CN104271210A - 用于从处理液中移除盐的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从处理液中移除可酸分解的污染物的方法，其中酸与处理液混合，并且将酸与处理液的混合物引入至脱气容器中，从而释放由酸和可分解的气体的反应形成的气体，并且将不含可酸分解污染物的处理液从脱气容器中移除。

Description

用于从处理液中移除盐的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年2月20日提交的美国申请号61/600,854的优先权，其公开内容通过引用结合在本文中用于全部目的。

发明领域

本发明涉及回收在某些用途中使用过的处理液。更具体地，本发明涉及在用于再利用的处理液的再生之前移除某些可酸分解的盐。

发明背景

在美国专利5,152,887、5,158,649、5,389,208、5,441,605、5,993,608、和6,508,916中，公开了用于回收处理液的再生方法如，例如，从混合物中回收处理液，所述混合物包含水、具有比水高的沸点的处理液、任选地比处理液和水的挥发性更高的至少一种额外组分，以及比处理液的挥发性低、并且可以溶解或悬浮在处理液中的至少一种组分。

在前述专利中公开的方法中，未溶解的盐(污染物)的存在使方法复杂化并且使得在方法中分离盐是必需的。具体参照美国专利5,993,608和美国专利6,508,916，其二者通过引用结合在本文中用于全部目的，公开了一种方法，其中可以在防止处理液的任何实质性降解的条件下从处理液中移除挥发性较低的组分，例如，溶解的和/或悬浮的盐。然而，如果可以在对处理液进行再生过程本身之前移除至少一些盐，则其仍然将会是合乎需要的。溶解于处理液中的碳酸盐和碳酸氢盐可以在再生过程期间累积，导致不希望的结果。如果可以在废处理液进入再生系统之前移除这些盐或其他可酸分解的盐，显然其将会是合乎需要的。

在前述专利中描述的方法的一个特定方面中，某些处理液如醇、二醇、烷醇胺和其他这样的材料可以用于在油气生产中、尤其是在近海平台上防止气体水合物形成和/或移除酸性气体。

水合物控制对油气生产至关重要，用于防止生产管道、阀和其他设备被包合物堵塞。水合物抑制剂可以包括，但不限于，热力学水合物抑制剂如醇(例如甲醇)和二醇(例如单乙二醇)、动力学水合物抑制剂(例如聚乙烯基己内酰胺、它的聚合物、共聚合物或共混物)以及阻聚剂水合物抑制剂(例如N-丁基-N(3-(椰油氨基)-3-氧代丙基)丁-1-铵乙酸盐)(N-butyl-N(3-(cocamino)-3-oxopropyl)butan-1-aminium acetate)，其注射在生产管汇处或附近并且随着地层水、凝结水和一种或多种生产的烃相从感兴趣的储层返排。在这种方法中，例如，单乙二醇可能会被(但不限于)凝结水、地层水、地层水中包含的盐、流动保障回路(flow assurance loop)腐蚀抑制剂、流动保障回路腐蚀产物如轧制氧化皮和硫化铁所污染。某些污染物/盐使得所选择的水合物抑制剂的水合物控制能力不能用于再次注射，因此需要在注射之前移除污染物。美国专利5,993,608和美国专利6,508,916中的教导提供了从这种废处理液中进行这种污染物移除的方法和装置。

在地层水含有碳酸盐和/或碳酸氢盐的情况下，并且再次具体参照油气生产并且尤其是气体水合物的防止，碳酸盐和/或碳酸氢盐的范围可以是从在废处理液中的较低水平到超过饱和水平的浓度，产生了形成晶体(沉淀的)盐的潜力。在前述专利中所公开的方法中，有目的地将这些盐浓缩到超过饱和水平，导致晶体(沉淀的)盐的形成。然而，如果在任何溶剂/再生回收过程上游的废处理液中出现这些沉淀的盐，无论是在选择性地移除水的情况下的重生、在移除盐的情况下的再生、还是其组合，这些沉淀的固体的存在可能会导致设备故障的增加和从这些盐中分离有价值的处理液更复杂。

