CN102257104A - 烃进料的反乳化 - Google Patents

Abstract

在多个方面，本发明提供用活性剂处理含有烃和乳化的水性成分的烃进料以形成处理的进料的方法，该方法在初始的反乳化作用期间将烃进料反乳化为烃相和水相。活性剂具有在烃成分中和在水性成分中的活性剂溶解性，水性成分具有在烃成分中的水性成分溶解性。在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性。在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性。在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性。在改进的反乳化作用期间处理的反乳化烃相与活性剂和水性成分分离，改进的反乳化作用期间短于初始的反乳化作用期间。

Description

烃进料的反乳化

技术领域

本发明一般涉及烃进料的处理，所述烃进料源自原位和异地焦油砂和重油作业，海上石油生产作业、常规石油、二次和三次回收以及天然气作业。更具体地，本发明涉及处理这类烃进料以达到破乳、脱盐、脱水或其组合，以获得含有减少到适合下游处理作业的水平的水和盐含量的进料。

背景技术

在焦油砂作业中，通常在含有高浓度盐水的水库中发现沥青。在原位和异地处理沥青的各个阶段中，沥青和水倾向于形成含有细微地分散到整个沥青基质中的水滴的乳液。这种乳液由于存在分散在沥青基质(包括水相)中的各种表面活性剂物质和细微固体而稳定，这些物质阻止或干扰处理沥青进料期间水滴的聚结。

由于设备的操作需要和盐类对设备的有害影响，如腐蚀、催化剂污染、对处理效率和成本的负面影响，沥青基质中水和各种盐类物质的浓度必须在下游处理沥青之前减少到可接受的水平。来自重油和海上石油作业的某些烃进料还可能导致类似的乳液和盐含量的难题，这取决于烃进料的来源和烃进料中所加的水，所述加入的水为了下游操作该水必须随后去除。

现有技术中已使用各种方法来实现减少烃进料中的水和盐含量。例如，可以通过去除含盐的水来实现减少沥青中水和盐含量，这可以包括为了促进淡水滴与盐水滴的聚结，而向烃进料添加淡水使其混合，由此沉积和去除盐水。然而在该处理中，油包水乳液通常由该混合产生，并需要进一步的处理以促进烃相从残余水中分离。传统分离方法的例子包括添加或不添加反乳化剂的重力分离以破坏油包水乳液、离心分离以及静电场处理技术。然而，由于形成稳定的微乳液，这些处理通常在有效去除基本上全部的水和盐方面不成功。

因此，工业上需要处理烃进料以达到破乳、脱盐、脱水或其组合，以获得含有减少到适合下游处理作业(包括富集)的水平的水和盐含量的进料。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种处理烃进料的方法(烃进料具有烃成分和在烃成分中乳化的水性成分，其中烃进料在初始的反乳化作用期间反乳化为烃相和水相)，该方法通过使烃进料与活性剂接触以形成处理的进料来实现，其中所述活性剂在烃成分中具有活性剂溶解性，水性成分在烃成分中具有水性成分溶解性，在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，活性剂在水性成分中具有活性剂溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性；以及活性剂溶于水性成分以减少水性成分的介电常数，并允许在改进的反乳化作用期间使处理的反乳化烃相与处理的进料中的活性剂和水性成分分离，其中改进的反乳化作用期间短于初始反乳化作用期间。在各种实施方式中，活性剂是醇或纯的醇如甲醇，或醇/水混合物如甲醇/水混合物。在各种实施方式中，醇在直链中包括1-6个碳原子。

在另一方面，提供一种用于处理烃进料的设备，该设备包括烃进料来源，烃进料具有烃成分和在烃成分中乳化的水性成分，水性成分在烃成分中具有水性成分溶解性，其中，在初始的反乳化作用期间烃进料反乳化为烃相和水相。该设备还包括活性剂来源，活性剂在烃成分中具有活性剂溶解性以及在水性成分中具有活性剂溶解性，在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中水性成分溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，活性剂溶于水性成分中以降低水性成分的介电常数。该设备还包括使活性剂与烃进料接触以形成处理的进料的接触装置，其中在改进的反乳化作用期间允许处理的反乳化的烃相与处理的进料中的活性剂和水性成分分离，其中改进的反乳化作用期间短于初始的反乳化作用期间。

该设备还可以包括用于调节活性剂性质的活性剂调节装置，活性剂调节装置与活性剂来源相通。

该设备还可以包括用于从包括处理的反乳化的烃相的处理的进料回收活性剂、水性成分或其组合的回收装置。

该设备还可包括用于将回收的活性剂再循环到活性剂来源的再循环装置。

在另一方面，提供一种用于处理基本上脱水的含盐烃进料(即，含盐脱水的进料)的方法，该方法利用活性剂以达到脱盐、破乳、脱水或其组合，以获得没有盐、水或盐和水的组合、达到适合下游处理水平的烃进料。在另一方面，提供用于处理基本上脱水的烃进料的设备。

在另一方面，提供一种用于选择和调节各种活性剂性质的方法，该活性剂适用于烃进料的处理以达到破乳、脱水、脱盐或其组合的效果，其中：

i.活性剂在烃成分中具有活性剂溶解性；

ii.在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性；

iii.活性剂在水性成分中具有活性剂溶解性；

iv.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性；

v.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性；以及

vi.活性剂溶于水性成分中以降低水性成分的介电常数。

还公开了活性剂的组合物。在各种方面，当与烃进料接触时，该活性剂可以是液体、气体或其组合。在各种选择的实施方式中，活性剂可以是质子活性剂，包括醇、一种以上醇的混合物(即，醇/醇混合物)或醇/水混合物，所述醇/醇混合物或醇/水混合物具有共醇(co-alcohol)或配合特定烃进料的化学性质的水含量。在另一方面，提供一种用于调节多种活性剂的性质的设备，所述活性剂适用于烃进料的处理以达到破乳、脱水、脱盐或其组合的效果。

在各种方面，活性剂对输入的烃进料的最佳暴露可以通过以下来实现：调节活性剂的化学性质，利用各种混合或接触方法，利用具有物理和化学性质的装置(其促进有效接触(例如，结构化的填料或非结构化的填料、筛板、转盘)以及用过的活性剂成分与处理的反乳化烃相的随后分离(例如，利用用于工艺的各个阶段的装置上的各种涂层))，在与活性剂接触之前调节各个预处理阶段中输入的烃进料的物理和化学性质，以及调节系统的操作条件。在其他各种方面，方法和设备提供活性剂的回收和再循环。

在另一方面，提供用于通过利用活性剂调节烃进料的化学和物理性质(例如，相对极性、密度或进料中水性成分和烃成分的界面张力)的方法和设备，所述活性剂在烃进料的水性成分和烃成分中具有合适的溶解性以在处理条件下达到破乳、脱水、脱盐或其组合的效果。

在又一方面，提供用于调节基本上脱水的烃进料的组成的方法和设备，所述组合物包含通过各种预处理(例如，润湿进料)分散为细微固体的盐，使其适合利用活性剂处理，所述活性剂在烃进料的水性成分和烃成分中具有合适的溶解性。

还提供多种输入烃进料组合物，可以利用本发明方法和设备处理该组合物，其包括源自原位和异地焦油砂和重油作业、海上石油生产、常规石油、二次和三次回收以及天然气作业。例如，烃进料如API比重小于约22.3的原油和重油或API比重小于约10的沥青是适用于各种实施方式的适合输入进料的例子。API比重大于约22.3和包括作为生产或后续处理结果的烃包水乳液的烃进料也是用于其它实施方式的合适的输入进料的例子。最初含有分散在进料基质中的油润湿盐微粒和基本不含水的盐化脱水烃进料也是适合的进料，其在使用本发明方法和设备之前已进行预润湿以形成烃包水乳液。根据本发明的多个方面的方法和设备也用于来自生物燃料操作或任何其他生产烃进料操作的合成或天然的烃进料，所述烃进料包括烃包水乳液、盐、盐化脱水烃成分或其组合。

