申请日2014.11.17
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号B01F17/00
摘要
披露了一种筛选用于溶解石油烃类的溶剂的方法。该方法包括将石油烃类溶解在选定溶剂中以形成第一溶液，将离子液体添加到该第一溶液中并且进行共混以形成第二溶液，并且使用光谱技术测定该第二溶液的吸光度。然后，基于所测定的该第一溶液与该第二溶液的吸光度之间的差值来确定石油烃类在该溶剂中的溶解。还披露了一种用于筛选用于溶解石油烃类的溶剂的系统。该系统可用于在管道操作过程中去除炼油厂工艺设备、工艺流程线中的蜡沉积物、升级蜡、防止管道堵塞、处理污泥或用于将污泥从石油槽装置中去除和增强原油流动。
权利要求书
1.一种筛选用于溶解石油烃类的溶剂的方法，所述方法包括：
将石油烃类溶解在选定溶剂中以形成第一溶液;
测定该第一溶液的吸光度;
将共溶剂诸如离子液体添加到该第一溶液中并且进行共混以形成第二溶液;
测定该第二溶液的吸光度;并且
基于该第一溶液与该第二溶液的吸光度之间的差值来确定该离子液体溶解石油烃类的效力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该溶剂选自芳香烃溶剂、脂肪烃溶剂或其混合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该脂肪烃是戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、乙酸乙酯或其混合物。
4.根据权利要求2所述的方法，其中该芳香烃溶剂是苯、乙苯、二甲苯、苯酚、甲苯以及其混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该离子液体选自：1,3-二甲基咪唑鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;二乙基磷酸铵;二乙基硫酸铵;三乙基磷酸铵;三乙基硫酸铵;三丙基硫酸铵;三丁基硫酸铵;1-丁基-3-甲基咪唑鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物;1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐;1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸酯;1-己基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐;1-癸基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺;1-辛基-3-甲基咪唑鎓氯化物;1-己基-3-甲基咪唑鎓硫酸氢盐;三乙基-四氟硼酸铵;三乙基乙酸铵;或其混合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中该第一溶液和该第二溶液的吸光度使用UV-Vis光谱法、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)或13C-核磁共振(NMR)中的一种来测定。
7.根据权利要求1所述的方法，其中石油烃源包括槽底污泥(TBS)和重质原油。
8.根据权利要求7所述的方法，其中该石油烃溶解方法的有效性为至少约70%。
9.一种用于筛选石油烃类在不同溶剂中的溶解度的系统，该系统包括：
石油烃源;
一种或多种溶剂源;
一种或多种离子液体源，
用于将石油烃类与溶剂或离子液体混合以产生溶剂混合物的混合设备;
被配置成用于确定该溶剂混合物的光谱吸光度的传感器;
以及
耦联到该传感器上的控制模块，其中该控制模块被配置成用于基于该吸光度确定石油烃类在该溶剂中的溶解。
10.根据权利要求9所述的系统，其中该光谱吸光度使用UV-Vis光谱法、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)或13C-核磁共振(NMR)中的一种来测定。
11.根据权利要求9所述的系统，其中该石油烃源包括槽底污泥(TBS)或重质原油。
12.一种处理石油烃类的方法，所述方法包括：
a)将石油烃类溶解在选定溶剂中以形成第一溶液;
b)使用光谱技术测定该第一溶液的吸光度;
c)将离子液体添加到该第一溶液中并且进行共混以形成第二溶液;
d)测定该第二溶液的吸光度;
e)基于该第一溶液与该第二溶液的吸光度之间的差值来计算石油烃类在该溶剂中的溶解;
f)针对多种溶剂和多种离子液体重复步骤a)至e);
g)基于这些溶解值选择至少一种溶剂和至少一种离子液体;并且
使用组合的该选定溶剂和该离子液体来处理这些石油烃类。
13.根据权利要求12所述的方法，其中该吸收使用选自UV-Vis光谱法、傅立叶变换红外光谱法和13C-核磁共振的光谱技术来测定。
14.根据权利要求12所述的方法，该方法进一步包括使用组合的该选定溶剂和该离子液体进行保持时间研究，其中该石油烃类的溶解为至少约60%至约230%。
说明书
用于筛选用于溶解槽底污泥的溶剂的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年11月18日提交的题为用于溶解石油污泥或蜡类的配制品以及用于其评价的方法(FORMULATIONS FOR DISSOLUTION OFPETROLEUM SLUDGE OR WAXES AND METHOD FOR EVALUATIONTHEREOF)的印度临时专利申请5300/CHE/2013，和于2013年12月13日提交的题为筛选用于溶解槽底污泥的溶剂的方法(METHOD OF SCREENINGSOLVENTS FOR DISSOLVING TANK BOTTOM SLUDGE)的5805/CHE/2013的优先权，这些专利通过引用结合在此。
