專利名稱：用于移除瀝青質(zhì)顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移除浙青質(zhì)顆粒的方法。
背景技術(shù)：
WO 2004/092308描述了一種用于借助于布置在螺旋盤繞的膜模塊中的膜而將有色體(colour body)和/或浙青質(zhì)雜質(zhì)(contaminants)從烴混合物中分離出的方法。浙青質(zhì)可溶解于烴進(jìn)料中，或者這些浙青質(zhì)可呈現(xiàn)小顆粒形式。浙青質(zhì)所呈現(xiàn)的形式取決于環(huán)境以及存在的其它烴，所述環(huán)境諸如為浙青質(zhì)或者浙青質(zhì)聚合物的濃度、溫度、分子量。浙青質(zhì)沉淀物通常難以移除，因?yàn)樗鼈兪钦承缘那覟闊o定形的。在存在金屬硫化物的情況下，浙青質(zhì)沉淀物趨于變得非常粘?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，特定的過濾器單元令人驚訝地適于移除浙青質(zhì)顆粒，這是因?yàn)榭上鄬?duì)容易地移除在過濾器上保持在后面的浙青質(zhì)顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明涉及一種用于通過在過濾器單元中處理進(jìn)料而將浙青質(zhì)顆粒從包含浙青質(zhì)顆粒的烴進(jìn)料中移除的方法，該過濾器單元包括由中空縱向凸起圍繞的穿孔管，該中空縱向凸起包括具有至多50微米直徑的開口的過濾器，其中，每個(gè)中空凸起的內(nèi)部空間與穿孔管的內(nèi)側(cè)流體連通，所述過濾器通過用清洗流體來處理每個(gè)凸起而有規(guī)則地受到清洗，其中清洗流體的流動(dòng)與正常流動(dòng)的方向相反。在本發(fā)明中使用的過濾器是具有至多50微米直徑的開口的過濾器，其中每個(gè)中空凸起的內(nèi)部空間與穿孔管的內(nèi)側(cè)流體連通。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過用沿與正常流動(dòng)相反的方向流動(dòng)的清洗流體單獨(dú)地處理每個(gè)凸起，浙青質(zhì)顆粒可相對(duì)容易地從該過濾器中移除。 傳統(tǒng)的過濾器單元通常包括在清洗期間不得不被整體處理的表面。然而，由于如果清洗流體可流過的足夠的表面已經(jīng)變得可用，則清洗流體不再起作用，整個(gè)過濾器表面中的僅僅一部分趨于被清洗。表面區(qū)域的其余部分仍保持阻塞。本發(fā)明的過濾器單元防止了這種情況，因?yàn)槠浒í?dú)立的中空縱向凸起，所述中空縱向凸起優(yōu)選地彼此不流體連通。這使得可單獨(dú)地清洗每個(gè)中空縱向凸起。除了穿孔管和中空縱向凸起之外，在本發(fā)明中使用的過濾器單元通常還包括容器，該容器具有進(jìn)料入口、濾液出口以及殘余物出口。該穿孔管在其可容納殘余物出口的同時(shí)可以是進(jìn)料入口。該容器通常為導(dǎo)管(vessel)或管。進(jìn)料的正常流動(dòng)可經(jīng)由穿孔管的穿孔而進(jìn)入縱向凸起的內(nèi)部空間中，在縱向凸起處，進(jìn)料與過濾器接觸。在過濾器的清洗期間，清洗流體從過濾器的外側(cè)流到該縱向凸起的內(nèi)部空間中。已經(jīng)在進(jìn)料側(cè)粘貼在過濾器上的浙青質(zhì)顆粒被釋放，并且經(jīng)由滯留物出口移除。通常，同時(shí)清洗有限數(shù)量的凸起，以使得凸起的剩余部分可繼續(xù)過濾進(jìn)料。通過減少穿孔管的與要被清洗的凸起流體連通的一部分中的壓力可使清洗流體沿與正常流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)。壓力的減小可包括消除過壓或者實(shí)際上將壓力減小到大氣壓之下。在過濾器單元的剩余部分通?；旧洗笥诖髿鈮毫r(shí)，常常能夠?qū)粑锍隹诘膲毫档偷酱髿鈮毫?。管和中空凸起?jīng)由管中的穿孔而流體連通。這些穿孔可具有適于特定應(yīng)用的任何形狀，諸如縫隙或圓形開口。在很多情況下，圓形開口是優(yōu)選的。本發(fā)明的另一應(yīng)用環(huán)境決定了在過濾器單元中使用的過濾器的特定開口。