用于改进的脱盐设备盐水质量的组合物和方法

摘要

改进流出物盐水质量的方法，所述方法(i)提供包含烃的泥浆洗涤溶剂，所述烃的比重小于待处理的脱盐设备盐水的比重；和(ii)将所述泥浆洗涤溶剂加入到脱盐设备系统的泥浆洗涤流中，以提供经处理的流出物盐水。

说明书

本申请要求在2019年8月15日提交的美国临时专利申请序号62/887,036的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

所公开的技术整体上提供了泥浆洗涤溶剂，并且更具体地，提供用于改进脱盐设备流出物盐水质量的泥浆洗涤溶剂和方法。

背景技术

精炼厂脱盐设备系统被设计成在精炼之前主要从原油中去除可能在下游单元中引起腐蚀和结垢的无机盐。通过加入并与原油混合几个体积百分比的淡水以接触原油中存在的盐水和盐来提供脱盐步骤。通过用水剪切原油并在电能、热能和/或化学能的帮助下处理所得油-水乳液来提取盐。所得油-水乳液需要分离以进一步处理原油。

随着时间，从原油中分离的原油内的分离的固体(例如但不限于砂、淤泥、粘土、碳酸盐、腐蚀副产物、沥青和/或聚集的沥青质)在脱盐设备容器的底部中积累。因此，必须周期性洗涤脱盐设备以去除该积累。固体(通常为水、固体、沥青质、沥青和/或其它烃的重质复杂乳液的形式)通过“泥浆洗涤”去除：使一部分盐水或洗涤水循环通过泥浆洗涤容器的底部中的喷嘴以产生湍流，以去除脱盐设备流出物盐水中的固体。然后将这些固体送至废水系统。

许多脱盐设备系统配备有泥浆洗涤管道，其设计成周期性地搅动脱盐设备底部上的水并去除油性固体的积累。将水泵入泥浆洗涤集管，作为指向容器底部的湍流射流离开喷嘴。由于在泥浆洗涤期间在脱盐设备中产生的湍流，通常将一些油和乳液从中间相夹带到脱盐设备盐水中。当固体已经积累在脱盐设备底部中减少可用水体积并产生不均匀的水分配时，这尤其如此。此外，泥浆本身可能含有附着于固体的大量油，这使得泥浆的处理更昂贵和耗时。

随着新机遇原油和原油共混物的出现，脱盐设备面临着不仅提取无机盐，而且提取过多的其它组分(例如胺、来自环烷酸金属盐的金属和细固体颗粒)，同时增加原油共混物处理灵活性以包括含有重质沥青的原油或不相容的原油共混物的挑战。这种增加的原油共混物操作范围可以使脱盐设备流出物盐水的质量受到压力，因此增加遵守废水排放规范和挥发性组分法规的风险。

因此，本领域需要用于改进精炼厂脱盐设备系统的泥浆洗涤流出物盐水质量的组合物和方法。

发明内容

所公开的技术整体上提供了泥浆洗涤溶剂，并且更具体地，提供用于改进脱盐设备流出物盐水质量的泥浆洗涤溶剂和方法。

在所公开的技术的一个方面，提供了改进流出物盐水质量的方法。所述方法包括(i)提供包含烃的泥浆洗涤溶剂，所述烃的比重小于待处理的脱盐设备盐水的比重；和(ii)将所述泥浆洗涤溶剂加入到脱盐设备系统的泥浆洗涤流中，以提供经处理的流出物盐水。

在一些实施方案中，所述烃的比重小于约1。在一些实施方案中，所述烃的比重小于约0.7。在一些实施方案中，所述烃包含(i)煤油、(ii)石脑油、(iii)柴油、(iv)芳族石脑油和/或(v)重质芳族石脑油。

在一些实施方案中，以约0.1-100%溶剂/加仑/分钟的泥浆洗涤流将所述泥浆洗涤溶剂加入到所述泥浆洗涤流中。在一些实施方案中，以约0.1-10%溶剂/加仑/分钟的泥浆洗涤流将所述泥浆洗涤溶剂加入到所述泥浆洗涤流中。在一些实施方案中，以约0.5-5%溶剂/加仑/分钟的泥浆洗涤流将所述泥浆洗涤溶剂加入到所述泥浆洗涤流中。

在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含至多10,000 ppm的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含10,000 ppm或更高的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含约1,000-10,000 ppm的油和油脂含量。

在一些实施方案中，将所述泥浆洗涤溶剂直接注入所述泥浆洗涤流中。在一些实施方案中，以约0.1-10%溶剂/加仑/分钟的泥浆洗涤再循环流将所述泥浆洗涤溶剂注入所述泥浆洗涤流中。

