CN101023347A - 评估炼油原料的方法 - Google Patents

Abstract

一种评估炼油原料的方法，所述方法包括：(i)提供一种炼油原料，(ii)处理所述炼油原料以产生一个阵列，该阵列包括具有不同化学和/或物理性质的多个不同馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流；和(iii)对所述多个馏分的每一个馏分都进行分析从而确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质，所述分析至少部分是平行进行的。在一个优选的实施方式中，可以评估多种炼油原料，对每种进行分馏后然后分析馏分。

Description

评估炼油原料的方法

技术领域

本发明涉及用于评估炼油原料和其他多组分流体。

背景技术

联合或高生产量化学已经革新了药物发明工艺。参见，例如，29 Acc.Chem.Res.1-1170(11996)；97 Chem.Rev.349-509(11997)；S.Borman，Chem.Eng.News 43-62(2.24，1997)；A.M.Thayer，Chem.Eng.News57-64(2.12，1996)；N.Terret，1 Drug Discovery Today 402(1996)。最近几年发展了许多高生产量试验工艺从而极大的提高了合成和测试催化以及其他物质用途的能力。通常，该类工艺关注装置和方法的发展，包括增加机器人和计算机的使用从而来设计试验和自动进行催化剂和其他物质的制备及测试，因此可以快速重复试验结果以获得相对小规模的样本。例如，进行了很多努力以发展制备及测试装置，其用于多种类型物质和物质性质(如美国专利US5776359中描述的)以及所感兴趣的化学反应中(如在美国专利US5959297、US6063633和US6306658中所描述的)。

此外，高生产量工艺通常被用于许多不同的分析工艺中，包括如色谱分析的分离工艺(如在美国专利US6866786中所描述的)。此外，每个成分的成本也是设计库或阵列所考虑的因素(如在美国专利US6421612中所描述的)。

高生产量工艺通常关注为已知工艺发明新催化剂和物质。现在已经发展了能应用在炼油工艺的筛选和优化的高生产量方法。

未混合原油包括许多非-纯化烃类混杂物，或“族”，例如酸类、硫化物和氮化物。不同的族类导致了炼油中许多不同的问题。原因在于实际上所有的现代炼油厂所使用的原料是不同原油的混合物，而非纯原油，而原油中不同族类的作用很难预测和控制。这是因为一旦进行了原料混合，这特定的族会成为不同的馏分(即具有特定沸程的原料的特定“切割分”)。了解不同族的分布对炼油来说是极其有用的操作信息。然而通过传统方法很难获得该信息(通常被称为“分类”)并且极其耗时，因此在实践中，倾向于限制在对未混合原油进行分析。也试图从此数据来预测使用特定原料的产物。然而，此类预测必然只有有限的准确性。

发明内容

现在发现了一种方法可在很短的时间内获得并操作大量的分类数据，从而较好的控制炼油条件。

通常，将原油进行分馏，并且分析各馏分和整体原油中的特定族类。测试结果用来估计所测量族类的总量；例如，对于酸类来说，则可以进行总酸值的测量。如果需要，还可以对一种或以上的次-馏分进行进一步的测量。然而，传统测试将持续很长时间并要使用复杂的设备。本发明可以分析多个馏分或次-馏分，通常是所有相关的馏分或次-馏分。

因此，根据本发明的第一方面，其提供了一种评估炼油原料的方法，所述方法包括：

(i)提供一种炼油原料；

(ii)处理所述炼油原料以产生一个阵列，该阵列包括具有不同化学和/或物理性质的多个不同馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的工艺物料流；和

(iii)对所述多个馏分的每一个馏分都进行分析从而确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质，所述分析至少部分是平行进行的。

在本发明的一个优选实施方式中，评估了多种炼油原料，对该原料进行分馏后再对馏分进行分析。因此，本发明的一个优选实施方式包括评估多种炼油原料的方法，所述方法包括：

(i)提供了炼油原料的一个阵列，其中所述阵列包括至少多种不同的炼油原料；

(ii)对所述阵列中的每种所述炼油原料进行分馏以产生一个进一步的阵列，其包括具有不同化学和/或物理性质的多个不同馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的工艺物料流；和

(iii)对所述多个馏分的每一个馏分都进行分析从而确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质，所述分析至少部分是平行进行的。

优选分馏步骤(ii)是以平行或快速串联的方式进行并且生产量至少为50，例如至少为250，优选至少为2000炼油原料/星期。分馏生产量至少为2，例如至少为7或8馏分/分馏方法。