本发明的前述和其他方面通过以下具体实施方式和附图的说明将更明显，这些实施方式和附图仅说明本发明的原理。

附图说明

在说明本发明实施方式的附图中，

图1说明根据本发明的第一实施方式的系统10的示意图；

图2说明根据本发明的另一实施方式的系统10A的示意图；

图3说明根据本发明的另一实施方式的系统10B的示意图；

图4说明不同温度下烃进料稀释沥青(dilbit)和纯甲醇活性剂之间的界面张力的结果；

图5说明不同温度下烃进料稀释沥青和活性剂甲醇-水混合物之间的界面张力的结果；

图6说明在约50℃下随着水的体积％渐增对甲醇-稀释沥青测量的初始界面张力相对于混合物的介电常数的结果；

图7说明利用纯甲醇在约25℃下的稀释沥青的甲醇提取物的模拟蒸馏结果(通过转带蒸馏去除甲醇后)；

图8说明在约20℃下溶解于甲醇中的稀释沥青的部分的百分比回收率相对于添加到甲醇的水的百分比的结果；

图9说明对于两种活性剂(甲醇-水和甲醇-乙醇)的稀释沥青损失相对于特定活性剂/水混合物的介电常数的结果；

图10说明在约25℃下从摇动试验回收的稀释沥青相对于活性剂(甲醇)的体积％浓度的结果；

图11说明在约50℃下从摇动试验回收的稀释沥青相对于活性剂(甲醇)的体积％浓度的结果；

图12说明在约25℃下从摇动试验回收的稀释沥青相对于活性剂(甲醇/水)的介电常数的结果；

图13说明在约50℃下从摇动试验回收的稀释沥青相对于活性剂(甲醇/水)的介电常数的结果；以及

图14说明通过两种活性剂(甲醇和甲醇/水)去除的氯化物与毛细管ΔP表示的稀释沥青粘度之间的关系。

发明详述

下面详细描述对于本发明的执行和实施方式的各种方面和变型，其实施例以附图举例说明。

在本发明的各种实施方式中，术语“烃进料”或“油”指来自原位和异地含油砂处理的任何天然或合成的液体、半液体或固体烃进料，其包括API值小于约10°的烃原料、重油产物(例如，约10到约22.3°API)、中油产物(例如，约22.3到约31.1°API)、轻油产物(例如，＞约31.1°API)、海上石油生产产物、天然气作业、常规石油、二次和三次回收及任何其他工业(例如生物燃料工业)，其中必须处理烃进料以实现破乳、脱水、脱盐或其组合。

在各种实施方式中，烃进料可以包含各种含量的化学污染物，如各种含量的水、硫化氢、有机硫和无机硫化物、各种盐和形成盐的物质、有机金属和无机物质、表面活性剂、固体或加工添加剂，对于下游应用这些物质是需要去除的。

在各种实施方式中，烃进料可以在烃进料的处理之前进行预处理。预处理可以包括物理和化学处理，例如，利用常规技术的最初的大体积水去除(例如，对于湿进料)或添加水以形成烃包水乳液(例如，对于含盐脱水进料)，最初的分离和分馏，以及热处理或加工(例如水或其他轻的烃馏分的闪蒸，和热裂解)。

在各种实施方式中，适于加工的烃进料的初始粘度可在约1cP到约1,000,000cP或以上。各种加工条件下的粘度通过给定进料速率下需要达到除水、脱盐、破乳或其组合的物质传递速率来确定。

在本说明书中，术语“水性成分”(也称乳化的水含量)指在进料处理之前最初或在烃进料处理过程的任何加工阶段的给定的例子中在烃进料中乳化的水量。在各种实施方式中，烃进料中水性成分的含量可以随烃进料的来源、化学组成(例如，含有多种表面活性剂物质或细微固体烃进料可以在烃基质中保留更多水)、烃进料的预处理或其组合而变化。在选择的实施方式中，用于利用本发明方法和设备处理的烃进料中的水性成分含量可以为约0到约80重量％、或约0到约50％、或约0和约80重量％之间的任何范围。在特定的实施方式中，用于处理的烃进料中的水性成分可以是约0到约0.1重量％、或约0.1到约0.25重量％、或约0.25到约0.5重量％、或约0.5到约1.0重量％的水、或约1.0到约5重量％、或约5到约10重量％、或约10到约30重量％、或约30到约80重量％。在各种实施方式中，烃进料中的水性成分可以进一步包括各种化学物质(例如，溶解或分散的烃馏分、盐或形成盐的物质或其组合)。

在本说明书中，术语“盐”和“多种盐”可互换使用且除非另有指明，指一种或多种有机或无机盐(例如，中式、酸式或碱式盐、简单盐、重盐或络合盐)，或可溶于水、活性剂或两者中的形成盐的物质，或可由活性剂调节成溶于水、溶于活性剂或两者中的形成盐的物质，包括通常在沥青、沥青衍生的烃馏分或常规石油及重油中发现的盐。

主要的无机盐可以是一种或多种氯化物(例如，单价和二价)、硫酸盐和重碳酸盐。尽管可以存在更少量的镁、钾和钙，但这种无机盐的主要反电荷离子可以是钠。可存在的有机盐或形成盐的物质的例子是环烷酸盐，例如由环烷酸中和形成的环烷酸盐。这种盐或形成盐的物质可以分散或溶解在与烃进料有关的水性成分中(例如，间隙水和大体积水)，在无水条件下可以分散于烃基质中(例如，分散为细微固体的油湿盐)，可以占据烃-水性成分界面，或其组合。

本发明的待处理以达到破乳、脱水、脱盐或其组合的烃进料可以含有每百万约0到约0.1份(ppm)、约0.1到约2ppm、约2到约50ppm、约50到约100ppm、约100到约200ppm、约200到约300ppm、约300到约400ppm、约400到约500ppm、约500到约750ppm、约750到约900ppm、或约50,000ppm或以上的一种或多种盐或形成盐的物质。例如，在包括稀释沥青作为烃进料的特定的实施方式中，所述稀释沥青可以含有多达约15,000ppm的氯化钠、约350,000ppm的氯化钙、约100,000ppm的氯化镁、约1,500ppm的碳酸钙、约100ppm的碳酸镁或其组合。该盐含量可以随烃进料的来源和化学组成、预处理或其组合而变化。

在本说明书中，术语“乳液”指两种基本不混溶的液体或半液体相的非均匀混合物，其中一个相在第二相中分散为小滴，且其中第一相的小滴具有减少的彼此聚结或碰撞的趋势，从而使得两个相没有自然分离。在本说明书中，水性成分在烃进料的烃成分中乳化并被称为烃包水性成分乳液、烃包水乳液、油包水乳液及在选择的实施方式中被称为烃包盐水乳液。

在各种实施方式中，术语“破乳”指通过使烃进料与活性剂接触来分离烃进料(烃进料具有烃成分和在烃成分中乳化的水性成分，其中在初始的反乳化作用期间烃进料反乳化为烃相和水相)。