在一些实施方案中，所述脱盐设备系统包含(i)单级脱盐设备方法、(ii)两级脱盐设备方法、或(iii)多于两级脱盐设备方法。在一些实施方案中，所述脱盐设备系统包含泥浆洗涤泵。在一些实施方案中，在所述泥浆洗涤泵之前将所述泥浆洗涤溶剂加入到所述泥浆洗涤流中。

在一些实施方案中，所述经处理的流出物盐水包含小于约1000 ppm的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述经处理的流出物盐水包含小于约500 ppm的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述经处理的流出物盐水包含小于约125 ppm的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述泥浆洗涤溶剂进一步包含破乳剂组合物。在一些实施方案中，所述破乳剂组合物包含聚丙烯酰胺、多元醇、树脂酯、磺酸盐、琥珀酸盐、单宁、多元胺、烷基酚树脂乙氧基化物、非烷氧基化的酚醛树脂、羟基酸、聚异烷基琥珀酰亚胺衍生物、琥珀酸盐衍生物或其组合。在一些实施方案中，将小于约50 ppm的所述破乳剂组合物加入到所述泥浆洗涤溶剂中。

在一些实施方案中，所述破乳剂组合物包含非烷氧基化的酚醛树脂、聚异烷基琥珀酰亚胺衍生物和/或琥珀酸盐衍生物。在一些实施方案中，将大于约50 ppm的所述破乳剂组合物加入到所述泥浆洗涤溶剂中。

在所公开的技术的又另一方面，提供了改进流出物盐水质量的方法。所述方法包括(i)提供泥浆洗涤溶剂，所述泥浆洗涤溶剂包含比重小于约1的烃；和(ii)将所述泥浆洗涤溶剂加入到脱盐设备系统的泥浆洗涤流中，其中所述泥浆洗涤流包含具有至少1,000ppm的油和油脂含量的脱盐设备盐水，以提供具有小于约500 ppm的油和油脂含量的经处理的流出物盐水。

在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含至多10,000 ppm的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含10,000 ppm或更高的油和油脂含量。在一些实施方案中，所述泥浆洗涤流包含约1,000-10,000 ppm的油和油脂含量。

在所公开的技术的又另一方面，提供了泥浆洗涤溶剂组合物。所述组合物包含比重小于约1.0的烃化合物。在一些实施方案中，所述烃的比重小于约0.8。在一些实施方案中，所述烃的比重小于约0.7。

在一些实施方案中，所述烃化合物包含(i)煤油、(ii)石脑油、(iii)柴油、(iv)芳族石脑油、(v)重质芳族石脑油和/或(vi)其组合。在一些实施方案中，所述烃化合物是煤油馏出物。在一些实施方案中，所述溶剂组合物进一步包含其它馏出物或石脑油。在一些实施方案中，所述溶剂组合物进一步包含破乳剂组合物。在一些实施方案中，所述破乳剂组合物包含聚丙烯酰胺、多元醇、树脂酯、磺酸盐、琥珀酸盐、单宁、多元胺、烷基酚树脂乙氧基化物、非烷氧基化的酚醛树脂、羟基酸、聚异烷基琥珀酰亚胺衍生物、琥珀酸盐衍生物或其组合。在一些实施方案中，将小于约50 ppm的所述破乳剂组合物加入到所述泥浆洗涤溶剂中。

在一些实施方案中，所述破乳剂组合物包含非烷氧基化的酚醛树脂、聚异烷基琥珀酰亚胺衍生物和/或琥珀酸盐衍生物。在一些实施方案中，将大于约50 ppm的所述破乳剂组合物加入到所述泥浆洗涤溶剂中。

附图说明

在现在将通过实例的方式参考附图描述的实施方案中具体说明所公开的技术的这些和其它特征以及优点，其中：

图1是所公开的技术的说明性实施方案的泥浆洗涤系统的图；和

图2提供所公开的技术的说明性实施方案的的结果。

具体实施方式

所公开的技术整体上提供了泥浆洗涤溶剂，并且更具体地，提供用于改进脱盐设备流出物盐水质量的泥浆洗涤溶剂组合物和方法。利用本技术，所公开的泥浆洗涤溶剂组合物和方法在脱盐设备应用中的使用有助于降低脱盐设备流出物盐水中的油和油脂(O&G)的浓度(即，产生低油和油脂脱盐设备流出物盐水)，从而改进精炼厂脱盐设备系统的泥浆洗涤流出物盐水质量。此外，本技术可以有助于载有固体的乳液的处理和提取。

