例如咪唑和吡啶鎓基阳离子。在室温离子液体中,阳离子和阴离子的结构防止有序晶体结构的形成,因此该盐在室温下是液体。
离子液体已知最广泛的用途是用作溶剂,是由于它们可忽略的蒸气压、温度稳定性、低可燃性和可循环利用性。由于大量的可用阴离子/阳离子组合,能够调整离子液体的物理性质(例如熔点、密度、粘度和与水或有机溶剂的混溶性),以适应特定应用的要求。
发明内容
本发明涉及令人惊讶的发现,就是在其操作过程中脱盐器可以改良,以从原油中移除离子液体和有机酸。
本发明提供一种在脱盐单元中从原油分离离子液体和有机酸的方法,所述方法包括以下步骤:
(i)向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于10%的水;和
(ⅱ)从一个或多个含有离子液体、有机酸和水的液体相分离原油相。
有利地,本发明的脱盐方法产生的结果是从原油混合物中除去高比例的有机酸。按相对于混合物中有机酸的重量计,本发明的方法可以除去大于40%,优选大于50%,更优选大于60%,甚至更优选大于70%并且最优选大于80%的量的有机酸。对于本发明的目的,术语“有机酸”包括从有机酸衍生的盐,例如那些存在于混合物中作为有机酸和离子液体之间相互作用的结果的盐。
不希望受理论的束缚,据信按相对于混合物体积计使用大于10%的水,产生的结果是将有机酸从原油中以临时水包油(oil-in-water)乳液的形式除去。如果没有该乳液,被转移到水相中的环烷酸盐不充分。这不同于脱盐器的正常操作,正常操作中无机盐完全溶解于少量的水中。
可存在于原油中的有机酸的实例包括:酚酸(phenolic acids)、含硫酸(sulphur-containing acids)以及最通常的环烷酸。优选地,有机酸是环烷酸。
涉及到术语原油,旨在涵盖任何原油或原油馏分。因此,本发明的方法也可以与液化石油气(liquefied petroleum gas)、汽油(gasoline)、煤气油(gas oil)、石脑油(naphtha)、煤油(kerosene)、柴油(diesel fuel)、燃料油(fuel oil)、喷气式发动机燃油(jet fuel)、家用加热油(home heating oil)、润滑油(lubricating oil)或石蜡(paraffin wax)、或其混合物一起使用。
原油,如以上那些以举例的方式提到的原油,通常被加工地包含尽可能少的水。这是由于在上游和下游过程中众所周知的问题。以这种方式,在已知的方法中,从原油提取盐期间,水的量通常按体积计小于0.5%,并且优选按体积计小于0.25%。本发明的方法是基于令人惊讶的发现,就是显著增加存在的水的量是有利的。这种增加通常是通过在本文中所定义的量添加水的方式实现。
优选地,将水与包含原油、离子液体和有机酸的混合物接触,水的量按相对于混合物体积以大于15%,优选大于20%,更优选大于25%,最优选大于30%的量计。
如上所讨论的,在使用高含量水的现有技术的脱盐方法中,由于已知的限制,以前并没有使用过如此高体积百分(%)含量的水。然而,本发明人已经惊奇地发现,使用高含量的水能够获得良好的分离。
此外,已经令人惊奇地发现,通过对水的体积%的增加,例如相对于混合物体积,从10体积%增加到30体积%,能够增加从混合物中除去的有机酸的比例。如上所述,据信高的水含量的结果是水包油乳液的形成,这增强有机酸,例如以有机盐的形式从原油到水相转移。与此相反,在传统的脱盐方法中,使用尽可能少的水,形成的乳液是油包水乳液。
优选地,将水与混合物按水相对于混合物体积小于70%,优选小于60%,并且更优选小于50%的量进行接触。也可以考虑小于45%,并且还小于40%的量。
因此,通过举例的方式,可以以相对于混合物体积大于10%的量至小于70%的量加入水。在此范围内,本发明的方法有效地去除有机酸,同时仍有效地工作。
在一个实施方案中,水可以是基本上纯的。因此,水可包含杂质/添加剂(impurities/additives),杂质/添加剂按重量计小于0.1%,优选小于0.05%,更优选小于0.01%,并且最优选小于0.001%。在其他实施方案中,水可包含一种或多种添加剂。
在与水接触之前,该混合物可以被加热,例如加热至60至120℃,更优选为70至110℃,并且最优选80至100℃的温度。在一个实施方案中,温度是约90℃。
在与混合物接触之前,水可以被加热,例如加热至60至100℃,并且更优选为70至90℃的温度。
优选地,无论是混合物还是水在接触之前都进行加热。
可替代地和/或另外,一旦混合物与水接触就进行加热。将该混合物保持在较高的温度下有利于降低其粘度。使得混合物通过脱盐器的运动变得容易并加速。
优选地,单一加热流(single heated stream)被用来加热所述混合物和水,例如通过热交换。使用单一加热流分别单独加热混合物和水,比(例如)加热混合物和水组合产生的单一流,具有更有效的热转换。
任何合适的已知系统可用于加热液流,并且在可行的情况下,优选通过热交换的方式和其它加热工艺流来加热液流。以举例的方式,这样的合适的流可以包括加热的油流。加热的油流可以是由本发明的方法产生的产物流(product stream)。
本领域的技术人员将会理解,该离子液体在形成混合物之前可被加热。
优选地,将混合物与水进行混合。这导致混合物和水之间的临时乳液,增加离子液体和有机酸从原油到水的运动。优选大于50%,优选大于60%,并且更优选大于70%的有机酸转移到水相中。为实现有机酸转移到水相所需要的任何条件,比如混合进行的时间长度,可以由本领域的技术人员容易地确定。
混合可以通过使用任何合适的设备进行,例如使混合物和水通过混合阀,使用静态混合器或通过使用机械搅拌的混合容器。可替代地,混合可通过沿管道长度方向的湍流(turbulent)来诱导。优选地,混合是通过使混合物和水通过混合阀来进行。这使得混合物与水充分混合,并迅速分离。两相的过度混合将导致稳定乳液的形成的机会增加,随后难以分离。横跨混合阀的压力差可以是,例如,从1至20磅/平方英寸(psi),更优选为从4至17psi,并且最优选从7至14psi。
优选混合物与水接触,并且优选在不同区域混合(例如通过穿过混合阀),该不同区域是不同于脱盐的原油相从一个或多个含有离子液体、有机酸和水的液体相分离出来的区域。在一个优选的实施方案中,该混合物与水接触,经过混合阀,并传输到一个分离容器。
将混合物与水接触,使得形成一个酸度降低(deacidified)的原油相和一种或多种液相。优选地,所述一种或多种液相包括含有机酸和离子液体的水提取相。脱盐器优选地包括分离容器,在其中所述相可以形成。
优选地,在脱盐器中施加静电场。这激发并加快所述相的形成。静电场可以是从1至25千伏(kV),优选是从1至11千伏,更优选是从3至9千伏,并且最优选是从5至7千伏的交流电。
原油相和一个或多个液体相可保持在温度60至120℃,更优选70至110℃,并且最优选80至100℃的温度下。在一个实施方案中,温度是在约90℃。这与正常脱盐操作形成对比,正常脱盐操作典型地在120至140℃的较高温度范围内进行。较高的温度提高了分离的速度,因为这导致原油较低的粘度,增强聚结水滴之间的油的排泄速率。然而,还需要更高温度带来的益处与升高液流温度 带来的能量消耗提高之间的权衡,以及其他各种问题,如结垢(fouling)和更高的操作压力。通常,各种因素的平衡导致上述提及的120至140℃的温度范围,例如130℃。然而,在该温度范围内,有机盐(由有机酸和离子液体反应形成)会有分解的风险。因此,在本发明的一个优选实施方案中,处理温度是受限制的。已经令人惊奇地发现,尽管较低的温度,本发明的脱盐方法可有效地用于从原油去除有机酸,如较大的有机酸环烷酸。
其它加热源,例如加热流,可被用于维持脱盐器内的温度。该加热流优选是热油流。在一个实施方案中,加热流被用作进一步的加热源以维持分离容器内上述提及的温度。在这种情况下,加热流优选与脱盐原油相和/或水提取相接触,以热交换的方式穿过所述分离容器。
脱盐器内的压力优选为100至180psi,更优选为120至160psi,并且最优选约140psi。这种压力促使原油的较轻馏分和水留在液体相中。
在本发明的方法中可以使用一些添加剂。例如,破乳剂(demulsifier)可被引入脱盐器,以加速形成脱盐原油相和水提取相。使用破乳剂也可尽量减少杂质层(rag layer)。破乳剂优选在混合物与水混合之前加入,并且更优选在将混合物与水接触之前加入。这确保了破乳剂能够到达水和油的界面。
其它添加剂可以用于本发明的方法中,以控制乳液。这些添加剂也优选在混合物与水混合之前加入,并且更优选在将混合物与水接触之前加入。合适的添加剂包括pH调节剂、润湿剂和溶剂。据认为,pH值的变化可以改变pH敏感材料的特性来稳定乳液,通过将它们从油/水界面移除的方式。润湿剂是表面活性剂材料,能够被覆在固体材料表面,倾向于定位于界面上。固体颗粒用表面活性剂包覆,其溶解特性会被改变,并由此移动离开界面。加入的溶剂可潜在地溶解某些乳液稳定材料,如蜡晶体和沥青质。它们还可以降低被认为增加液滴之间膜排泄(film drainage)率的粘度,从而促进聚结。任何提高分离速度的方法均可被用于本发明中,防止乳液稳定物质形成稳定的乳液的机会。