過濾器的絕對(duì)額定值或截止點(diǎn)是指將通過過濾器的最大顆粒的直徑。具有精確且一致的孔尺寸或開口的過濾介質(zhì)因而在理論上具有精確的絕對(duì)額定值。這通常并不能應(yīng)用于實(shí)踐，因?yàn)榭壮叽绮⒉槐仨毰c實(shí)際開口區(qū)域一致，并且根據(jù)過濾器元件的形式而進(jìn)一步改變。在本發(fā)明中使用的過濾器的開口尺寸根據(jù)ISO 565(1987)進(jìn)行測(cè)量。 在本發(fā)明中使用的過濾器具有至多50微米直徑的開口。優(yōu)選地，在本發(fā)明中使用的過濾器具有至多30微米直徑的開口。由這樣的過濾器移除的浙青質(zhì)顆粒的精確尺寸與這些開口的直徑稍微不同。一方面，具有稍大直徑的顆?？捎捎谡闱噘|(zhì)顆粒的不定形性質(zhì)而流過過濾器。另一方面，部分較小顆粒又可由于它們的粘性性質(zhì)而被移除。過濾器的有效過濾表面區(qū)域是流體實(shí)際上可流過的區(qū)域。使用成形金屬絲(即所謂的楔形金屬絲)的過濾器具有可相對(duì)容易清洗的優(yōu)點(diǎn)，但具有它們的有效表面區(qū)域較小 (通常小于5%)的缺點(diǎn)。使用金屬篩網(wǎng)的過濾器趨于具有較大的有效表面區(qū)域。所以，優(yōu)選的是，本發(fā)明的過濾器包括金屬篩網(wǎng)。優(yōu)選地，過濾器包括至少兩個(gè)篩網(wǎng)層。由此，篩網(wǎng)層向彼此提供強(qiáng)度。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，過濾器包括至少兩個(gè)篩網(wǎng)層，該至少兩個(gè)篩網(wǎng)層被燒結(jié)在一起以提供了剛性的且固定不動(dòng)的篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供了快速的(sharp) 和固定的顆粒分離。清洗流體可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的任何合適的流體。特別優(yōu)選的清洗流體是本方法的濾液。已經(jīng)通過過濾器獲得的濾液用于清洗過濾器的應(yīng)用被稱為回沖操作。使用濾液是特別有利的，因?yàn)檫@使得沒有引入另外的化合物。這使得操作容易以及污染的風(fēng)險(xiǎn)減少。在本發(fā)明中使用的過濾器可從意大利的公司Filtrex s.r. 1.獲得。已被發(fā)現(xiàn)特別適合的過濾器是可在商業(yè)上從該公司得到的通常稱為自動(dòng)反沖洗澄清(ACR)過濾器的
過濾器ο原則上，任何包括浙青質(zhì)顆粒的進(jìn)料可在本發(fā)明的方法中使用。優(yōu)選的是，基于進(jìn)料的總量，進(jìn)料中氣體的量小于5%的重量百分比(％ wt)，更優(yōu)選地小于wt，更優(yōu)選地小于0. 5% wt，更優(yōu)選地小于0. 2% wt，更優(yōu)選地小于0. l%wt0最優(yōu)選地，烴進(jìn)料不包含氣體。此外，要與過濾器接觸的烴進(jìn)料的壓力小于20bar，更特別地小于Mbar，更特別地小于 IObar,以及最特別地小于8bar。進(jìn)料的溫度可在很寬的范圍上變化。該溫度可高達(dá)350°C， 更特別地從100°C高達(dá)300°C并包括300°C，更特別地從150°C高達(dá)300°C并包括300°C。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)浙青質(zhì)顆粒特別難以從其中移除的烴類混合物是包括具有較高沸點(diǎn)的烴的混合物。這樣的混合物就是所謂的常壓渣油和減壓渣油。通常，至少90%重量百分比的該進(jìn)料在300°C以上沸騰，更特別地至少95%重量百分比的進(jìn)料在300°C以上沸騰。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，本發(fā)明的方法可從這樣的進(jìn)料中移除浙青質(zhì)顆粒。本發(fā)明的一個(gè)特別有利的實(shí)施例包括將過濾方法與另一方法相結(jié)合，在該另一方法中，借助于膜將溶解的浙青質(zhì)雜質(zhì)移除。