所公开的技术提供用于改进流出物盐水质量的方法。所述方法包括(i)提供泥浆洗涤溶剂；和(ii)将所述泥浆洗涤溶剂加入到脱盐设备系统的泥浆洗涤流中，以提供经处理的流出物盐水。通过处理流出物盐水，去除有害污染物和其它碎屑，其去除对于避免下游设备的昂贵的腐蚀和结垢是关键的。此外，通过去除脱盐设备流出物盐水中的复杂乳液和有机物，降低了废水处理厂中的不符合下游监管的风险，包括排放规范和挥发物排放。它还使(i)在废水处理厂中分离乳液的成本、(ii)再加热回收的油的能量和(iii)用回收的油代替原油进行再处理的机会成本最小化。

如在图1中所示，提供了脱盐设备系统的泥浆洗涤系统100。泥浆洗涤系统100包含具有泥浆洗涤集管104的脱盐设备容器102。在将未加工原油导入脱盐设备容器102之前，将其提供至混合阀106。在一些实施方案中，未加工原油包含油砂原油、重质原油、原油共混物和/或其组合。

通过位于泥浆洗涤泵110上游的洗涤水泵108将洗涤水导入泥浆洗涤集管104。在一些实施方案中，脱盐设备系统包含单级脱盐设备方法或两级脱盐设备方法。在一些实施方案中，泥浆洗涤系统是单程系统，而在其它实施方案中，泥浆洗涤系统是再循环系统。

本技术的泥浆洗涤溶剂溶解/溶剂化和/或稀释油性(即问题)盐水中的油和油脂组分，因此降低这些污染物的密度。通过降低密度，溶剂与油和油脂组分(密度比水轻)的结合/溶解/溶剂化(即更轻)的共混物将在脱盐设备内更快地升高(或分离)到油相中。因此，泥浆洗涤溶剂产生更清洁的盐水(即，改进的盐水质量)，其具有显著降低的油和油脂含量，以及脱盐设备容器内的乳剂层的降低，并且导致较低的处理成本。

在一些实施方案中，泥浆洗涤溶剂是有机溶剂。本技术的泥浆洗涤溶剂包含烃，所述烃的比重小于待处理的脱盐设备盐水的比重。在一些实施方案中，泥浆洗涤溶剂包含比重小于约1.0的烃。在其它实施方案中，烃的比重小于约0.8，并且在其它实施方案中，烃的比重小于约0.7。在一些实施方案中，烃包含(i)煤油、(ii)石脑油、(iii)柴油、(iv)芳族石脑油、(v)重质芳族石脑油和/或其组合。

在一些实施方案中，泥浆洗涤溶剂进一步包含破乳剂组合物。应当理解，如本文所述的泥浆洗涤系统中破乳剂组合物的存在可以有助于改进流出物盐水质量、载有固体的乳液的处理并符合下游法规。有机泥浆洗涤溶剂与不同破乳剂组合物的共混物的组合提供协同作用，以在泥浆洗涤期间使油性流出物盐水的乳液处理复杂化。

在一些实施方案中，将小于约50 ppm的破乳剂组合物加入到泥浆洗涤溶剂中。在一些实施方案中，将大于约50 ppm的破乳剂组合物加入到泥浆洗涤溶剂中。在一些实施方案中，破乳剂组合物包括但不限于聚丙烯酰胺(通常为阳离子的)、多元醇、树脂酯、磺酸盐和/或琥珀酸盐、单宁、多元胺、烷基酚树脂乙氧基化物、非烷氧基化的酚醛树脂、羟基酸、胺或衍生自聚异烷基琥珀酰亚胺和/或琥珀酸盐的化学物质。

将本技术的泥浆洗涤溶剂直接加入到泥浆洗涤流中。参考图1，在进入泥浆洗涤泵110之前，将泥浆洗涤溶剂直接加入到位置A处的泥浆洗涤流中。应当理解，可以在脱盐设备泥浆洗涤流或泥浆洗涤再循环流中的任何点处加入泥浆洗涤溶剂。

在一些实施方案中，通过将溶剂连接至脱盐设备底部水和/或泥浆洗涤集管的注入和/或再循环系统的吸入口来加入泥浆洗涤溶剂。在其它实施方案中，将泥浆洗涤溶剂连接至再循环进料泵的排出口以返回到泥浆洗涤集管。

在一些实施方案中，本技术的泥浆洗涤流包含至多10,000 ppm的高油和油脂(O&G)含量。在其它实施方案中，泥浆洗涤流包含10,000 ppm或更高的油和油脂(O&G)含量。在一些实施方案中，本技术的泥浆洗涤流包含约1,000-10,000 ppm的高油和油脂(O&G)含量。