如果使用破乳剂,它可以是添加剂共混物的一部分,包括例如各种类型的表面活性剂、pH调节剂和溶剂。共混物的选择可以通过一系列的实验室测试由经验导出,通常被称为“瓶测试(bottle tests)”。
在本发明的方法中形成的任何乳液的稳定性,也可通过控制施加在原油相和一种或多种液体相的剪切力来最小化。
酸度降低的原油相和一种或多种液体相可以被任何常规脱盐方法分离。例如,如果酸度降低的原油相和一种或多种液体相在分离容器内,脱盐原油可以简单地从邻近该分离容器的顶部虹吸(脱盐原油典型地比一种或多种液体相的密度低)。包含有机酸和离子液体的水提取相可以从所述分离容器的底部附近虹吸。
本发明的方法可以运行大于2小时,优选大于4小时,更优选大于6小时,还更优选大于8小时,并且最优选大于10小时。较长的运行时间是优选的,因为当脱盐器内的条件达到稳定状态时,从所述混合物中移除的离子液体和有机酸的量增加。
在一个优选的实施方案中,本发明的方法是连续方法。
如上所述,对于本发明的目的,术语“原油”包括任何原油馏分。因此,本发明的方法可以用于脱盐任何液化石油气、汽油、煤气油、石脑油、煤油、柴油、燃料油、喷气式发动机燃油、家用加热油、润滑油或石蜡、或其混合物。
优选地,含有机酸的原油具有TAN值大于0.50毫克KOH/克,大于1.0毫克KOH/克,或大于1.5毫克KOH/克。可以存在于原油中的有机酸的例子包括酚酸、含硫酸,以及最常见的环烷酸。优选地,原油中含有环烷酸,并且本发明的方法用于从原油中除去环烷酸。按相对于混合物中环烷酸的重量计,本发明的方法可以从原油中除去至少50%,优选至少60%,并且更优选至少70%的环烷酸。
按重量计,含有机酸的原油优选与离子液体以大于50:1,优选大于100:1,并且更优选大于125:1的比例接触。按重量计,含有机酸的原油也优选与离子液体以小于300:1,优选小于200:1,并且更优选小于175:1的比例接触。因此,按重量计,优选地含有机酸的原油与离子液体以50:1至300:1,优选100:1至200:1,并且更优选125:1至175:1的比例接触。在一个优选的实施方案中,按重量计,含有机酸的原油与离子液体以150:1的比例接触。优选的是,所使用的碱性离子液体的摩尔量至少等于,优选大于原油和/或原油馏分中有机酸的摩尔量。
含有机酸的原油与离子液体优选地接触足够的时间,以将酸的TAN值降低到小于0.5毫克KOH/克,优选小于0.4毫克KOH/克,更优选小于0.3毫克KOH/克。含有机酸的原油与离子液体优选地混合。这利于原油中有机酸与离子液体之间的接触,从而增加并加快任何有机盐的形成。混合可以使用任何上述的方 法进行,例如那些涉及到将包含原油、离子液体和有机酸的混合物与水混合的方法。含酸原油与离子液体反应花费的时间高度依赖于含酸原油以及所混合的离子液体的良好状况。
含酸原油与离子液体在被混合之前优选加热,例如加热至60至120℃,更优选70至110℃,并且最优选80至100℃的温度。在一个实施方案中,温度是在约90℃。通常,含酸原油与离子液体在大气压下混合。
在一个实施方案中,在与离子液体接触之前含酸原油被脱水。例如,含酸原油被脱水,使得其含水量按油的体积计,低于0.5%,优选低于0.25%。在与离子液体接触之前脱水含酸原油,能够增加有机盐形成的速率,特别是当离子液体是水溶性的时候。水可以从含酸原油中分离出来,例如,在一个聚结器(coalescer)内。
除了有机酸,本发明的方法可以用于从含酸原油中除去无机盐。
优选地,如上所述,在处理期间实现将有机酸和无机盐除去。
然而,可以理解的是,本发明的方法可以与已知的脱盐方法一起使用。以举例的方式,在使用常规脱盐方法的预处理步骤中,无机盐可以从含酸原油中除去。在一个这种传统的方法中,脱盐器通常在120至140℃的温度下,优选在130℃的温度下操作,和/或在脱盐器中水含量按油的体积计通常小于5%,优选小于1%。这样的方法是本领域技术人员所熟知的。
一旦预处理,含酸原油被转到根据本发明的方法。如上所述,该方法包括向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于10%的水。脱盐单元优选保持在60至120℃的温度下,例如约90℃。
上面的预处理以外或者替代性地,所述方法还可以包括一个“后处理”步骤,在该步骤中通过分离从处理过的含酸原油中分离出任何无机盐。
用于本发明的方法中的离子液体优选是碱性离子液体。
碱性离子液体可以是其中阴离子为碱性的,阳离子是碱性的,或阴离子和阳离子均为碱性的。优选的是,阴离子是碱性的,或阴离子和阳离子均为碱性的。
优选地,本发明中使用的离子液体具有选自于丝氨酸盐(serinate)、脯氨酸盐(prolinate)、组氨酸盐(histidinate)、苏氨酸盐(threoninate)、缬氨酸盐(valinate)、天冬氨酸盐(asparaginate)、牛黄酸盐(taurinate)、赖氨酸盐 (lysinate)、烷基碳酸盐(alkylcarbonate)和碳酸氢盐(hydrogen carbonate)的碱性阴离子。
在本发明的一个优选实施方案中,碱性阴离子选自丝氨酸盐、赖氨酸盐、脯氨酸盐、牛黄酸盐和苏氨酸盐,更优选地选自赖氨酸盐、脯氨酸盐和丝氨酸盐。碱性阴离子也可以选自组氨酸盐和牛黄酸盐。
在另一个优选的实施方案中,碱性阴离子为烷基碳酸盐。更优选地,烷基可以是直链或支链的,和/或可以额外被取代或未取代的。
在一个优选的实施方案中,烷基是未取代的。在另一个优选的实施方案中,烷基是无支链的。在一个更优选的实施方案中,烷基是未取代的和无支链的。
在本发明的实施方案中,烷基可包含1至30个碳原子,优选1至20个碳原子,更优选1至10个碳原子。
所述烷基可以是选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和/或癸基中的一个或多个。特别优选的是甲基、乙基、丙基、丁基和戊基。在进一步优选的实施方案中,烷基选自甲基和乙基。
应该理解的是,支链烷基如异丙基、异丁基、仲丁基和/或叔丁基,也可以使用。
碱性离子液体可以包含阳离子,该阳离子选自以下组或由其衍生:铵(ammonium)、氮杂轮烯鎓(azaannulenium)、氮杂噻唑鎓(azathiazolium)、苯并咪唑鎓(benzimidazolium)、苯并呋喃鎓(benzofuranium)、苯并三唑鎓(benzotriazolium)、硼杂环戊烯鎓(borolium)、噌啉鎓(cinnolinium)、二氮杂二环癸烯鎓(diazabicyclodecenium)、二氮杂二环壬烯鎓(diazabicyclononenium)、二氮杂二环十一碳烯鎓(diazabicyclo-undecenium)、二噻唑鎓(dithiazolium)、呋喃鎓(furanium)、胍鎓(guanidinium)、咪唑鎓(imidazolium)、吲唑鎓(indazolium)、二氢吲哚鎓(indolinium)、吲哚鎓(indolium)、吗啉鎓(morpholinium)、氧硼杂环戊烯鎓(oxaborolium,噁硼杂环戊烯鎓)、氧磷杂环戊烯鎓(oxaphospholium,噁磷杂环戊烯鎓)、噁嗪鎓(oxazinium)、噁唑鎓(oxazolium)、异噁唑鎓(iso-oxazolium)、噁噻唑鎓(oxathiazolium)、五唑鎓(pentazolium)、磷杂环戊烯鎓(phospholium)、磷鎓(phosphonium)、酞嗪鎓(phthalazinium)、哌嗪鎓(piperazinium)、哌啶鎓(piperidinium)、吡喃鎓(pyranium)、吡嗪鎓(pyrazinium)、吡唑鎓(pyrazolium)、哒嗪鎓(pyridazinium)、吡啶鎓(pyridinium)、嘧啶鎓(pyrimidinium)、吡咯烷鎓(pyrrolidinium)、吡咯鎓(pyrrolium)、喹唑啉鎓(quinazolinium)、喹啉鎓 (quinolinium)、异喹啉鎓(iso-quinolinium)、喹喔啉鎓(quinoxalinium)、硒唑鎓(selenozolium)、硫鎓(sulfonium,锍)、四唑鎓(tetrazolium)、异噻二唑鎓(iso-thiadiazolium)、噻嗪鎓(thiazinium)、噻唑鎓(thiazolium)、噻吩鎓(thiophenium)、硫脲鎓(thiuronium)、三氮杂癸烯鎓(triazadecenium)、三嗪鎓(triazinium)、三唑鎓(triazolium)、异三唑鎓(iso-triazolium)和脲鎓(uronium)。
在一个实施方案中,所述阳离子可以选自以下组:

其中:Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg各自独立地选自氢、C1至C30的直链或者支链烷基、C3至C8的环烷基、或者C6至C10的芳基,其中所述烷基、环烷基或者芳基为未取代的或者可以被1至3个基团取代,该1至3个基团选自:C1至C6的烷氧基、C2至C12的烷氧基烷氧基、C3至C8的环烷基、C6至C10的芳基、-CN、-OH、-SH、-NO2、C6至C10的芳基和C7至C10的烷芳基、-CO2(C1至C6)烷基、-OC(O)(C1至C6)烷基,或者Rb、Rc、Rd、Re和Rf中任意两个连接到相邻的碳原子上形成亚甲基链-(CH2)q-,其中q为3至6。
优选地,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg为各自独立的选自C1至C20的直链或者支链烷基、C3至C6的环烷基,或者C6的芳基,其中所述的烷基、环烷基或者芳基为未取代的或者可以被1至3个基团取代,该1至3个基团选自:C1至C6的烷氧基、C2至C12的烷氧基烷氧基、C3至C8的环烷基、C6至C10的芳基、-CN、-OH、-SH、-NO2、-CO2(C1至C6)烷基、-OC(O)(C1至C6)烷基、C6至C10的芳基和C7至C10的烷芳基,并且其中Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg中一个也可以是氢。
Ra优选选自C1至C30的线性或者支链的烷基,更优选C2至C20的线性或者支链烷基,仍更优选,C2至C10的线性或者支链烷基,并且最优选Ra选自乙基、正丁基、正己基和正辛基。其它实施例包括其中Ra选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基和正十八烷基。
在包含Rg基团的阳离子中,Rg优选选自C1至C10的线性或者支链烷基,更优选,C1至C5的线性或者支链烷基,并且最优选Rg为甲基。
在既包含Ra又包含Rg的阳离子中,Ra和Rg为各自独立的优选选自C1至C30线性或支链烷基,并且Ra和Rg中的一个也可以为氢。更优选,Ra和Rg中一个可以选自C2至C20的线性或者支链烷基,更优选,C2至C10的线性或者支链烷基,并且最优选C4至C8的线性或者支链烷基,并且Ra和Rg中的另外一个可以选自C1至C10的线性或者支链烷基,更优选,C1至C5的线性或者支链烷基,并且最优选甲基。在另外一个优选的实施方式中,当Ra和Rg存在时可以各自独立选自C1至C30线性或者支链烷基以及C1至C15烷氧基烷基。
在另一个实施方案中,所述阳离子可以由下组中选出:
[N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+、[P(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+和[S(Ra)(Rb)(Rc)]+,
其中:Ra、Rb、Rc和Rd如上所定义。
优选地,阳离子选自:
[N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)]+,
其中:Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自C1至C8烷基,包括C2、C4和C6烷基。
在一个优选的实施方案中,Ra是甲基。例如,Ra可以是甲基并且Rb、Rc和Rd可以各自独立地选自C2至C6烷基,包括C2、C4和C6烷基。优选的阳离子包 括三丁基(甲基)铵(tributyl(methyl)ammonium)和三乙基(甲基)铵(triethyl(methyl)ammonium)。
碱性离子液体可以包括由下式表示的碱性阳离子:
Cat+-(Z-Bas)n
其中:Cat+是带正电的部分;
Bas是碱性部分;
Z是连接Cat+和Bas的共价键,或是二价连接基团;并且
n为1至3的整数,优选n是1。
合适地,Bas包含至少一个碱性氮、磷、硫、或氧原子,优选地,至少一个碱性氮原子。
Bas可包括含有碱性氮原子的杂环体系,如吡咯烷或哌啶环。
优选地,Bas选自-N(R1)(R2)、-P(R1)(R2)和-SR3。Bas也可以是OR3。合适地,R1和R2独立地选自氢、直链或支链烷基、环烷基、芳基和取代的芳基,或者,在-N(R1)(R2)基团的情况下,R1和R2与中间的氮原子一起形成杂环的一部分。合适地,R3选自直链或支链烷基、环烷基、芳基和取代的芳基。
优选地,R1、R2和R3均选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、苄基和苯基,或者,在-N(R1)(R2)基团的情况下,R1和R2一起表示被一个或多个C1-4烷基人选取代的四亚甲基或环戊烷基团。
在一个实施方案中,所述碱性部分是一个“位阻碱性基团(hindered basic group)”,即是一个官能团,该官能团作为碱并且由于空间位阻不能化学键合到任何油的组分(当然不是通过在通常的酸与碱的反应中接受质子)。合适的位阻碱性基团包括–N(CH(CH3)2)2和–N(C(CH3)3)2。优选地,位阻碱性基团比–N(C2H5)3具有较低的亲核性(或更大的空间位阻)。
在本发明的上下文中,-OH基团不被认为是碱性的,由于质子化的困难。相应地,本文所定义的Bas不包括-OH,并且在一个优选的实施方案中,不包括–OR3。
Z可以是一个具有1至18个碳原子的二价有机基,优选1-8个碳原子,更优选2至6个碳原子。二价有机基Z可以是支链或无支链的。二价有机基Z可被取代或未取代的。优选地,该价键在二价有机基Z的不同的碳原子上。
适当地,二价有机基Z是一个二价脂肪族基(例如,亚烷基、亚烯基、亚 环烷基、氧亚烷基、氧亚烷基氧基、亚烷基氧亚烷基或聚氧亚烷基),或是二价芳香族基(例如,亚芳基、亚烷基亚芳基或亚烷基亚芳基亚烷基)。
优选地,Z是:
(a)二价亚烷基,选自:-(CH2-CH2)-、(CH2-CH2-CH2)-、-(CH2-CH2-CH2-CH2)-、-(CH2-CH2-CH2-CH2-CH2)-、-(CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2)-、-(CH2-CH(CH3))-和-(CH2-CH(CH3)-CH2-CH(CH3))-;
(b)二价亚烷基氧亚烷基,选自:-(CH2-CH2-O-CH2-CH2)-、-(CH2-CH2-O-CH2-CH2-CH2)-和-(CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH(CH3))-;
(c)二价聚氧亚烷基,选自:-(CH2CH2O)n-,其中n是范围为1到9的整数,或–(CH2CH(CH3)O)m-,其中m是范围为1至6的整数;和
(d)二价亚烷基亚芳基或亚烷基亚芳基亚烷基,选自:-(CH2-C6H4)-和-(CH2-C6H4-CH2)-。
Cat+部分可以包含杂环结构,选自:铵、氮杂轮烯鎓、氮杂噻唑鎓、苯并咪唑鎓、苯并呋喃鎓、苯并三唑鎓、硼杂环戊烯鎓、噌啉鎓、二氮杂二环癸烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二噻唑鎓、呋喃鎓、胍鎓、咪唑鎓、吲唑鎓、二氢吲哚鎓、吲哚鎓、吗啉鎓、氧硼杂环戊烯鎓、氧磷杂环戊烯鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、异噁唑鎓、噁噻唑鎓、五唑鎓、磷杂环戊烯鎓、磷鎓、酞嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吡喃鎓、吡嗪鎓、吡唑鎓、哒嗪鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、吡咯烷鎓、吡咯鎓、喹唑啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、喹喔啉鎓、硒唑鎓、硫鎓、四唑鎓、异噻二唑鎓、噻嗪鎓、噻唑鎓、噻吩鎓、硫脲鎓、三氮杂癸烯鎓、三嗪鎓、三唑鎓、异三唑鎓和脲鎓。
当Cat+为杂环结构时,Cat+-Z-Bas的例子包括:


其中:Bas和Z如上定义;并且Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg各自独立地选自氢、C1至C40的直链或者支链烷基、C3至C8的环烷基、或者C6至C10的芳基,其中所述烷基、环烷基或者芳基为未取代的或者可以被1至3个基团取代,该1至3个基团选自:C1至C6的烷氧基、C6至C10的芳基、-CN、-OH、-SH、-NO2、C7至C30的芳烷基、C7至C30的烷芳基,或者Rb、Rc、Rd、Re和Rf中任意两个连接到环结构上的相邻的碳原子上形成亚甲基链-(CH2)p-,其中p为3至5。
当Cat+为杂环结构时,优选的Cat+-Z-Bas包括:

其中:Bas、Z和Rb如上所定义。
特别优选地,Cat+为杂环结构并且Bas为空间位阻氨基,例如:

杂环Cat+部分可通过烷化、质子化和/或酰化前体而获得,该前体选自:氮杂环(azaannulenes)、氮杂噻唑(azathiazoles)、苯并咪唑(benzimidazoles)、苯并呋喃(benzofurans)、苯并三唑(benzothiophenes)、硼杂环戊烯(benzotriazoles)、噌啉(cinnolines)、二氮杂二环癸烯(diazabicyclodecenes)、二氮杂二环壬烯(diazabicyclononenes)、二氮杂二环十一碳烯(diazabicycloundecenes)、二苯并呋喃(dibenzofurans)、苯并三唑(benzothiophenes)、二苯并三唑(dibenzothiophenes)、二噻唑(dithiazoles)、呋喃(furans)、咪唑(imidazoles)、吲唑(indazoles)、二氢吲哚(indolines)、吲哚(indoles)、吗啉(morpholines)、氧硼杂环戊烯(oxaboroles)、氧磷杂环戊烯(oxaphospholes)、噁嗪(oxazines)、噁唑(oxazoles)、异噁唑(iso-oxazoles)、噁噻唑(oxazolines)、五唑(pentazoles)、磷(phospholes)、酞嗪(phthalazines)、哌嗪(piperazines)、哌啶(piperidines)、吡喃(pyrans)、吡嗪(pyrazines)、吡唑(pyrazoles)、哒嗪(pyridazines)、吡啶(pyridines)、嘧啶(pyrimidines)、吡咯烷(pyrrolidines)、吡咯(pyrroles)、喹唑啉(quinazolines)、喹啉(quinolines)、异喹啉(iso-quinolines)、喹喔啉(quinoxalines)、硒唑(selenazoles)、四唑(tetrazoles)、异噻二唑(iso-thiadiazoles)、噻嗪(thiazines)、噻唑(thiazoles)、异噻唑(isothiazoles)、噻吩(thiophenes)、三氮杂癸烯(triazadecenes)、三嗪(triazines)、三唑(triazoles)、异三唑(iso-triazoles)。
也可以设想,Cat+部分可以是无环烃基部分。优选地,所述无环烃基部分包括选自由氨基脒基(amino amidino)、亚氨基(imino)、胍基(guanidino)、膦基(phosphino)、胂基(arsino)、锑基(stibino)、烷氧基烷基(alkoxyalkyl)、 烷硫基(alkylthio)、烷硒基(alkylseleno)和膦亚氨基(phosphinimino)组成的组中的基团。
当Cat+部分是无环烃基部分,[Cat+-Z-Bas]优选地选自:
[N(Z-Bas)(Rb)(Rc)(Rd)]+和[P(Z-Bas)(Rb)(Rc)(Rd)]+
其中:Bas、Z、Rb、Rc和Rd如上所定义。特别优选地,Rb、Rc和Rd独立地选自甲基和乙基。
优选的这类[Cat+-Z-Bas]的例子包括:

当Bas是空间位阻氨基,-N(CH(CH3)2)2,
[Cat+-Z-Bas]也可以是:

其中:Rb如上所定义。
优选的用于本发明的方法中的离子液体包括:三乙基(甲基)铵甲基碳酸酯(triethyl(methyl)ammonium methyl carbonate)和三丁基(甲基)铵甲基碳酸 酯(tributyl(methyl)ammonium methyl carbonate)。氨基酸系离子液体也是优选的。特别优选的是三丁基(甲基)铵甲基碳酸酯。
在一个优选的实施方案中,所述离子液体是水溶性的。例如,该离子液体可以按重量计以大于1%,优选大于5%,更优选大于10%,并且最优选大于20%的量溶于水中。
当所述离子液体是水溶性的,它可以被按引入脱盐单元的离子液体重量计,以大于30%,优选大于40%,更优选大于60%,并且还更优选大于70%的量而回收。
在一个实施方案中,离子液体容易与原油混合。例如,该离子液体可以以大于50ppm的,优选大于500ppm,并且更优选大于5000ppm的浓度溶于油相。然而,为了确保原油相从包含离子液体、有机酸和水的一种或多种液体相分离,重要的是,使那些可能存在于混合物中作为有机酸与离子液体之间的相互作用的结果的盐,以及任何残留的未反应的离子液体优先转移到一种或多种水相。
当所述一种或多种液体相包括含有有机酸和离子液体的水提取相时,本发明的方法可能另外包括分离离子液体与有机酸的步骤。这优选通过使离子液体再生的方法进行,并且优选通过使离子液体和有机酸均再生的方法进行。
合适的再生方法包括:
(1)将有机酸提取到不与离子液体相混溶的溶剂内;
(2)在降低的压力和低于所述离子液体的分解温度的温度下,优选低于200℃的温度下,使该酸蒸发;
(3)通过汽提(gas stripping)挥发该酸,其中热的气体,例如蒸汽或氮气通过所述离子液体;
(4)使用超临界流体提取该酸,例如,液化二氧化碳;
(5)膜分离(聚合物系、陶瓷、沸石和液-液系统),其中该膜对酸是选择性通透的;和
(6)两个或两个以上的上述方法的组合。
当所述离子液体是碱性离子液体,所述再生方法优选包括:(i)使碱性离子液体与具有pKa小于6.75酸接触;并且,任选地,(ii)将步骤(i)的混合物与溶剂接触,该溶剂与碱性离子液体不混溶;和(iii)从离子液体中分离出溶剂。使用这种方法,所述离子液体可能以相对于在该过程中加入到原油中的离子液体的大于80%,优选大于90%,并且更优选大于95%的量再生。优选地, 所述酸为碳酸。还优选,溶剂是石脑油。例如,当烷基铵离子液体与含环烷酸的原油接触时,会形成包含烷基铵环烷酸盐的混合物。将该混合物与碳酸接触的结果是离子液体和环烷酸的重新形成。加入石脑油提高再生的效率。
在再生的一个优选的方法中,水提取相中的有机酸与第1族(Group 1)和/或第2族(Group 2)金属的氢氧化物(例如氢氧化钙)反应,使得至少一个部分酸,优选地,基本上所有的酸,在离子液体中被转化成第1族和/或第2族中和盐。例如,该水提取相可以接触固体第1族和/或第2族金属的氢氧化物。不希望受任何理论的束缚,据信由酸与碱反应生成的中和盐可从离子液体沉淀下来,并因此可很容易地分离。
第1族金属的氢氧化物可以选自氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾,优选氢氧化钠选。适当地,第2族金属的氢氧化物选自氢氧化钡、氢氧化镁和氢氧化钙,优选氢氧化钙。第1族和/或第2族金属的氢氧化物的混合物也可使用。然而,优选使用第2族金属的盐或它们的混合物,由于第1族金属的盐有形成皂(soaps)的风险,导致干扰水从碱性离子液体分离。特别优选的是氢氧化钙。
在进一步优选的方法中,使水提取相中的有机酸与第1族和/或第2族金属的碳酸盐(例如白云石–CaMg(CO3)2)进行反应,使得至少一个部分酸,优选地,基本上所有的酸,被转化成第1族和/或第2族的中和盐。当碳酸盐是固体,降低有机酸含量的离子液体相可通过过滤来回收。
水提取相可以与盐水接触,例如,海水或采出水(produced water),在采出平台上在接触过程中海水的pH值用碱来调整到至少8,优选为至少10。海水含有天然存在的第1族和第2族金属离子的量足以与包含在碱性离子液体中的酸复合。典型地,盐水的pH可以被调整到10至12范围内的值,以使酸中和后盐水的pH范围在4至9内。海水的pH值可以使用第1族和/或第2族金属的氢氧化物来调整,例如氢氧化钠。
也可以设想,在酯化作用催化剂(例如,非均相或均相酯化作用催化剂)的存在下,在适合至少一部分酸有效地转换成其相应的酯的条件下,该水提取相可以被C1至C6脂族醇接触。这些酯衍生物比酸更不稳定,因此更容易地从碱性离子液体分离出来,例如,在减压和低于150℃的温度下通过蒸发分离。
在本发明的方法的步骤(Ⅱ)中获得的酸度降低的原油可直接用于其它目的或者可以被进一步处理,例如,通过分馏进一步处理。如果需要的话,任何残留的离子液体可通过将产品油流穿过硅胶柱来回收,使得所述离子液体被吸 附到硅胶柱上。被吸附的碱性离子液体然后可以使用用于离子液体的溶剂从硅胶柱上洗脱下来,并且离子液体可以通过减压驱除溶剂来回收。可替代地,油可通过热汽提(hot gas stripping)从残余的离子液体中回收,例如,热氮气汽提。
附图说明
现在将通过仅作为示例的方式,结合所附附图,对本发明进行描述。图中:
图1示出了根据本发明的方法的方法流程图;
图2是从工艺中提取的环烷酸盐的量作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中工艺中按混合物的体积计,利用10%和30%的水。
图3示出了从工艺中提取出的环烷酸盐的量(菱形)和加入到工艺中的环烷酸盐的量(方块)作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中工艺中按混合物的体积计,利用10%的水。
图4示出了从工艺中提取出的环烷酸盐的量(菱形)和加入到工艺中的环烷酸盐的量(方块)作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中工艺中按混合物的体积计,利用30%的水。
图5是示出了一个工艺中产物水相比产物原油的比值作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中该工艺中按混合物的体积计,利用30%的水。
图6示出了一个工艺中原油质量平衡(mass balance)作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中该工艺中按混合物的体积计,使用30%的水。
图7示出了一个工艺中水质量平衡作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中该工艺中按混合物的体积计,使用30%的水。
图8示出了一个工艺中的总加料量以及从工艺中获取的原油产物量和水产物量作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中该工艺中按混合物的体积计,使用30%的水。
图9示出了一个工艺中的加料混合物的量和加料水的量以及从工艺中获取的原油产物量和水产物量作为工艺操作时间的函数的曲线图,其中该工艺中按混合物的体积计,使用30%的水。
具体实施方式
参看图1,示出一个适于实施本发明的方法的脱盐100。在脱盐器100中,包含原油和有机酸的流2与离子液体进料流4接触,形成包含原油、有机酸和离子液体的混合物。该混合物通过第一混合阀1,然后通过第一热交换器5。该混合物在第一热交换器5内经过与第一热油流8的热交换,被加热(优选地加 热到80至100℃范围内的温度)。
水进料流6通过第二热交换器7的方式被加热。水进料流6在第二热交换器7内经过与第一热油流8的热交换,被加热(优选地加热到70至90℃范围内的温度)。
在图1所示的实施例中,可以看出,第一热油流8经热交换与包含原油、有机酸和离子液体的混合物接触,并且随后与水进料流6接触。因此,施加到水进料流6的热小于施加到混合物流的热。
从第二热交换器7排出的加热的水进料流与包含原油、有机酸和离子液体的加热的混合物接触。一旦接触,所得到的组合通过另一个混合阀3并进入一个分离容器9。
通过与第二热油流10的热交换,分离容器9内的温度维持在90℃。施加静电场来增加分离的速率。
在分离容器9内形成酸度降低的原油相,并作为产物流12提取出;同时形成包含有机酸和离子液体的水相作为副产物,并作为流16提取出。
酸度降低的原油相12,比水相16密度低,从靠近分离器容器顶部处提取出。
现在将通过实施例的方式进一步描述本发明。
实施例
实施例通过使用Howe Baker Engineers生产的垂直脱盐器(序列号:1498;建造年份:1980)进行。脱盐器的分离容器保持在约90℃的温度下。
在实施例中使用的原油来自澳大利亚油田,称作Pyrenees。原油具有1.5mg KOH g-1的TAN。原油在使用前进行连续循环,以防止分层。
在实施例中所使用的离子液体是三丁基(甲基)铵甲基碳酸酯。添加的离子液体的浓度相对于原油的量为0.7%(重量)。
由于环烷酸阴离子与三丁基(甲基)铵阳离子联合,从原油中提取的环烷酸盐的量是基于提取的三丁基(甲基)铵阳离子的量,使用NMR测得。不像环烷酸阴离子结构变化多样,三丁基(甲基)铵阳离子在NMR谱上显示一组清晰的峰。
实施例1–按混合物的体积计,使用10%的水。
将酸性原油与0.7%的量的离子液体(以酸性原油的重量计)混合,直到原油的TAN测试达到<0.3mg KOH g-1油。混合是通过使流传过一个混合阀来实现,并且在4小时内完成。
然后将含有盐的原油与水流以连续操作的模式组合,形成按体积计含有约10%水的混合物。通过使该组合流穿过第二混合阀实现进一步混合。
该组合流被送入一个分离容器内,该分离容器包含一个6kV的交流电流的静电场,增加相分离的速率。
通过分析该工艺,确定从该工艺中回收的环烷酸盐的量。该工艺接近稳定状态情况,回收的环烷酸盐的量增加。从图3中可以看出,一旦该工艺达到稳定状态情况,环烷酸盐的回收率超过30摩尔%。
实施例2–按混合物的体积计,使用10%的水。
通过利用与实施例1中相同的结构,但是增加水进料至按混合物的体积计30%的量,可回收的环烷酸盐的总量可增加到超过70摩尔%(参见图2)。
从图4中可以看出,一旦该工艺达到稳定状态情况,环烷酸盐的回收率超过30摩尔%。
这表明,通过增加加入到工艺中的水量,从混合物中回收环烷酸盐得到改善。
图5至图9还示出了来自一个工艺的质量平衡数据,该工艺中按混合物的体积计,使用10%的水。

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380037763.7(22)申请日 2013.07.26PI2012003403 2012.07.27 MYC10G 31/08(2006.01)C10G 33/00(2006.01)C10G 53/02(2006.01)(71)申请人 马来西亚国家石油公司地址 马来西亚吉隆坡(72)发明人 克里斯安德森 阿兹兰侯赛因马丁阿特金斯 贾迈利巴萨尔(74)专利代理机构 深圳鼎合诚知识产权代理有限公司 44281代理人 彭愿洁 彭家恩(54) 发明名称一种原油的脱盐方法(57) 摘要本发明涉及一种原油的脱盐方法,尤其涉及一种对包含离子液。

2、体、有机酸和由此产生的任何有机盐的原油进行脱盐的方法。(30)优先权数据(85)PCT国际申请进入国家阶段日2015.01.15(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/065846 2013.07.26(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/016425 EN 2014.01.30(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书17页 附图5页(10)申请公布号 CN 104508089 A(43)申请公布日 2015.04.08CN 104508089 A1/3 页21.一种在脱盐单元中从原油分离离子液体和有机酸的方法,。

3、其特征在于,所述方法包括步骤 :(i) 向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于 10的水 ;和( ) 从一个或多个含有离子液体、有机酸和水的液体相分离原油相。2.如权利要求 1 所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计大于 20。3.如权利要求 2 所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计大于 30。4.如权利要求 1-3 任一项所述的方法,其特征在于,引入脱盐器中的水相对于所述混合物按体积计小于 70。5.如权利要求 1-4 任一项所述的方法,其特征在于,使所述混合物与所述水混合。6.如权利要求 。

4、5 所述的方法,其特征在于,所述混合物与所述水穿过混合阀。7.如权利要求 6 所述的方法,其特征在于,横跨所述混合阀的压力差为 1 至 20psi。8.如权利要求 1-7 任一项所述的方法,其特征在于,对所述脱盐单元施加静电场。9.如权利要求 8 所述的方法,其特征在于,静电场是 1 至 25 千伏的交流电。10.如权利要求 1-9 任一项所述的方法,其特征在于,所述脱盐单元维持在 60 至 120的温度。11.如权利要求 10 所述的方法,其特征在于,所述脱盐单元维持在约 90的温度。12.如权利要求 1-11 任一项所述的方法,其特征在于,向所述脱盐单元引入破乳剂。13.如权利要求 1-1。

5、2 任一项所述的方法,其特征在于,所述一种或多种液体相包括含有有机酸和离子液体的水提取相,并且所述方法还包括分离所述离子液体与所述有机酸的步骤。14.如权利要求 13 所述的方法,其特征在于,至少所述离子液体和所述有机酸中一个被再生。15.如权利要求 1-14 任一项所述的方法,其特征在于,所述混合物是通过含有机酸的原油与离子液体接触可以得到的。16.如权利要求 1-15 任一项所述的方法,其特征在于,所述有机酸是环烷酸。17.如权利要求 1-16 任一项所述的方法,其特征在于,所述方法是连续方法。18.如权利要求 1-17 任一项所述的方法,其特征在于,所述离子液体是碱性离子液体。19.如权。