在一些实施方式中，烃进料在初始的反乳化作用期间反乳化为烃相和水相。在本文中，烃进料的反乳化必要地是程度问题，反映反乳化进行到完全分辨烃相和水相的程度。在此所用的术语用于指明显的水相与烃进料可分辨，以致水相部分可以保持乳化，但乳液已被破乳到需要产生明显水相的程度。在一些实施方式中，初始反乳化作用期间可以是至少几天。

在改进的反乳化作用期间，处理的反乳化烃相可与处理的进料中的活性剂和水性成分分离，其中改进的反乳化作用期间短于初始的反乳化作用期间。改进的反乳化作用期间可以短于初始的反乳化作用期间至少约1.1倍。在各种实施方式中，改进的反乳化作用期间可以是约1到约30分钟。

在本说明书中，术语“稀释沥青”指用合适的烃稀释剂如石脑油、其他含较低密度和较低粘度液体烃的混合物如柴油、煤油或其他油馏分、或纯烃类如丙烷、甲苯等稀释的沥青。沥青与稀释剂的比率可以是约10∶1到约1∶1或约1∶1到约1∶10。

在本说明书中，术语“活性剂”和“活性组合物”可互换使用，指当其与烃进料接触时能够在选择的处理参数下实现破乳、脱水(去水)、脱盐或其组合的化合物或组合物，其中：

i.活性剂在烃成分中具有活性剂溶解性。在各种实施方式中，在烃成分中的活性剂溶解性为约0.01到约1重量％、或约1到约10重量％、或约10到约50重量％；

ii.水性成分在烃成分中具有水性成分溶解性。在烃成分中的水性成分溶解性为约0到约0.1重量％；

iii.在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性；

iv.活性剂在水性成分中具有活性剂溶解性。在各种实施方式中，在水性成分中的活性剂溶解性为约0.01到约1重量％、或约1到约10重量％、或约10到约50重量％、或约50到约99.9重量％；

v.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性；

vi.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性；以及

vii.活性剂溶于水性成分中以降低水性成分的介电常数。在各种实施方式中，水性成分介电常数的降低可以是约1到约10、或约10到约20、或约20到约30、或约30到约40、或约40到约50、或约50到约70；

不像可溶于烃包水性成分乳液或水性成分包烃乳液的水性成分中或烃成分中的反乳化剂，活性剂在烃进料的水性成分和烃成分中具有不同的溶解性。而且，不像局限于乳液中的水性成分与烃成分之间的界面的反乳化剂，活性剂因其溶解性质可以渗透或穿过乳液的界面来改变乳化的水性成分的整体性质(例如，介电常数)，从而导致类似相的聚结以实现破乳、脱水、脱盐或其组合。此外，不像在处理过程中被消耗掉的反乳化剂，活性剂可以在处理中不被消耗，而可以在处理中被回收并再循环。反乳化剂通常被少量添加到进料中，例如少于进料体积的约1％(体积)或以相对于进料量的每百万分之几份。

在各种实施方式中，在烃进料的烃成分中活性剂的溶解度的度量包括活性剂的介电性能(即，活性剂的介电常数)。通常，活性剂的介电常数越接近烃的介电常数，活性剂在烃中的溶解性越高。

用于本发明方法的合适的活性剂的介电性能可以介于在特定加工条件下的水的介电性能值和烃成分的介电性能值之间。例如，活性剂的介电性能值可以介于在0℃下水的介电常数约88和在20℃下用石脑油稀释于的沥青的介电常数约4之间。

在各种实施方式中，介电常数的调节可以包括活性剂的介电常数的调节(例如，活性剂具有多种组成，因此其在进料的水性成分和烃成分中具有多种溶解性)、因活性剂扩散到水性成分中而导致的烃进料的大体积水性成分的介电常数的调节或其组合。

在烃进料的烃成分中和在烃进料的水性成分中的活性剂溶解度可以通过在将活性剂引入烃进料之前以及在加工的任何阶段调节活性剂的性质(例如组成)、操作参数(例如温度、压力)或其组合来调节。多种活性剂调节装置可以用于调节活性剂性能，如室，其包括入口和用于计量一种或多种活性剂(例如再循环的活性剂、新的活性剂)的引入的阀以及调节剂(例如水，用于混合生成在特定操作条件下处理特定进料的活性剂的合适的组成)。不同的调节装置可以在加工的不同阶段使用。

在各种实施方式中，活性剂可以是液体、气体或液体和气体的混合物。例如，在选择的实施方式中，活性剂可以作为液体与烃进料混合或作为气体渗透到烃进料中。在各种实施方式中，也可以在加工的任何阶段调节活性剂的相。例如，最初活性剂作为气体被引入进料中，以及通过调节操作条件如温度，可以使活性剂在后续的加工阶段在进料中变成液体。

在各种实施方式中，合适的活性剂可以包括含有一个或多个带负电荷原子(例如氟、氧、氮或氯)的质子活性剂。在各种实施方式中，如果与质子活性剂组合形成在烃进料的烃成分和水性成分中具有合适的溶解性的活性剂组合物，那么也可以使用一种或多种偶极非质子化合物。在各种实施方式中，质子活性剂可以包括醇(伯醇、仲醇、叔醇)、多种醇的组合或具有不同比率的醇和水的醇/水混合物。合适的质子活性剂的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、甘油和多种二醇(例如，乙二醇)、多种质子活性剂的组合、以及多种质子活性剂与不同比率的水的组合以调整活性剂的化学性质适合待处理的特定烃进料的性质(例如，调节活性剂在烃进料的烃成分中的溶解度)以及期望的破乳、脱水、脱盐或其组合的效果。在各种实施方式中，适合作为活性剂的醇是具有1-6个碳原子的醇。在各种其他实施方式中，适合作为活性剂的醇是在直链中具有1-6个碳原子的醇。在进一步的各种实施方式中，适合作为活性剂的醇是具有1-4个碳原子的醇。在各种其他实施方式中，适合作为活性剂的醇是在直链中具有1-4个碳原子的醇。在其中活性剂组合物含有多于6个碳原子的醇的实施方式中，这种组合物优选含有足量的具有1-6个碳原子的醇，以便该组合物在进料的水性成分中和烃成分中具有合适的相对溶解性。

在其中合适的活性剂组合物含有具有1-6个碳原子或1-4个碳原子的醇的活性剂和含有具有大于6个碳原子的醇的活性剂的实施方式中，组合物成分的阶段的扩散可以达到逐渐改变水性成分的介电性能。例如，更短的更极性的醇可以首先扩散到水性成分中并改变水性成分的介电性能，其结果更长的更非极性的醇可以随后扩散到改进的水性成分中以进一步改变介电性能。因此，在各种实施方式中，随着水性成分的性质改变，活性剂可以接续扩散到水性成分中。

处理烃进料需要的活性剂的量至少是在烃包水性成分乳液中达到破乳、脱水、脱盐或其组合所需要的活性剂的量。在各种实施方式中，活性剂组合物在活性剂和调节剂(如水)的混合物中含有活性剂的浓度为约0.1到约1重量％、约1到约10重量％、约10到约20重量％、约20到约50重量％、约50到约80重量％、约80到约99重量％、或约99到99.9重量％的活性剂。

在各种实施方式中，活性剂的量至少是存在于烃进料中的水的量的约1到约5重量％、约5到约20重量％、约20到约50重量％、约50到约75重量％、约75到约80重量％、约80到约90重量％、约90到约95重量％、或约95到约100重量％。

在其中初始烃进料在湿法预处理形成烃包水乳液和添加活性剂之前基本上不含水和含有在油中分散的盐的实施方式中，在加工条件下，相对于存在于烃进料中的盐量的活性剂的合适量使得活性剂中盐的有效重量百分数盐在活性剂中的溶解限度以下。