在此所用的阵列表示相互之间具有某种关联的样本的集合。例如，关联可以是选择具有不同硫含量或不同烯烃含量的原油，或者关联可以是来自一种特定原料的一系列馏分。例如，阵列以基片的形式存在，该基片具有一套区域，阵列的每个单元位于其中。基片指的是具有刚性或半刚性表面的物质：在许多实施方式中，基片的至少一个表面基本上是平的，其上具有为不同物质而设置的所需多个物理分割的区域。例如，基片具有微滴定盘或配有微滴定盘的玻璃管，该微滴定盘具有浅凹、凹陷、突起的区域，蚀刻的槽等。在一些实施方式中，基片本身包含形成全部或部分区域的浅凹、凹陷、突起的区域，蚀刻的槽等。

使用了高生产量试验工艺来进行本发明的方法。分析了大量的馏分或次-馏分，通常是所有相关的馏分或次-馏分。通常多个凹陷里含有大量的样本，例如多层的一个8×12阵列里含有96个样本。每个样本可以是相同或不同的。进一步，如果需要可以进行分馏。接着分析每个馏分或次-馏分，例如分析其分子的大小和类型。接着将数据转化为数据集合，例如是分子类型/分子大小/分布量的三维数据集合，从而生成数据图。使用这些图表可以比较不同的原料从而优化炼油条件。从未对炼油原料绘制过此类图表。有效、准确、快速的数据测量会提供数据从而影响特定的原料也会影响炼油操作。

炼油原料可以是任何适宜的炼油原料，包括原油、合成原油、生物成分、中间物料流，例如渣油、瓦斯油、真空瓦斯油、石脑油或裂解原料，和上述成分的一种或多种混合物，例如一种或多种原油混合物或是，一种或多种原油与一种或多种合成原油的混合物。

在通常的炼油中，要处理许多不同的炼油原料，例如多种不同的原油。原料值取决于分馏馏分的生产量、组成和性质，在特定的炼油中产生了随后的炼油工艺物料流并产生了混合组分。此外，炼油原料可以是可用原料的混合物，因此，很难预测整个炼油方法中的原料值，包括详细的产品质量和生产量。通常在先前操作经验上建立许多假设，但是这些通常只能提供一种近似的预测。然而，混合炼油原料的协同、拮抗和/或非线性影响几乎不可能成功的进行模型化。

本发明提供了一种评估炼油原料的方法，从而在使用炼油原料和甚至是潜在的在购买炼油原料以前就可以获得炼油原料的潜在值。作为该评估的一部分，本发明提供了一种评估方法，其可以评估炼油方法中的一种或多种炼油原料的炼油混合物的协同、拮抗和/或非线性影响。因为适用在炼厂中的炼油原料通常是两种或以上炼油原料的混合物，并且如上所述，混合的影响很难进行模型化，在本发明中不同比例混和物的影响可以被评估了。

本发明还可以为炼油原料优化整体炼油方法，包括优化不同的方法参数，甚至是处理一种原料的最近似炼油的目标选择，在其中可以进行多种选择。

本发明的方法可以应用在任何适宜的炼油工艺物料流中，例如如所述物料流中，例如在Robert A Meyers编辑的且McGraw-Hill出版的《石油炼制方法手册》(第二版)中所述物料流中。

在本发明的步骤(ii)中，处理炼油原料产生了多个馏分，该馏分具有不同化学和/或物理性质的多个不同馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的工艺物料流。

其中“代表”指的是具有至少一些与炼油方法中常规工艺物料流相类似的化学和/或物理性质。因此每种馏分代表了一个工艺物料流，其可以在炼油中作为炼油方法的原料物料流。

例如，多个馏分具有在工艺物料流通常整体沸程内的多种不同沸程，该工艺物料流用于炼油中相应的方法。可以利用适宜的分离手段来获得所需沸程的馏分，例如分馏，如常压或减压分馏。

用于特定炼油方法中的工艺物料流所需的化学和物理性质取决于特定的炼油配置，但是通常所需的性质如Robert A Meyers编辑的且McGraw-Hill出版的《石油炼制方法手册》(第二版)中所述。

在一个极端例子中，炼油原料划分为不同的份，每个份是随后所需多重馏分的其中一种，其中处理每个份以产生具有所需性质的馏分，例如具有所需的沸程。

可选择的，炼油原料可以在开始划分为2种或以上份，并且处理每个份以产生所需性质的份。随后将一种或多种这些分离的份进行进一步化学和/或物理方法的划分和处理从而产生了具有所需(不同)性质的所需数量的馏分。因此可以用具有不同沸程(该沸程为150-250℃)的工艺物料流来操作该方法，处理第一分离份以产生沸程为150℃-250℃的馏分，并且处理第二份以产生沸程为160℃-230℃的馏分。

