预测高温沥青烯沉淀
阅读：822发布：2020-05-23
专利汇可以提供预测高温沥青烯沉淀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种确定 烃 流体 的 溶剂 力 与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系的方法。所述方法包含：基于溶剂力与临界溶剂力的比率将多种烃流体分成亚组；对于每个所述亚组，测定阈轻质链烷烃含量，所述阈轻质链烷烃含量是在烃流体的 结垢 趋势超过结垢 阈值 的点时烃流体的轻质链烷烃含量；以及确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系。，下面是预测高温沥青烯沉淀专利的具体信息内容。
1.一种确定烃流体的溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系的方法，所述方法包含：
基于所述溶剂力与临界溶剂力的比率将多种烃流体分成亚组；
对于每个所述亚组，测定所述阈轻质链烷烃含量，所述阈轻质链烷烃含量是在所述烃流体的结垢趋势超过结垢阈值的点时所述烃流体的轻质链烷烃含量；以及确定所述溶剂力与临界溶剂力的比率和所述阈轻质链烷烃含量之间的关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体被分成至少3个亚组，优选至少4个亚组，并且更优选至少5个亚组。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个亚组含有至少2种烃流体，优选至少4种烃流体，并且更优选至少8种烃流体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中每个所述亚组的大小为最多0.1比率单位、优选最多0.08比率单位、并且更优选最多0.05比率单位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述方法包含测量所述烃流体的结垢趋势。
6.根据权利要求5所述的方法，其中通过测量由所述烃流体产生的沉积物的质量或通过观察由沉积物引起的与所述烃流体的热交换的变化来测定所述烃流体的结垢趋势。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中通过使所述烃流体经受模拟精炼厂对所述烃流体的影响的条件来测定所述烃流体的结垢趋势。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中通过进行热液过程模拟器测试来测定所述烃流体的结垢趋势。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述烃流体的轻质链烷烃含量被认为是所述烃流体的轻质馏分含量。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述烃流体的轻质链烷烃含量被认为是所述烃流体的C1-4、C1-5、C1-6、C1-7、C1-8、C1-9或C1-10链烷烃含量。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述方法包含测量所述烃流体的溶剂力。
12.根据权利要求11所述的方法，其中使用表征K因子估计所述烃流体的溶剂力。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述方法包含测量所述多种烃流体的临界溶剂力。
14.根据权利要求13所述的方法，其中通过用沉淀剂滴定所述烃流体来测量所述烃流体的临界溶剂力。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述烃流体是原油或原油掺合物。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述原油掺合物是相对重质原油与相对轻质原油的掺合物。