在所述方法中，濾液與適于移除浙青質(zhì)雜質(zhì)的膜的進(jìn)料側(cè)接觸，并且在膜的滲透?jìng)?cè)處獲得清潔的濾液。該方法移除了所有浙青質(zhì)，與它們?cè)谶M(jìn)料中所呈現(xiàn)的形式無關(guān)。這使得不存在浙青質(zhì)凝聚物形成于該方法產(chǎn)品中的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗姓闱噘|(zhì)雜質(zhì)已被移除。所以，該產(chǎn)品可與任何其它的烴組合和/或被冷卻?？稍跊]有源自包含浙青質(zhì)雜質(zhì)的進(jìn)料中的約束的情況下處理該產(chǎn)品。特別優(yōu)選的是，采用過濾器單元與膜的結(jié)合，以用于處理源于具有非常高浙青質(zhì)含量的進(jìn)料的進(jìn)料，更特別地至少80% wt的進(jìn)料(更特別地是至少90% wt的進(jìn)料) 在400°C以下沸騰，更特別地在300°C以下沸騰，更特別地在200°C以下沸騰，更特別地在 150°C以下沸騰，最特別地從60°C到100°C沸騰。后者通常稱為石腦油。這樣的進(jìn)料可源于油頁巖的所謂就地轉(zhuǎn)化，其中，油頁巖(也被稱為油母巖質(zhì))在地下借助于井下加熱器(例如在US-A-4886118、W02007/050446和EP-A-1276959中所描述的)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。該方法通過熱解存在于地層中的烴從油頁巖地層中生產(chǎn)出烴流體。使用本發(fā)明處理這種地層流體是有利的?？梢杂欣氖?，在流體在本發(fā)明中使用之前，顆粒通過使用離心機(jī)、通過沖洗、通過酸洗、通過過濾、通過靜電沉淀、通過泡沫浮選和/或通過其它種類的分離方法而被移除，并且阻塞成分通過如在WO 2007/050446中所描述的沖洗和/或脫鹽作用而被移除。在本發(fā)明中使用的膜可從W0-A-2004/092308中知曉。該膜優(yōu)選地包括由致密膜制成的頂層以及由多孔膜制成的底層。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的致密膜具有的性質(zhì)使得烴類混合物通過溶解在膜的結(jié)構(gòu)中并擴(kuò)散通過膜的結(jié)構(gòu)而通過所述膜。致密的膜層優(yōu)選盡可能地薄。厚度優(yōu)選為介于1微米至15微米之間，更優(yōu)選地介于1微米至5微米之間。浙青質(zhì)顆粒由于它們更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和較高的分子量而不能溶解在致密膜中。致密膜可由聚硅氧烷制成，特別是由聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)制成。多孔膜層為膜提供機(jī)械強(qiáng)度。適當(dāng)?shù)亩嗫啄な蔷郾╇?PAN)、聚酰胺酰亞胺+TiO2 (PAI)、聚醚酰亞胺(PEI)，聚偏二氟乙烯(PVDF)和多孔的聚四氟乙烯(PTFE)，并且可以是通常用于超過濾、納米過濾或反向滲透的類型。該膜適當(dāng)?shù)厥怯H有機(jī)物質(zhì)的膜或疏水膜，從而可能存在于烴混合物中的水主要地保留在滯留物中。如果該膜呈現(xiàn)螺旋盤繞的膜模塊的形式，在長(zhǎng)期的時(shí)間期間可保持高滲透通量。 應(yīng)相信的是，在膜進(jìn)料側(cè)處的較強(qiáng)湍流是由于在螺旋盤繞的膜中存在間隔物而引起的，該較強(qiáng)湍流助于阻止顆粒沉積在該膜上。優(yōu)選地，該間隔物的厚度為至少0. 6mm,更優(yōu)選地至少1mm，以便在進(jìn)料側(cè)提供足夠的空間，并且通常最大厚度為3mm，以使得足夠的膜表面裝填在螺旋盤繞的模塊中。在分離期間，膜兩側(cè)的壓力差通常介于^ar至60bar之間，優(yōu)選地介于IObar至 30bar之間。膜分離適當(dāng)?shù)卦趶?20°C至100°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行，特別是在從10°C至100°C 范圍內(nèi)，以及優(yōu)選地在從30°C至85°C范圍內(nèi)。進(jìn)料上滲透物回收的重量百分比通常介于 50襯％至97襯％之間，常常介于80襯％至95襯％之間。膜上的穿膜壓力(壓力差)通常在從Ibar至60bar的范圍內(nèi)，特別地在從!Bbar至3^ar范圍內(nèi)，更特別地在從至30bar 范圍中，最特別地在從Mbar至范圍內(nèi)。在很多情況下，濾液的壓力在其與膜接觸之前被增大，以便獲得優(yōu)選的穿膜壓力。當(dāng)濾液基本沒有固體顆粒時(shí)，優(yōu)選的是增大濾液的壓力而并不增大供給過濾器的進(jìn)料的壓力。