此外，或任选的，对炼油原料的任何其他处理以产生具有不同化学和/或物理性质的多个不同馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的工艺物料流，评估对炼油原料的处理包括所述炼油原料和一种或多种其他炼油原料的混合步骤，并且，特别的是包括产生不同性质的多个馏分，其是通过将原始炼油原料和不同的其他炼油原料进行混合和/或与其他炼油原料以不同比例进行混合。混合炼油原料通常包括一种3-20不同成分的混合物，例如原油。

通常，可以采用适宜的物理或化学处理方法来获得具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的工艺物料流。步骤(ii)中用于获得具有不同化学和/或物理性质的多个馏分的适宜物理或化学处理方法通常代表了常规炼油方法中的相应方法步骤。

例如，一个微蒸馏塔或微分馏器用于每个分离份以获得具有确定沸程的馏分。其他的工艺可以包括溶剂萃取、膜处理、吸附处理和适宜的化学反应。化学反应包括催化剂，通常选用的该化学反应代表了常规炼油方法中所发生的化学反应。

可以进行联合工艺，例如，微分馏后接着一个化学反应代表着在炼油方法中的原油分馏后接着对所述馏分进行常规处理。例如，可以通过分馏产生一或多个分离份接着进行加氢处理(可选择对不同的分离份具有不同的处理条件)从而代表了在炼油中来自加氢处理器的物料流(并且其通常也会接着进行催化重整处理)。

炼油原料的化学处理还可以包括其他的处理，例如加入脱盐添加剂、腐蚀钝化剂(通常用在分馏塔中)、抗污剂(用在不同的炼油工艺中)

步骤(ii)的处理条件通常是由工艺决定的，并且工艺是催化工艺的，处理条件也是催化剂决定的。工艺条件可以包括，例如，温度、接触时间/空时速度和/或总压或特定反应物的分压，例如在加氢处理中氢气分压是变化的。

步骤(ii)中的处理包括将炼油原料划分为多个份并且随后处理每个份以产生馏分，该馏分的沸程通常是在炼油中常规来自原油分馏单元的适宜馏分。例如，步骤(ii)中的处理可以包括将炼油原料划分为多个份并且接着对每个份进行处理以产生沸程为150℃-250℃的馏分，这是原油的煤油馏分通常的沸程，或者产生沸程为200℃-350℃的馏分，这是原油的瓦斯油馏分通常的沸程。

应当指出的是这些沸程是有重叠的。这是一个实施例，其说明了对于随后进行的特定方法在全部可能沸程内改变馏分沸程是很有用的。

可以通过任何适宜的方法来获得这种划分。例如，可以使用一个或多个活塞泵以间歇方式来进行该划分从而可以提供多个份。可以替代的，可以使用一系列的微流控制器或微阀门，其中每个份的流动通常是连续的，但是通过使用阀门或控制器可以开始和停止并任选可以变化。作为进一步的替代，可以使用多个挡流板或其他的流动控制装置，例如板上的节流孔，这样对于每个份来说，流体不能被关闭或独立变化，但是其在流过多个份时可以提供均匀的流体分布。

在一个实施方式中，将该划分份放置在加热装置上，接着进行加热以提高样本温度，收集沸点在所要求沸程内的馏分，例如使用适宜的阀门来收集合适沸程内的馏分，接着冷却以冷凝所述馏分。加热装置可以是如美国专利US5661233中所述加热微振荡器。

在另一个实施方式中，每个份峰值在一个封闭的流道中，该流道包含至少3个部分，使用阀门或其他适合的阻隔方式将每个部分隔开，其中液体样本不能流过而气体样本可以流过。因此，每个份放置在流道的第一部分，将第一部分加热到所要求沸程的上沸点，例如使用加热激光进行局部加热，从而第二部分还可以保持为环境温度(或更低)，这样沸点低于上沸点的所有物质都会蒸发并从第一部分流入到第二部分，在第二部分中进行冷凝。

接着将第二部分加热到所要求沸程的较低沸点，例如使用加热激光进行局部加热，从而第三部分还可以保持为环境温度(或更低)，这样沸点低于上述较低沸点的所有物质都会蒸发并从第一部分流入到第二部分，这样留在第二部分中的是具有所要求沸程的馏分。

可以替代的，第二部分保持在较低沸点生产量，这样沸点高于所要求沸程的物质留在了第一部分，在第二部分收集沸点在所要求沸程内的物质，并且在第三部分收集沸点低于所要求沸点的物质。