17.一种判定烃流体是否展现可接受的结垢水平的方法，所述方法包含：
(a)测量所述烃流体的溶剂力与临界溶剂力的比率和轻质链烷烃含量；
(b)基于所述烃流体的轻质链烷烃含量，使用根据权利要求1至16中任一项确定的关系，预测所述烃流体将降至结垢阈值以下时溶剂力与临界溶剂力的比率；以及(c)将步骤(a)中测量的所述比率与步骤(b)中预测的所述比率进行比较，以判定所述烃流体是否展现可接受的结垢水平。
18.一种用于减少沥青烯从精炼厂的烃流体沉淀的方法，所述方法包含：
使用根据权利要求17所述的方法判定所述烃流体是否展现可接受的结垢水平；和如果是，则将所述烃流体馈送到所述精炼厂，如果不是，则进一步掺合所述烃流体来提高溶剂力与临界溶剂力的比率。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在所述精炼厂的热交换器的表面上减少所述沥青烯的沉淀。
预测高温沥青烯沉淀
技术领域
背景技术
[0003] 在正常条件(即大气温度和压力)下，原油中的沥青烯通常是稳定的并且保持在溶液中。然而，在精炼期间，原油通常通过多个热交换器，接着被馈送到主原油蒸馏单元(CDU)。通常，原油将经受“冷预热”，所述冷预热涉及使原油通过一系列热交换器来使其达到90-140℃的初始温度，接着经受脱盐阶段。接着将油在一排热交换器中进一步加热至230-270℃的温度。这个阶段被称为“热预热”。接着将原油送入熔炉来进一步加热，然后将其送入CDU。
[0004] 在整个冷预热和热预热阶段，原油经历热膨胀。原油的溶剂力与原油的摩尔体积成反比。因此，当原油经历热膨胀时，摩尔体积增加并且溶剂力下降。如果溶剂力低于原油的临界溶剂力，则原油中的沥青烯变得不稳定并且可能观察到沉淀。当沉淀物开始粘附到精炼厂的金属表面时，发生结垢。
[0005] 此外，在整个预热阶段压力逐渐下降，并且在30-60巴的压力下开始的原油在预热阶段结束时通常仅处于15-30巴的压力下。压力下降降低了原油的有效沸点，从而加剧了热膨胀的影响。
[0006] 原油通常在紧邻熔炉上游安置的热交换器中最接近其沸点，因此在预热工艺的这个阶段原油的溶剂力处于其最低点。因此，在这些换热器中，结垢速率往往是最高的。
[0008] 加工原油的精炼厂所面临的最大挑战之一是能够确保在整个精炼厂中的原油中沥青烯保持稳定并且在溶液中。
[0009] 评定原油或其掺合物的结垢风险的典型方法包括在大气压和高达60℃的温度下进行实验室测试。使用这些环境条件实验室测量值来产生相容性参数(即溶剂力和临界溶剂力)，由此可以预测原油加工期间沥青烯沉淀的风险。
[0010] 降低沥青烯沉淀风险的一种方法是确保原油或原油掺合物的溶剂力比临界溶剂力高5-15％(参见US 2004/0121472)。
[0011] 然而，在被认为在溶剂力与临界溶剂力之间具有足够差值的原油掺合物中已经观察到高水平的结垢，包括溶剂力与临界溶剂力的比率大于1.30的原油掺合物。因此，溶剂力与临界溶剂力之间的固定差值在某些情况下不足以防止不需要的沥青烯沉淀。此外，原油掺合物的溶剂力和临界溶剂之间的差值可能会影响精炼厂的经济效益，因为过高的差值可能会限制精炼厂中可以使用的原料。虽然溶剂力与临界溶剂力之间的适合差值可以通过试错来确定，但这在时间和设备方面可能是昂贵的。
[0012] 因此，需要一种用于预测发生沥青烯沉淀时溶剂力与临界溶剂力的比率的改善方法，以避免精炼厂出现意外结垢。
发明内容
[0013] 本发明提供一种用于确定烃流体的溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系的方法，所述方法包含：
[0014] 基于溶剂力与临界溶剂力的比率将多种烃流体分成亚组；
[0015] 对于每个所述亚组，测定阈轻质链烷烃含量，所述阈轻质链烷烃含量是在烃流体的结垢趋势超过结垢阈值的点时所述烃流体的轻质链烷烃含量；以及
[0016] 确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系。