酸溶性盐可能引起的进一步的复杂化是处理液的pH随时间的不受控的增加。测试已经显示，碳酸氢根可以在温度作用下解离为碳酸根和二氧化碳。当处理液的碳酸根含量的增加时，pH也增加。这在一段时间内可能会是有益的，但是如果不加以控制，可能会达到大约12的极高的pH值，并且对于二醇系抑制剂来说，可能会引起不想要的凝胶化。通过移除碳酸氢盐/碳酸盐可以重新获得对pH水平的控制，并且可以通过选择性的添加来维持对pH水平的控制。

发明概述

因此，并且与本发明的方面一致，在本文中提供一种用于对待再生的处理液预处理以移除可酸分解的盐、从而防止再生过程中此类盐的晶体或未溶解形式的累积的方法。作为一个实例，如果废处理溶液含有碳酸盐和/或碳酸氢盐，则可以用酸如，但不限于，盐酸对其进行处理，以将碳酸盐分解为CO₂、水和氯化钠。

附图简述

图1是从将要进行进一步再生的处理液中移除可酸分解的盐的一种方法的示意性流程图。

图2是与图1相似的、但是显示本发明的另一个方面的示意图。

图3是与图1和2相似的、但是显示本发明的又一个方面的示意图。

优选实施方案详述

如在本文中所使用的，术语可酸分解的盐是指碱金属和碱土金属的碳酸盐和/或碳酸氢盐，如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸镁等。然而，应该理解的是，本发明的方法适用于任何其存在可能会有害地影响下游的处理液的再生过程可酸分解的盐，无论其是否是碱金属和/或碱土金属的碳酸盐或碳酸氢盐。

尽管将具体参照用于在油气井运行中防止气体水合物形成的处理液来描述本发明，应该理解的是，并非将其限定于此。实际上，所述方法可以用于任何在废处理流体含有可酸分解的盐的情况下将废处理液再生以使它可以重新使用方案。

应认识到，可以采用许多酸，条件是该酸不与可酸分解的盐反应形成在处理液再生期间的过程中会再次累积的其他不溶或微溶的盐。酸的非限制性实例包括盐酸、某些有机酸等。

这样，参照图1，将处理液经由线路9引入至换热器10中，其中根据处理液的性质将其加热至适宜的温度，并且之后使其通过在减压下运行的脱气容器12，这有效地使得夹带的酸气体，如CO₂和H₂S，以及挥发性烃和其他挥发性气体从液体中经由线路14释放。如果需要，可以将吹扫气，例如，氮、燃料气、或不与处理液中任何组分发生有害反应的任何气体，经由线路11引入至脱气容器12中，以帮助从容器12冲刷夹带的气体以及挥发性烃。通常，当使用吹扫气时，其将以约8至12kg/h的速率引入。

条件是必须将线路14的内容物维持在无氧状态。如果在换热器10和线路14端点之间存在足够的压降来适当地移除想要的容器12的水平，则不需要加入吹扫气。之后将离开脱气容器12的脱气的液体与经由线路16的酸混合，混合物通过管路混合器18或其他混合装置并且被引入至脱气容器20中，在那里经由线路22移除分解气体，例如，来自分解的盐的CO₂。通过经由线路21以多至10kg/h的最大值将前面提到的吹扫气之一加入到脱气容器20的下部，可以有助于将CO₂从容器20中移除。如果在混合机18和线路22端点之间存在足够的压降来适当地从处理液中移除所有CO₂，通过线路22离开，则不需要加入吹扫气。来自脱气容器20的不含碳酸盐和/或碳酸氢盐的处理液随后经由线路24，通过下游进入用于再生处理液的过程。正如脱气容器12的情况，脱气容器20将优选在减压下运行，以促进CO₂气体从液体中的移除。可以通过多种本领域技术人员公知的手段收集从脱气容器12或脱气容器20排放的气体如CO₂。例如，可以将CO₂送至低压火炬集气管(flare header)、CO₂注射设备、送至用于通风、补充压缩、隔离等的气氛。