在如WO01/87485或WO2004/58406中所描述的涡流盘类型的分离装置中则提供了多个流道，每个流道具有至少三个部分。

通常，步骤(ii)中所产生的多个馏分包括至少7个此类的馏分，例如至少20个此类馏分。本发明的一个特征是处理炼油原料以产生多个馏分，如果需要至少是部分，例如大部分，优选全部以平行方式进行该处理，这就意味着以平行方式产生多个馏分，因此在任何特定的实例中都可以进行分析。除了产生了不同化学和/或物理性质的多个馏分，还产生了一些“相同”的馏分以确信/检验可重复性。

在步骤(iii)中分析了每个馏分以确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质。本发明方法的步骤(iii)中所需分析的馏分化学和/或物理性质通常取决于物料流，并且也可以包括密度、比重、总酸值(TAN)、总碱值(TBN)、冷流体性质(例如倾点、冰点和雾点)、粘度、烃类组成(例如芳烃含量)、硫含量、硫化合物组成、氮含量、镍化合物含量、酸组成(例如硫化物、环烷酸和其次分类)、沥青含量、碳含量、金属含量(如镍、钒、铁、钙)、微量残炭、氯化物(含量和类型有机/无机)和其组合。

可以使用任何近似的分析工艺。可以用任何适宜的方法来进行该分析，例如使用快速分析工具，如快速GC、2D GC、或质谱仪。适宜以大量平行的方式进行至少一种化学或物理性质的分析，例如通过对不同的馏分使用两种或以上的分析仪器。优选，以全部平行的方式来分析馏分的至少一种性质，也就是说同时分析每个馏分的该项性质。例如，一个单独的分析仪器，如微-GC可以用来分析每个馏分。可以使用其它的平行分析类型，其包括多个通道式或板式液相色谱和/或板式电泳，其中可以在单独的一块板上对多个样本进行平行分析。可以通过使用结构或官能特定化学染料或化学可见光试剂(如在UV辐射下)来辨识板上的化学组成。此外，可以应用微流体工艺来增加生产量。可以理解的是，可以以快速串联方式对一个馏分的不同性质进行多重分析，例如，对第一种性质进行一套平行分析，随后对第二种性质进行一套平行分析。可替代的，包括那些为不同性质而进行的不同分析在内的所有分析都可以全部以平行方式进行。对于步骤(iii)中分析重要的是分析速率要与来自步骤(i)和(ii)中的样本生产量相适应。优选所分析的馏分性质包括一个或多个化学性质。化学性质对馏分值有着重要的影响，并且对其随后进行的处理方法也有潜在的影响，包括随后进行的催化和非催化炼油方法以及炼油方法的可操作性(腐蚀或生污)。

常规的催化炼油工艺，例如，包括加氢处理、选择加氢、异构化、芳烃饱和、加氢异构、加氢裂化、氢化、催化裂化、组合裂化、重整、异构脱蜡、出汉脱蜡(例如Merox工艺)、脱烷烃、烷基转移、醚化、OATS、催化脱氢(例如Oleflex工艺)、C₃或C₄烯烃二聚(例如Dimersol工艺)、MTBE、Isal、烷基化和Octgain。

炼油中的常规非催化方法，例如包括原油脱盐、原油分馏、减压分馏、膜萃取、溶剂萃取、热裂化(如减粘裂化)、焦化、焦碳煅烧、沥青熔化和气化。

在一个实施方式中，本发明方法的步骤(ii)和(iii)中的处理和分析可以利用适宜于产生多个馏分的处理步骤的阵列，例如混合器的阵列和/或阵列微分馏器，和适宜的分析仪器的阵列，其用于分析各馏分。该阵列可以是微分馏阵列，例如在硅片上。

可以通过进一步重复本发明的步骤(ii)和(iii)来提高根据本发明方法的估计。因此，为馏分评估炼油原料的同时，可以通过对相同原始原料的多个组分而重复步骤(ii)和(iii)可以提高整体估计，但是该重复处理有着少许差别。例如，第一多个馏分可以是多种混合物，其是由不同比例的成分混合而得，但是处理每种馏分以具有相同的沸程，并且第二多个馏分包括具有相同混合比率的馏分，但是处理每种馏分使之具有不同的沸程。在一个进一步的实施例中，在所产生馏分的步骤(ii)中的任何化学反应的工艺条件也会随着时间而变化。

这就使得变量可以被迅速筛分并且可以控制，还能够为所确定炼油方法中的每个馏分优化方法条件。

因为在炼油中具有改变操作的能力，例如分馏塔，其在特定的范围内可以为原料的特定切割分选择不同的温度范围，这就使得本发明方法为炼油中的分馏塔提供了优化操作条件的信息，其为其他原料处理例如混合比的函数。在这种方式中，可以确定出协同作用。