[0017] 本发明还提供一种用于判定烃流体是否会展现可接受的结垢水平的方法，所述方法包含：
[0018] (a)测定烃流体的溶剂力与临界溶剂力的比率和轻质链烷烃含量；
[0019] (b)基于烃流体的轻质链烷烃含量，使用利用本文公开的方法确定的关系，预测所述烃流体将降至结垢阈值以下时溶剂力与临界溶剂力的比率；以及
[0020] (c)将步骤(a)中测定的比率与步骤(b)中预测的比率进行比较，以便判定所述烃流体是否展现可接受的结垢水平。
[0021] 还提供了一种用于减少沥青烯从精炼厂中的烃流体沉淀的方法，所述方法包含：
[0022] 使用本文公开的方法判定烃流体是否展现可接受的结垢水平；和
[0023] 如果是，则将烃流体馈送到精炼厂，如果不是，则进一步掺合烃流体来提高溶剂力与临界溶剂力的比率。
[0024] 本发明部分地源于观察到在加工‘哑铃’原油掺合物期间观察到最高的结垢水平，哑铃原油掺合物即以适当比例掺合在一起来产生最佳精炼厂进料掺合物的重质与轻质原油的混合物。但是，这些混合物趋向于含有高水平的链烷烃。已经注意到富含高水平轻质链烷烃的掺合物通常是展现最高结垢水平的掺合物。通过观察所述烃流体的轻质链烷烃含量，可以确定结垢和溶剂力与临界溶剂力的比率之间的更准确关系，并且将其用于预测其它烃流体的结垢趋势。附图说明
[0025] 图1是可以用于测试烃流体的结垢趋势的HLPS的图；
[0026] 图2显示增加的质量相对于137种哑铃型原油掺合物的溶剂力与临界溶剂力的比率的图；
[0027] 图3a和3b显示增加的质量相对于具有溶剂力与临界溶剂力的比率分别为约1.15和1.20的哑铃型原油掺合物的亚组的轻质链烷烃含量的图；并且
[0028] 图4显示溶剂力与临界溶剂力的比率相对于原油掺合物的阈C1-8链烷烃含量的图。
[0029] 发明详述
[0030] 将烃流体分亚组
[0031] 基于溶剂力与临界溶剂力的比率将多种烃流体分成亚组。
[0032] 可以将多种烃流体分成至少3个亚组，优选至少4个亚组，并且更优选至少5个亚组。亚组数量越大，所给出的溶剂力与临界溶剂力的比率和轻质链烷烃含量之间的关系越准确。但是，这不得不抵消每个亚组中具有更多数量的烃流体的益处。
[0033] 每个亚组可以含有至少2种烃流体，优选至少4种烃流体，并且更优选至少8种烃流体。
[0034] 每个亚组的大小可以为最多0.1比率单位，优选最多0.08比率单位、并且更优选最多0.05比率单位。例如，如果每个亚组的大小为0.05比率单位，则第一亚组可以包括大于1.075并且最多1.125的溶剂力与临界溶剂力的比率(即，1.10亚组)，第二亚组可以包括大于1.125并且最多1.175的比率(即1.15亚组)，第三亚组可以包括大于1.175并且最多1.225的比率(即1.20亚组)，并且第四亚组可以包括大于1.225并且高达1.275的比率(即1.25亚组)。
[0035] 每个亚组的大小可能相同，但不是必须。例如，一个亚组可以覆盖0.03比率单位(例如，具有比率落入1.10-1.13范围内的那些烃流体)，而另一个亚组可以覆盖0.5比率单位(例如，具有比率落入1.13-1.18范围内的那些烃流体)。
[0036] 溶剂力
[0037] 可以使用任何已知方法来测定烃流体的溶剂力。例如，可以使用US 2004/0121472(Nemana,S.等人:Predictive Crude Oil Compatibility Model；以引用的方式并入本文中)中所述的方法。根据这种方法，使用表征K因子估计溶剂力。
[0038] 根据下式计算表征K因子KHF：
[0039] KHF＝VABPHF1/3/SGHF
[0040] 其中：VABPHF是烃流体的体积平均沸点，以兰氏度计，并且
[0041] SGHF是烃流体的标准比重。
[0042] 可以使用已知方法测定烃流体的体积平均沸点VABPHF。在一些情况下，可以从烃流体的产率曲线测定VABPHF。