在各种实施方式中，活性剂与烃的合适的比率可以是约1∶20、约1∶10、约1∶5、约1∶1、约2∶1、约5∶1或更大。然而合适的比率可以根据活性剂的性质相对于烃进料的性质进行调节。在选择的实施方式中，加工的经济性可以是选择适合比率的因素，因为较高的比率需要较大的加工单元和较大量活性剂来循环。

在各种实施方式中，活性剂中成分的体积比使得在加工条件下体积分数(V_i)乘以活性剂(其中对于活性剂成分1、2、3等，i＝1到n)和水的介电常数(ε_i)的总数落在烃(ε_h)与水(εw)的介电常数值之间。这通过式1数学表示：

${\mathrm{\&epsiv;}}_h<\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&epsiv;}}_i{V}_i<{\mathrm{\&epsiv;}}_w$ (式1)

多种活性剂或活性剂和水的合适的混合物使得混合物的介电常数在相同的加工条件下的任何其他合适的活性剂的介电常数值的约±5个单位之内。

用于本发明的各种实施方式的合适的活性剂可以是那些经鉴定具有以下一种或多种性质的活性剂：对于盐(例如，对于NaCl)的良好溶解性，特别是在低的活性剂/烃进料比下；与烃进料的高密度差异，以促进快速重力分离；与烃进料形成最小稳定乳液的趋势，以促进快速与烃进料相分离；在选择的操作条件下与烃进料的相对低互溶性，以促进从烃进料中高回收活性剂；用于与烃进料有效混合和接触的合适的粘度；基本上不含对下游加工有害的杂原子；在选择的操作条件和加工阶段具有合适的相对于水和特定待加工烃进料的介电常数(极性)；以及不与烃进料中的物质形成不需要的副产物。表1显示可以适于加工烃进料的具有某些介电常数的活性剂的例子。

表1

注：

(1)在25℃下的近似值

在各种实施方式中，显示上述一种或多种性质的活性剂可以用其他活性剂或用水进一步改进以获得化学性质，使得在特定操作条件下处理特定烃进料达到期望的破乳、脱水、脱盐或其组合的水平和效果。这种利用水改进的例子在实施例部分介绍。在各种实施方式中，一种或多种活性剂可以存在于输入的烃进料中，且可以与向进料添加的额外的活性剂组合，以获得具有适于在特定操作条件和加工阶段达到破乳、脱水、脱盐或其组合的性质(例如介电常数)的活性剂混合物。

在各种实施方式中，可以在一个或多个阶段，使用对于各个阶段的烃进料适合的加工条件，进行对烃进料的处理，实现破乳、脱水、脱盐或其组合，以获得进步的破乳、脱水、脱盐或其组合效果。

参照图1，其显示适于处理烃进料以实现破乳、脱水、脱盐或其组合的系统10的第一实施方式。在如图1所示的实施方式中，烃进料通过线路1以及活性剂通过线路2，以逆流或并流方式引入混合阀或接触器13，其中涡流足以产生使得活性剂基本上分散在烃进料中且也溶解在烃进料中至期望程度的混合进料。引入接触器13的活性剂的流速足以使活性剂在烃进料中分散。在该实施方式中，只要压力足够高以在选择的操作条件下维持活性剂和烃进料为液相并维持活性剂在烃进料中具有期望的溶解性，则活性剂和烃进料也可以具有任何合适的温度。在各种实施方式中，烃进料与活性剂的混合以产生处理的进料也可以通过利用以下混合装置实现：静态混合器、注射器、喷嘴或具有叶轮、涡轮、螺旋桨或短桨的罐式混合器或其他具有或不具有能量输入的高剪切机械装置。只要可以实现活性剂在烃进料中的有效分布，任何用于产生处理的进料的混合装置适用于本发明(例如，内联装置)。

在如图1所示的实施方式中，含有活性剂的混合或处理的进料通过线路3输送到分离器4，在该分离器中在一定时间内发生相分离以产生用过的活性剂相6和耗尽水、盐或两者的烃相7，根据加工中的阶段的数量，烃相7不同于用过的活性剂相、水相或两者。在选择的实施方式中，根据所选择的用于特定处理活性剂，用过的活性剂相6可以浮在烃相7的上面，或反过来也是一样。表2显示多种活性剂的密度相对于烃相(即，本实施例中的沥青)的密度。

表2

注：

(1)在约20到约25℃范围的温度下的溶解性

在各种实施方式中，活性剂和烃进料也可以在用于混合生成处理的进料和用于后续分离的分离器4中直接接触。适用于本发明的各种实施方式的分离器的例子包括常规的分离器，例如斜板分离器、罐，或包括内联装置的动态分离器，促进两个类似相的聚结以促进分离。增强重力分离器，例如离心分离机和水力旋流器也可以用于空间有限或使用活性剂在烃进料中更强烈地分散时。

在选择的实施方式中，生成处理的进料的阶段混合和分离可以通过在每个阶段添加一种或多种活性剂来进行，以使活性剂的性质适合烃进料的性质变化以使破乳、脱水、脱盐或其组合最大化。而且，在每个阶段可以调节操作条件以最大化在每个加工阶段的活性剂效果。

在图1所示的实施方式中，用过的活性剂相6通过线路7离开分离器4并通过阀19进入用于回收的活性剂相分离器9，在该分离器中用过的活性剂相6可以以常规方式(例如蒸馏)进一步加工以获得回收的活性剂。如图1的实施方式所示，在一些实施方式中，水、盐或其组合也可以通过线路12从活性剂相分离器9的底部回收，用于废物处理或其他用途。回收的活性剂通过线路21离开活性剂分离器9用于进一步加工，在系统10中再使用，用于处理或其他用途。在回收的活性剂再循环到系统10的实施方式中，如图1所示，补充的活性剂可以通过线路22加到系统10，例如用以调节回收的活性剂的性质，或者回收的活性剂用于调节补充的活性剂的性质。

在各种实施方式中，用过的活性剂相6可以包括约0到约99重量％的水、浓度为约0到其在流条件下溶解限度的盐或其组合。

在图1的实施方式中，烃相5比用过的活性剂相6重，并通过线路8离开分离器4。在选择的实施方式中，烃相5例如可以利用热交换器14来加热。烃相5可以进一步被送到烃相分离容器16用于通过线路18回收烃，例如，在其中，可以通过加热去除烃相5中的任何残留的活性剂、水或两者。在各种实施方式中，根据需要去除的水和盐的含量，烃相5可以包含约0到约0.5重量％的水、约0到约10ppm浓度的盐或其组合。图2显示本发明的另一实施方式(系统10A)，其具有稀释的沥青作为烃进料，具有特定的加工循环设计。

在又一种实施方式中，如图3(系统10B)所示，烃进料通过线路101引入到逆流液-液接触器102中。接触器102可以具有活性剂脱离区103，在该区的引入烃的点之上抽取活性剂，填料104，以促进烃进料与活性剂的接触以生成处理的进料，以及分离区105，在该分离区上引入活性剂以便抽取耗尽水、盐或其组合的烃进料，然后在一定时间内分离。合适的填料104可以包括非结构化的或散装填料(例如，鞍状和环状)、结构化的或规整填料(例如，盘式、盒式和栅格)。除了活性剂的作用和操作参数的影响以外，可以选择填料104以进一步促进破乳、脱水、脱盐或其组合。活性剂可以通过线路118进入接触器102，而需要补充的活性剂可以通过线路117进入。由于活性剂与烃进料之间的密度差，密度大的烃进料可以向下流过接触器102，而密度小的活性剂可以向上流过接触器102，导致活性剂与用于处理的烃进料接触。在活性剂比烃进料密度更大的实施方式中，活性剂可以被引入区域103，烃进料可以被引入区域105，因此可以重新装配活性剂的回收。

