从含烃沉积物回收的含硫烃类的处理制造技术

在用以处理从含烃沉积物原位回收液体烃类所获得的气体组份的方法中，使用贫油将硫醇和硫化氢彼此分离，且所述硫化氢进一步经加工以获得不含硫的燃料气产物。在处理所述气体组份后所获得的富油可与所述液体烃类一起用作稀释剂，或经加工以去除所述硫醇并将其转化成二硫化物油。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从含烃沉积物回收的含硫烃类的处理
本专利技术涉及处理和加工从含烃地质材料获得的液体、半固体和气体烃类的方法和装置，所述含烃地质材料包括焦油砂、油砂、油砂岩和油页岩。具体而言，本专利技术涉及去除在从诸如蒸汽辅助重力泄油(SAGD)工艺等工艺获得的气体烃类中所发现的硫污染物的方法。
技术介绍
本文中所使用的含烃沉积物应视为包括焦油砂、油砂、油砂岩、油页岩和具有在通常多孔的岩石类无机基质内所含的烃类的所有其它天然存在的地质材料。基质可为松散的、易碎的或坚硬的。焦油砂是在(例如)加拿大(亚伯达)(Canada(Alberta))发现的天然存在的地质层。所述砂具有产生大量石油的潜力。焦油砂为多孔的，通常为松散的或易碎的，且通常含有大量粘土，且具有填充有业内常称为沥青的高粘度烃类的间隙。这些类焦油沥青材料中的大部分是在较轻(较低分子量)烃类已逸出或通过微生物的作用、水洗且可能地无机氧化降解后所保留的残余物。极广泛的焦油砂沉积物存在于沿亚大巴斯卡河(AthabascaRiver)的北亚伯达和其它地方。估计所述沉积物含有超过1.6万亿桶油的潜在产量。油页岩与油砂和焦油砂有关；然而，基质是通常含有产油类的有机化合物(称为油母质)的细粒层压沉积岩。油页岩存在于全世界许多地方。特定而言，富含油母质的页岩存在于美国(UnitedStates)的怀俄明州(Wyoming)、科罗拉多州(Colorado)和犹他州(Utah)，且估计含有超过5400亿桶潜在的石油。可从焦油砂和油页岩回收的烃类可包含(但不限于)沥青、油母质、沥青质、石蜡、烷烃、芳香族烃、烯烃、萘类和二甲苯类。在从含烃沉积物回收石油的已知技术中，高分子量的沥青或油母质材料可利用热从砂、砂岩或页岩驱出。例如，在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)工艺中，在地层中钻两个平行的水平油井，一个油井高出另一个油井约4米到6米。上部油井注入蒸汽，且下部油井收集流出地层的经加热原油或沥青以及来自所注入蒸汽的冷凝的任何水。所述工艺的基础是所注入蒸汽形成在地层中垂直和水平生长的“蒸汽室”。来自蒸汽的热减小重质原油或沥青的粘度，此允许其向下流动到下部井眼中。蒸汽和气体由于其与下方重质原油相比密度低而上升，从而确保在下部生产井处不产生蒸汽。所释放的气体(其包括甲烷、二氧化碳且时常一些硫化氢)往往在蒸汽室中上升，填充石油所留下的空隙空间，并在一定程度上在蒸汽上方形成隔热覆盖层。石油和水是通过逆流的重力驱动排泄流动到下部井眼中。通过使用地下系统压力或通过利于移动具有悬浮固体的高粘度流体的泵(例如推进腔式泵)将冷凝水和原油或沥青回收至表面。在从SAGD井去除后，从沥青分离所溶解和夹带的气体，且然后将沥青与中等分子量“载体”(称为稀释剂)组合，从而产生稀沥青(dilbit)。稀沥青是相比于原料沥青较轻且粘度较低的烃材料，且更易于经由管道输送到精炼厂。在精炼厂，将稀沥青加工成最终产物，且在一些情形下，将一部分中等产物返回至生产现场以用作稀释剂。SAGD工艺在所获得的气体组份以及液体或半固体沥青方面存在严重的缺点。这些气体组份不仅包括烃类，而且包括不需要的含硫化合物，例如硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、羰基硫(COS)和二硫化碳(CS2)。生产现场通常利用从沥青初始分离的伴产气作为蒸汽产生器的燃料，然而，得自使用气体组份作为燃料的含硫燃烧产物系主要污染问题。防止硫空气污染的经济途径是在用作燃料之前从气体组份去除硫化合物。除SAGD工艺以外，存在可受益于本专利技术的从含烃沉积物回收烃类的其它工艺，例如周期蒸汽注入或“间歇热攻采油(HuffandPuff)”，其中将蒸汽注入生产井(经常垂直井)中一段时间，然后进行浸泡且然后产生石油；或蒸汽驱，其与SAGD类似，但利用一系列垂直井以注入蒸汽并回收石油；或水驱，其与蒸汽驱类似，但使用可回收并再注入的水；或气体再注入，其中将一些所产生的天然气压缩并再注入；或CO2注入，其中引入来自外部来源的CO2以注入储油层中；或原位热方法，其中将井的一部分埋在地下以向石油供热。虽然有许多从含H2S气体去除并回收硫的可再生工艺，但硫醇的存在仍可造成严重的操作问题，因为这些工艺不能可靠地将其去除。事实上，RSH通常将以“脱硫(sweetened)”产物气体、再生空气排放及所产生硫结束。COS及CS2通常将能够穿过，且不被吸收或转化。RSH的强烈气味使得难以(如果不是不切实际)处置所产生的硫，且操作单元中的气味可能使其实际上不可操作。然而，H2S可容易地去除并转化成元素硫(S)。因此，本专利技术涉及从气体组份去除有害的含硫化合物、特定而言RSH，留下H2S，然后可处理H2S以提供不含硫的气体燃料。
技术实现思路