[0043] 可以通过物理蒸馏例如根据ASTM D 2892或ASTM D 5236来确定烃流体的产率曲线。或者，可以使用GC和高温模拟蒸馏(HT-SIMDIS)来确定烃流体的产率曲线。使用GC分析可测定油的烃组成，因为在C1-9烃范围内的组分会沸腾。GC分析可以根据标准测试方法IP 601进行。HT-SIMDIS分析可以根据标准测试方法IP 545进行。
[0044] 烃流体的标准比重SGHF是在60℉(即15.6℃)下烃流体的密度与水的密度的比率。可以使用已知方法测定SGHF。例如，如上文所提及，可以根据ASTM D 4052或D 5002通过实验测量烃流体的密度。
[0045] 可以使用线性插值从表征K因子测定烃流体的溶剂力SPHF。例如，可以基于表征K因子与庚烷和甲苯的溶解度参数之间的关系，从KHF测定SPHF。本领域中已知表征K因子以及庚烷和甲苯的溶解度参数。
[0046] 临界溶剂力
[0047] 可以通过用沉淀剂滴定烃流体来测定烃流体的临界溶剂力CSPHF。在一些情况下，可以根据下式测定CSPHF：
[0048] CSPHF＝V(开始分数HF)*SPHF/100
[0049] 其中：V(开始分数HF)是沥青烯沉淀开始时烃流体的体积分数；并且
[0050] SPHF是烃流体的溶剂力，其可以如上所述例如基于表征K因子来测定。
[0051] 用于测定CSPHF的沉淀剂优选具有可忽略的溶剂力，诸如小于5并且优选小于2的溶剂力。在一些情况下，沉淀剂的溶剂力可能为约0。适合的沉淀剂包括烷烃(诸如C4-20烷烃)，并且优选C4-20正烷烃或C4-20异烷烃。在一些情况下，沉淀剂选自庚烷、十一烷和十五烷。
[0052] 烃流体和沉淀剂可以平衡20分钟至40分钟，诸如30分钟。在一些情况下，烃流体和沉淀剂在此期间不受干扰，即其不经受任何混合或搅动。可以使用小于15体积％(诸如小于10体积％)并且优选小于5体积％的滴定间隔。
[0053] 可以在光学显微镜下观察为了测定CSPHF而可以制备的烃流体与沉淀剂混合物来确定何时发生沥青烯沉淀。或者，混合物可以经受离心，洗涤任何固体(例如使用沉淀剂)并且称重来测定沥青烯沉淀的量。
[0054] 阈轻质链烷烃含量
[0055] 通常，烃流体中轻质链烷烃的含量越高，烃流体的结垢趋势越大。阈轻质链烷烃含量是在烃流体的结垢趋势超过结垢阈值的点时亚组内烃流体的轻质链烷烃含量。
[0056] 可以通过鉴定亚组中结垢趋势将降至结垢阈值以下的那些烃流体的最高轻质链烷烃含量来测定阈轻质链烷烃含量。
[0057] 或者，可以例如使用简单的线性回归技术来模拟结垢趋势与轻质链烷烃含量之间的线性关系。接着可以容易地测定在结垢趋势等于结垢阈值的点时烃流体的轻质链烷烃含量。如果亚组中烃流体具有的结垢趋势都不超过结垢阈值，则这种方法特别有用。
[0058] 结垢趋势
[0059] 在一些情况下，可以容易地获得关于烃流体的结垢趋势的信息。在其它情况下，本文所定义的方法包含例如使用已知方法测量多种烃流体的结垢趋势。
[0060] 可以通过使烃流体经受模拟精炼厂对烃流体的影响的条件来测定烃流体的结垢趋势。
[0061] 通常，将进行小型化实验，因此不需要全规模的精炼厂测试。可以在小型化实验中模拟全规模的精炼厂操作。因此，只需要少量的烃流体来进行模拟。在一些情况下，测试需要少于10L并且优选少于5L的每种烃流体。
[0062] 实验可以包含加热烃流体并且使烃流体与表面(诸如金属表面)接触。烃流体可以被表面加热。这模拟了全规模精炼厂中热交换器对烃流体的作用。
[0063] 进行结垢测试的条件可以变化来反映不同精炼厂的条件。
[0064] 例如，可以使烃流体与被加热至200至800℃(诸如250至600℃)的表面接触。
[0065] 可以使烃流体与表面接触15分钟至24小时(诸如30分钟至15小时)并且优选2至10小时的时段。
[0066] 可以使烃流体以0.1至20立方厘米/分钟(诸如0.5至10立方厘米/分钟)的速率在表面上通过。
[0067] 与烃流体接触的表面可以是例如烃流体围绕其流动的金属管；或平坦表面。
[0068] 可以通过测量由烃流体产生的沉积物的质量或通过观察由流体中的沉积物引起的与烃流体的热交换的变化来测定流体的结垢趋势。