在另一方面，可以采用接触器102的各种配置，包括按照各种操作模式(例如，一次通过模式或连续再循环模式)的(1)单或多阶段常规混合器沉淀容器、(2)脉冲柱、(3)机械搅拌柱和(4)离心提取器。在各种实施方式中，一个或多个接触器102可以用于各种配置，以实现合适的加工，包括含有不同浓度的水、盐或其组合的各种烃进料的分阶段加工以实现破乳、脱水、脱盐或其组合。

在如图3所示的实施方式中，活性剂相分离后(即用过的活性剂相)通过线路106离开接触器102，该线路可以与泵107连接。用过的活性剂进入活性剂相分离器111，在该分离器中可以进一步加工用过的活性剂相。回收的活性剂通过线路112离开分离器111用于进一步加工，再循环到系统10B，用于处理或用于其他用途。水、盐或其组合通过线路113离开以用于废物处理或用于其他用途。

在各种实施方式中，需要活性剂在烃进料中有效分散使得活性剂(例如，一些实施方式中的活性剂小滴)根据烃进料的加工阶段，可与水滴或盐水滴碰撞并引起水相、活性剂相或两者的聚结以及分离。活性剂在烃进料中的分散也用于获得活性剂在烃中的某种程度的溶解。通过扩散过程，在烃中具有一定溶解度的活性剂迁移到烃中的乳化水界面，并由此改变水的性质，如介电常数，并因此改变水-烃界面的性质(例如界面张力)从而促进乳化的水的滴-滴聚结和分离，以及在选择的实施方式中，从烃进料的烃相去除盐。在盐在烃进料中分散为细微固体的实施方式中，例如，由于脱水的烃进料中水的热去除，可以预处理烃进料以形成烃包水乳液，用于根据本发明方法和装置的后续处理。在盐在烃进料中扩散为细微固体的其他实施方式中，例如，由于脱水的烃进料中水的热去除，可以预处理烃进料以形成烃包水乳液，用于根据本发明方法和装置的后续处理。

以下非限制性的实施例证明简化为本发明的实践。

实施例

实施例1：界面张力测定

在各种活性剂(例如，甲醇或甲醇/水混合物)与烃进料(例如稀释沥青)之间进行界面张力(IFT)测定，其作为确定在已经通过添加活性剂改进的烃进料中的活性剂小滴与水滴聚结的障碍是否离开活性剂的温度和组成范围的参数。测定稀释沥青-水的IFT，显示常规的用水脱盐方法中的聚结障碍比采用活性剂的本发明的方法中的聚结障碍高。

垂滴法(如Bihai Song和Jurgen Springer，Determination of InterfacialTension from the Profile of a Pendant Drop Using Computer-Aided ImageProcessing 1 Theoretical，Journal of Colloid and Interface Science 184(1)64-76 1996中记载的，以及其中的引用文献)用于测定烃进料与各种活性剂之间的界面张力。将烃进料的垂滴悬浮在活性剂中并通过摄像机监测随时间的变化。悬浮小滴的形状分析给出界面张力。由于需要小滴可见，因此通过将活性剂垂滴悬浮在烃进料中的相反方式不可能进行测定。

发现在约23℃到约74℃的温度下，稀释沥青与水之间界面张力的初始值为约18mN/m到约26mN/m。发现随着温度增加该IFT的初始值降低。在约24小时期间，在给定的温度下IFT从最初的高值降低并达到约12mN/m至约15mN/m之间的平衡值。不考虑温度，该IFT似乎以约相同的速度达到平衡。

图4显示在约24℃到约73℃的温度下对于烃进料稀释沥青和活性剂纯甲醇的评估的IFT测定。界面张力随纯甲醇的变化是由于小滴大小和形状上的时间依赖性变化，和由于烃在甲醇中和甲醇在烃中的溶解性。图5显示对于烃进料稀释沥青和活性剂甲醇-水混合物的界面张力随着水浓度和温度变化的结果。对于甲醇和甲醇-水混合物，烃进料的石脑油馏分在活性剂中的溶解性随着温度增加而增加。然而，渐增的水量似乎抑制石脑油在活性剂中的溶解性。发现稀释沥青在甲醇-水混合物中的IFT相比纯稀释沥青在水中的IFT显著低。如图6所示，渐增的水浓度(和混合物的介电常数)导致界面张力增加。令人惊奇地，图6的结果显示IFT似乎与介电常数是线性关系。因为这些介电常数与水的体积％是线性关系(参见式1)，那么IFT与水的体积％是线性关系。界面张力的测定结果显示，与纯水相比，甲醇和含有最多约30体积％水的甲醇-水混合物与稀释沥青之间具有显著更低的界面张力。

实施例2：合适的活性剂的筛选

如表3所示，选择8种潜在的活性剂用于进一步研究。这些潜在活性剂的每种与等质量(约50g)的烃进料稀释沥青混合，并在约25℃下手动振摇约2分钟。得到的混合物以约3000rpm离心分离约30分钟。

表3

表3的结果显示在所研究的条件下，糠醛似乎完全可混溶于稀释沥青中，而丙酮和正丁醇则部分可混溶。如表3所示，糠醛和乙二醇具有类似的介电常数，分别是约38和约37.7；然而，乙二醇仅与稀释沥青部分相混溶，糠醛与稀释沥青完全可相混溶。丙酮的介电常数(即约20.7)比异丙醇的介电常数(即约18.30)略高；然而，丙酮与稀释沥青的相混溶性比异丙醇更好。为了对比，在研究条件下，水的介电常数为约79，烃进料的介电常数为约4。在基于活性剂和处理的反乳化烃相的液-液接触和分离的实施方式中，期望的是活性剂在烃中具有低的溶解性。在活性剂首先溶解在烃中并接着扩散和溶解在水性成分中(水滴)并由此改变其性能以从烃中分离的其他实施方式中，可以使用在烃中具有较高溶解性的活性剂，该活性剂还可以通过加工条件进行调节。

进一步评价表3中的5种其他的潜在活性剂。通过气相色谱分析对于5种活性剂的两种分离相的组成。结果在表4中概述，显示用于加工烃进料以实现破乳、脱水、脱盐或其组合的一些潜在活性剂的相互溶解性。表4的结果显示乙二醇和甘油可以是用于烃进料破乳、脱水、脱盐或其组合的一些实施方式中合适的活性剂。如表4所示，活性剂层组成基本上含有活性剂，稀释沥青层组成基本上含有稀释沥青。

表4

乙二醇和甘油的其他性质在表5中概述。

表5

甘油和乙二醇的一个性质是其密度远高于其他活性剂如甲醇和甲醇-水混合物。乙二醇和甘油与稀释沥青的相对低的混合性可能是由于这些化合物分别具有与短碳链结合的两个和三个醇(-OH)官能团，使得它们高度氢键键合，具有接近或高于石脑油沸点范围的上限的高沸点(或烃进料中的其他轻的烃馏分)，在一些实施方式中可以考虑选择作为适合的活性剂。

实施例3：甲醇活性剂用于处理烃进料以实现破乳、脱水、脱盐或其组合。

通过在250mL烧杯中的混合和沉淀试验评价活性剂甲醇。结果如表6所示。

表6

注：

(a)回收的甲醇含0.3μg/g的氯化物(Cl)