优选，本发明方法是连续方式进行的，也就是说产生代表所述炼油方法步骤(ii)中常规工艺物料流的多个馏分的处理方法以及步骤(iii)中所述馏分的分析是以整合连续方式进行而不是以间歇的方式进行。因此，步骤(ii)的处理方法可以包括将炼油原料连续输入到处理步骤以产生多个馏分作为连续工艺物料流从而接着在步骤(iii)中进行分析。这代表与炼油中常规进行的方法更为接近，而不同于常规原油的分析测试，该测试通常是以间歇式测试。当本发明已连续方式进行时，还有可能以连续或半连续钒是改变多个馏分的特定性能。例如，可以研究在步骤(ii)中不同混合比率或分馏温度的影响。

对不同的炼油原料和其混合物有必要重复本发明的方法。

在分析馏分不同的物理和/或化学性质时则有必要重复本发明方法。因此，可以分析测量馏分的，例如，金属含量，随后重复(或“连续”)该方法并且可以改变分析从而能够测量，例如，馏分的硫含量。可以替代的，或此外，可以对所述馏分(或其部分)平行的进行不同工艺的分析和/或为了该馏分不同性质的分析。

本发明的方法可以应用在数个不同的炼油工艺物料流。因此，可以适当的进行一种或更多的处理和分析步骤的阵列，该阵列用来产生和分析工艺物料流，该工艺物料流是来自原油分馏的代表物并且其还要进行随后的加氢精制(瓦斯油馏分)，并且还可以进行产生和分析工艺物料流的一种或更多的处理和分析步骤的阵列，该工艺物料流是来自加氢处理工艺的代表物，并且如果需要，则随后进行催化重整和/或异构化。

可替代的，工艺物料流的评估可以是“连接的”。因此，在一个进一步实施方式中，本发明的方法可以通过分析两种或多个不同工艺物料流用来评估炼油原料。

本发明实施方式的第一个方面，可以通过对炼油中连续产生的工艺物料流进行制备和分析从而来评估炼油原料。因此，再对本发明方法步骤(iii)的多个馏分进行分析之后，可以进一步处理一种或多个馏分，通常是所有的馏分以产生一种或多种进一步的物料流，该每种物料流代表了炼油方法中存在的不同工艺。例如，在本发明步骤(ii)中所产生的馏分所具有的性质通常是来自原油分馏单元，其用作加氢处理器的原料，并且在步骤(iii)中分析这些物料流。接着，进一步处理每种馏分，例如，实际上可以是加氢处理用来产生具有来自加氢处理单元性质的蒸气，其用作催化重整和/或异构化方法的原料，并且随后对其再进行分析。

本发明实施方式的第二个方面，可以通过对炼油中平行产生的工艺物料流进行制备和分析从而来评估炼油原料。例如，可以处理炼油原料以产生代表第一工艺物料流的多个馏分和代表第二工艺物料流的多个馏分。该方面的实施例包括将炼油原料分离成代表来自原油分馏单元中煤油馏分的第一多个馏分(其随后进入到发汗方法中)和代表来自原油分馏单元的瓦斯油馏分的第二多个馏分(其随后进入加氢精制方法)，并且分别对上述馏分进行分析。

可以联合上述第一和第二方面从而用来同时评估炼油中的多个方法。该实施方式的优点在于在评估一个变量(在处理步骤中)发生改变的影响，比如一种第一多个馏分性质的改变所造成的影响，而同时不需要考虑随后一种第二多个馏分性质的改变。

可以以这种“连接”方式来评估大量的工艺物料流，例如至少5个工艺物料流，再如10个或更多，从而可以为优化特定原料的炼油配置来提供信息。可以对适宜的微构造阵列提供任意所需的处理步骤来获得上述信息。

在本发明的一个优选实施方式中，一旦对步骤(iii)进行了分析，则可以应用适宜的炼油方法模型来确定馏分的化学和/或物理性质对该馏分/工艺物料流随后进行的工艺的影响或是对炼油原料整体处理的影响。本领域技术人员熟知适宜的炼油模型，并且可以包括，例如，用来评估原料和产品的线性方法模型，方法优化模型，例如用于单个方法单元优选和广泛炼油优化的模型，和/或风险模型，其通常用来评估工艺物料流对方法影响或炼油原料对方法的影响。