可優(yōu)選的是，在濾液與膜接觸之前將水從濾液中移除。移除水的方式根據(jù)所存在的水量以及膜的性質(zhì)來確定。如果基本上所有水要被移除，則使用靜電沉淀器通常是有利的。靜電沉淀器借助于感應(yīng)的靜電電荷力而移除顆粒。如果允許濾液包含一些量的水，則使用沉積器(settler)通常就足夠了。沉積器是一種較大的鼓狀物，其中水和烴類基于密度差而被分離。在一些情況下，濾液包含汞化合物。在那些情況下，借助于如在WO 2008/116864 中所描述的方法來降低汞含量可以是有利的。使用如參照WO 2008/116864的圖3描述的汞捕集器或捕捉器可以是特別有利的。這種汞捕集器或捕捉器包括重力沉降槽，該重力沉降槽具有用于滯留物的入口 ；用于流體的出口 ；以及汞排出單元，該汞排出單元在槽中低點(diǎn)處具有入口，優(yōu)選地在最低點(diǎn)處具有入口。汞和汞成分由于其比重將被沉降并聚集在汞排出單元中。當(dāng)在一些時(shí)間之后汞成分在汞排出單元中已聚集到某一程度時(shí)，它們可經(jīng)由出口被抽出。


參照附圖并借助于非限制性實(shí)例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中圖1示意性地示出了過濾器單元的橫截面；圖2示意性地示出了一種本發(fā)明可在其中應(yīng)用的方法；以及圖3示意性地示出了另一種本發(fā)明可在其中應(yīng)用的方法。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了在本發(fā)明中使用的過濾器單元的橫截面。該橫截面垂直于縱向凸起和穿孔管。過濾器單元包括由中空縱向凸起3所圍繞的穿孔管1，該中空縱向凸起包括過濾器2。該縱向凸起3由另一管4圍繞，該另一管4具有用于移除濾液的出口 7?？v向凸起3經(jīng)由開口 8與管1流體連通。在正常操作期間，穿孔管1中的壓力比由縱向凸起的外側(cè)與另一管4所形成的空間5中的壓力高。這使得進(jìn)料從穿孔管流到凸起3中，而濾液流到空間5中并從該處流到出口 7。過濾器2可通過降低穿孔管的與要被清潔的凸起流體連通的部分中的壓力而被清潔。這可例如借助于導(dǎo)管6來實(shí)現(xiàn)，該導(dǎo)管6可繞著穿孔管1的縱軸線旋轉(zhuǎn)，以使得可處理所有凸起。在所述凸起的清潔期間，凸起3與導(dǎo)管6流體連通， 同時(shí)導(dǎo)管6中的壓力低于空間5中的壓力。這使得濾液從空間5流到凸起3中，然后流到導(dǎo)管6中。集聚在過濾器2上的殘留物從而被移除，并且經(jīng)由導(dǎo)管6流到與該導(dǎo)管連接的殘留物出口。在圖2和圖3中，單元1是上述的過濾器單元，單元2是脫水單元，以及單元3是螺旋盤繞的膜單元。這些設(shè)備特別適于處理源自油頁巖就地轉(zhuǎn)化的進(jìn)料。圖2示意性示出了一種方法，在該方法中，包括浙青質(zhì)顆粒的進(jìn)料經(jīng)由管路10被引入過濾器單元1中。浙青質(zhì)顆粒和其它不能通過過濾器的固體可經(jīng)由管路14被移除。 濾液被傳送到脫水單元2，該脫水單元2根據(jù)所存在的水量以及膜的性質(zhì)可包括沉積器或靜電沉淀器。分離出的水經(jīng)由管路15被移除，而脫水的烴經(jīng)由管路12被傳送到膜單元3。 滲透物經(jīng)由管路13從單元3中移除，而滯留物經(jīng)由管路16被移除。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的更詳細(xì)的方法。其中在圖2和3中使用了相同
