[发明专利]静态脱盐器模拟器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2010年12月2日提交的名称为“静态(static)脱盐器模拟器”的美国专利申请系列号No.12/958,656的部分延续申请，并且要求根据35 U.S.C §120享有其优先权。

技术领域

本发明总体涉及原油炼油厂脱盐器、自由水分离器和加热器处理器的小规模模拟，更具体地说涉及一种静态脱盐器模拟器，其可实现乳浊液(emulsion)的直接观察。

技术背景

烃原料，例如原油天然地包含各种污染物，其对于工艺设备和炼油厂的操作具有有害的影响。这些污染物被广泛地归类为盐、底部沉淀物、水、固体和金属。这些污染物的类型和数量根据具体的烃而不同。另外，以微滴形式存在于液体烃相态中的同生水可被天然产生的表面活性剂例如沥青质、环烷酸盐、树脂或固体所覆盖，这些固体包括但不局限于氧化铁、二氧化硅、碳、碳酸盐或磷酸盐。从原油中脱除水对于原油生产和工艺设施是必须的，因为其影响原油的价值及其经济的运输。盐的存在，尤其是元素周期表中的族I和族II元素的氯化物将造成油工艺设备的腐蚀。为了减轻腐蚀的影响，在油的运输和处理之前将盐浓度减少到1至5ppm或更少的范围内，并将水含量减少到按原油重量计算大约0.10至1wt%是有利的。

用于脱除固体小颗粒和底部沉淀物、盐、水和金属的标准处理是通常被称为脱水或脱盐的相分离操作。在通常为4至15vol%范围内的冲洗清水被喷射到原油中。原油和冲洗水会经受剪力，从而使水和原油完全地混合以形成乳浊液，并将污染物从原油转移到清水中。经常还会将乳浊液化学分解剂添加到乳浊液中，并且乳浊液时常会经受静电场，使得原油、冲洗水和乳浊液化学分解剂的混合物中的水滴将在静电场中聚结在电极之间。聚结的水滴沉淀在含油的原油相态下面并被脱除。处理后的原油从分离器的上部脱除。

脱水和脱盐所遇到的一个问题是某些原油形成不期望的“抹布”(rag)层，其包括位于分离器中的水-油相界处稳定的油-水乳浊液和固体。抹布层时常保留在容器中，但其可被脱除，以用于储存或用于进一步的处理。水-油相界处的抹布层导致油损失和减少的处理能力。包含高浓度的沥青质、树脂、石蜡和环烷酸的重质原油展现了很高的形成抹布层的倾向。

可添加添加剂，以改善烃相态的聚结和脱水，提供更快的水分离，改善盐或固体的提取，并产生不含油的废水。这些添加剂通常被称为抗乳化剂，其通常供应到烃相态中，以改变油/水界面。还可将这些材料供应至冲洗水或油和水两者中。这些添加剂容许水滴更容易聚结，并使固体表面被水润湿。添加剂减少了油、固体和水的良好分离所需要的有效时间。

通常已经利用简单的器械，例如玻璃瓶或玻璃管来进行新的化学抗乳化剂的开发，并且被称为“瓶试验”。在最简单的实施例中，待处理的油样品添加到玻璃瓶中并进行摇晃。然后通过观察在瓶底部收集的“自由”水的量而监视随时间变化的抗乳化(脱水)的速率。这些方法已被证明是有用的，但它们时常未能充分模拟脱盐器的许多关键参数，并且尤其在具有形成抹布层倾向的重油或系统中使用受限。

因此需要改善模拟方法，使得作业者可选择最有效的化学物和操作条件，从而优化乳浊液分解剂化学物、油混合物、温度、乳浊液粒径(size)以及其它参数。

发明内容

[此处插入发明内容]

从以下通过图例所显示和描述的本发明的实施例的说明书中，本发明的优点对于本领域技术人员来说将变得更加清晰。如将实现的那样，本发明能够具有其它且不同的实施例，并且其细节能够在各个方面变化。

发明内容

从本发明的一个方面来说，提供了一种静态脱盐器模拟器械。这种器械包括外壳，其用于包含在其中的液体池(liquid bath)。该器械还包括设置在外壳中的支架，并且支架由至少两个大致平行的板形成，其可被多个隔离件分隔开。在板之间可产生电场，并且至少一个板包括穿透其成形的至少一个凹腔。该器械还包括用于包含油-水乳浊液的至少一个混合管。所述至少一个混合管可定位在所述至少一个凹腔中，所述至少一个凹腔成形于所述板中的至少一个中。控制器操作地连接到所述至少一个混合管上。成像装置用于在抗乳化工艺期间产生在所述至少一个混合管中的至少一个数字图像或数字影像。