本发明的方法可以产生大量的炼油原料对炼油工艺物料流的影响的数据。在一个进一步的实施方式中，可以利用该数据来发展、更新、维持和/或证实方法模型，该模型用于一种或多种炼油方法(可以是单独的或“连接”的方法)。例如，可以快速产生大量的数据，该数据是要比导向工厂参数研究所设定的更多的参数，该参数用来建立方法模型，可以进一步利用所产生的数据为方法模型提供连续的更新和细化(例如在较大参数范围内(如加入不同催化剂，不同的组合物))。

可以使用模型或其他试验设计工艺为一种或多种炼油原料(包括混合物)提供变化的方法条件，要求其来评估发展、更新或证实一种或多种工艺模型，并且特别用本发明的方法来评估方法以为方法模型产生所需数据，如来自炼油原料或所定义方法条件下原料所得到产品的生产量和质量。

本发明的进一步实施方式，其提供了一种用来确定多组份流体值的方法，包括

i)提供一个包含多种多组份流体的库；

ii)将每个所述多组份流体分离成至少两组组分，该分离速率为至少50种多组份流体/星期；

iii)对每种所述至少两种组分进行一种或多种化学和/或物理性质的分析；和

iv)确定在所述库中的所述多种多组份流体的每一种的值。

多组份流体值可以有任何一种或多种不同的项目，包括(i)在特定工业中多组份流体中组分的价格，(ii)多组份流体的优选处理能力，(iii)一种类型的或特别处理单元或装置来容纳多组份流体，(iv)对设备的类型或特别配置来处理多组份流体，(v)处理步骤的类型或特别配置来处理多组份流体，和/或(vi)制备为多组份流体的类型或特别混合物质(例如另一种多组份流体)。

提供了多组份流体的阵列或库。在高生产量系统或方法来分离流体中的两种或更多组份从而形成两种或更多组分的阵列或库。接着在高生产量系统或方法来测试组分的阵列或库从而确定组成、特性或性质。在工业中使用这些确定法来确定多组份流体值。

可以以平行或同时进行的方式和/或以快速连续的方式进行高生产量分离和测试。整体工作流的生产量是很重要的，单位时间内的多组份流体速率或取样的变化取决于将被确定值的工业。例如，在石油工业，原油分离和组分分析的速率至少为50，例如至少为250，优选为2000，在7天内对不同的原油多组份进行取样。多组份流体所包含的物质例如原油、其他的炼油原料、制药原料等。

可以在非-样本量的多组份流体购买之前或之后来进行值确定，值确定有助于优化值精选。

在一个优选实施方式中，对于测量酸组成，其通常确定样本中酸的种类，本发明的方法包括四个步骤：1)制备样本：多组份样本和其他的极性物质一起进行液液萃取从而将样本中的酸萃取出来，使用有机和/或无机碱/有机溶剂和水。可以替代的，可以使用样本固相萃取工艺，其是在闪蒸或正常相色谱条件下基于硅填充物-96凹陷微量滴定盘来进行极性物质萃取；2)第一分离和第一性质确定：通过96-凹陷固相萃取滴定盘的选择性保有酸来进行酸值分离，该萃取盘填充有对酸具有选择性的离子交换树脂，随后用已增大酸值的缓冲液来进行多步洗提(在水性混合无中具有不同的酸浓度)，通过酸值来分离多组份样本中的酸组分并且其中多次重复的多步洗提提供了酸值信息(例如洗提顺序或洗提时间)，将该信息输入到工艺系统中来绘制图形或图层；3)第二分离和第二性质确定：将来自第一分离的每个流出液接着进行分离，该分离是通过憎水性以快速连续或平行高效液相色谱并用UV-Vis检测(例如，200-380nm吸收)，在反向柱中将溶液混合物用作流动相(例如，水/四氢呋喃/环己烷)；和4)图层或绘图和样本特性：在背景扣除后，相应于每个多组份样本的单个组份(例如，固相萃取洗提)的HPLC记录线被组合成一个二维酸分布图(图层)，其中x-y-z坐标分别是HPLC保留时间、固相萃取洗提顺序和HPLC检测信号，并且任选将HPLC记录线集成为不同区域并且通过乘以区域-特定对应因子将每个峰区域转化为酸分布值(mg KOH/g当量值)。

具体实施方式

下列是本发明该实施方式的一个实施例

实施例

本实施例使用了原油馏分，该原油可以是任何原油。在基底上提供了96原油分级样本，该基底具有连有玻璃管的具有96个凹陷的玻璃。

液液萃取(LLE)

用手动称量或Bohan自动称量装置对每个样本进行称量，使得每个样本为约500mg。将1ml烃类溶剂/500mg样本添加到每个凹陷中，在振动板上将阵列混合好。加热该阵列以确保任何固体样本均能流动。将4ml的萃取剂溶液添加到每个管中，该萃取剂溶液是80份异丙醇和20份100M三乙基胺水溶液。将管剧烈震荡至少一个小时，接着将其离心至少5分钟。将每个管中的等量物从萃取溶液的水相部分中取出。