(b)用新鲜等分的甲醇处理来自2-1的油

甲醇分散在稀释沥青中而不溶解，因为可通过离心分离。

发现甲醇对于破乳、脱水和去氯有效。还发现甲醇对于降低烃进料的总酸值(TAN)有效。在假设甲醇对稀释沥青没有损耗的前提下，由甲醇回收率估算稀释沥青烃馏分在甲醇中的溶解性。稀释沥青的一些馏分在甲醇中的溶解性随温度略微增加并随甲醇/稀释沥青比率的降低而降低。随着甲醇/稀释沥青比率从约1∶1增加到约2∶1，发现处理的烃进料中的氯化物降低。在约1∶10的低甲醇/稀释沥青比率时，甲醇分散在烃进料中，静置下没有观察到分层。随着温度从约25℃增加到约60℃以及甲醇/稀释沥青比率为约2∶1，从稀释沥青去除的氯化物略微增加。

在约25℃进行试验，其中以约2∶1的甲醇/稀释沥青比率处理油稀释沥青，然后将回收的稀释沥青用第二等分的新鲜甲醇处理。在该实施方式中，烃进料的氯化物含量进一步从约2.31ppm降到约1.76ppm。在第一步氯化物含量降低约65％以及在第二步进一步降低约24％，其导致去除氯化物总量为约89％。在处理的第二阶段，还降低TAN含量。

回收并分析从约2∶1甲醇/稀释沥青比率的试验中于约25℃下提取到甲醇中的稀释沥青部分。发现在约25℃下约5.4重量％的稀释沥青溶解在甲醇中。在该试验中，由甲醇提取的最初装入的稀释沥青的部分为最初装入的稀释沥青的约9重量％。通过转带蒸馏法蒸馏提取部分以去除大部分甲醇。对于不含甲醇的提取物的模拟蒸馏曲线示于图7中。精制的提取物含有大约12％的石脑油(BP＜约166℃)、约36％煤油(BP约166-271℃)以及余量为瓦斯油(BP约271-525℃)和约3％的+525℃的残油。提取物还包含约8.4mg-KOH/g-油的TAN，其与观察到的处理的稀释沥青的TAN降低一致。

在摇动试验后，批次静态混合器-沉淀器设备用于进行利用甲醇活性剂对稀释沥青的进一步的控制脱盐。在约25℃、约50℃、约70℃的温度下，以约1∶10、约1∶1和约2∶1的甲醇/稀释沥青比进行7个试验。结果在表7中概述。

在约50℃和约70℃的温度下，较高比率的甲醇/稀释沥青适度增加氯化物的去除。较高的甲醇与稀释沥青的比率也增加提取到甲醇相中的烃量，这可在处理的油的粘度中反映出来。

表7

注：^*试验后回收的处理油

利用约2∶1的甲醇与稀释沥青的比率，增加粘度4倍，而约1∶1和约1∶10的比率分别增加粘度大约2倍和三分之一。处理的油中的TAN随甲醇/稀释沥青比率的增加而降低。TAN表示极性有机酸，其更可溶于极性活性剂中。类似的趋势在约25℃下是明显的，与随着甲醇/稀释沥青比率的增加而氯化物去除增加和TAN降低的趋势有一些背离。总之，这些结果与在摇动试验中观察到的类似。因此，总之，在甲醇/稀释沥青比率为约2∶1的混合物和25℃温度下，甲醇有效提取氯化物以及总烃中的约9重量％。

实施例4：活性剂的极性

公认甲醇的极性比水小和比烃大(在25℃下，甲醇的介电常数为约32.63，水为约78.85，油为约4)，研究了增加甲醇提取物的极性(甲醇和溶解的烃的混合物)是否将导致提取的烃(例如稀释沥青)与甲醇分离。使用含有约3.75重量％的提取的稀释沥青的来自前面试验的甲醇提取物，将渐增的水添加到该甲醇提取物中，收集从混合物分离的稀释沥青并称重。稀释沥青在瓶底呈现为分离的黑色液体。结果示于图8。随着甲醇极性增加(即通过在甲醇中具有较高的水含量)，从混合物分理出更多稀释沥青直到在约10重量％到约20重量％含水量达到稳定状态。回收的稀释沥青的最大量为已知溶解在甲醇中的约146％的稀释沥青。

该结果显示调节甲醇或其他活性剂相对于水和烃进料的极性可以用于调节氯化物或其他盐的提取选择性(例如，提取氯化物同时减少从油中提取烃馏分)和破乳。

可以对于特定烃进料调整活性剂的最优极性，使得可以实现烃进料中的氯化物或其他盐的可接受的提取、破乳、脱水、脱盐或其组合，同时减少烃进料的某些烃馏分损失到与烃相分离的活性剂相中。因此，调节活性剂的极性(例如，通过添加水或具有不同极性的其他活性剂)可以用于调节脱盐、脱水、破乳或其组合的效果(即在活性剂-烃进料混合物中将烃相与活性剂相分离)，以实现对于特定烃进料的化学性质和操作条件的优化结果。

通过用甲醇对稀释沥青的手动“摇动试验”进一步研究最优甲醇极性的调节，其中在20℃下甲醇含有不同量的水。还用乙醇活性剂完成类似的一组试验。在20℃下，包含约0.66重量％水的稀释沥青样品的“摇动试验”的结果示于表8中。稀释沥青的初始氯化物含量为大约6.5ppm。

甲醇和乙醇混合物的密度相对类似，因此油和活性剂混合物之间的密度差大约与甲醇和乙醇系统相同。但是甲醇极性明显强于乙醇，甲醇和乙醇的介电常数分别是约32.6和约24.3。

表8

该结果显示纯的醇类对烃进料具有显著的溶解性，乙醇比甲醇溶解更多的烃。这与乙醇相对于甲醇较低的介电常数一致。当醇中的水部分和混合物极性增加时，醇混合物似乎溶解更少的稀释沥青。

烃在醇中溶解性的降低还通过油上的醇层中更淡的颜色目测观察到。如表8中所示，增加的水含量还增加醇的密度并将趋于减缓醇-稀释沥青的重力分离速度。当甲醇中水含量在约5至约10体积％时，醇混合物开始损失稀释沥青，而对于乙醇，这种情况在水含量为约10至约20体积％时发生。

除了降低活性剂在烃进料中的溶解性外，增加的水浓度导致更好的去除氯化物或其他盐以及更好的破乳和脱水。在研究的条件下利用甲醇的实施方式中，最佳的水含量为约10体积％，但这可以随着烃进料的各种化学性质和操作参数而变化。

介电常数为约78.85的水与细微固体和沥青质具有相对强的相互作用，这导致当水与稀释沥青混合时形成稳定的烃包水乳液。令人惊奇地，可从图9的结果看出，单独使用醇时，当介电常数小于约35时，稀释沥青的一部分开始损失到活性剂混合物中。在各种实施方式中，该结果可用于鉴定各种化合物作为用于破乳、脱水、脱盐或其组合以及其潜在形成稳定的烃包活性剂乳液的合适活性剂。例如在20℃下和对于用于获得该结果的操作条件，在该条件下用于破乳、脱水、脱盐或其组合的甲醇-水或乙醇-水的最佳介电常数应为约35。因为介电常数随温度变化，介电常数的最佳值可以随着处理条件而变化。

实施例5：甲醇活性剂用于处理含较高水含量的稀释沥青以实现破乳、脱水、脱盐或其组合。

进行湿的稀释沥青、甲醇和甲醇-水混合物的摇动试验。对于这些试验，稀释沥青用于制备来自含有约1.6重量％水的储罐的稀释沥青的典型烃进料。试验在三个稀释沥青/甲醇比率下进行。结果示于表9。稀释沥青的初始氯化物含量为大约6.5ppm。