[0069] 如果烃流体与表面接触，则可以在测试完成后称重表面来测定质量增加。如果使用表面来加热烃流体，则可以在测试期间测量沿着表面的烃流体的温度，来测定由于沉积物堆积而观察到的温度变化。例如，可以在与表面接触之前和之后测量烃流体的温度。当表面上有更多的沉积物堆积时，向烃流体的热传递劣化，并且将观察到与表面接触之前和之后的烃流体温度之间的差异降低。
[0070] 在一些情况下，可以通过例如在Alcor结垢单元上进行热液过程模拟器(HLPS)测试来测定烃流体的结垢趋势。HLPS是一种简化的热交换器，其可以由放置在圆柱形外壳内的电加热金属管(通常为碳钢)组成。所述管可以是一次性的，因此每个实验都可以使用新管。在每个实验开始时可以将管称重。烃流体流过加热管和圆柱形外壳之间存在的环形空间。可以保持恒定的管壁温度。
[0071] 在HLPS测试中，管的表面最初是洁净的并且传热效率很高。这使得在加热区段长度上烃流体温度快速增加，产生稳定(且高的)出口温度。实验10至15分钟可以达到最大值。如果沥青烯从烃流体中沉淀并且沉积在电加热管的表面上，则观察到传热效率降低。这随着时间转化为较低的流体出口温度。典型运行过程中出口温度的总体降低可以用作评定不同进料的结垢趋势的方式。
[0072] 在实验结束时，可以将加热器管从外壳中取出，用溶剂(例如石油醚)冲洗，干燥并称重。可以记录实验期间管的质量变化，并将质量增加用作结垢趋势的指标。
[0073] 通过调节HLPS测试条件(例如改变进料流速、系统压力、壁温、入口温度等)，可以确定在各种不同条件(例如其反映不同精炼厂中发现的条件)下溶剂力与临界溶剂力的比率和烃流体的阈轻质链烷烃含量之间的关系。
[0074] 结垢阈值
[0075] 结垢趋势降至或低于结垢阈值的油被认为适用于精炼厂。因此，应该选择符合可以使用烃流体的全规模精炼厂的要求的结垢阈值。结垢阈值可以根据许多不同的因素而变化。例如，一些精炼厂可能会比其它精炼厂能承受更大程度的结垢。
[0076] 结垢阈值将是预先确定的，而不是取决于烃流体结垢测试的结果。通常使用特定精炼厂处的操作经验来预先确定结垢阈值。例如，可以例如在HLPS单元中测试一种或多种已知在精炼厂中产生低的、可接受的或高的结垢速率的原料来测定每种原料的结垢趋势，例如质量增加或温度变化。接着可以测量烃流体的结垢趋势，并且相对于一种或多种已知产生低的、可接受的或高的结垢速率的原料分等级。
[0077] 在使用HLPS方法测定结垢趋势的情况下，标准精炼厂的适当结垢阈值可以是具有低结垢趋势的那些烃流体(即ΔT大于25℃或质量增加大于30mg烃流体高于结垢阈值，因为其结垢趋势太高而不能用于精炼厂中)：
[0078]
[0079] 在使用HLPS方法测定结垢趋势的其它情况下，结垢趋势的适当阈值可能是中等结垢阈值。
[0080] 轻质链烷烃含量
[0081] 可以使用GC分析，例如根据IP 601中定义的方法或等效方法来测量烃流体的轻质链烷烃含量。或者，烃流体中不同链烷烃的含量可以容易地从烃流体的测定数据中获得。
[0082] 被认为是‘轻质链烷烃’的链烷烃的截止点并不关键。优选地，轻质链烷烃含量的任何测量将包括至少C1-4链烷烃，并且排除任何C13+(即C13和更高级)链烷烃。
[0083] 据信可通过观察烃流体中轻质馏分的总含量来获得准确的结果。轻质馏分通常包括液体石油气(LPG)、汽油、重质石脑油和轻质石脑油。轻质馏分可以被分类为是例如根据ASTM D2892或IP 545、优选ASTM D2892所测量的沸点低于150℃的温度的那些组分。
[0084] 还可以通过观察烃流体的C1-4、C1-5、C1-6、C1-7、C1-8、C1-9或C1-10链烷烃含量来测定轻质链烷烃含量，从而获得准确的结果。优选地，通过测量烃流体的C1-5或C1-8链烷烃含量，特别是C1-8链烷烃含量来测定轻质链烷烃含量。可以根据方法IP601测定C1-4、C1-5、C1-6、C1-7、C1-8、C1-9或C1-10链烷烃含量。