第一分离

第一分离是固相萃取，其使用了商业可用的96凹陷滴定盘，该盘上具有对酸有很强吸附力的离子交换树脂，特别是来自Waters的Oasis MAX(每个凹陷上有60mg的离子交换树脂，树脂颗粒尺寸为30微米)，其与Speedisk压力器相连并且将压力加压至30psi。固相萃取盘上的每个凹陷都预先放置异丙醇和水。通过用平移管手动或者用自动液体处理机器将来自LLE步骤水相馏分的试样量样本放置在96-凹陷SPE盘的每个凹陷中。可以不施加压力或施加最小压力将萃取物缓慢推过SPE盘。在上述放置完成后，将异丙醇并且其后接着将异丙醇与水的混合物在相同的条件下缓慢推过SPE盘。对所有的96个凹陷平行进行洗提，并且在这些阶段中开始是最弱酸的洗提，终止于最强酸洗提。在这个实施例中，有四个洗提。在第一洗提中，将0.5ml的0.178M的蚁酸放置在每个凹陷中并且调整压力将其以约0.1mL/分的稳定流速推过盘。在分离96-凹陷微量盘中收集了高到0.5ml的萃取物并将其冷却。在第二洗提中，将0.5ml的0.356M的蚁酸放置在每个凹陷中并且调整压力以保持相同的流速将其推过盘。又一次，在分离96-凹陷微量盘中收集了高到0.5ml的萃取物并将其冷却。在第三洗提中，将0.5ml的0.890M的蚁酸放置在四个相同部分的每个凹陷中并且调整压力以保持相同的流速使其推过。又一次，在分离96-凹陷微量盘中收集了高到0.5ml的萃取物并将其冷却。在第四洗提中，将0.5ml的1.425M的蚁酸放置在四个相同部分的每个凹陷中并且调整压力以保持相同的流速使其推过。又一次，在分离96-凹陷微量盘中收集了高到0.5ml的萃取物并将其冷却。通用用样本名称来编码每个样本来记录洗提的顺序，该名称可以反映其洗提的顺序(例如，使用处理系统可读条形码)。

第二分离

将来自阴离子交换分离的四个流出物盘放置在自动液体处理机器的平台上，该机器与一个平行毛细管HPLC装置相连，其在8个柱的每个末端装有UV-vis吸收检测器。特别是，使用了来自Eksigent的8-通道毛细管HPLC ExpressLC^TM-800，其与来自CTC分析/Leap工艺的自动取样仪相连。有一个注入部分和一个为每个柱保持样本循环的样本阀门，并且每个柱是堆有3.5微米的辛烷基-氧化硅颗粒的反向柱。商用软件用于自动注入、泵和来自检测器的数据收集。利用开始于移动相-A并终止于移动相-B的梯度洗提。移动相-A是一个4组分混合物，包括大量的水和THF以及少量的两种烃类溶剂。移动相-B是一个4组分混合物，包括少量的水和THF以及大量的两种烃类溶剂。

将试样量的每个洗提样本注入到毛细HPLC柱的移动相中。在注入后进行梯度洗提程序，开始是26μL/分钟的25当量的移动相-A和1当量的移动相-B，并且保持约15秒，接着在约90秒内改变移动相流速和组分至37μL/分钟的1当量的移动相-A和35当量的移动相-B，将该组成保持约3分钟，并且随后返回到初始流速和组成。每个样本进行约5分钟，并且同时进行8个样本，需要约1小时/盘或在4小时内所有384个样本。此外，自动取样仪将溶剂填满样本间的注入循环以清洗样本间的柱。每个HPLC分离会产生在UV-vis吸收波长为200-380nm范围内的时间与检测器反应记录线。

数据整理及绘图

对于每个HPLC记录线，以适当的波长将一个10nm带宽从原始数据中提取出来并且使用信号在530nm在50nm的带宽来修正基准线。如上所述对不含有分馏过的原油的样本进行第一和第二分离来绘制背景图。接着从每个样本记录线中提取出这些背景图。4背景-提取线/已分馏原油样本，其代表着来自第一分离的洗提顺序，将其重新汇入到二维图中，这样HPLC洗提时间组成了X轴、SPE洗提顺序组成了Y轴并且HPLC检测器响应组成了Z轴。还将背景-提取线并入进洗提的三个区域内，在每个区域中都产生了峰面积。接着将峰面积乘以区域-特定响应因子，产生了每个区域的酸分布值，其为mgKOH当量值/g已分馏原油样本。汇总每个区域的酸值分布值(4 SPE洗提物×3HPLC洗提时间范围)，这样就生成了石油样本的总酸值值，接着将其与由ASTM标准所制备的原油样本的TAN相比较。