本专利技术涉及避免与使用和/或加工从含烃沉积物获得的气体组份、尤其包括使用诸如SAGD工艺等工艺从油砂回收沥青的那些相关的问题。特定而言，本专利技术涉及处理从SAGD工艺获得的进料物流，此避免污染SAGD工艺中所获得的气体烃类的含硫硫醇化合物的有害效应。更具体而言，本专利技术涉及用于处理从含烃沉积物获得的烃类的工艺，其中所述烃类包括液体烃类与含有硫化氢和硫醇的气体组份的混合物。首先将此混合物分离为液体或半固体烃相和主要包含被诸如硫化氢和硫醇等含硫化合物污染的烃燃料气的气相中。当使用原位SAGD工艺从油砂回收烃类时，液体或半固体烃类包含沥青。然后使经分离气体组份与贫油(轻质烃，例如煤油、石脑油等)接触，以使得硫醇被贫油吸收以形成含硫(sour)油或富油。将含有硫化氢的气体产物与富油分离，并加以处理以去除和/或转化硫化氢，来产生可在地上设施的其它地方用作燃烧产物的脱硫燃料气产物，具体而言生成用于SAGD工艺的蒸汽。然后优选通过与贫油或等效烃混合以减小液体或半固体烃类的粘度来处理经分离液体烃类，使得其可经输送用于在精炼厂中加工。另一选择为，液体或半液体烃类可与富油或富油与贫油的混合物混合。在此替代方法中，含有硫醇的富油伴随液体烃类到达精炼厂，在精炼厂可对硫醇连同烃类一起进行加工以形成石油相关产物。在优选工艺方案中，使用SAGD工艺获得液体烃类与气体组份的混合物。当沥青是在SAGD工艺中所获得的液体或半固体烃时，稀释剂烃(即贫油、富油或两者的混合物)的添加导致形成稀沥青，然后可容易地将稀沥青从进行沥青的SAGD原位回收的区域输送到精炼厂操作。可使用许多气液接触工艺处理在与贫油接触或利用其洗涤后获得的气体产物或低硫醇燃料气以去除硫化氢和/或将其转化成元素硫。在一个优选工艺中，使气体产物与碱溶液或苛性碱溶液在气液质量转移装置中接触，在其中硫化氢被苛性碱溶液吸收并转化以产生不含硫的燃料气，所述不含硫的燃料气可用于在其它工艺单元操作中燃烧。然后在生物反应器中使用空气处理废或富硫苛性碱溶液，在生物反应器中细菌在限氧条件下氧化经吸收的硫，以形成元素硫且同时再生苛性碱溶液用于循环返回以接触进入气体产物。可用于产生不含硫的燃料气的其它硫化氢去除工艺包括采用克劳斯反应(Clausreaction)的那些。例如，可在使用二氧化硫(SO2)作为氧化剂的工艺中处理不含硫醇的气体产物，以通过经改良液相克劳斯反应将H2S转化成元素硫。所形成的元素硫可溶于反应溶液中，此消除高压设备中的循环固体。接着使元素硫结晶并使用经设计以处置固体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理从含烃沉积物获得的烃类的方法，其包含a)提供从含烃沉积物获得的液体烃类与气体组份的混合物，其中所述气体组份包含硫化氢和硫醇；b)从所述气体组份分离所述液体烃类；c)使所述气体组份与贫油接触，由此使所述硫醇被所述贫油吸收以形成富油；d)从所述富油分离含有所述硫化氢的气体产物；e)处理所述气体产物以去除所述硫化氢以产生贫燃料气；以及f)在输送到精炼厂用于加工之前处理在步骤b)中所获得的所述液体烃类以减小粘度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.29 US 13/688,6651.一种处理从含烃沉积物获得的烃类的方法，其包含a)提供从含烃沉积物获得的液体烃类与气体组份的混合物，其中所述气体组份包含硫化氢和硫醇；b)从所述气体组份分离所述液体烃类；c)使所述气体组份与贫油接触，由此使所述硫醇被所述贫油吸收以形成富油；d)从所述富油分离含有所述硫化氢的气体产物；e)处理所述气体产物以去除所述硫化氢以产生贫燃料气；以及f)在输送到精炼厂用于加工之前处理在步骤b)中所获得的所述液体烃类以减小粘度。2.根据权利要求1所述的方法，其中使用SAGD工艺获得液体烃类与气体组份的所述混合物。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体烃类包含沥青。4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤f)中的液体烃类的所述处理包含将所述液体烃类与稀释剂烃混合。5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤f)中的液体烃类的所述处理包含将所述液体烃类与来自步骤d)的所述富油混合。6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤f)中的液体烃类的所述处理包含将所述液体烃类与稀释剂烃和来自步骤d)的所述富油混合。7.根据权利要求1所述的方法，其中来自步骤d)的所述气体产物的所述处理包含使所述气体产物与液体溶液在气-液接触器中接触以将所述硫化氢转化成元素硫。8.根据权利要求1所述的方法，其中来自步骤d)的所述气体产物的所述处理包含使所述气体产物与液体溶液在气-液接触器中接触，接着进行氧化反应以将所述硫化氢转化成元素硫。9.根据权利要求1所述的方法，其中使来自步骤d)的所述富油与苛性碱接触来去除所述硫醇以形成再生贫油，由此将所述硫醇转化成硫醇盐，并转移到所述苛性碱中以形成废苛性碱。10.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤c)中使所述再生贫油与所述气体组份接触以自所述气体组份去除所述硫醇。11.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤f)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·瓦森，
申请(专利权)人：摩瑞奇曼公司，
类型：发明
国别省市：美国;US