[0085] 确定关系
[0086] 测定了烃流体每个亚组的阈轻质链烷烃含量后，则可以确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系。
[0087] 烃流体每个亚组都具有阈轻质链烷烃含量。阈轻质链烷烃含量通常与表示亚组的溶剂力与临界溶剂力的比率的值相关。这个值通常在亚组的中心。例如，如果亚组包括大于1.075并且最多1.125的比率，则与阈轻质链烷烃含量相关的比率将是1.10亚组。但是，在一些情况下，例如如果数据不均匀分布，则该值可以是落入亚组内的所有烃流体的溶剂力与临界溶剂力的平均(例如平均或中值)比率。在其它情况下，例如如果期望保守关系，则该值可以是使烃流体可以被认为落入亚组的溶剂力与临界溶剂力的最高比率。
[0088] 溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系被认为在本质上基本上是线性的。因此，可以例如使用简单线性回归技术模拟该关系。
[0089] 其它方面
[0090] 确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系后，该关系可以用于一种用于预测烃流体将降至特定轻质链烷烃含量的结垢阈值以下时溶剂力与临界溶剂力的比率的方法中。
[0091] 该关系还可以用于判定烃流体是否展现可接受的结垢水平的方法中。这种方法包含(a)测定烃流体的溶剂力与临界溶剂力的比率和轻质链烷烃含量；(b)基于烃流体的轻质链烷烃含量，使用利用本文公开的方法确定的关系，预测烃流体将降至结垢阈值以下时溶剂力与临界溶剂的比率；以及(c)将步骤(a)中测定的比率与步骤(b)中预测的比率进行比较，以判定烃流体是否展现可接受的结垢水平。
[0092] 这个信息可以用于减少精炼厂中沥青烯沉淀的方法中。如果步骤(a)中测定的比率大于或等于步骤(b)中预测的比率，则沥青烯结垢的风险较低，并且可以将烃流体送入精炼厂。如果步骤(a)中测定的比例小于步骤(b)中预测的比率，则沥青烯结垢的风险较高。因此，如果步骤(a)中测定的比率小于步骤(b)中预测的比率，则该方法可以包含进一步掺合原油来提高溶剂力与临界溶剂力的比率。
[0093] 可以减少热交换器和熔炉中的至少一个中的沥青烯沉淀。优选地，精炼厂的热交换器表面上的沥青烯沉淀减少。
[0094] 烃流体
[0095] 烃流体可能来源于地下岩层，并且经历后续处理来去除任何过量的气体内含物和其它污染物。优选地，烃流体中的每一种是原油或原油掺合物。
[0096] 原油掺合物形式的烃流体通常见于加工一系列原油的精炼厂中，所述原油例如来源于世界的不同地区，具有不同的物理特性，例如密度、硫含量、轻质链烷烃的类型和数量、溶剂力等。一些精炼厂随时加工2-20种不同的原油。这些原油通常在加工之前被掺合在一起。在一些情况下，原油可以在精炼厂中掺合在一起来产生哑铃型原油掺合物，即相对重质原油与相对轻质原油的原油掺合物，诸如例如根据ASTM D 4025所测量，API比重大于大于35°的原油与API比重小于25°的原油的掺合物。如本文所讨论，已经发现哑铃型原油特别易于结垢。因此，在本发明的一些情况下，本发明中所用的烃流体是哑铃型原油掺合物。
[0097] 在一些实施方式中，烃流体是结垢趋势在结垢阈值周围的原油。在一些情况下，烃流体具有的结垢趋势在结垢阈值±30％(诸如结垢阈值±20％)并且优选结垢阈值±10％的范围内。在这些实施方式中，具有高结垢趋势的烃流体被视为不能用于精炼厂，直到将其进一步与烃流体掺合来降低结垢趋势为止。类似地，展现低结垢趋势的烃流体不经进一步实验即被认为适用于精炼厂。
[0098] 因此，在一些实施方式中，确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系的方法包括将多种烃流体限于结垢趋势在结垢阈值周围的烃流体的步骤。
[0099] 现在将参考附图和实施例来描述本发明，其中：
