[发明专利]调解来自石油流的物料的组成的模型的方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及获得组成模型以弥补现行测量技术的局限性的方法。

背景技术

石油物流是含有大量不同的分子物种的复杂烃混合物。这些物流包括来自针对石油分子组成的工艺的多个烃物流。例如，直馏的石油原油可含有具有从高度挥发性C4烃至非挥发性沥青质的宽沸点范围的分子。所述物流极其复杂，并且具有众多不同的分子物种。因此，组成的任何分子近似都基本上是模型，即组成模型(MoC)。有必要分析具有多个沸点的石油组成以输入许多后续工艺中。

可将傅里叶变换离子回旋共振(FTICR)质谱以及合适的电离方法用于构建对石油物流组成的初始估算。与FTICR联合使用的电离方法包括大气压光致电离(APPI)以及负离子和正离子电喷雾(N-，PESI)。

虽然FTICR有超高的分子量分辨率，但是在特定阈值以外，仅仅这种技术不能提供构建精确组成模型的足够信息。例如，所指定的电离方法都不能有效地电离复杂烃混合物中沸点高于1250℉的分子。因此，已知技术不能提供构建与石油物流的所有特征都一致的重烃组成模型(HHMoC)的足够信息。如此处使用的HHMoC是指用于减压渣油(又名残油)物流，即沸点高于1000℉的石油物流的组成模型。在至少一些残油物流中，已知至少50重量％的分子的沸点高于1250℉。因此，当前超高分辨率APPI-FTICR-MS(或N-，PESI-FTICR-MS)数据得不到对整个残油或整个残油馏分的分子性质分布的精确估算。可得文献中公开了基于当前技术的FTICR-MS数据的实例。例如参见McKenna,A.M.等，“Heavy Petroleum Composition.1.Exhaustive Compositional Analysis of Athabasca Bitumen HVGO Distillates by Fourier Transform Ion Cyclotron Mass Spectrometry:A Definitive Test of the Doduszynski Model”，(重油组成.1.通过傅里叶变换离子回旋质谱对阿萨巴斯卡沥青HVGO馏出物进行详尽的组成分析：确定的Doduszynski模型试验)，Energy&Fuels(能源和燃料)，第24卷，第2429-2938页，2010。

此外，APPI-FTICR-MS对于沸点高于1250℉的分子的电离效率差。相对于高温Simdis(模拟蒸馏)测量，FTICR严重地低估了沸点高于1250℉的物料的量。因此，FTICR不能检测到残油中约40重量％的最高沸点的物料并不异常。

沸点低于1000℉的复杂烃物流(例如原油、精炼中间体和产物物流)可调解至高细节烃分析(HDHA)或石油分析。在开发出HHMoC研究分析协议之前，ExxonMobil(埃克森美孚)研究人员便生成了残油物流组成模型。例如参见Van Geem,K.M.等，“Challenges of Modeling Steam Cracking of Heavy Feedstocks”(重原料的模型化蒸汽裂化的挑战),Oil&Gas Science and Technology-Rev.(油气科技综述)IFP，第63卷，第79-94页，2008；Jaffe,S.B.,H.Freund和W.N.Olmstead,“Extension of Structure-Oriented Lumping to Vacuum Residua”(减压渣油的结构定向结团的扩展),IEC Chem.Res.(工业和工程化学研究),44,第9840-9852页,2005。法国石油学会(法国里昂IFP)和根特大学(比利时)的研究人员将组成模型调解至HDHA类分析协议。参见Hudebine,D.,J.J.Verstraete,“Molecular Reconstruction of LCO Gasoils from Overall Petroleum Analyses”(根据总体石油分析对LCO气油进行分子重构),Chem.Eng.Sci.(化学工程科学)，第59卷，第4755-4763页，2004。到目前为止，还没有被调解至如下分析协议的组成模型的公开内容，所述分析协议能够分析沸点在HHMoC研究分析协议的范围(高于1000℉)内的石油物流。

因此，需要获得如下的系统和方法，其精确描述对于HHMoC应用在较高沸点下的残油组成的组成模型。

发明内容