[發(fā)明專利]用于檢測烴流體中的鹽的裝置、方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380037410.7
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN104520411B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設計）人: 納伊姆·阿克馬爾;拉希德·穆罕默德·阿萊莎;米林德·M·維迪雅
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: C10G31/08
• 分類號: C10G31/08;G01N33/28
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司11112
• 代理人: 丁業(yè)平,高釗

相關專利的交叉引用

本申請要求于2012年7月13日提交的美國臨時專利申請No.61/671,272的優(yōu)先權。鑒于美國專利實踐，本申請將該臨時專利申請的全部內容以引用方式并入本文。

技術領域

本發(fā)明的領域涉及烴流體處理。更具體而言，本領域涉及監(jiān)測烴流體中的鹽的裝置、方法和系統(tǒng)。

背景技術

在幾種輸送和精煉工藝問題中，烴流體中的鹽量是重要的因素。堵塞、催化劑失活、以及嚴重腐蝕表明長期暴露于原料中的鹽。烴流體中鹽的類型和量主要取決于其烴源，這進而反映了從烴源中開采烴的嚴苛程度，或者烴源油田的整體年齡。另外，來自運油罐的殘余鹽水或者處理失誤也可對烴流體造成一定程度的污染，從而使消費者不能對其進行有效處理。烴流體中所存在的鹽即使其含量處于百萬分之一份(ppm)的范圍，也會在短時間內對精煉和化學處理設備造成重大損害。

烴流體中分散的小水珠溶解并保持鹽分。鹽的化學組成可能有所不同；然而，所開采的烴流體中所發(fā)現(xiàn)的鹽分通常為氯化鈉，并含有相對少量的氯化鈣和氯化鎂。

利用現(xiàn)有方法來測定烴流體、特別是由原油或者天然氣凝析油制成的烴流體中的鹽濃度，需要耗費大量精力。現(xiàn)有測試技術不能可靠地或者不能以所需靈敏度(亞ppm級)適時地測定鹽濃度。在此水平上，僅有的精確測定烴流體中的鹽濃度的可靠方式是實驗室檢測以及線下測量。美國標準測試方法(ASTM)D 3230&D 6470為測量原油中鹽濃度的標準化的實驗室檢測。ASTM D 3230為電測量方法，其需要大量制樣以及多種溶劑，包括二甲苯、1-丁醇以及甲醇。ASTM D 6470為電位測量技術，其需要大量制樣以及額外的設備和工作。這些方法為線下方法并且并非行之有效，此外，這些方法對其他程序上和設備上的要求限制了它們在在線或“實時”鹽濃度測定方面的應用。與任何測試方法一樣，“人力元素(human element)”也會對結果產(chǎn)生不利影響并且增加一層變數(shù)。

現(xiàn)有的在線鹽度傳感器是基于直接檢測非導電性石蠟材料，以試圖檢測體相流體(bulk fluid)中是否存在電活性物質(即，鹽)。已有的傳感器使用了插入至流動原油中的導電電極。鹽度傳感器直接對烴流體施加電位以試圖測定體相流體的導電率。該技術使陽極和陰極離子直接攻擊裝置的元件，從而犧牲了測量裝置。由于當水存在時，工作電極以及對電極上存在導電金屬的氧化還原反應，因而會發(fā)生傳感器探針的腐蝕。鹽分還會直接析出在探針的表面。即使在非使用期間，探針表面上的鹽分也會通過電化學點蝕(galvanic pitting)而引起物理劣化。探針表面積的改變還會改變表面積敏感響應的含義，例如，表面電流密度或者單位面積電壓。由于體相流體通常不導電，因此該技術也是不精確的。重質石蠟材料的存在還會導致鹽度值的變化。對于該檢測方法，當溫度發(fā)生變化時導電率會發(fā)生改變，導致對同一烴流體樣品得到不同的鹽度值。

期望的是，在將烴流體引入輸送、精煉或脫鹽工序之前，測量烴流體中的鹽含量至亞ppm的水平。當前，考慮到行之有效且足夠可靠地滿足商業(yè)輸送和精煉的需求，還沒有將鹽濃度測定至ppm水平的可用技術。能夠行之有效地進行鹽度測定的檢測裝置、方法和系統(tǒng)是人們所期望的。該裝置和系統(tǒng)應該是可靠的，并且在烴流體中、特別是在與鹽分處理系統(tǒng)聯(lián)用中的適應性強。

發(fā)明內容

烴檢測溶液可用于測定烴流體中的鹽濃度，該烴流體包括含有鹽、電聚合性單體(electropolymerizable monomer)和非水溶劑的烴流體。該烴流體包含鹽和選自主要由原油、天然氣凝析油、原油餾分、石化處理過的材料以及他們的組合構成的組中的烴。該電聚合性單體能夠有效地在電聚合性聚合物的峰電位下在烴檢測溶液中形成相關的聚合物產(chǎn)物。

用于通過形成相關聚合物產(chǎn)物來測定烴檢測溶液的鹽濃度的導電率傳感器具有外殼，該外殼能夠容納烴檢測溶液并且不導電。導電率傳感器具有位于外殼之內的三電極組，其包括工作電極、對電極、和參比電極。工作電極具有第一表面積，并且對電極具有第二表面積。第二表面積大于第一表面積。工作電極和參比電極一同用于在烴檢測溶液中產(chǎn)生電位。工作電極和對電極一同用于檢測烴檢測溶液中的電流。導電率傳感器包括位于外殼內的混合裝置。