[0100] 图1显示可以用于测试烃流体的结垢趋势的HLPS(10)的图。待测试的烃流体(A)保持在盖有浮动密封件(14)的加热罐(12)中。将流体送入简化的热交换器，该热交换器包含限定环形空间的加热管(24)和金属外壳(22)。金属外壳(22)被绝缘体(20)包围。电力(26)为加热管(24)提供热。当流体穿过环形空间时，其被加热。热电偶(16、18、28、38)测量系统中各点的热量。在离开环形空间时，烃流体通过转速监视泵(30)。可以将用过的流体(B)送入储罐，其中阀(例如36)控制流体的路线。压力计(32)和氮气入口(34)控制系统中的压力。
具体实施方式
[0101] 实施例
[0102] 实施例1：测试原油的结垢阈值
[0103] 产生137种典型的原油哑铃型掺合物，并且使用图1所示的Alcor HLPS单元对其进行测试。对于每个实验使用新加热管。在每个实验开始时可以将管称重。沿管壁保持恒温。
[0104] Alcor单元中所用的条件属于典型的测试条件：
[0105] 进料口温度：20-100℃
[0106] 壁温：350-500℃
[0107] 油流速：1-5cm3/min
[0108] 测试时间：3-8小时
[0109] 压力：300-820psig。
[0110] 烃流体在250-400℃范围内的温度下离开加热管周围的环形空间。
[0111] 在每个实验期间，管的表面最初是洁净的并且传热效率很高。这使得在加热区段长度上进料温度快速增加，产生稳定且相对高的出口温度。通常在实验10-15分钟达到最大出口温度。沥青烯从烃流体中沉淀并且沉积在加热管的表面上，从而使传热效率降低。这转化为出口温度随时间降低。将运行过程中出口温度的总体降低用作评定不同进料的结垢速率的方式。
[0112] 在实验结束时，从单元中取出加热管，冲洗，干燥并且称重。记录管质量的变化并将其用作结垢速率的指标。
[0113] 基于实验期间的温度变化，将原料指定为高、中等、中等-低、低、低-零和零的结垢趋势。图2显示增加的质量相对于溶剂力与临界溶剂力的比率的图。将图上的条目用阴影表示来显示使用温度变化测量的结垢趋势。
[0114] 从图中可以看出，总的趋势是随着溶剂力与临界溶剂力的比率提高，烃原料的结垢趋势降低。但是，一些原料尽管具有相对高的溶剂力与临界溶剂力的比率，但展现高的结垢趋势，并且一些原料尽管具有低的溶剂力与临界溶剂力的比率，但展现低的结垢趋势。
[0115] 实施例2：确定溶剂力与临界溶剂力的比率和阈轻质链烷烃含量之间的关系[0116] 进一步研究原料的掺合物特性发现具有意外高的结垢趋势的掺合物通常富含轻质组分，即沸点<150℃的物质。
[0117] 基于溶剂力与临界溶剂力的比率将原料分成4个亚组：
[0118]
[0119] 将结垢阈值设定为质量增加30mg。
[0120] 绘制质量增加相对于轻质链烷烃含量(体积％)的图，并确定线性关系。1.15比率亚组和1.20比率亚组的图显示在图3a和3b中。阈链烷烃含量可以从图中推断出，即显示结垢阈值的线与描绘质量增加和轻质链烷烃含量之间关系的线相交的点。从图3a和3b可以看出，1.15比率亚组的阈链烷烃含量为约15体积％，而1.20比率亚组的阈链烷烃含量为约20体积％。
[0121] 确定了具有不同链烷烃含量(以体积计)的掺合物的适当结垢水平所需的溶剂力与临界溶剂力的最小比率。建立了以下原则：
[0122] C1-8含量≤10％： 低至1.05-1.1的比率可以接受；
[0123] 10％
[0124] 15％
[0125] 25％1.25)。
[0126] 确定阈C1-8链烷烃含量和溶剂力与临界溶剂力的比率之间的线性关系，如图4中的图形式所示。推断出以下关系：
[0127] 可接受的结垢水平需要的
[0128] 溶剂力与临界溶剂力的最＝1+0.01(C1-8链烷烃含量，vol％)
[0129] 小比率
[0130] 可以将原油或原油掺合物的溶剂力与临界溶剂力的比率与上述等式所定义的最小比率比较来判定其是否展现可接受的结垢速率。
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