[發明專利]用于從富水合物抑制劑流中去除重金屬離子的系統和方法

有效

• 申請號: 201380029049.3
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104471018B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·M·詹森
• 申請（專利權）人: 福吉斯加工股份有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種用于從富水合物抑制劑流中去除重金屬離子的方法和一種重金屬離子去除系統。具體地，本發明涉及一種重金屬離子鹽的受控沉淀方法，使得獲得重金屬離子鹽作為分離餾分。

背景技術

已熟知，包含諸如原油、冷凝物、地層水和氣體等流體混合物的井流在運輸過程中可能發生反應并且形成固態水合物，即，由此堵塞管線。為了避免和/或限制上述固態水合物的形成，在運輸前述就將水合物抑制劑添加到井流中。通常施加的水合物抑制劑是單乙二醇(MEG)；其他可應用的水合物抑制劑包括具有其他取代基的乙二醇化合物以及動力學水合物抑制劑或者其組合。術語“動力學”指抑制劑降低水合物形成反應的反應速率的效應。

諸如MEG的水合物抑制劑是貴重的化學物品，并且其再循環使成本降低。用于分離再利用的MEG的多種不同步驟和方法在本領域中是已知的。關于再生處理的障礙是抑制劑在高溫時劣化，這限制了使用加熱來獲取分離的可能性。

回收的井流不僅包括所需要的碳氫化合物、水合物抑制劑、諸如pH穩定劑的所采用的化學物品和地層水，而且還包括在地層中溶解的不同離子。已經開發了傳統水合物抑制劑回收和再生系統，以從回收的水合物抑制劑中去除沉淀鹽形式的離子，從而控制鹽的濃度并且允許水合物抑制劑的繼續再使用。最為常見的沉淀鹽是氯化物、碳酸鹽或者Na、K、Ca、Mg、Fe、或者Ba的氫氧化物。這些沉淀鹽并不被視為特別有害并且可相對較容易確保其安全處理。然而，最近，發現了這樣的大量形成物，即，這種形成物以汞離子包括在井流形式而包含含汞的重金屬。在傳統系統中，汞離子隨著水合物抑制劑進入回收系統中并且以汞鹽形式與存在于富水合物抑制劑流中的其他鹽一起沉淀。然而，所分離的鹽是包括汞鹽的混合物并且全部鹽混合物必須作為有害廢物處理。在標準的傳統MEG回收系統中，每天所去除的鹽量在1至20公噸/天的范圍內。鹽的主要成分是NaCl。如果將重金屬鹽引入到該混合物中，則所生產的全部鹽變成需要經過特殊處理的有害廢物。這將特別是對海上裝備的要求非常嚴格。

現有技術

已經開發了不同的技術解決方案來提取抑制劑并且處理無機鹽問題。美國6,340,373、和美國2005/0072663、以及美國2010/019023中公開了這些技術的實施例。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于減少從包括重金屬的水合物抑制劑流再生物產生的有害廢物量的方法和系統。

進一步的目的是使處理包括有害重金屬或者金屬離子的過程流的處理部件和處理設備最小化。

另一目的是提供一種對下游工藝的效率具有有限負面或者甚至正面影響的處理。

另一目的是提供一種可在現有系統上改進或者包括在新處理中的方法和系統。

本發明提供一種用于從富水合物抑制劑流中去除重金屬離子的方法，其中，該方法包括：

a)將選擇性的重金屬反應物添加到富水合物的抑制劑流中，從而形成包括重金屬鹽顆粒的流體流；

b)將所獲得的流體流分離成三種流：碳氫化合物流、回收的富水合物的抑制劑流、以及包括重金屬鹽顆粒的漿液；

c)從漿液中分離出余留的水合物抑制劑，從而獲得包括重金屬鹽顆粒的濃縮剩余物。

回收的富水合物抑制劑流基本不含重金屬。根據用于再生成富水合物抑制劑的熟知處理可對回收的富水合物抑制劑流進行進一步處理，以獲得適用于再利用的優質(lean)水合物抑制劑。除水合物抑制劑之外，回收的富水合物抑制劑流包括水和非重金屬鹽，并且根據步驟b)的分離效率，回收的富抑制劑可或者可不包含碳氫化合物殘留物。

在根據本發明的方法的一方面，在疊碟式離心機(disc stack centrifuge)中執行步驟b)中的分離。

就本發明的另一方面而言，該方法包括將富水合物抑制劑流的pH調節至介于6與8之間。

就又一方面而言，該方法包括將富水合物抑制劑流的溫度調節至30℃以下。

接近中性并且具有低溫的pH調節為重金屬沉淀物提供了有利條件，同時，可能限制避免諸如Fe、Ca、Ba、Sr、Mg等其他二價陽離子的沉淀。

就根據本發明的方法的進一步方面而言，重金屬選自于由汞、鎘、鉛、鉻、鈷、砷、鎳、錳、以及銅構成的組，優選地，汞。

就又一方面而言，該方法包括將剩余水合物抑制劑與回收的富水合物抑制劑流組合。