表9

注：^*未对携带入稀释沥青相中的甲醇进行修正

表9中的结果显示甲醇向稀释沥青的明显损失。对于稀释沥青/甲醇比率为约10∶1和约2∶1的试验，大约6到8克的甲醇损失到约90克的稀释沥青中。对于稀释沥青/甲醇比率为约1∶1，甲醇向油的明显损失仅为约1.6g。因此，当选择用于实现脱盐、脱水、破乳或其组合同时在特定处理条件下最小化烃在活性剂中的损失的合适条件时，烃进料与活性剂的比率可以是另一种考虑因素。合适的活性剂和烃进料比率还可以随着特定烃进料的化学组成的不同而变化。

在一些实施方式中，观察到氯的去除随着稀释沥青/甲醇比率的降低而增加。例如，对于约2∶1的稀释沥青/甲醇比率，氯的去除稍好于约1∶1的稀释沥青/甲醇比率。这可能是由于混合性状的组合和甲醇相的极性。较低的稀释沥青/甲醇比率可以提供甲醇相中较高的提取水含量，这可以提高氯化物去除(或其他盐)以及破乳、脱水或其组合的效果。此外，较低的稀释沥青/甲醇比率似乎降低提取到甲醇相中的稀释沥青的绝对量，这使得较低粘度、较好接触和较好分离。

实施例6：甲醇-水混合物用于处理稀释沥青。

用含不同量水的甲醇进行稀释沥青的摇动试验，以确定用于该烃进料和加工条件的甲醇和水的最优比率。摇动试验在约25℃和约50℃在混合器浴中进行。这些摇动实验并非设计用于脱盐或破乳，而机械混合是轻微的，并设计为确定由于在两种液相之间质量传递的每种流体的平衡质量变化。在每个试验中，约100mL的活性剂与约100mL的稀释沥青混合。在约2.5cm的振幅下以每分钟85次的周期混合约4小时。试验验结束时，用吸液管收集上层分离的活性剂相，同时保持样品温度并测定稀释沥青相的质量。由于这些样品收集程序，可能产生蒸发损失，总质量平衡在约25℃下为约99.3到约99.9％，在约50℃下为约98.5％到约99.6％。该质量平衡通常随甲醇浓度的增加而降低。

图10和图11显示稀释沥青的回收率相对于混合物中甲醇的体积％。两个图显示当活性剂混合物中水的体积％增加时，稀释沥青的回收率增加。在水含量的较高水平时，达到稀释沥青回收率超过100％的点，且这解释为活性剂被油携带作为界层或乳液。在约25℃下，约90体积％的甲醇达到大约100％的稀释沥青回收率，而在约50℃下，约83体积％甲醇可达到该回收率。因为介电常数趋于随温度升高而降低，在该实施例中，需要较高的体积％的水来调节较高温度下活性剂在烃中的溶解度相对于水在烃中的溶解度，这可以允许在较高温度下调节烃部分的提取程度到活性剂相。

在约25℃和约50℃下，介电常数对稀释沥青回收率的影响分别示于图12和图13。甲醇和水在50℃的介电常数分别取26.0和70.0。在约25℃和约50℃下达到约100％的油回收率的甲醇/水的介电常数分别为约37和33。

鉴定为适于这种类型的进料以及在该条件下研究的活性剂具有相对短的碳骨架，并具有一个或多个醇(-OH)官能团。鉴定的活性剂包括甲醇、乙醇、乙二醇和甘油及其混合物及具有各种浓度的水的混合物。这些活性剂能够与自身及与水氢键结合。因此，除沸点比水低的甲醇外，它们具有相对高的沸点。根据该实施方式，一些具有形成共沸混合物倾向的活性剂可以影响纯化和再循环，这可以在选择适合的活性剂时考虑。发现通过巧妙利用活性剂的介电常数，例如通过添加约5到20体积％的水增加甲醇的介电常数，降低稀释沥青在甲醇中的溶解性。例如，对于约50℃的甲醇-水活性剂，最佳的介电常数是约33(假设甲醇和水在50℃下的介电常数值分别为约26和约70)，相当于约82.3体积％的甲醇组合物。因此，可以通过添加选择量的水或一种或多种具有特定介电常数的共活性剂，来调节用于脱盐、脱水、破乳或其组合的特定活性剂的性能，以使活性剂的化学性质适应烃进料的化学特征并获得期望水平的脱盐、脱水、破乳或其组合。

实施例7：无机盐在潜在活性剂中的溶解性

成功脱盐的考虑因素之一是盐(例如氯化物盐)在活性剂中具有良好的溶解性。在活性剂中的溶解性限制将决定活性剂与烃进料的最低比例，这可以用于在特定操作条件下和对于待处理的烃进料的特定集合的化学和物理性质，达到需要的脱盐水平。

盐在活性剂中的高溶解性可以需要活性剂相对于烃进料的较低比率，并因此需要更小型的设备和辅助纯化和再循环单元。在特定的实施方式中，所关注的盐类特别是关注的氯化物盐包括钠、镁和钙的氯化物盐。根据水在烃进料(例如沥青)中的pH和用于提取的水，镁和钙可以作为碳酸盐而非氯化物盐存在。还必须考虑一些烃进料(例如沥青)含有显著浓度的环烷酸，其也可以促进多种氯化物盐特别是NaCl的水解。本发明的一些活性剂可以适用于去除对烃进料的TAN水平有贡献的物质。

在约25℃下多种盐在甲醇和甲醇-水混合物中的溶解性示于表10。

表10

甲醇是氯化钠的合适的活性剂。如果需要从烃进料中去除显著量的氯化镁或氯化钙，甲醇或甲醇-水混合物也可以是合适的活性剂。

实施例8：轻烃含量的影响

在选择的实施方式中，选择适于脱盐、脱水、破乳或其组合的活性剂的考虑因素之一是烃进料中的轻组分如石脑油对加工的影响。在选择的实施方式中，某些活性剂的使用可以导致烃进料粘度的增加。在这样的情况下，可以通过调节特定活性剂的极性来减小或调节粘度的增加。例如，在使用甲醇的实施方式中，甲醇的极性可以通过添加不同量的水，例如，约5到18体积％来调节。通过添加水，降低烃进料的轻烃馏分如石脑油在活性剂中的溶解性，从而最小化对烃进料粘度的改变。

用多种活性剂进行实验以观察石脑油含量的变化对稀释沥青的破乳、脱水和脱盐的影响。实验在约50℃下用活性剂纯甲醇和含有约5体积％水的甲醇以及两种比率的活性剂与稀释沥青进行。试验的烃进料是稀释沥青样品(公认的)和那些用约25％的Suncor石脑油稀释的样品。结果示于表11。

表11

注：

(1)在稀释沥青产物收集期间穿过毛细管

(2)未修正石脑油向活性剂的损失

如图11所示，给出的平均的活性剂/稀释沥青的比率越高，去除的氯化物水平就稍微越高。这些结果也显示对于“公认的”稀释沥青和用约25重量％的石脑油稀释的稀释沥青，活性剂/稀释沥青比率加倍导致处理的稀释沥青的粘度加倍(反映在处理的稀释沥青的流动期间沿毛细管的压力降加倍)，这可以是由于石脑油被活性剂部分提取。结果，如图14所示，氯化物的去除似乎稍微恒定。

