[發明專利]使用近紅外光譜預測烴工藝流穩定性的方法

有效

• 申請號: 200980142418.3
• 申請日: 2009-10-20
• 公開（公告）號: CN102187202A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: R·薩普
• 申請（專利權）人: 納爾科公司
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;G01N33/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

技術領域

本發明一般地涉及預測烴工藝流穩定性。更具體地，本發明涉及創建相關性模型以使用近紅外吸收率預測烴工藝流穩定性。本發明尤其相關于通過測量近紅外吸收率并相對于相關性模型比較所測量吸收率來預測烴工藝流穩定性。

背景技術

原油通常含有數十萬種化合物。常用的簡化分析系統將這些化合物根據其可溶性分成四個組。該系統稱作“SARA”分析，其中的組為飽和烴、芳烴、樹脂以及瀝青質。這些組中可溶性最低的是瀝青質，其與樹脂和/或芳烴在一起時可被穩定，但與飽和在烴一起時不穩定。瀝青質通常以納米級穩定分散物存在于在樹脂、芳烴、及其飽和混合物中。如果這些組分的平衡被打破，比如這可能在熱裂解期間發生，則可能發生的情況是瀝青質從溶液沉淀。與其它問題相比，該熱裂解可導致高溫下的焦炭形成以及減粘裂化爐焦油渣中的淤渣。

石油工業對瀝青質尤其感興趣，原因在于其具有在生產裝置中沉積的效應。瀝青質還對原油給予高粘性，對生產有負面影響。各個貯存器內的原油中的各種瀝青質濃度造成大量生產問題。重質原油的精練對石油生產者和精練者提出問題。在生產期間，不期望的瀝青質沉淀造成井堵塞。在精練期間，瀝青質造成精練熱交換器的污垢，以及通過焦化或用重金屬接合活性點使催化劑中毒。

原油、燃油、蒸餾殘渣等中的瀝青質在其沸點下不溶解于庚烷中，而在其沸點下溶解于苯中。它們通常是黑色到暗棕色的具有多核芳環分子結構的固體，該多核芳環具有烷基側鏈和諸如氮、氧、硫的雜原子。這些可溶性特性允許其間接的測量。

舉例而言，Lambert的美國專利S/N?4,940,900公開含有瀝青質的石油產物的絮凝閾值的測量，其通過持續地添加沉淀劑并測量通過產物樣本傳輸的與所添加沉淀劑相關的近紅外輻射來測量絮凝閾值。該方法要求向要測試的含瀝青質的產物添加溶劑和沉淀劑兩者。Espinosa等人的美國專利S/N?5,452,232公開一種根據給料的NIR光譜確定烴轉化產物的特性和產量的方法。中紅外也用于通過甲基比、鏈烷基碳或環烷基碳、以及烷基側鏈長度來確定瀝青質中的官能團。

用于確定烴工藝流的瀝青質穩定性的當前實踐包括使用一些形式的庚烷相分離方法。在該方法中，將庚烷添加至來自烴工藝流的樣本，其稀釋樣本并降低其可溶性。在終點上，歸因于瀝青質(或其它濃縮芳族化合物)的沉淀吸收率增大。然后，基于吸收率讀值來計算瀝青質穩定性。該類型的典型方法在“用于確定含瀝青質的殘渣、重燃油以及原油的本征穩定性的標準測試方法(正庚烷相分離；光學檢測)(Standard?Test?Method?for?Determination?of?Intrinsic?Stability?of?Asphaltene-Containing?Residues，Heavy?Fuel?Oils，and?Crude?Oils(n-Heptane?Phase?Separation；Optical?Detection))”中具體地公開，其在2005年5月由ASTM國際(ASTM?International)公開，并在“標準D7157-05(Designation?D7157-05)”下。除了耗時之外，該方法的缺點在于，其要求樣本多次稀釋，每次稀釋后用正庚烷溶劑滴定測量以用于評價。這些方法還顯著地限制優化裂解處理的能力，尤其在頻繁更換給料中的原油類型的情況下。

因此，一直以來存在改進確定烴工藝流穩定性的方法的需求。在頻繁改變給料類型的情況下，尤其需要快速和有效地確定工藝流穩定性。

發明內容

本發明涉及使用近紅外光譜和相關性模型的組合來預測烴工藝流穩定性的方法。在一個方面中，該方法包括：測量對應于來自烴工藝流的多個樣本的每一個的穩定性值以產生第一數據集合；從近紅外(“NIR”)光譜中選擇一個或多個波數作為第一光譜；使用第一光譜確定對應于多個樣本的每一個的吸收率以產生第二數據集合；將第一數據集合和第二數據集合結合進至少一個數學函數以創建相關性模型；從NIR光譜中選擇一個或多個波數作為第二光譜；使用第二光譜測量對應于一個或多個附加樣本的吸收率；通過將所測量吸收率用作相關性模型的輸入并接收所預測的穩定性作為輸出來計算對應于附加(多個)樣本的預測的穩定性值；以及任選地將所接收的輸出存儲在電子存儲裝置中，和/或在顯示裝置上顯示所接收的輸出。