6、利要求 18 所述的方法,其特征在于,所述离子液体包含选自于丝氨酸盐、脯氨酸盐、组氨酸盐、苏氨酸盐、缬氨酸盐、天冬氨酸盐、牛黄酸盐、赖氨酸盐、烷基碳酸盐和碳酸氢盐的碱性阴离子。20.如权利要求 19 所述的方法,其特征在于,所述碱性阴离子是烷基碳酸盐。21.如权利要求 18-20 任一项所述的方法,其特征在于,所述碱性离子液体包含阳离子,所述阳离子选自以下组或由其衍生 :铵、氮杂轮烯鎓、氮杂噻唑鎓、苯并咪唑鎓、苯并呋喃鎓、苯并三唑鎓、硼杂环戊烯鎓、噌啉鎓、二氮杂二环癸烯鎓、二氮杂二环壬烯鎓、二氮杂二环十一碳烯鎓、二噻唑鎓、呋喃鎓、胍鎓、咪唑鎓、吲唑鎓、二氢吲哚鎓、吲哚鎓、吗啉鎓、氧硼杂环戊烯鎓。

7、、氧磷杂环戊烯鎓、噁嗪鎓、噁唑鎓、异噁唑鎓、噁噻唑鎓、五唑鎓、磷杂环戊烯权 利 要 求 书CN 104508089 A2/3 页3鎓、磷鎓、酞嗪鎓、哌嗪鎓、哌啶鎓、吡喃鎓、吡嗪鎓、吡唑鎓、哒嗪鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、吡咯烷鎓、吡咯鎓、喹唑啉鎓、喹啉鎓、异喹啉鎓、喹喔啉鎓、硒唑鎓、硫鎓、四唑鎓、异噻二唑鎓、噻嗪鎓、噻唑鎓、噻吩鎓、硫脲鎓、三氮杂癸烯鎓、三嗪鎓、三唑鎓、异三唑鎓和脲鎓。22.如权利要求 21 所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自以下组 :其 中 :Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf和Rg各自独立地选自氢、C1至C30的直链或者支链烷基、C3至C8的环烷基、或者C6至C10的芳基,其中。

8、所述烷基、环烷基或者芳基为未取代的或者可以被1至 3 个基团取代,该 1 至 3 个基团选自 :C1至C6的烷氧基、C2至C12的烷氧基烷氧基、C3至C8的环烷基、C6至C10的芳基、-CN、-OH、-SH、-NO2、C6至C10的芳基和 C7至C10的烷芳基、-CO2(C1至C6) 烷基、-OC(O)(C1至C6) 烷基,或者 Rb、Rc、Rd、Re和Rf中任意两个连接到相邻的碳原子上形成亚甲基链 -(CH2)q-,其中q为3至6。23.如权利要求 21 所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自 :N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)+、P(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)+和 S(Ra)(Rb)。

9、(Rc)+,其 中 :Ra、Rb、Rc和Rd如权利要求 22 中所定义。24.如权利要求 23 所述的方法,其特征在于,所述阳离子选自 :N(Ra)(Rb)(Rc)(Rd)+,其 中 :Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地选自 C1至C8烷基,包括 C2、C4和C6烷基。25.如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述阳离子为三丁基(甲基)铵或三乙基(甲基)铵。26.如权利要求 18-20 任一项所述的方法,其特征在于,所述碱性离子液体包括由下式表示的碱性阳离子 :Cat+-(Z-Bas)n权 利 要 求 书CN 104508089 A3/3 页4其中 :Cat+是带正电的部分 ;Bas 是碱性部。

10、分 ;Z 是连接 Cat+和 Bas 的共价键,或是二价连接基团 ;并且n为1至3的整数,优选n是1。27.如权利要求 26 所述的方法,其特征在于,Cat+-Z-Bas 选自以下组 :28.一种根据权利要求 1-27 任一项所述的方法,其特征在于,在脱盐器中预处理所述含酸原油以去除无机盐。29.一种基本上如说明书中参考图 1 描述的脱盐器。权 利 要 求 书CN 104508089 A1/17 页5一种原油的脱盐方法技术领域0001 本发明涉及一种原油的脱盐 (desalting) 方法,尤其涉及一种对包含离子液体、有机酸和由此产生的任何有机盐的原油进行脱盐的方法。背景技术0002 脱盐器 。

11、(desalter) 已经使用多年,用于从原油中除去无机盐。典型的脱盐器包括可向其中加入原油和水的储罐。通过水相从原油中提取出盐。在典型的脱盐方法中,只将少量的水引入储罐中。这是为了最大限度地提高可被处理的原油的量,并尽量减少将被输送到废水处理设施的废水的量。少量的水也最大限度地减少发生在脱盐装置中的腐蚀和结垢。例如,原油通常包含小的无机盐,如 NaCI、CaCI2和 MgCI2。在高温和 / 或高压下,水可能被水解,并可能形成酸,如HCl。由这些酸引起的腐蚀会带来经济上的损失,无论是在零件更换还是停工期间。0003 以前,脱盐工艺已被用于从原油中去除小无机盐,如 NaCl 和 CaCl2。这。

12、些盐是高度可溶的,因此在脱盐过程中,只要少量的水即可将它们从原油中去除。以前没有考虑将脱盐器用于从原油中除去大的有机盐。0004 到目前为止,较大的有机分子,例如有机酸,如萘二甲酸 (naphthalic acid),已经通过已知的方法去除,这些已知的方法属于破坏(destruction)、吸附(adsorption)和/或提取 (extraction) 的范畴。0005 已知的破坏方法包括:使用合适的过渡金属催化剂(transition metal catalysts) 对羧基进行脱羧 ;与氧化钙混合 ;以及 Statoil 的 NAR 方法。吸附方法包括 :使用离子交换树脂(ion exc。

13、hange resins) ;和使用金属氧化物。提取方法包括 :使用极性溶剂,如甲醇中。0006 环烷酸 (Naphthenic acids) 是在原油以及原油的精炼过程中的各种原油馏分中发现的羧酸。术语“环烷酸”包括大量的羧酸化合物,包括一个或多个环烷基环并具有约120至超过 700 的分子量。在原油以及原油馏分中发现的大多数环烷酸具有含有 9 至 20 个碳原子的碳主链,并且环戊基环是主要的环烷基环结构,尽管其它的环烷基环,如环己基和环庚基环也可能以可检测到的量存在。0007 原油和原油馏分中酸性杂质的存在,在炼油厂所使用的高温 ( 例如大于 200 )下,会导致管道和蒸馏设备的腐蚀,相比。

14、低酸度的原油和原油馏分,酸性原油和原油馏分的市场价值降低。特别是,已发现,蒸馏含环烷酸的原油会造成严重的炼油厂设备的腐蚀,尤其是真空蒸馏单元。因此,需要有效的方法来降低原油和原油馏分中的环烷酸含量。0008 原油和原油馏分的酸度以根据 ASTM D0664 的总酸值 (Total Acid Number,TAN)进行测量。总酸值是中和一克油中的酸需要的氢氧化钾的毫克 (milligrams) 量,超过 0.5毫克 KOH/ 克 (mg KOH/g) 为高酸度值。酸性原油和原油馏分的典型 TAN 值在 0.5 至 4.0 毫克 KOH/ 克的范围内,而酸性馏分如煤油可能具有的 TAN 值的范围,。

15、例如为 0.5 至 8.0 毫克KOH/ 克。说 明 书CN 104508089 A2/17 页60009 WO 2010/136783 涉及一种方法,其中负载化碱性离子液体 (supported basic ionic liquid)用于中和原油中的环烷酸。在这样的实施方案中,原油通过装有一个负载化碱性离子液体的柱子,并且酸含量降低的油从柱子中流出。0010 离子液体是在过去几年中开发的一类新型化合物。本文所用的术语“离子液体”,是指一种能够通过熔化盐而产生的仅由离子组成的液体。离子液体可能由包含 1 种阳离子和1种阴离子的同质物质形成,或者由一种以上的阳离子和/或一种以上的阴离子组成。因此。