6的附圖標(biāo)記，它們表示相同或相似的對(duì)象。在圖3的方法中，通過過濾器單元1中的過濾器移除的浙青質(zhì)顆粒和其它固體經(jīng)由管路17、19傳送到用于將礦物顆粒從含烴化合物中分離出的沉積器4。礦物顆粒可經(jīng)由管路18被移除，而含烴化合物經(jīng)由管路19傳送到管路 27以用于進(jìn)一步處理。單元1的濾液經(jīng)由管路11傳送到脫水單元2，在脫水單元中，水經(jīng)由管路22被移除。脫水的烴經(jīng)由管路12被傳送到膜單元3。膜單元3的滯留物經(jīng)由管路 23被移除，并且可經(jīng)由管路21和23被傳送到用于移除汞的單元5，和/或經(jīng)由管路21和 22被傳送到管路27以用于進(jìn)一步處理。優(yōu)選的是，膜單元3的滯留物的一部分作為排出流(bleed stream)而被移除，以便防止雜質(zhì)的堆積而堵塞。單元5優(yōu)選地包括如上所述在 WO 2008/116864中參照?qǐng)D3所描述的汞捕集器(捕捉器)。當(dāng)在一些時(shí)間之后汞成分已集聚到某一程度時(shí)，它們可經(jīng)由出口抽吸到管路對(duì)。已經(jīng)移除大量汞的滯留物可經(jīng)由管路25 抽出，且與管路12的流體相組合，在膜單元3中再次進(jìn)行處理。
權(quán)利要求
1.一種用于通過在過濾器單元中處理進(jìn)料而從包含浙青質(zhì)顆粒的烴進(jìn)料中移除浙青質(zhì)顆粒的方法，所述過濾器單元包括由中空縱向凸起圍繞的穿孔管，該中空縱向凸起包括具有至多50微米直徑的開口的過濾器，其中每個(gè)中空縱向凸起的內(nèi)部空間與穿孔管的內(nèi)側(cè)流體連通，并且所述過濾器通過用清洗流體來處理每個(gè)中空縱向凸起而有規(guī)則地受到清洗，其中清洗流體的流動(dòng)與正常流動(dòng)的方向相反。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述過濾器具有至多30微米直徑的開口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述過濾器包括金屬篩網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述過濾器包括至少2個(gè)篩網(wǎng)層。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述清洗流體是所述方法的濾液。
6.一種用于從包含浙青質(zhì)雜質(zhì)的進(jìn)料中移除浙青質(zhì)雜質(zhì)的方法，所述方法包括使得進(jìn)料經(jīng)受如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，以及使由此獲得的濾液接觸適于移除浙青質(zhì)雜質(zhì)的膜的進(jìn)料側(cè)。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，至少90%重量百分比的進(jìn)料是在 300°C以上沸騰的烴。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，進(jìn)料由油頁巖的熱解而獲得。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，至少80%重量百分比的進(jìn)料在300°C以下沸騰。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述方法還包括在濾液與膜接觸之前從濾液中移除水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過在過濾器單元中處理進(jìn)料而從包含瀝青質(zhì)顆粒的烴進(jìn)料中移除瀝青質(zhì)顆粒的方法，該過濾器單元包括由中空縱向凸起圍繞的穿孔管，該凸起包括具有至多50微米直徑的開口的過濾器，其中，每個(gè)中空凸起的內(nèi)部空間與穿孔管的內(nèi)側(cè)流體連通，并且所述過濾器通過用清洗流體來處理每個(gè)凸起而有規(guī)則地受到清洗，其中清洗流體的流動(dòng)與正常流動(dòng)的方向相反。
文檔編號(hào)C10G31/09GK102216425SQ200980145583
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者J·L·W·C·登伯斯特特 申請(qǐng)人:國際殼牌研究有限公司