技术领域
本披露总体上涉及一种筛选用于溶解石油烃类的溶剂的方法，并且具体地涉及环境友好型绿色溶剂-离子液体用于溶解石油槽底污泥(TBS)的用途。
背景技术
“原油”是指从地球表面的下面回收的未处理或未精制的油。在原油加工/储存过程中累积在油槽底部的污染物诸如固体物、重烃馏分以及来自管道和槽壁的锈和污垢通常被称为槽底物或槽底污泥(TBS)。TBS的积聚加速槽内的腐蚀、影响槽保养，并且减少槽的工作能力，并且因此需要被处置掉。
污泥的处置或去除一直是世界范围内大多数油田经营者和炼油厂所经历的一个费力工序，因为这些是难溶的。用于污泥处置的常规方法包括人工清洗污泥、注入高压热水或使用旋转工具。然而，人工清洗方法是不安全、昂贵、费时且麻烦的，并且在危险环境中并不总是可采用的。
除了人工清洗，最常用的清洗方法是原油洗舱(COW)和化学清洗。在一些情况下，污泥以化学方式处理并且使得其放置特定的时期以便通过重力而将其分离在一个单独的容器中。特别设计的移动压滤机和离心机已用于更多的清洁器和快速的分离。由于污泥的黏滞性质和链烷烃/环烷烃组成，难以将污泥从槽中泵出。本领域已尝试使用分散剂将污泥分解成粗粒物质并且将污泥与轻原油混合。
处理TBS的一种有效方法是：将污泥溶解在诸如芳香烃和脂肪烃液体的化学溶剂中，然后进行清洗。然而，由于污泥的复杂性质，差的溶解度和可变的组成，因此使污泥溶解是一个具有挑战性的任务。因此，重要的是测定TBS在宽范围溶剂中的溶解度，这样使得一种理想溶剂或溶剂混合物可被鉴定出。测定物质溶解度的一种简单方法是将该物质增量地添加在已知体积的溶剂中直到达到饱和并且测定所添加的物质的量。然而，使用常规系统和方法这可能是费时的。
本发明解决了常规方法的一些缺点并且满足了对测定石油烃类在宽范围溶剂和共溶剂中的溶解度的方法和系统，以及如在此所述的其他相关优点的需要。
发明内容
披露了用于筛选溶解石油烃类的溶剂的方法和系统。
在一个实施例中，披露了一种筛选用于处理石油烃类的溶剂的方法，其中石油烃类溶解在选定的溶剂中以形成第一溶液，一种诸如离子液体的共溶剂被添加到该第一溶液以形成第二溶液。使用光谱技术测定第一溶液和第二溶液的吸光度。基于第一溶液与第二溶液的吸光度之间的差值来确定离子液体溶解石油烃类的效力。使用多种溶剂、离子液体或其混合物重复以上过程。
在一个方面中，第一溶液和第二溶液的吸光度使用UV-Vis可见光谱法、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)或13C-核磁共振(NMR)来测定。
在一个方面中，溶剂选自芳香烃溶剂或脂肪烃溶剂，诸如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、乙酸乙酯、苯、乙苯、二甲苯、苯酚、甲苯以及其混合物。
在另一个方面中，离子液体选自1,3-二甲基咪唑鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;1-丁基-1-甲基-吡咯烷鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;二乙基磷酸铵;二乙基硫酸铵;三乙基磷酸铵;三乙基硫酸铵;三丙基硫酸铵;三丁基硫酸铵;1-丁基-3-甲基咪唑鎓1,1,1-三氟-N-[(三氟甲基)磺酰基]甲磺酰胺;1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物;1-丁基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐;1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸酯;1-己基-3-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐;1-癸基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺;1-辛基-3-甲基咪唑鎓氯化物;l-己基-3-甲基咪唑鎓硫酸氢盐;三乙基-四氟硼酸铵;三乙基乙酸铵;或其混合物。
在一个其他方面中，该石油烃源是石油槽底污泥(TBS)或重质原油。在另一个方面中，溶解石油烃类的方法的有效性为至少约70%。
在另一个实施例中，披露了一种用于筛选溶解石油烃类的溶剂的系统。该系统包括石油烃源、一种或多种溶剂源、一种或多种离子液体源、用于将石油烃类与所述溶剂或所述离子液体混合的混合设备、用于确定溶剂混合物的光谱吸光度的传感器以及耦接到该传感器上的控制模块。控制模块被配置成用于基于吸光度确定石油烃类在溶剂中的溶解。
在一个其他实施例中，披露了一种方法处理石油烃类的方法。该方法包括将石油烃类溶解在选定溶剂中以形成第一溶液，使用光谱技术测定该第一溶液的吸光度，随后将离子液体添加到第一溶液中以形成一种第二溶液。然后测定第二溶液的吸光度，并且然后基于第一溶液与第二溶液的吸光度之间的差值来计算石油烃类在溶剂中的溶解。针对多种溶剂和离子液体对该过程进行重复，这样使得至少一种溶剂和至少一种离子液体可基于溶解值被选择出。然后使用组合的选定溶剂和离子液体来处理石油烃。
在一个方面中，该方法进一步包括对选定溶剂和离子液体组合进行的保持时间研究(hold-time study)以确定石油烃溶解的有效性，其中发现石油烃类的溶解百分比在60%与230%之间