16、,离子液体可以由一种以上的阳离子和一种阴离子组成。离子液体还可以由 1 种阳离子和一种或多种阴离子组成。更进一步地,离子液体可以由一种以上阳离子和一种以上阴离子组成。0011 术语“离子液体”包含具有高熔点的化合物和具有低熔点的化合物,例如等于或低于室温。因此,许多离子液体具有低于 200的熔点,优选低于 150,特别是低于 100,室温左右 (15 30 ),或甚至低于 0。具有低于约 30的熔点的离子液体通常被称为“室温离子液体”,并且经常从具有含氮杂环阳离子的有机盐而得,例如咪唑和吡啶鎓基阳离子。在室温离子液体中,阳离子和阴离子的结构防止有序晶体结构的形成,因此该盐在室温下是液体。001。

17、2 离子液体已知最广泛的用途是用作溶剂,是由于它们可忽略的蒸气压、温度稳定性、低可燃性和可循环利用性。由于大量的可用阴离子 / 阳离子组合,能够调整离子液体的物理性质 ( 例如熔点、密度、粘度和与水或有机溶剂的混溶性 ),以适应特定应用的要求。发明内容0013 本发明涉及令人惊讶的发现,就是在其操作过程中脱盐器可以改良,以从原油中移除离子液体和有机酸。0014 本发明提供一种在脱盐单元中从原油分离离子液体和有机酸的方法,所述方法包括以下步骤 :0015 (i) 向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于 10的水 ;和0016 ( ) 从一个或多个含。

18、有离子液体、有机酸和水的液体相分离原油相。0017 有利地,本发明的脱盐方法产生的结果是从原油混合物中除去高比例的有机酸。按相对于混合物中有机酸的重量计,本发明的方法可以除去大于 40,优选大于 50,更优选大于60,甚至更优选大于70并且最优选大于80的量的有机酸。对于本发明的目的,术语“有机酸”包括从有机酸衍生的盐,例如那些存在于混合物中作为有机酸和离子液体之间相互作用的结果的盐。0018 不希望受理论的束缚,据信按相对于混合物体积计使用大于 10的水,产生的结果是将有机酸从原油中以临时水包油 (oil-in-water) 乳液的形式除去。如果没有该乳液,被转移到水相中的环烷酸盐不充分。这。

19、不同于脱盐器的正常操作,正常操作中无机盐完全溶解于少量的水中。0019 可存在于原油中的有机酸的实例包括:酚酸(phenolic acids)、含硫酸(sulphur-containing acids) 以及最通常的环烷酸。优选地,有机酸是环烷酸。0020 涉及到术语原油,旨在涵盖任何原油或原油馏分。因此,本发明的方法也可以说 明 书CN 104508089 A3/17 页7与液化石油气 (liquefied petroleum gas)、汽油 (gasoline)、煤气油 (gas oil)、石脑油 (naphtha)、煤油 (kerosene)、柴油 (diesel fuel)、燃料油 (。

20、fuel oil)、喷气式发动机燃油 (jet fuel)、家用加热油 (home heating oil)、润滑油 (lubricating oil) 或石蜡(paraffin wax)、或其混合物一起使用。0021 原油,如以上那些以举例的方式提到的原油,通常被加工地包含尽可能少的水。这是由于在上游和下游过程中众所周知的问题。以这种方式,在已知的方法中,从原油提取盐期间,水的量通常按体积计小于 0.5,并且优选按体积计小于 0.25。本发明的方法是基于令人惊讶的发现,就是显著增加存在的水的量是有利的。这种增加通常是通过在本文中所定义的量添加水的方式实现。0022 优选地,将水与包含原油、离。

21、子液体和有机酸的混合物接触,水的量按相对于混合物体积以大于 15,优选大于 20,更优选大于 25,最优选大于 30的量计。0023 如上所讨论的,在使用高含量水的现有技术的脱盐方法中,由于已知的限制,以前并没有使用过如此高体积百分 ( ) 含量的水。然而,本发明人已经惊奇地发现,使用高含量的水能够获得良好的分离。0024 此外,已经令人惊奇地发现,通过对水的体积的增加,例如相对于混合物体积,从 10 体积增加到 30 体积,能够增加从混合物中除去的有机酸的比例。如上所述,据信高的水含量的结果是水包油乳液的形成,这增强有机酸,例如以有机盐的形式从原油到水相转移。与此相反,在传统的脱盐方法中,使。

22、用尽可能少的水,形成的乳液是油包水乳液。0025 优选地,将水与混合物按水相对于混合物体积小于 70,优选小于 60,并且更优选小于 50的量进行接触。也可以考虑小于 45,并且还小于 40的量。0026 因此,通过举例的方式,可以以相对于混合物体积大于 10的量至小于 70的量加入水。在此范围内,本发明的方法有效地去除有机酸,同时仍有效地工作。0027 在一个实施方案中,水可以是基本上纯的。因此,水可包含杂质/添加剂(impurities/additives),杂质 / 添加剂按重量计小于 0.1,优选小于 0.05,更优选小于 0.01,并且最优选小于 0.001。在其他实施方案中,水可包。

23、含一种或多种添加剂。0028 在与水接触之前,该混合物可以被加热,例如加热至 60 至 120,更优选为 70 至110,并且最优选 80 至 100的温度。在一个实施方案中,温度是约 90。0029 在与混合物接触之前,水可以被加热,例如加热至60至100,并且更优选为70至90的温度。0030 优选地,无论是混合物还是水在接触之前都进行加热。0031 可替代地和 / 或另外,一旦混合物与水接触就进行加热。将该混合物保持在较高的温度下有利于降低其粘度。使得混合物通过脱盐器的运动变得容易并加速。0032 优选地,单一加热流 (single heated stream) 被用来加热所述混合物和水。

24、,例如通过热交换。使用单一加热流分别单独加热混合物和水,比 ( 例如 ) 加热混合物和水组合产生的单一流,具有更有效的热转换。0033 任何合适的已知系统可用于加热液流,并且在可行的情况下,优选通过热交换的方式和其它加热工艺流来加热液流。以举例的方式,这样的合适的流可以包括加热的油流。加热的油流可以是由本发明的方法产生的产物流 (product stream)。0034 本领域的技术人员将会理解,该离子液体在形成混合物之前可被加热。说 明 书CN 104508089 A4/17 页80035 优选地,将混合物与水进行混合。这导致混合物和水之间的临时乳液,增加离子液体和有机酸从原油到水的运动。优。

25、选大于 50,优选大于 60,并且更优选大于 70的有机酸转移到水相中。为实现有机酸转移到水相所需要的任何条件,比如混合进行的时间长度,可以由本领域的技术人员容易地确定。0036 混合可以通过使用任何合适的设备进行,例如使混合物和水通过混合阀,使用静态混合器或通过使用机械搅拌的混合容器。可替代地,混合可通过沿管道长度方向的湍流(turbulent)来诱导。优选地,混合是通过使混合物和水通过混合阀来进行。这使得混合物与水充分混合,并迅速分离。两相的过度混合将导致稳定乳液的形成的机会增加,随后难以分离。横跨混合阀的压力差可以是,例如,从 1 至 20 磅 / 平方英寸 (psi),更优选为从 4 。

26、至17psi,并且最优选从 7 至 14psi。0037 优选混合物与水接触,并且优选在不同区域混合 ( 例如通过穿过混合阀 ),该不同区域是不同于脱盐的原油相从一个或多个含有离子液体、有机酸和水的液体相分离出来的区域。在一个优选的实施方案中,该混合物与水接触,经过混合阀,并传输到一个分离容器。0038 将混合物与水接触,使得形成一个酸度降低 (deacidified) 的原油相和一种或多种液相。优选地,所述一种或多种液相包括含有机酸和离子液体的水提取相。脱盐器优选地包括分离容器,在其中所述相可以形成。0039 优选地,在脱盐器中施加静电场。这激发并加快所述相的形成。静电场可以是从1至 25 。

27、千伏 (kV),优选是从 1 至 11 千伏,更优选是从 3 至 9 千伏,并且最优选是从 5 至 7 千伏的交流电。0040 原油相和一个或多个液体相可保持在温度 60 至 120,更优选 70 至 110,并且最优选 80 至 100的温度下。在一个实施方案中,温度是在约 90。这与正常脱盐操作形成对比,正常脱盐操作典型地在 120 至 140的较高温度范围内进行。较高的温度提高了分离的速度,因为这导致原油较低的粘度,增强聚结水滴之间的油的排泄速率。然而,还需要更高温度带来的益处与升高液流温度带来的能量消耗提高之间的权衡,以及其他各种问题,如结垢 (fouling) 和更高的操作压力。通常。

28、,各种因素的平衡导致上述提及的 120 至140的温度范围,例如 130。然而,在该温度范围内,有机盐 ( 由有机酸和离子液体反应形成 ) 会有分解的风险。因此,在本发明的一个优选实施方案中,处理温度是受限制的。已经令人惊奇地发现,尽管较低的温度,本发明的脱盐方法可有效地用于从原油去除有机酸,如较大的有机酸环烷酸。0041 其它加热源,例如加热流,可被用于维持脱盐器内的温度。该加热流优选是热油流。在一个实施方案中,加热流被用作进一步的加热源以维持分离容器内上述提及的温度。在这种情况下,加热流优选与脱盐原油相和 / 或水提取相接触,以热交换的方式穿过所述分离容器。0042 脱盐器内的压力优选为 。