如本文所述的油和油脂含量是油和油脂污染物的量度或存在，所述油和油脂污染物例如但不限于沥青、细固体和/或粘土、油、原油和/或沥青质。通过将所公开的泥浆洗涤溶剂直接加入到泥浆洗涤流中，提供了经处理的或改进的流出物盐水，其中经处理的或改进的流出物盐水包含降低的油和油脂含量。在脱盐设备停留时间短并因此难以生产低油和油脂盐水的精炼厂中，改进(即降低)流出物盐水的油和油脂含量是有利的。

在一些实施方案中，流出物盐水的油和油脂含量降低至少约99%。在其它实施方案中，油和油脂含量降低至少50%-99%。

在一些实施方案中，以约0.1-100%溶剂/加仑/分钟(GPM)泥浆洗涤流将泥浆洗涤溶剂加入到泥浆洗涤流中。在其它实施方案中，以约0.1-50%溶剂/加仑/分钟(GPM)泥浆洗涤流将泥浆洗涤溶剂加入到泥浆洗涤流中，在其它实施方案中，以约0.1-10%溶剂/加仑/分钟(GPM)泥浆洗涤流将泥浆洗涤溶剂加入到泥浆洗涤流中，并且在其它实施方案中，以约0.5-5%溶剂/加仑/分钟(GPM)泥浆洗涤流将泥浆洗涤溶剂加入到泥浆洗涤流中。

在一些实施方案中，将泥浆洗涤溶剂直接注入泥浆洗涤流中。在其它实施方案中，将泥浆洗涤溶剂直接注入脱盐设备容器中。在一些实施方案中，以约0.5-5%/加仑/分钟(GPM)泥浆洗涤再循环流将泥浆洗涤溶剂注入泥浆洗涤流中。应当理解，如果脱盐设备流出物盐水中的油和油脂浓度增加，则泥浆洗涤溶剂需求将增加。

在一些实施方案中，当泥浆洗涤溶剂包含破乳剂组合物时，将破乳剂组合物连续地或间歇地提供到泥浆洗涤回路。例如，泥浆洗涤溶剂与分散到泥浆洗涤集管中的破乳剂组合物的组合增强了污泥分离和处理。溶剂液滴将有机物增溶到上升的溶剂油液滴中，以增强有机物从盐水中的去除，并加速它们向大量烃相的输送(即，使用泥浆洗涤集管递送溶剂溶液的液-液溶剂提取过程)。在一些实施方案中，破乳剂组合物在泥浆洗涤溶剂中包含约20%至约100%的活性材料。

在其它实施方案中，以小于约50 ppm水的量在脱盐设备容器中提供破乳剂组合物。通过向泥浆洗涤溶剂提供小于50 ppm (与其它典型应用中的其它ppm剂量(例如50-20,000 ppm)相比)的破乳剂组合物稀释液，可以具有单独的溶剂注入系统，或者产生非典型的化学稀释液以消除过量化学物质，以具有足够的溶剂液滴数目用于从脱盐设备容器的底部吸收和输送有机物。

在一些实施方案中，经处理的流出物盐水包含小于约1000 ppm的油和油脂含量。在其它实施方案中，经处理的流出物盐水包含小于约500 ppm的油和油脂含量。在其它实施方案中，经处理的流出物盐水包含小于约250 ppm的油和油脂含量，并且在其它实施方案中，经处理的流出物盐水包含小于约125 ppm的油和油脂含量。

在具体实施方案中，提供了改进流出物盐水质量的方法。所述方法包括(i)提供泥浆洗涤溶剂，所述泥浆洗涤溶剂包含比重小于约1的烃；和(ii)将所述泥浆洗涤溶剂加入到脱盐设备系统的泥浆洗涤流中，其中所述泥浆洗涤流包含具有至少1,000 ppm的油和油脂含量的脱盐设备盐水，以提供具有小于约500 ppm的油和油脂含量的经处理的流出物盐水。

实施例

本发明将在以下实施例中进一步描述，这些实施例应被视为说明性的，并且不应被解释为缩小所公开的技术的范围或将范围限制于任何特定实施方案。

图2提供根据所公开的技术将泥浆洗涤溶剂组合物加入到泥浆洗涤流中的结果。

与其它常规系统中的流出物盐水相比(参见图2，2018年1月至2018年9月)，通过加入如本文所公开的泥浆洗涤溶剂，油和油脂含量降低至平均小于500 ppm (参见图2，2018年9月至2018年12月)。

在前述说明书中，已经参考本发明的具体实施方案描述了本发明。预期该方法的泥浆洗涤溶剂可用于除明确提及的那些之外的其它烃处理操作。虽然已经描述了所公开的技术的实施方案，但是应当理解，本公开不限于此，并且可以在不脱离所公开的技术的情况下进行修改。所公开的技术的范围由所附权利要求限定，并且在权利要求的含义内的所有装置、过程和方法，无论是字面上还是通过等效物，都旨在包含在其中。