Claims (22)

1.一种评估炼油原料的方法，所述方法包括：

(i)提供一种炼油原料；

(ii)处理所述炼油原料以产生一个阵列，该阵列包括具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流；和

(iii)对所述多个馏分的每一个馏分都进行分析从而确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质，所述分析至少部分是平行进行的。

2.一种评估炼油原料的方法，所述方法包括：

(i)提供一种炼油原料阵列，其中所述阵列中包含至少多种不同的炼油原料；

(ii)分馏所述阵列中每种所述炼油原料以产生进一步的阵列，该阵列包括具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流；和

(iii)对所述多个馏分的每一个馏分都进行分析从而确定馏分的一种或多种化学和/或物理性质，所述分析至少部分是平行进行的。

3.一种如权利要求2所述方法，其中分馏步骤(ii)是以平行方式或以快速串联方式进行的。

4.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中分馏步骤(ii)的生产量至少为50炼油原料/星期。

5.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中在步骤(iii)中，对每种馏分的第一种性质进行一套平行分析，随后对每种馏分的第二种性质进行一套平行分析。

6.一种如权利要求1-4任意一项所述方法，其中步骤(iii)中所有的分析都是以平行方式进行。

7.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中炼油原料选自原油、合成原油、生物成分、中间物料流，例如渣油、瓦斯油、真空瓦斯油、石脑油或裂解原料，和上述成分的一种或多种混合物。

8.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中处理炼油原料以产生具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流，包括所述炼油原料和一种或多种其他炼油原料的混合步骤，其是通过将原始炼油原料和不同的其他炼油原料进行混合和/或与其他炼油原料以不同比例进行混合以产生具有不同性质的多个馏分。

9.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中处理炼油原料以产生具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流，包括在微蒸馏塔或微分馏器中进行处理以获得具有所定义沸程的馏分。

10.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中处理炼油原料以产生具有不同化学和/或物理性质的多个馏分，每个馏分代表炼油中可能存在的一个工艺物料流，包括溶剂萃取、膜处理、吸附处理和/或适宜的化学反应。

11.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中步骤(ii)中所产生的多个馏分包括至少7种此类馏分。

12.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中本发明方法的步骤(iii)中所需分析的馏分化学和/或物理性质选自密度、比重、总酸值、总碱值、冷流体性质、粘度、烃类组成、硫含量、硫化合物组成、氮含量、镍化合物含量、钒含量、酸组成、沥青含量、碳含量、金属含量、微量残炭、氯化物和其组合。

13.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中所分析的馏分性质包括一种或多种化学性质。

14.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中可以通过进一步进行重复本发明的步骤(ii)和(iii)的实验来提高评估。

15.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中以连续方式来进行该方法。

16.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中重复该方法以分析馏分的不同物理和/或化学性质。

17.一种如前述任一项权利要求所述方法，其中工艺物料流的评估是“连接的”，这样可以通过分析两种或更多的多个不同工艺物料流来评估炼油原料。

18.一种如权利要求15所述方法，其中以“连接的”方式评估至少5个工艺物料流以为特定原料的炼油配置优化提供信息。

19.一种如前述任一项权利要求所述方法，其包括一个进一步的步骤：

(iv)应用炼油方法模型以确定馏分的化学和/或物理性质对馏分/工艺物料流随后进行的处理工艺的影响或对炼油原料整体处理的影响。

20.一种如权利要求1-28任意一项所述方法，其中使用产生的关于炼油原料对炼油工艺物料流的影响的数据来开发、更新、维持和/或证实一种或更多炼油方法的方法模型。

21.一种用来确定多组份流体值的方法，包括

i)提供一个包含多种多组份流体的库；

ii)将每个所述多组份流体分离成至少两组组分，该分离速率为至少50种多组份流体/星期；

iii)对每种所述至少两种组分进行一种或多种化学和/或物理性质的分析；和

iv)确定在所述库中的所述多种多组份流体的每一种的值。

22.一种如权利要求21所述方法，其中确定步骤包括：在预定工业中比较所述一种或多种化学和/或物理性质与具有所述一种或多种性质的物质的价格；基于分析步骤为至少一种所述多种多组份流体确定处理装置；基于分析步骤为至少一种所述多种多组份流体确定处理装置的配置；和/或基于分析步骤确定一种物质，该物质与至少一种所述多种多组份流体混合。