29、100 至 180psi,更优选为 120 至 160psi,并且最优选约140psi。这种压力促使原油的较轻馏分和水留在液体相中。0043 在本发明的方法中可以使用一些添加剂。例如,破乳剂 (demulsifier) 可被引入脱盐器,以加速形成脱盐原油相和水提取相。使用破乳剂也可尽量减少杂质层 (rag layer)。破乳剂优选在混合物与水混合之前加入,并且更优选在将混合物与水接触之前加入。这确保了破乳剂能够到达水和油的界面。说 明 书CN 104508089 A5/17 页90044 其它添加剂可以用于本发明的方法中,以控制乳液。这些添加剂也优选在混合物与水混合之前加入,并且更优选在将混合。

30、物与水接触之前加入。合适的添加剂包括 pH 调节剂、润湿剂和溶剂。据认为,pH值的变化可以改变pH敏感材料的特性来稳定乳液,通过将它们从油 / 水界面移除的方式。润湿剂是表面活性剂材料,能够被覆在固体材料表面,倾向于定位于界面上。固体颗粒用表面活性剂包覆,其溶解特性会被改变,并由此移动离开界面。加入的溶剂可潜在地溶解某些乳液稳定材料,如蜡晶体和沥青质。它们还可以降低被认为增加液滴之间膜排泄 (film drainage) 率的粘度,从而促进聚结。任何提高分离速度的方法均可被用于本发明中,防止乳液稳定物质形成稳定的乳液的机会。0045 如果使用破乳剂,它可以是添加剂共混物的一部分,包括例如各种类。

31、型的表面活性剂、pH 调节剂和溶剂。共混物的选择可以通过一系列的实验室测试由经验导出,通常被称为“瓶测试 (bottle tests)”。0046 在本发明的方法中形成的任何乳液的稳定性,也可通过控制施加在原油相和一种或多种液体相的剪切力来最小化。0047 酸度降低的原油相和一种或多种液体相可以被任何常规脱盐方法分离。例如,如果酸度降低的原油相和一种或多种液体相在分离容器内,脱盐原油可以简单地从邻近该分离容器的顶部虹吸 ( 脱盐原油典型地比一种或多种液体相的密度低 )。包含有机酸和离子液体的水提取相可以从所述分离容器的底部附近虹吸。0048 本发明的方法可以运行大于 2 小时,优选大于 4 小。

32、时,更优选大于 6 小时,还更优选大于 8 小时,并且最优选大于 10 小时。较长的运行时间是优选的,因为当脱盐器内的条件达到稳定状态时,从所述混合物中移除的离子液体和有机酸的量增加。0049 在一个优选的实施方案中,本发明的方法是连续方法。0050 如上所述,对于本发明的目的,术语“原油”包括任何原油馏分。因此,本发明的方法可以用于脱盐任何液化石油气、汽油、煤气油、石脑油、煤油、柴油、燃料油、喷气式发动机燃油、家用加热油、润滑油或石蜡、或其混合物。0051 优选地,含有机酸的原油具有 TAN 值大于 0.50 毫克 KOH/ 克,大于 1.0 毫克 KOH/克,或大于 1.5 毫克 KOH/。

33、 克。可以存在于原油中的有机酸的例子包括酚酸、含硫酸,以及最常见的环烷酸。优选地,原油中含有环烷酸,并且本发明的方法用于从原油中除去环烷酸。按相对于混合物中环烷酸的重量计,本发明的方法可以从原油中除去至少 50,优选至少60,并且更优选至少 70的环烷酸。0052 按重量计,含有机酸的原油优选与离子液体以大于 50 :1,优选大于 100 :1,并且更优选大于 125 :1 的比例接触。按重量计,含有机酸的原油也优选与离子液体以小于 300 :1,优选小于 200 :1,并且更优选小于 175 :1 的比例接触。因此,按重量计,优选地含有机酸的原油与离子液体以 50:1 至 300:1,优选 。

34、100:1 至 200:1,并且更优选 125:1 至 175:1 的比例接触。在一个优选的实施方案中,按重量计,含有机酸的原油与离子液体以 150:1 的比例接触。优选的是,所使用的碱性离子液体的摩尔量至少等于,优选大于原油和 / 或原油馏分中有机酸的摩尔量。0053 含有机酸的原油与离子液体优选地接触足够的时间,以将酸的 TAN 值降低到小于0.5 毫克 KOH/ 克,优选小于 0.4 毫克 KOH/ 克,更优选小于 0.3 毫克 KOH/ 克。含有机酸的原油与离子液体优选地混合。这利于原油中有机酸与离子液体之间的接触,从而增加并加快说 明 书CN 104508089 A6/17 页10任。

35、何有机盐的形成。混合可以使用任何上述的方法进行,例如那些涉及到将包含原油、离子液体和有机酸的混合物与水混合的方法。含酸原油与离子液体反应花费的时间高度依赖于含酸原油以及所混合的离子液体的良好状况。0054 含酸原油与离子液体在被混合之前优选加热,例如加热至 60 至 120,更优选 70至 110,并且最优选 80 至 100的温度。在一个实施方案中,温度是在约 90。通常,含酸原油与离子液体在大气压下混合。0055 在一个实施方案中,在与离子液体接触之前含酸原油被脱水。例如,含酸原油被脱水,使得其含水量按油的体积计,低于 0.5,优选低于 0.25。在与离子液体接触之前脱水含酸原油,能够增加。

36、有机盐形成的速率,特别是当离子液体是水溶性的时候。水可以从含酸原油中分离出来,例如,在一个聚结器 (coalescer) 内。0056 除了有机酸,本发明的方法可以用于从含酸原油中除去无机盐。0057 优选地,如上所述,在处理期间实现将有机酸和无机盐除去。0058 然而,可以理解的是,本发明的方法可以与已知的脱盐方法一起使用。以举例的方式,在使用常规脱盐方法的预处理步骤中,无机盐可以从含酸原油中除去。在一个这种传统的方法中,脱盐器通常在 120 至 140的温度下,优选在 130的温度下操作,和 / 或在脱盐器中水含量按油的体积计通常小于 5,优选小于 1。这样的方法是本领域技术人员所熟知的。。

37、0059 一旦预处理,含酸原油被转到根据本发明的方法。如上所述,该方法包括向脱盐器中一起引入含有原油、离子液体和有机酸的混合物,以及相对于所述混合物按体积计大于10的水。脱盐单元优选保持在 60 至 120的温度下,例如约 90。0060 上面的预处理以外或者替代性地,所述方法还可以包括一个“后处理”步骤,在该步骤中通过分离从处理过的含酸原油中分离出任何无机盐。0061 用于本发明的方法中的离子液体优选是碱性离子液体。0062 碱性离子液体可以是其中阴离子为碱性的,阳离子是碱性的,或阴离子和阳离子均为碱性的。优选的是,阴离子是碱性的,或阴离子和阳离子均为碱性的。0063 优选地,本发明中使用的。

38、离子液体具有选自于丝氨酸盐 (serinate)、脯氨酸盐(prolinate)、组氨酸盐 (histidinate)、苏氨酸盐 (threoninate)、缬氨酸盐 (valinate)、天冬氨酸盐 (asparaginate)、牛黄酸盐 (taurinate)、赖氨酸盐 (lysinate)、烷基碳酸盐(alkylcarbonate) 和碳酸氢盐 (hydrogen carbonate) 的碱性阴离子。0064 在本发明的一个优选实施方案中,碱性阴离子选自丝氨酸盐、赖氨酸盐、脯氨酸盐、牛黄酸盐和苏氨酸盐,更优选地选自赖氨酸盐、脯氨酸盐和丝氨酸盐。碱性阴离子也可以选自组氨酸盐和牛黄酸盐。0065 在另一个优选的实施方案中,碱性阴离子为烷基碳酸盐。更优选地,烷基可以是直链或支链的,和 / 或可以额外被取代或未取代的。0066 在一个优选的实施方案中,烷基是未取代的。在另一个优选的实施方案中,烷基是无支链的。在一个更优选的实施方案中,烷基是未取代的和无支链的。0067 在本发明的实施方案中,烷基可包含 1 至 30 个碳原子,优选 1 至 20 个碳原子,更优选 1 至 10 个碳原子。0068 所述烷基可以是选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基和 / 或说 明 书CN 104508089 A。

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