也用含约5体积％水的甲醇进行试验。更极性的活性剂混合物的使用导致从稀释沥青去除石脑油的量比在类似条件下用纯甲醇得到的结果更低。如表11所示，处理的稀释沥青的粘度更低。尽管稀释沥青粘度更低，但氯化物去除的水平与用纯甲醇得到的结果没有明显区别，除了对于用25重量％石脑油稀释的稀释沥青的情形之外。这些试验显示约94％的甲醇可以有效限制在所研究条件下石脑油的提取，并因此限制分离后烃在用过的活性剂相中的损失。在不同条件下采用其他活性剂的其他实施方式可以需要不同量的一种或多种共活性剂，以有效减少在具体加工条件下烃进料中的石脑油或轻烃馏分的提取，同时允许有效去除氯化物。

活性剂或活性剂混合物对粘度的影响在选择的实施方式中可以是重要的考虑因素，因为它影响液-液混合、脱盐、脱水、破乳或其组合。除了通过利用活性剂或含或不含水的活性剂组合调节粘度外，可以调节加工参数(例如温度)以降低粘度。

尽管已经描述和说明本发明的具体实施方式，但这些实施方式不应认为是限制性的。对于说明的实施方式的形式、组分的排列、步骤、细节和操作顺序的各种改进，以及本发明的其他实施方式，在参考本说明书的基础上，对于本领域技术人员来说是显然的。因此可预期所附的权利要求覆盖这些改进和实施方式都落入本发明的真正范围。在包括权利要求在内的本说明书中，数值范围包括限定范围的数值。在此参考文献的引用不应认为是本发明的现有技术。

Claims (38)

1.一种处理烃进料的方法，所述烃进料具有烃成分和乳化在所述烃成分中的水性成分，其中所述烃进料在初始反乳化作用期间反乳化为烃相和水相，所述方法包括：

a.使所述烃进料与活性剂接触以形成处理的进料，其中：

i.活性剂具有在烃成分中的活性剂溶解性，

ii.水性成分具有在烃成分中的水性成分溶解性，

iii.在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，

iv.活性剂具有在水性成分中的活性剂溶解性，

v.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性，

vi.在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，及

vii.活性剂溶解在水性成分中以降低水性成分的介电常数；以及

b.在改进的反乳化作用期间，允许处理的反乳化的烃相与处理的进料中的活性剂和水性成分分离，其中改进的反乳化作用期间短于初始的反乳化作用期间。

2.如权利要求1的方法，其中水性成分还包含盐。

3.如权利要求1或2的方法，其中在烃成分中的活性剂溶解性由活性剂的介电性能表示，其范围在水的介电常数和烃成分的介电常数之间。

4.如权利要求1或2的方法，其中在接触期间活性剂在烃成分中的溶解性大于在分离期间活性剂在烃成分中的溶解性。

5.如权利要求4的方法，其中调节处理条件使得在接触期间活性剂在烃成分中的溶解性大于在分离期间活性剂在烃成分中的溶解性。

6.如权利要求5的方法，其中处理条件的调节包括调节温度。

7.如权利要求6的方法，其中处理条件的调节还包括调节压力。

8.如权利要求1或2的方法，其中活性剂在烃成分中的溶解性可以是约0.01到约1重量％、或约1到约10重量％、或约10到约50重量％。

9.如权利要求1或2的方法，其中水性成分在烃成分中的溶解性可以是约0到约0.1重量％。

10.如权利要求1或2的方法，其中活性剂在水性成分的溶解性可以是约0.01到约1重量％、或约1到约10重量％、或约10到约50重量％、或约50到约99.9重量％。

11.如权利要求1或2的方法，其中水性成分的介电常数的降低可以是约1到约10、或约10到约20、或约20到约30、或约30到约40、或约40到约50、或约50到约70。

12.如权利要求1-11任一项所述的方法，其中活性剂包括质子活性剂。

13.如权利要求12的方法，其中质子活性剂包括醇。

14.如权利要求13的方法，其中醇可以选自具有1-6个碳原子的醇。

15.如权利要求14的方法，其中具有1-6个碳原子的醇包括直链碳链。

16.如权利要求15的方法，其中具有1-6个碳原子且包括直链碳链的醇是甲醇、乙醇或其组合。

17.如权利要求13的方法，其中醇包括甲醇、乙醇、甘油、乙二醇或其组合。

18.如权利要求12的方法，其中活性剂是还包含水的混合物。

19.如权利要求12的方法，其中活性剂与水的体积比为约10000∶1到约1000∶1、或约1000∶1到约1∶20、或约20∶1到约1∶20、或约10000∶1和约1∶20之间的任何比率。

20.用于权利要求1的方法的活性剂组合物，所述组合物包括质子活性剂和水，质子活性剂和水的体积比为约99∶1到约20∶1、或约20∶1到约2∶1、或约9∶1到约2∶1、或约3∶1到约2∶1、或约2∶1到约1∶20。

21.如权利要求20的活性剂组合物，其中质子活性剂包括具有1-6个碳原子的醇。

22.如权利要求21的活性剂组合物，其中具有1-6个碳原子的醇是甲醇、乙醇或其组合。

23.如权利要求1或2的方法，其中烃进料还具有与水性成分的初始界面张力性质，以及处理的进料还具有与水性成分的改进的界面张力性质，改进的界面张力性质低于初始的界面张力性质。

24.如权利要求2的方法，其中盐的浓度为至少约0.01重量％。

25.如权利要求2的方法，其中处理的反乳化的烃相包含每百万份约0到约10份的盐。

26.如权利要求1或2的方法，其中处理的反乳化的烃相包含约0到约0.5重量％的水。

27.如权利要求1或2的方法，还包括在接触步骤之前调节活性剂的性质。

28.如权利要求27的方法，其中调节活性剂的性质包括调节活性剂的组成。

29.如权利要求28的方法，其中调节活性剂的组成包括调整活性剂的介电性能。

30.如权利要求1、2或27的方法，还包括从处理的进料回收活性剂。

31.如权利要求30的方法，还包括再循环回收的活性剂用于与烃进料接触。

32.如权利要求31的方法，其中再循环包括调节回收的活性剂的组成以达到期望的活性剂在烃进料的烃成分中的溶解性。

33.如权利要求32的方法，其中调节回收的活性剂的组成包括调整回收的活性剂的介电性能。

34.一种用于处理烃进料的设备，所述设备包括：

烃进料的来源，该烃进料具有烃成分和乳化在烃成分中的水性成分，水性成分具有在烃成分中的水性成分溶解性，其中烃进料在初始的反乳化作用期间反乳化为烃相和水相；

活性剂的来源，该活性剂具有在烃成分中的活性剂溶解性和在水性成分中的活性剂溶解性，在烃成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的活性剂溶解性，在水性成分中的活性剂溶解性大于在烃成分中的水性成分溶解性，活性剂溶解在水性成分中以降低水性成分的介电常数；及

接触装置，用于使活性剂与烃进料接触形成处理的进料，其中，在改进的反乳化作用期间允许处理的反乳化的烃相与处理的进料中的活性剂和水性成分分离，其中改进的反乳化作用期间短于初始的反乳化作用期间。

35.如权利要求34的设备，其中来自烃进料的来源的烃进料中的水性成分还包含盐。

36.如权利要求34或35的设备，还包括用于调节活性剂的性质的活性剂调节装置，活性剂调节装置与活性剂的来源相通。

37.如权利要求36的设备，还包括用于从处理的进料回收活性剂、水性成分或其组合的回收装置。

38.如权利要求37的设备，还包括用于将回收的活性剂再循环到活性剂的来源的再循环装置。

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