接下来参照图2，示出图1的方法的变体。在图2中描绘的方法中，使处理液通过换热器10而被加热，经由线路16加入酸，并且使混合物通过管路混合器18到达在其中经由线路22释放CO₂的脱气容器20，脱气容器优选处于减压下，经由线路24移除不含碳酸盐/碳酸氢盐的处理液用于进一步处理。如可以看到的，图2中的方法与图1的不同在于，可以在该流进入任何脱气容器之前合并加热步骤和酸加入步骤。对于图1来说，通过经由线路21以多至约10kg/h的最大值加入前面提到的两种吹扫气中的一种，可以有助于为从容器20中移除CO₂提供帮助。如果在混合器18和线路22端点之间存在足够的压降来适当地从通过线路24离开的处理液中移除所有CO₂，则不需要加入吹扫气。

在图3中所示的、该方法的又一个变体中，可以省略加热步骤。在这种情况下，将酸经由线路16加入至废处理液中，使混合物通过混合器18并且进入优选在较低压力下例如在真空下运行的脱气容器20中，将CO₂经由线路22从脱气容器中移除，经由线路24移除不含碳酸盐/碳酸氢盐的处理液用于进一步处理。如前面描述的，在工艺条件需要时，吹扫气可以经由线路21应用于这种构造。

应理解的是，如以上所指出的，可以使用任何类型的酸实现碳酸盐和/或碳酸氢盐从处理液中的移除。再一次地，所采用的酸不应与碳酸盐/碳酸氢盐反应形成不能水溶的或微水溶的盐或其他固体，它们会简单地引起下游的另一个固体移除问题。还应该理解的是，除碳酸盐和/或碳酸氢盐外的可酸分解的盐也在考虑之列，条件是分解不引起可能会再次引起下游工艺中固体累积的问题的不水溶至微水溶的盐的形成。

本发明的盐移除方法发现了与用于再生废处理液的前述专利中描述的方法结合的具体的应用。因此，处理液可以是具体方法中使用的任何液体，使得其会被一般不在处理液中存在的组分污染，或者至少在使用后含有一般不在处理液中存在的组分。因此，处理液可以是来自下列各项中的一种：用于从气流中移除不希望的污染物的气体洗涤介质、用于从气流或液流中回收需要的组分的选择性溶剂、用于处理固体以选择性地移除固体的组分的介质等。又如以上所指出的，处理液还可以是在天然气的回收中使用的处理液，其中处理液用于防止气体水合物的形成。

Claims (9)

1.一种用于从处理液中移除可酸分解的污染物的方法，所述方法包括：

将酸引入至含有可酸分解的污染物的所述处理液流中以制备酸/处理液混合物，所述酸是不与所述处理液发生有害反应的类型的；

将所述混合物引入至脱气容器中，释放由所述酸和所述可酸分解的污染物的反应形成的分解气体；和

从所述脱气容器中移除所述分解气体；以及

从所述脱气容器中移除处理液，从而基本不含所述可酸分解的污染物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述混合物在被引入至所述脱气容器中之前通过管路混合器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将吹扫气引入至所述脱气容器中以从所述脱气容器吹扫分解气体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱气容器在真空下运行。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述酸混合之前，将所述处理液加热。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在与所述酸混合之前，使所述处理液经历脱气区以从所述处理液中移除夹带的气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述脱气区在真空下运行。

8.根据权利要求6所述的方法，其中将吹扫气引入至所述脱气区中以帮助从所述脱气区中移除夹带的气体。

9.一种用于含有可酸分解的污染物的处理液的预处理的方法，所述方法包括：

将含有可酸分解的污染物的处理液引入至在真空条件下运行的脱气区中，以从所述处理液中移除夹带的气体；

从所述脱气区中移除处理液；

将所述处理液与酸混合；以及

将酸与所述处理液的所述混合物引入至脱气容器中，以移除由所述酸和所述可酸分解的污染物的反应产生的分解气体。